春油菜是我国西北地区主要的油料作物,在农业生产中占据着重要地位。然而,春油菜生产中普遍存在施肥过量现象,过量施肥不仅会影响油菜的产量和品质,导致种植成本增加,还会降低肥料利用率,有较大的环境风险,不利于我国农业的绿色可持续发展。绿肥作为一种养分比较完全的清洁肥源,能否在春油菜生产中起到替代化肥的作用?替代化肥的潜力有多大?本研究在春油菜主产区青海省平安区和甘肃省民乐县布置了田间试验,采用裂区试验设计,主处理为不同的豆科绿肥,包括箭筈豌豆(Common vetch)、毛叶苕子(Hairy vetch)和休闲(Fallow);副处理为春油菜生长季不同的氮肥施用量,旨在探究豆科绿肥翻压还田及施氮量对春油菜产量、养分吸收与利用、品质及土壤养分的影响。青海平安春油菜季施氮水平为:0(N0)、40(N40)、80(N80)、120(N120,当地推荐施氮量下限)、160(N160,当地推荐施氮量上限)和200(N200)kg/hm~2,供试春油菜为青杂5号。甘肃民乐春油菜季施氮水平为:0(N0)、40(N40)、80(N80)、120(N120)、180(N180,当地优化施氮量)和240(N240,当地农户常规施氮量)kg/hm~2,供试春油菜为圣光402。主要研究结果如下:(1)豆科绿肥和施氮量对春油菜产量的影响在两地表现有明显差异,可能与土壤矿质氮含量高低有关:青海平安春油菜田土壤剖面矿质氮含量较低,种植翻压豆科绿肥显著增加了籽粒产量,不同绿肥条件下减氮最优处理分别为箭筈豌豆+N80、毛叶苕子+N40及休闲+N160,与当地推荐施氮量(120～160 kg/hm~2)相比,翻压箭筈豌豆时施氮量可减施33%～50%,翻压毛叶苕子时施氮量可减少67%～75%。甘肃民乐种植绿肥对春油菜籽粒产量无显著影响,不同绿肥条件下减氮最优处理分别为箭筈豌豆+N80、毛叶苕子+N80及休闲+N120,与当地推荐施氮量(N180)相比,翻压绿肥时可减施56%的氮肥。(2)较休闲相比,种植翻压豆科绿肥显著提高了油菜籽粒蛋白质含量,但同时也降低了籽粒含油率。随着施氮量的增加油菜籽粒含油率呈降低的趋势,降低氮肥施用量有助于油菜品质的提升。(3)春油菜田土壤氮平衡分析表明,翻压豆科绿肥时,春油菜田土壤氮素表观盈余量显著高于休闲。在青海平安,豆科绿肥改善了低施氮量条件(0-120 kg/hm~2)下土壤氮素的亏缺状态,在甘肃民乐豆科绿肥则增加了土壤氮素的盈余。(4)春油菜吸收的氮素中有50%以上来源于土壤,说明土壤是春油菜地上部氮素吸收和累积的主要氮素供应源。在青海平安,豆科绿肥的无机氮肥等价值为74.96%～99.62%,平均87.29%;在甘肃民乐,豆科绿肥无机氮肥等价值为67.23%～88.45%,平均77.89%。(5)在青海平安,绿肥处理对春油菜经济效益的增收效果优于休闲,箭筈豌豆和毛叶苕子处理的增幅分别为18.55%和24.57%;在甘肃民乐,绿肥处理的经济效益低于休闲,休闲条件下N120处理的净收益显著高于N240处理,与N180处理无显著差异,此时可节省33.33%和50%的氮肥。综上所述,春油菜区豆科绿肥替代化学氮肥的效果与播前土壤剖面矿质氮含量有关。在土壤矿质氮含量较低的青海平安,种植翻压箭筈豌豆和毛叶苕子可以替代33%～75%的无机氮肥,替代潜力达75%～100%,根据籽粒产量和土壤氮素表观平衡建议毛叶苕子配合施用40 kg/hm~2的氮肥;在土壤矿质氮含量较高的甘肃民乐,种植翻压豆科绿肥没有增加春油菜籽粒产量,降低了经济效益。因此,建议当年不种植豆科绿肥,施氮量直接减至120 kg/hm~2。