试验设在甘肃农业大学农学院试验地内.供试土壤为灌淤土，其基础肥力性状为：有机质10.75 g/kg、全N 0.61 g/kg、碱解N 17.14 mg/kg、全P 0.83 g/kg、速效P 25.90 mg/kg、速效K 32 mg/kg、容质量1.19 g/cm³、CEC 6.33 cmol/kg、pH 8.28，质地是轻壤土.

试验以播量和施氮量进行二因素裂区设计安排试验，播量为主区，设7.5 kg/hm²(D₁)、11.5 kg/hm²(D₂)、15.0 kg/hm²(D₃)3个水平，面积40 m²；施氮(尿素)量为副区，设不施氮(F₁)、600 kg/hm²(F₂)、1 000 kg/hm²(F₃)、1 400 kg/hm²(F₄) 4个水平，面积10 m²；试验均随机排列，以休闲熟化地作为对照(CK)，3次重复.在2003年7月中旬左右，留茬(茬高8cm)夏收春小麦后，立即灌水、浅耕、耙耱，整地，试验地肥力均匀，8月6日将供试油菜(华协1号)种子按试验设计播种于相应试验小区，播前以30 000 kg/hm²用量增施有机肥并将尿素按设计用量的60%作为基肥施入各试验小区，剩余40%在出苗后40d作追肥施用，麦收后至油菜收获期间不再增施磷钾肥.油菜生育期间灌水3次.

在饲料油菜苗期(9月24日)和收获(11月6日)，就试验地各小区与对照地分别随机、多点混合取耕层(0~15 cm)土样测定土壤各肥力指标.田间采集的原状土样室内风干后，土壤全氮采用半微量开氏法^[10]测定，碱解氮用碱解扩散法^[10]测定，全磷用HClO₄-H₂SO₄比色法^[10]测定，速效磷用0.5 mol/L NaHCO₃法^[10]测定，速效钾用NH₄OAc浸提，火焰光度法^[10]测定，pH用PTS-2C酸度计(土水比1：5浸提)^[11]测定，土壤有机质采用K₂Cr₂O₇容量法-外加热法^[10]测定，有机质氧化稳定性用袁可能法^[12]测定，其中氧化稳定系数(K_os)=(总有机碳-易氧化有机碳)/易氧化有机碳.

试验数据采用Excel和SPSS11.5软件进行统计分析.

春麦茬复种饲料油菜，相对于休闲熟化地(CK)，土壤耕层有机质均有不同程度的提高，并且在不同种植密度和施氮肥处理下，油菜收获期的耕层土壤有机质总高于苗期(图 1)，这可能是春小麦根茬还田和油菜根际微生物、土壤酶对土壤有机物料、稳定性有机碳分解、活化和积累的结果^[13].复种油菜苗期耕层土壤有机质质量分数随种植密度和施氮量的增大而增加，密度D₁，D₂，D₃处理下有机质质量分数依次提高了8.93%，0.54%，氮肥F₁，F₂，F₃，F₄处理下有机质质量分数依次提高了5.24%，1.94%，0.82%.在收获期，随种植密度的提高土壤有机质质量分数先增后减(D₂＞D₃＞D₁)，随施氮梯度的提高土壤有机质质量分数持续增加(F₄＞F₃＞F₂＞F₁).说明种植密度越大，作物对有机质等有效养分的吸收利用程度越大，在一定程度要大于土壤对有机质的活化，因而在油菜收获期表现出高密种植土壤有机质质量分数略低于中密种植，施肥(尿素)越多，越能缓冲作物对其它有效养分的耗竭性吸收利用程度，因此在大田作物生产中掌握适宜的种植密度和平衡施肥水平，不仅能达到高产、高效农事操作的目的，还能保持农田耕层土壤养分平衡、良好的结构状况，为土壤再次生产利用提高有力保障.

从表 1看出，复种油菜后耕层土壤中速效钾质量分数总是高于对照(CK)，全氮和全磷质量分数趋于降低态势，碱解氮、速效磷和氮素有效利用率则呈不同程度的提高趋势(p＜0.05).这说明油菜根系具有强大的吸肥能力和活化固定氮、磷、钾为有效氮、磷、钾的显著作用，这与前人研究结果^[14-15]一致.随油菜种植密度提高，苗期土壤中全氮不断降低，而N效率以及碱解氮、全磷、速效磷质量分数有所提高，收获期全氮、全磷不断减少，碱解氮、速效磷和N效率不断增加，处理间差异均不十分明显.随油菜施氮肥水平提高，苗期全氮、碱解氮和全磷质量分数均不断提高，N效率与速效磷质量分数不断减少，收获期全氮、全磷、碱解氮和速效磷质量分数逐渐提高，N效率却不断降低，处理间差异同样均不十分显著.不同种植密度与施氮肥水平对耕层土壤速效钾质量分数的影响无明显规律.这表明施氮肥水平越高，增施氮肥替代或缓冲土壤养分转化吸收利用的效果越明显，从而耕层土壤中有效养分的质量分数也就随之提高，油菜种植密度越高，其根系越庞大，根系分泌出的酸类物质及其转化有效养分的能力越强，油菜根系既能降低土壤容质量，又能改善土壤团聚体状况^[16].

麦茬复种饲料油菜后耕层土壤中有机碳(OC)和易氧化有机碳(ROOC)质量分数以及ROOC百分比均高于CK，而土壤稳定性有机碳(SOC)质量分数与SOC百分比以及有机碳氧化稳定系数(K_os)均低于CK，差异在p＜0.01水平上有统计学意义(表 2).这说明油菜作物能不同程度地提高土壤中腐殖质的分解速率，并能降低腐殖质与矿物质的结合程度，加速土壤肥力演化.在复种油菜全生育期，随种植密度和施氮肥水平的提高，耕层土壤中OC，ROOC和ROOC百分比均呈不断提高趋势，而SOC，SOC百分比和K_os均逐渐降低，差异均较显著.这说明提高油菜种植密度和增施氮肥不仅能增加土壤有机质质量分数，也可降低土壤有机质的氧化稳定性，提高土壤有机质代谢强度和养分供应能力，利于有效养分释放和土壤肥力提高，土壤有机质的氧化稳定性与土壤肥力成负相关关系^[12].

在不同种植密度和施氮肥处理下，通过对春麦茬复种饲料油菜苗期和收获期耕层土壤主要养分质量分数间的相关关系进行分析(表 3).结果表明，土壤有机质和碱解氮与OC的正相关性分析具有统计学意义(p＜0.01)，与K_os的负相关性分析具有统计学意义(p＜0.01)，土壤全氮在油菜苗期与OC正相关性分析无统计学意义，与SOC和K_os呈负相关性分析有统计学意义，在收获期其相关性正好相反，氮素利用效率与OC正相关性分析无统计学意义，在苗期与SOC和K_os均为正相关性，收获期却为负相关性，全磷与OC、SOC和K_os基本相关性分析无统计学意义，速效磷与OC呈正相关性，且苗期相关性分析有统计学意义(p＜0.01)，与SOC和K_os均呈负相关性，速效钾与OC呈正相关性，且收获期相关性分析有统计学意义(p＜0.01)，与SOC和K_os均呈负相关性，且收获期与K_os相关性分析极有统计学意义(p＜0.01).

土壤有机质是土壤肥力的重要物质基础.保持或提高土壤有机质质量分数不仅能促进土壤团聚体形成并保持其稳定性，同时能为土壤微生物生命活动提供能量.土壤有机质量分数及其动态主要取决于土壤中有机质(作物残茬)输入与降解间的平衡，在长期耕种土地上，土壤有机质的动态很大程度上受诸如施肥、种植制度和耕作等农业措施的影响.不同种植作物下投入、产出状况不同对土壤有机质质量分数的影响差异显著^[17]，不同轮作、施肥措施对土壤容质量、N、P、K、酸碱度、活性有机质质量分数、腐殖质总量及胡敏酸、富里酸质量分数等理化性质的影响也极其明显^[18]，施氮肥可以增加土壤全氮、土壤碱解氮的质量分数，氮磷钾化肥配施有机肥料可以使土壤有机质、全氮和全磷大幅度增加，利于培肥地力^[19].本试验结果表明，复种油菜不仅能加速对前茬春小麦残茬的腐化降解，提高土壤有机质质量分数，也能提高土壤碱解氮、速效磷和速效钾质量分数以及氮素有效利用率，不同油菜种植密度和施氮量对土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷和速效钾质量分数以及N效率均有不同程度的影响.

土壤活性有机质是指土壤中有效性较高、易被土壤微生物分解利用、对植物养分供应有最直接作用的那部分有机质，主要包括溶解性有机碳、微生物生物量、轻组有机质^[20-21]，它是土壤矿化N的一个主要来源，对维持团粒结构稳定性有重要作用^{[16, 22]}，其质量分数和动态变化可以反映土壤有效养分库的大小及其在土壤中的周转，也可作为土壤潜在生产力和由土壤管理措施变化而引起土壤有机质变化的早期预测指标^[23].农田土壤有机质和活性有机质各组分的质量分数主要受到施肥、翻耕、灌溉、秸秆处理等管理措施的影响^[24]，轮作系统引入豆科作物后，有机碳和易氧化有机碳质量分数增加，苜蓿连作土壤耕层K_os也明显降低，有机肥或有机无机配施能明显提高易氧化有机碳的质量分数，降低有机质的氧化稳定性，降低其K_os值，增强土壤对养分的供、贮能力，提高土壤肥力水平^[25].本试验结果显示，复种油菜能极显著性提高耕层土壤中有机碳和易氧化有机碳质量分数，而K_os明显降低，油菜种植密度和施氮肥量越高，对耕层土壤中有机碳和易氧化有机碳质量分数的提高越明显，差异明显.这说明复种油菜对耕层土壤有效养分的活化具有积极的作用，另外种植密度越高，土壤持有有机体总量增加，为土壤微生物造就了优越的环境，微生物活动大大促进了腐殖质的形成，加强了有机态营养物质向无机态的转化，增施氮肥及有机肥越多，不仅对油菜群体有机体的扩增越明显，对土壤微生物数量和生物量的提高也越明显^[26-27]，可见，油菜种植密度与施氮肥对土壤有效养分的转化具有较明显的作用.试验结果还表明，耕层土壤有机碳和K_os分别与有机质、碱解氮、速效磷、速效钾正相关关系和负相关关系具有统计学意义，但在不同油菜生育期其相关程度有所不同，其它土壤肥力指标间相关性并不十分明显，规律性也不强，表明土壤有机碳和K_os可作为土壤有效养分利用潜力的表征指标，从而可反映土壤肥力的高低，其详细机理有待进一步研究.