可持续生产是我国集约化农业生产面临的首要问题。试验于2005年在北京海淀区东北旺中德项目试验基地进行，研究在单作春玉米的基础上，通过增加春甘蓝和秋菠菜的两季蔬菜，在实现合理灌溉制度的条件下，以氮素专家系统为推荐工具进行蔬菜合理氮素调控和对春玉米采用根层氮素平衡管理为基础的条件下，比较春甘蓝-春玉米-秋菠菜一年三作的集约化轮作种植体系及春玉米单作体系的农学效应、环境效应及经济效益，探索在合理水肥管理措施下，实现集约化粮菜轮作体系可持续发展、进一步提高资源利用效率与经济效益并重的作物生产体系，结果表明： 1.与春玉米单作处理相比，春甘蓝-春玉米-秋菠菜一年三作的轮作种植处理中春甘蓝和秋菠菜的产量分别达到56t/hm2、14t/hm2；轮作春玉米的产量没有降低，反而较单作春玉米增加381kg/hm2。分析两种种植体系下的水氮投入，单作体系投入氮素95kg/hm2、灌溉水120mm；轮作体系投入氮素347kg/hm2、灌溉水521mm。轮作体系轮作春玉米氮肥偏生产力为180.4kg/kg，较单作春玉米提高33.8％；轮作春玉米灌溉水利用率为127.5kg/mm·hm2较单作春玉米提高25.9％。 2.两种体系下周年土壤无机氮结果表明，采用合理水氮管理措施下的轮作体系秋菠菜收获后，0～200cm土体无机氮残留量始终维持一个较低水平，与试验前差别不大，没有出现向深层累积淋失现象；两个生产体系的春玉米生长季，土壤无机氮含量的变化表现为随生长期而下降的趋势；土壤剖面根系分析结果表明，轮作体系中春玉米根系深度较深，对深层土壤氮素的吸收利用，不仅增加了玉米产量，而且减少蔬菜土壤硝酸盐向下淋洗的可能。 3.采用春甘蓝-春玉米-秋菠菜一年三季轮作种植模式，取得了可观的经济收益。轮作体系的总投入成本为29193元/hm2，产出收益为78925元/hm2，净收益49732元/hm2，投入产出比为2.7∶1。单作体系总投入成本为6413元/hm2，产出收益为11344元/hm2，净收益4931元/hm2，投入产出比为1.6∶1。 4.春甘蓝与秋菠菜的实际氮素吸收量分别仅占采用氮素专家系统预测的氮素吸收量的81.6％及78.8％，可以看出，在试验区气候条件下，用氮素专家系统预测蔬菜生长和管理氮肥，还需对参数作适当微调。