烤烟是西南贫困地区重要的经济作物,实现烤烟优质生产关系到烟农脱贫致富、地方财政和国家税收多方利益。烤烟不耐连作,采用轮作方式,保持土壤健康是实现烟区农业生产可持续发展的重要保障。在不同种植制度中,弄清养分的来源、去向,关系到养分资源的优化管理和作物的高产优质。本文以黔北烟区长期定位试验基地为依托,通过3年的试验,研究两种种植模式(烤烟轮作、烤烟连作)、两种施肥制度(有机肥与化肥配施、单施化肥)不同作物(烤烟、玉米、小麦)对氮磷钾养分的利用及径流损失,旨为黔北烟区土壤养分资源的科学管理及农业生产的可持续发展提供科学依据。主要研究结果如下:1.降雨是黔北烟区作物生产的主要水源。试验区年平均降水量829.27mm(统计期间2008-2012年),5-9月的降雨量占总降雨量的61.78%,降雨基本满足烤烟或玉米的需水要求,但存在时空分布不均的问题,在春旱或伏旱期间影响移栽或后期生长,在夏季暴雨期间引起径流及养分流失。2.雨水中含有丰富的养分,随雨水进入农田的无机氮占当季作物施肥量的13.86%～21.53%(烤烟季16.21%～21.53%、玉米季13.86%～18.21%)、钾占当季施肥量的7.04%～27.75%(烤烟季7.04%～10.63%、玉米季18.17%～27.75%)。其中,输入量以铵态氮最高,表现为:K+>NH4+>NO3>P。3.地下径流量与降雨量呈正相关。在每个作物季,前期地下径流量较大,中后期较少。不同的种植制度之间,轮作大于连作;单施化肥处理高于配施有机肥处理。4.降雨是养分径流损失的驱动力,地下径流中的铵态氮0.14mg/L～1.52mg/L,硝态氮10.59～35.35mg/L,钾离子11.3mg/L～40.6mg/L,但未检测到磷的存在,说明磷主要残留在土壤中。5.在烤烟～玉米轮作中,氮、磷、钾的投入与输出比分别为0.57、0.69和0.73;在烤烟连作中,对应氮、磷、钾的投入输出比分别为0.73、1.44和1.38,说明烤烟连作造成大量养分残留在土壤中,这是导致养分径流损失的内在因素。此外,高量的磷累积导致土壤养分比例失衡,可能是导致烤烟连作产质量下降的原因之一。6.通过降低肥料用量和配施有机肥后,作物的养分表观利用率显著上升。轮作区作物的氮、磷、钾养分表观利用率分别为82.41%、78.11%和64.85%,显著高于连作区(氮47.47%、磷 17.83%、钾 33.45%)。7.不同种植模式下的土壤全氮、全钾含量无显著变化,但全磷含量逐年上升,配施有机肥的处理土壤有机质含量上升。在烤烟种植后土壤碱解氮和速效钾含量明显上升,但小麦种植后显著下降,轮作区玉米种植后也使土壤碱解氮和速效钾含量显著下降。