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小麦玉米套作是内蒙古河套灌区常用的种植模式，二者之间的竞争属于协同或弱竞争，小麦玉米套作共生期87天，共生期开始时，小麦正由苗期向拔节期过渡，将进入快速生长阶段，代谢速度较快，对氮、磷等肥料的需求较大，将吸收一部分来自玉米带中的养分，同时对小麦的追肥也有一部分补充进入玉米带，而此时玉米处于播种期至苗期之间，植株营养体较小，生长缓慢，对肥料的需求不大，无明显种间竞争。在共生期中段，小麦处于抽穗期至灌浆期之间，植株长势变缓，对土壤中氮、磷等养分的需求变小，玉米则将进入快速生长阶段，植株生长旺盛，对土壤养分的需求则增加，此消彼长，无明显的种间竞争。在共生期后期，即三水以后，小麦处于灌浆期至成熟期之间，其根系对土壤中氮、磷等养分的吸收能力显著下降，以植株营养体中的氮、磷等养分将向籽粒中转运为主，而玉米处于拔节期，生长旺盛，对肥料需求较大，穴施追肥能够保证肥料不流入小麦带，同时能够吸收一部分小麦带中残留的养分，对小麦生长没有产生较大影响。可见，在内蒙古河套灌区进行小麦/玉米套作，能够较好地满足小麦、玉米对氮、磷等养分的需求，能够进行较好的互补，通过套作组分中养分的转移，提高作物对氮、磷等养分的利用效率，减少小麦收获后土壤中的氮、磷残留。
FAO在1960—1977年对全世界10万多个肥料试验结果研究表明，最好的施肥处理平均增产67%（陆景陵，2003），氮磷配施、施氮对小麦产量影响较大，磷肥较小（唐拴虎等，1994；王旭刚等，2007），在一定施肥范围内，增施氮肥有利于磷肥效应的发挥（张玉龙等，2003），在小麦产量不降低的前提下，节氮的空间较大（范仲学等，2003），氮、磷肥互作效应对小麦产量的影响较氮肥的影响更显著（李志贤等，2010）。王旭刚等（2007）在陕西长武县对旱地小麦进行的氮、磷配施试验表明，氮磷配施对小麦具有明显的增产作用，且大于单施肥，单施磷肥没有显著增产作用，赵海波等（2009）对济麦22研究认为，氮磷肥配施能够明显提高小麦千粒重，过量施用肥料千粒重明显降低。本研究表明，在小麦玉米套作条件下，施氮在一定量内，与小麦千粒重（产量）、玉米百粒重（产量）之间表现为正相关（N 0 ～N 2 ），而施氮过多（N 3 ）则表现为负相关，中氮中磷处理（N 2 P 2 ）比空白处理增产71.23%（小麦）、62.14%（玉米），高氮、高磷处理并不能有效增加作物的产量，甚至产生负效应，中氮中磷处理（N 2 P 2 ）能够较好地满足小麦玉米套作生长发育过程中对氮、磷肥料的需求，充分合理地利用肥料。各处理对小麦影响具体表现为：氮磷交互＞氮素＞磷素。
薛亮等（2008）利用频率分析法对夏玉米的水氮耦合效应进行研究，曹鲜艳等（2012）也通过频率分析法研究了黄芩产量与氮、磷、钾肥料的响应关系，寻优结果较好。本研究中，小麦玉米套作籽粒产量与氮、磷肥之间满足二次型回归模型，氮肥、磷肥及氮磷交互效应对产量产生显著影响，综合考虑氮、磷单因素及二因素结果表明，小麦最佳施氮量在167.67～196.61kg/hm 2 ，最佳施磷量在 130.43～186.64kg/hm 2 ；玉米最佳施氮量在 222.10～299.14kg/hm 2 ，最佳施磷量在156.14～188.00kg/hm 2 。
综上所述，过量及不合理施肥是造成作物产量降低、肥料利用率较低的主要原因，氮、磷配比平衡施肥能够较好地提高作物产量及肥料利用率，为减轻农业面源污染，提供了一定的指导作用。