





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (8): 1653-1671.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.08.005
陈宣伊1,2(
), 郭星星3, 张向前1,2,3,*(
), 路战远1,2,3,*(
), 刘凌悦4, 罗方4, 李金龙4, 张传玲4, 张志青5, 车曼青5
收稿日期:2025-09-08
接受日期:2026-03-23
出版日期:2026-04-16
发布日期:2026-04-21
通信作者:
联系方式:
陈宣伊,E-mail:1014067644@qq.com。
基金资助:
CHEN XuanYi1,2(
), GUO XingXing3, ZHANG XiangQian1,2,3,*(
), LU ZhanYuan1,2,3,*(
), LIU LingYue4, LUO Fang4, LI JinLong4, ZHANG ChuanLing4, ZHANG ZhiQing5, CHE ManQing5
Received:2025-09-08
Accepted:2026-03-23
Published:2026-04-16
Online:2026-04-21
摘要:
【目的】阐明玉米大豆间作模式对玉米带冠层光环境异质性及光能利用效率和产量形成的影响,明确大兴安岭沿麓黑土区适宜机械化作业的玉米大豆间作模式,以促进该地区农业生产效率提升。【方法】于2023—2024年在内蒙古大兴安岭沿麓黑土区阿荣旗开展田间试验,以玉米‘益农玉12’和大豆‘东生19’为供试材料,对玉米冠层光环境进行可视化,分析2行玉米-2行大豆(2M2S)、4行玉米-4行大豆(4M4S)、4行玉米-2行大豆(4M2S)、6行玉米-6行大豆(6M6S)、6行玉米-4行大豆(6M4S)、6行玉米-2行大豆(6M2S)6个间作处理的冠层结构、光能利用和产量形成的差异性。【结果】(1)4M4S因增加了边际行进光量且内行光环境得到改善,整体冠层结构指标较好,2M2S次之;4M4S和2M2S在抽雄-吐丝期和灌浆期光能利用效率及光合速率显著高于其余处理。(2)4M4S玉米产量差异与2M2S不显著,大豆产量显著高于2M2S,4M4S土地当量比最高,两年分别为1.61和1.60,其余处理分别在1.31—1.56和1.28—1.53;且4M4S机具适配性更好,结合作业成本,产投比最高,达6.61,分别比其他处理提高7.39%—32.28%。【结论】冠层上层(L160、L200)是间作玉米光环境调控和光合作用发挥作用的关键层位,不同空间行位间,冠层结构、光合特性与产量形成的关联程度存在明显差异,且以边行玉米最为显著。Mantel检验表明,光环境结构与光合效率之间存在较强耦合关系,冠层受光条件的改善能够通过增强光合作用促进产量形成。4M4S受边际效应增强和内行光分布改善,玉米产量与传统2M2S模式差异不显著,但大豆产量显著提高(P<0.05),土地当量比最高、复合产投比更高。在大兴安岭沿麓黑土区,4M4S间作模式能够在增产增效的同时,实现全程机械化作业水平的提升和促进生态农业可持续发展。
陈宣伊, 郭星星, 张向前, 路战远, 刘凌悦, 罗方, 李金龙, 张传玲, 张志青, 车曼青. 间作行比对玉米冠层光环境异质性和光合物质生产的影响[J]. 中国农业科学, 2026, 59(8): 1653-1671.
CHEN XuanYi, GUO XingXing, ZHANG XiangQian, LU ZhanYuan, LIU LingYue, LUO Fang, LI JinLong, ZHANG ChuanLing, ZHANG ZhiQing, CHE ManQing. Impacts of Intercropping Row Patterns on the Heterogeneity of the Light Environment and Photosynthetic Product Production in Maize Canopy[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2026, 59(8): 1653-1671.
表1
不同处理田间配置实验设计"
| 处理 Treatment | 玉米种植密度 Maize planting density (plants/hm2) | 大豆种植密度 Soybean planting density (plants/hm2) | 带宽 Band width (cm) | 小区种植 面积 Plot planting area (m2) | 玉米大豆 行比 Maize-soybean row ratio | 同垄行距 Same ridge row spacing (cm) | 垄间行距 Row spacing between ridges (cm) | 玉米株距 Maize plant spacing (cm) | 大豆株距 Soybean plant spacing (cm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2M2S | 54570 | 127500 | 220 | 880 | 2﹕2 | 45 | 65 | 16.6 | 7.1 |
| 4M4S | 54570 | 127500 | 440 | 1760 | 4﹕4 | 45 | 65 | 16.6 | 7.1 |
| 4M2S | 72765 | 85000 | 330 | 1320 | 4﹕2 | 45 | 65 | 16.6 | 7.1 |
| 6M6S | 54570 | 127500 | 660 | 2640 | 6﹕6 | 45 | 65 | 16.6 | 7.1 |
| 6M4S | 65490 | 102000 | 550 | 2200 | 6﹕4 | 45 | 65 | 16.6 | 7.1 |
| 6M2S | 81855 | 63750 | 440 | 1760 | 6﹕2 | 45 | 65 | 16.6 | 7.1 |
表2
间作行比对各行列玉米单株产量和平均行列单株产量的影响"
| 年份 Year | 处理 Treatment | 边际行单株产量 Outer row yield (g) | 次边际行单株产量 Adjacent row yield (g) | 内行产单株产量 Inner row yield (g) | 平均行列单株产量 Mean row yield (g) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2023 | 2M2S | 204.56±6.32b | - | - | 204.56±6.32a |
| 4M4S | 208.43±6.90ab | - | 154.86±6.49a | 181.65±6.7b | |
| 4M2S | 180.32±3.73c | - | 118.89±2.43b | 149.61±3.08cd | |
| 6M6S | 214.46±1.38a | 135.38±3.30a | 114.48±1.80c | 154.77±2.16c | |
| 6M4S | 192.54±3.77b | 122.89±2.64b | 115.01±6.60bc | 143.48±4.34d | |
| 6M2S | 145.38±2.46d | 114.88±3.96c | 119.70±3.88b | 126.65±3.43e | |
| 2024 | 2M2S | 198.77±6.77a | - | - | 198.77±6.77a |
| 4M4S | 200.44±5.86a | - | 167.35±3.67a | 183.90±4.77b | |
| 4M2S | 153.90±4.19c | - | 142.78±1.86b | 148.34±3.03cd | |
| 6M6S | 193.10±4.97a | 139.65±8.06a | 137.06±1.81bc | 156.60±4.95c | |
| 6M4S | 171.39±6.39b | 135.51±2.29a | 137.07±5.52bc | 147.99±4.73cd | |
| 6M2S | 150.39±5.90c | 138.97±6.34a | 130.24±4.30c | 139.87±5.51d |
表3
间作行比对玉米、大豆模式产量和土地当量比的影响"
| 处理 | 玉米产量 Maize yield (kg·hm-2) | 大豆产量 Soybean yield (kg·hm-2) | 土地当量比 LER | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2023 | 2024 | 2023 | 2024 | 2023 | 2024 | |
| 2M2S | 11534.66±739.70a | 11529.00±576.45a | 971.24±49.21c | 1053.99±30.47c | 1.56 | 1.53 |
| 4M4S | 10157.31±692.43a | 10446.48±522.40a | 1610.65±29.52a | 1606.25±64.27a | 1.61 | 1.60 |
| 4M2S | 11137.63±840.58a | 10481.36±524.07a | 553.91±47.55d | 535.77±60.62d | 1.39 | 1.26 |
| 6M6S | 7778.72±479.19c | 8059.35±268.64c | 1649.01±77.19a | 1635.49±30.72a | 1.36 | 1.36 |
| 6M4S | 9077.41±332.57b | 9402.52±313.42b | 1334.97±94.30b | 1239.96±40.44b | 1.41 | 1.37 |
| 6M2S | 10916.42±566.66a | 11215.46±373.85a | 398.29±40.07e | 384.41±20.61e | 1.31 | 1.28 |
表4
不同间作行比模式2年平均生产、投入及经济效益"
| 处理 Treatment | 复合农资成本 Agricultural supplies (yuan/hm2) | 复合劳动成本 Labor cost (yuan/hm2) | 复合毛利润 Product value (yuan/hm2) | 复合净利润 Net profit (yuan/hm2) | 复合产投比 Profit margin |
|---|---|---|---|---|---|
| 2M2S | 2587.50 | 2075.71 | 28714.52 | 24051.31 | 6.16 |
| 4M4S | 2587.50 | 1728.07 | 28537.68 | 24222.12 | 6.61 |
| 4M2S | 2910.00 | 1931.67 | 25258.07 | 20416.40 | 5.22 |
| 6M6S | 2587.50 | 1690.48 | 23600.77 | 19322.79 | 5.52 |
| 6M4S | 2781.00 | 1773.44 | 24959.73 | 20405.29 | 5.48 |
| 6M2S | 3071.25 | 1964.57 | 25174.99 | 20139.17 | 5.00 |
图10
玉米冠层光环境、冠层结构、光合物质生产及产量间相关性分析 图A中展示了玉米带不同冠层高度(L20、L80、L160和L200处)的冠层有效光辐射(PAR)、冠层透光率(CTR)、冠层消光系数(K)、冠层光截获率(CLIR)、株高(H)、全株干重(DWT)、茎干重(SDW)、叶干重(LDMC)、籽粒干重(KDW)、间作外行玉米单株产量(Maize yield(C1))、间作次外行玉米单株产量(Maize yield(C2))、间作内行玉米单株产量(Maize yield(C2))、大豆玉米间作系统产量(System yield)和净光合速率(Pn)、玉米光能利用效率(LUE)、各处理平均玉米单株产量(Maize yield)和土地当量比(LER)间的多矩阵相关性分析。图B、C、D分别展示了玉米带边际行、次边际行和内行的冠层有效光辐射(PAR)、冠层透光率(CTR)、冠层消光系数(K)、冠层光截获率(CLIR)、净光合速率(Pn)、玉米光能利用效率(LUE)和单株产量(Yield per plant)间的相关性分析"
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