帶幅設(shè)計對玉米/苜蓿間作群體光環(huán)境特征及光能利用效率的影響

吳玉環(huán)，王自奎，劉亞男，馬千虎

（蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州大學(xué)草業(yè)科學(xué)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，甘肅 蘭州 730020）

黃土高原是典型的旱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，主要種植作物為冬小麥（Triticum aestivum）、玉米（Zea mays）和紫花苜蓿（Medicago sativa），常年連作和過量施肥已在部分區(qū)域造成嚴(yán)重的土壤污染和深層干燥化等問題。間作、輪作、免耕、覆蓋等耕作管理模式的改進(jìn)是緩解農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)資源壓力，提高生產(chǎn)的可持續(xù)性的有效途徑。間作是指在同一土地上同時種植兩種或多種作物的種植模式，與單作相比，由于不同作物在時間和空間上的合理搭配，可以使光能、水分、養(yǎng)分等農(nóng)業(yè)資源得以高效利用［1-3］。苜蓿是我國北方主要種植的豆科牧草，具有較高的營養(yǎng)品質(zhì)且抗旱高產(chǎn)，玉米是主要的糧飼兼用型作物。與單作相比，二者間作可提高飼草的品質(zhì)、農(nóng)田的綜合產(chǎn)出和經(jīng)濟(jì)效益，且具有保水固土、增加土壤有機(jī)質(zhì)和提高氮素利用效率的優(yōu)勢［4］。輻射是影響間作模式中各作物之間資源競爭的最主要環(huán)境因子之一，大多數(shù)間作群體產(chǎn)量占優(yōu)勢主要是由于作物所吸收的光合有效輻射較單作增加［5-10］。與單作種植相比，間作群體冠層的空間分布更有利于光能的截獲和輻射利用效率，高矮作物間作群體尤為明顯［11-13］。例如于海林等［14］研究指出，玉米與草木樨（Melilotus suaveolens）間作其中層、底層光照強(qiáng)度分別比單作高43.2%和27.9%，間作光能利用率比單作高39.4%。間作帶幅的設(shè)計會直接影響間作群體中底層作物接收輻射的質(zhì)量和數(shù)量，進(jìn)而會影響間作群體中的競爭關(guān)系和系統(tǒng)產(chǎn)量。Yang 等［15］研究發(fā)現(xiàn)，玉米/大豆間作中大豆（Glycine max）接收的光合有效輻射（photosynthetic active radiation，PAR）及紅光遠(yuǎn)紅光比均隨著玉米行距的減小而降低，且間作會導(dǎo)致大豆幼苗高度增加、產(chǎn)量降低。崔亮等［16］研究表明，玉米和大豆間距為50 cm 的套作模式優(yōu)化了大豆群體的冠層結(jié)構(gòu)，保證了大豆對有限光能的截獲量，在一定程度上滿足了大豆生長所需的輻射，從而使光合作用達(dá)到最大值。苜蓿為喜光豆科植物，與玉米間作之后光環(huán)境的改變對其生長發(fā)育必然會產(chǎn)生一定的影響，但是目前相關(guān)的研究還很缺乏。間作群體冠層結(jié)構(gòu)空間變異大，輻射的實(shí)時連續(xù)測定費(fèi)時費(fèi)力，光能模型是計算間作群體光環(huán)境特征的重要工具［17-20］。所以本試驗(yàn)將在前人研究的基礎(chǔ)上以玉米/苜蓿間作群體為研究對象，設(shè)計不同的間作帶幅寬度和比例，結(jié)合苜蓿/玉米間作群體輻射傳輸模型研究帶幅設(shè)計對玉米/苜蓿間作群體輻射截獲、產(chǎn)量及光能利用的影響，以期對該間作群體栽培管理提供理論依據(jù)和有效途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)于2018 年4 月至9 月在甘肅省慶陽市西峰區(qū)蘭州大學(xué)慶陽黃土高原試驗(yàn)站（N 35°39′，E 107°51′，海拔1297 m）進(jìn)行。該區(qū)的地貌特征為黃土旱塬，春冬寒冷干燥，夏季多雨，屬大陸性季風(fēng)氣候，多年平均年降水量567.5 mm，年均蒸發(fā)量1504 mm，且降水年際間分配不均，主要集中在7-9 月，多年平均氣溫10.1 ℃（2001-2019 年）。供試土壤為粉壤土，無灌溉條件。2018-2019 年以及多年平均（2001-2019年）作物生育期溫度和降水變化如圖1 所示。

圖1 作物生育期溫度降水變化Fig. 1 Changes in temperature and precipitation during crop growth

1.2 試驗(yàn)設(shè)計與田間管理

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，試驗(yàn)設(shè)計5 個種植模式，分別為玉米單作（sole maize，SM）、紫花苜蓿單作（sole alfalfa，SA）、玉米/紫花苜蓿1∶2 間作（1 行玉米間作2 行紫花苜蓿one row of maize intercropped with two rows of alfalfa，I12）、玉米/紫花苜蓿2∶2 間作（2 行玉米間作2 行紫花苜蓿two rows of maize intercropped with two rows of alfalfa，I22）和玉米/紫花苜蓿2∶4 間作（2 行玉米間作4 行紫花苜蓿two rows of maize intercropped with four rows of alfalfa，I24）。每個處理設(shè)置3 個重復(fù)。單作玉米行距為50 cm，株距為30 cm，單作苜蓿的行距為30 cm。間作處理中苜蓿與玉米在各自帶幅上的種植密度與單作相同。

試驗(yàn)選擇玉米品種為龍生19 號（Z. mayscv. Longsheng No.19），紫花苜蓿品種為隴東苜蓿（M. sativacv.Longdong）。苜 蓿 于2018 年4 月11 日 種植，條播，播量為15 kg·hm-2。玉 米于2018 年4 月25 日 和2019 年4 月23日播種，種植密度6.66 萬株?hm-2，在2018 年8 月17 日和2019 年8 月29 日收獲。播前施 尿素150 kg?hm-2，二胺225 kg?hm-2，玉米于大喇叭口期（2018 年7 月5 日和2019 年7 月10 日）追施尿素150 kg?hm-2。

1.3 測定指標(biāo)

1.3.1 玉米苜蓿的干物質(zhì)和土地當(dāng)量比 取苜蓿樣時，單作每個小區(qū)取3 行1 m 的長勢均勻的植株，間作每個小區(qū)取一個1 m 帶幅內(nèi)的全部植株；取玉米樣時，前期每個小區(qū)取10 株，定苗以后每個小區(qū)取3 株；植物樣在105 °C 殺青30 min 以后將溫度調(diào)至70 °C，烘至恒重后稱其干物質(zhì)重量。間作群體土地當(dāng)量比（land equivalent ratio，LER）計算公式為［21］：

式中：Yic和Yib分別代表兩作物的間作產(chǎn)量（kg?hm-2）；Ymb和Ymc分別代表兩作物的單作產(chǎn) 量（kg?hm-2）；LER＞1 為間作優(yōu)勢，LER＜1 為間作劣勢。

1.3.2 光合有效輻射（PAR）的測定 作物冠層底部的PAR 采用Sunscan 冠層分析儀（Delta-T Devices，Cambridge，UK）測定，作物的生育期中每隔15～20 d選擇晴朗的天氣測定，測定時間為8：00-18：00，每2 h測定1 次。測定時將其與作物行交叉布置。間作小區(qū)分別在玉米條帶和苜蓿條帶下方測定（圖2）。

圖2 間作群體中冠層下方光合有效輻射傳感器布置方式（以I24為例）Fig. 2 Placement of PAR sensor under the canopy of intercropping systems（take I24 as example）

1.4 間作群體輻射傳輸模型

間作作物群體中PAR 傳輸過程中經(jīng)過的擾動介質(zhì)包括玉米葉片、苜蓿葉片，所以間作冠層底部特定位置的輻射接收率（fraction of radiation transmission，ft）為［19］：

式中：g為作物的消光系數(shù)（作物葉片在垂直于光線方向的平面上的投影面積與葉片面積的比例）；LAD為玉米和苜蓿的葉面積密度（m2?m-3）；L為輻射在間作群體（玉米和苜蓿冠層）中的傳輸距離（m），通過太陽角度與間作冠層之間的幾何關(guān)系計算［22］；下標(biāo)M、A 分別代表玉米和苜蓿。消光系數(shù)g的計算公式［23］為：

式中：χ為反映作物葉片伸展方向的參數(shù)；φ為太陽天頂角。運(yùn)用輻射傳輸模型計算冠層底部的PAR 接收率時，在垂直于行的方向上每10 cm 計算一個點(diǎn)，然后求其平均值。

假設(shè)玉米和苜蓿的葉片在冠層內(nèi)均勻分布，那么葉面積密度（leaf area density，LAD）計算公式為：

式中：LAI為間作群體中玉米或苜蓿的葉面積指數(shù)（leaf area index）；w和wstrip分別表示間作帶幅寬（I24為2.2 m，I22為1.6 m，I12為1.1 m）和玉米或苜蓿條帶的寬度（m）；h為作物株高（m）。

建立光束在擾動介質(zhì)中傳輸?shù)膸缀文Ｐ停▓D3）。θa是太陽方位角α 和作物條帶方向的夾角。θb是光在條帶橫截面上的投影與垂直于地面方向的夾角。θc是光在條帶橫截面上的投影與光束的夾角。β是太陽高度角。wp為空行寬，wstrip為作物帶幅寬。幾何模型的各角度計算公式［19］為：

圖3 光束在擾動介質(zhì)中的傳輸Fig.3 Light beam transmission in turbid medium

式中：α為太陽方位角；δ、λ和τ分別為太陽傾角、試驗(yàn)地緯度和太陽時角。光在冠層中實(shí)際傳輸距離l為：

光透過玉米葉片的距離d＇為：

式中：d0是計算點(diǎn)到光傳輸?shù)阶詈笠粋€作物行的最右端的距離；dr是光的入射點(diǎn)到第一個作物行最右端的距離；N代表光束傳輸經(jīng)過的間作條帶數(shù)。其計算如下：

式中：h為作物冠層高度。

單作群體PAR 的截獲率根據(jù)Beer 定律計算［21］：

式中：LAI為葉面積指數(shù)；k為消光系數(shù)（光照下的作物葉片在水平方向上的投影面積與葉片總面積的比例），計算公式為［23］：

單作群體和間作群體冠層的輻射截獲量（radiation interception，I）為：

式中：I0為作物冠層上方的PAR，fPAR為冠層PAR 的截獲率。

1.5 PAR 傳輸模型的驗(yàn)證

PAR 光能瞬時傳輸模型的輸入?yún)?shù)包括試驗(yàn)地的經(jīng)緯度、日期、當(dāng)?shù)貢r間、作物參數(shù)（作物的行向、行距、株高和LAI）以及入射的PAR。采用作物冠層底部實(shí)測的PAR 對模型進(jìn)行驗(yàn)證，使用平均絕對誤差（mean absolute error，MAE）和均方根誤差（root mean square error，RMSE）反映模擬值與實(shí)測值之間的相對誤差和絕對誤差，值越小，表明模擬效果越好。計算公式［24］如下：

式中：Si和Oi分別表示PAR 的模擬值與實(shí)測值；N是觀察值的數(shù)目。

1.6 苜蓿和玉米的光能利用效率

光能利用效率（light use efficiency，LUE）［24］用下式計算：式中：W為地上部生物量（g?m-2）；RI為光能截獲量（MJ?m-2）；fPAR為作物冠層的太陽輻射截獲率。

1.7 數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft Excel 2016 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、制圖。用SPSS 19.0 統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)（Duncan 新復(fù)極差法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 苜蓿和玉米的干物質(zhì)產(chǎn)量

2018 年苜蓿的干物質(zhì)量遠(yuǎn)低于2019 年苜蓿的干物質(zhì)量（圖4）。與單作相比，2018 年處理I12、I22與I24的苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量在苜蓿第1 次刈割后分別比苜蓿單作降低了40.8%、43.4%和19.9%；第2 次刈割后比苜蓿單作降低了54.1%、47.5%和18.3%。而在2019 年第1 茬和第2 茬的苜蓿的干物質(zhì)量均高于單作處理，處理I12、I22與I24第3 茬的苜蓿干物質(zhì)量比單作低27.2%、25.8%和17.2%。在2018 年，單作處理干物質(zhì)產(chǎn)量顯著高于間作處理的干物質(zhì)產(chǎn)量（P＜0.05），而在2019 年各間作處理苜蓿的干物質(zhì)量分別比苜蓿單作高197.8、180.3和197.0 g?m-2。

圖4 在2018 和2019 年不同間作比例下苜蓿的干物質(zhì)量Fig. 4 Dry matter of alfalfa under different intercropping systems in 2018 and 2019

在2018 年，處理I12、I22和I24的玉米干物質(zhì)量比單作處理分別高102.2、13.9 和163.2 g?株-1。而 在2019 年，處理I24的玉米干物質(zhì)量最高，約為466.3 g?株-1，高于單作玉米8.7%。處理I12、I22和I24兩年總的玉米干物質(zhì)量分別為943.2、848.4 和1041.8 g?株-1，比SM 處理高12.1%、0.9%和23.9%（圖5）。說明隨著間作苜蓿帶幅的加大，玉米的干物質(zhì)產(chǎn)量呈增加趨勢。

圖5 在2018 和2019 年不同間作比例下玉米的干物質(zhì)量Fig. 5 Dry matter of maize under different intercropping systems in 2018 and 2019

2.2 苜蓿和玉米的系統(tǒng)生物量與土地當(dāng)量比

不同處理間的玉米生物量、苜蓿生物量和系統(tǒng)總生物量均具有顯著差異（P＜0.05），其中，在所有間作處理中，2018 年處理I24的系統(tǒng)產(chǎn)量最高（21.86 t?hm-2），而2019年處理I22的系統(tǒng)產(chǎn)量最高（23.80 t?hm-2）（表1）。就間作比例相同的處理I12和I24而言，兩年處理I24的系統(tǒng)總干物質(zhì)量分別是處理I12的1.18 和1.05 倍。在2018 年只有處理I24的土地當(dāng)量比大于1，其中，苜蓿的LER 均小于其種植比例，未表現(xiàn)出間作優(yōu)勢；間作玉米的LER 均大于其種植比例，表現(xiàn)出間作優(yōu)勢。所有間作處理在2019 年的LER 范圍為1.04～1.11，均大于1，表現(xiàn)出間作優(yōu)勢。說明間作處理在第2 年提高了作物產(chǎn)量，從而提高了土地利用效率。

表1 不同玉米/苜蓿間作處理下的系統(tǒng)生物量與土地當(dāng)量比Table 1 Total dry matter，land equivalent ratio under different maize/alfalfa relay strip intercropping systems

2.3 間作群體輻射傳輸模型的驗(yàn)證

PAR 的模擬值和實(shí)測值變化趨勢一致，PAR 日變化均呈“低-高-低”的趨勢，最高值、最低值分別出現(xiàn)在12：00-14：00 和18：00（圖6）。

圖6 不同間作比例下，作物冠層底部PAR 實(shí)測值與模擬值的比較Fig.6 Comparison between measured and simulated values of PAR at crop canopy bottom under different intercropping ratios

I12、I22和I24間作系統(tǒng)中，群體冠層底部的模擬值與實(shí)測值集中分布在1∶1 回歸直線附近，其回歸直線的斜率為0.7083，說明模擬值比實(shí)測值偏大。間作群體日輻射PAR 的模擬值與實(shí)測值之間的相關(guān)系數(shù)為0.8385（圖7）。這說明模擬值與實(shí)測值接近，該模型可以較為準(zhǔn)確的模擬玉米/苜蓿間作的作物冠層底部的PAR。其中，苜蓿比玉米冠層底部PAR 的模擬效果好。

圖7 間作群體冠層底部PAR 實(shí)測值與幾何模型計算的模擬值的散點(diǎn)分布Fig. 7 Scatter distribution of measured and simulated PAR of intercropping system calculated by geometric models

I12、I22和I24間作群體的模擬值與實(shí)測值平均絕對誤差和均方根誤差范圍分別為7.4～130.8 μmol?m-2?s-1和8.8～166.5 μmol?m-2?s-1（表2），I12、I22和I24間作群體全天平均模擬結(jié)果與實(shí)測值的平均絕對誤差分別為58.0、62.2 和56.7 μmol?m-2?s-1，均方根誤差分別為67.8、65.8 和66.3 μmol?m-2?s-1。由此可以看出，在這3 種間作模式下，模型的應(yīng)用都比較好，尤其是在光強(qiáng)較弱的條件下模擬效果最好。

表2 I12、I22和I24間作群體的模擬值與實(shí)測值的平均絕對誤差和均方根誤差Table 2 The MAE and RMSE of simulated values and measured values of I12，I22 and I24 intercropping systems（μmol?m-2?s-1）

2.4 苜蓿和玉米的光能截獲量和利用效率

隨著玉米苜蓿間作生育期的不斷延長，玉米苜蓿的冠層結(jié)構(gòu)也在發(fā)生著變化。在生育前期（玉米與苜蓿的株高相差不大），各個處理苜蓿接收的光合有效輻射無顯著變化（圖8）；在生育后期，玉米生長迅速，玉米與苜蓿之間產(chǎn)生的高度差逐漸增大，單作處理苜蓿冠層頂部所接收的光合有效輻射高于間作處理的苜蓿（圖8）。

圖8 2019 年苜蓿整個生育期內(nèi)冠層頂部PAR（IA）與總PAR的比值（I0）Fig. 8 Dynamic characteristics of ratio of photosynthetically active radiation in alfalfa upper layer（IA）to total radiation（I0）during the whole growth seasons in 2019

2018 年單作玉米的光能截獲量最多，為546.0 MJ?m-2，分別比處理I12、I22和I24群體高22.1%、5.7%和8.5%（表3）。單作處理第1 茬苜蓿截獲的PAR 低于處理I12和I24間作苜蓿，但第2 茬苜蓿的PAR 截獲量高于所有間作處理。2019 年，單作苜蓿的光能截獲量最高，為1046.5 MJ?m-2，分 別 比I12、I22和I24群 體 高5.1%、17.9%和6.6%。各群體苜蓿PAR 接收量的變化趨勢與2018 年相同。處理I12、I22和I24第1 茬苜蓿的光能截獲量高于單作苜蓿9.0、13.1 和27.7 MJ·m-2；各處理在第2 茬苜蓿的光能截獲量較為接近；在苜蓿第3茬時，由于受到玉米的影響，單作處理的苜蓿的光能截獲量在所有處理中最高。處理I12、I22和I24間作玉米的光能截獲量比單作玉米低22.2%、10.1% 和10.1%。

表3 2018 和2019 年不同種植模式苜蓿和玉米的光能截獲量Table 3 The PAR interception of alfalfa and maize by different cropping systems during 2018 and 2019（MJ?m-2）

玉米的LUE 高于苜蓿的LUE，這是因?yàn)橛衩资荂4植物，C4植物的光合作用表現(xiàn)得較好（表4）。2018年I12、I22和I24間作群體苜蓿的LUE 分別比單作苜蓿低38.6%、14.8%和7.6%，2019 年分別比單作苜蓿的LUE 顯著高19.2%、32.4%和20.9%。2018 和2019年的玉米的LUE 均表現(xiàn)為I12＞I24＞I22＞SM，間作玉米的LUE 顯著高于單作玉米（P＜0.05）。I12、I22和I24間作處理在2018 和2019 年玉米的光能利用效率顯著高于單作處理52.5%、9.3%、51.7% 和28.5%、9.6%、21.0%。兩年間作處理I12、I22和I24的系統(tǒng)LUE顯著高于單作苜蓿（P＜0.05），2018 年分別比單作苜蓿高約2.21、2.42 和2.69 g?MJ-1，2019 年分別比單作苜蓿高約1.51、2.12 和1.56 g?MJ-1。而間作處理的系 統(tǒng)LUE 明 顯 低 于 單 作 玉 米，I12、I22和I24間 作 群 體2018 年的LUE 分別比單作玉米低約14.3%、10.1%和4.8%，2019 年低38.0%、25.1%和36.9%。結(jié)果表明，玉米苜蓿間作可以提高玉米和苜蓿的輻射利用效率從而提高產(chǎn)量。

表4 2018 和2019 年苜蓿和玉米的光能利用效率Table 4 The light use efficiency of alfalfa and maize in 2018 and 2019（g?MJ-1）

3 討論

光是影響植物生長的關(guān)鍵因素之一。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，入射光部分被作物葉片反射，部分被吸收，部分被傳輸?shù)降讓油寥溃?5-26］。太陽光的截獲量和轉(zhuǎn)化效率直接受到作物冠層結(jié)構(gòu)影響［25］，作物的冠層結(jié)構(gòu)受到自身、生長環(huán)境以及栽培管理的影響［27-29］。間作可充分利用不同層次的光能，通過群體受光面積的增加來提高光合效率，提高產(chǎn)量和品質(zhì)［30-31］。由于苜蓿與玉米在性狀、生長發(fā)育特征等方面存在差異，苜蓿/玉米間作形成了時空互補(bǔ)，優(yōu)化了資源利用，促進(jìn)了間作優(yōu)勢［32-35］。

不同間作模式會使冠層結(jié)構(gòu)和光分布發(fā)生一定的變化，間作處理會降低苜?？衫玫挠行л椛洌鹩衩着c苜蓿對有限光的競爭，進(jìn)而影響間作作物的產(chǎn)量［36-37］。在所有間作處理中，處理I22苜蓿冠層頂部所接收的光合有效輻射最低，而處理I12和I24苜蓿冠層頂部所接收的光合有效輻射變化基本一致（圖8），這主要是由于處理I22加大了玉米行對苜蓿行的遮蔭程度，從而降低了苜蓿群體可利用的光照資源。而I24間作模式在一定程度上降低了玉米與苜蓿對光合有效輻射的競爭，從而使得苜蓿上層的光合有效輻射增加，提高了苜蓿的光能截獲量。李美［38］的研究表明玉米/花生（Arachis hypogaea）2∶10 間作的生物量較高，品質(zhì)較好。高陽等［36］通過綜合大量研究發(fā)現(xiàn)，玉米間作系統(tǒng)可以有效提高間作群體的光能利用，合理的帶型可以更有利于提高間作優(yōu)勢，不同地區(qū)間作的最佳帶型配置不同；Liu 等［39］研究發(fā)現(xiàn)，2 行玉米和2 行苜蓿間作的光能截獲量以及干物質(zhì)產(chǎn)量均高于1 行玉米和1 行苜蓿間作處理。本研究中2∶4 玉米間作群體在2 年間表現(xiàn)出產(chǎn)量優(yōu)勢，與前人研究結(jié)果一致。此外，I12、I22和I24間作處理在2018 和2019 年玉米的光能利用效率顯著高于單作處理52.5%、9.3%、51.7%和28.5%、9.6%、21.0%，而間作苜蓿的LUE 在2019 年顯著高于單作19.2%、32.4%和20.9%。這與劉鑫［20］研究的間作玉米和間作大豆的LUE 均顯著高于單作玉米和單作大豆這一結(jié)果類似。

通過建立輻射傳輸模型來模擬間作系統(tǒng)中的光能瞬時傳輸不僅可以計算不同條帶間作的作物光截獲量，還可以計算苜蓿冠層所接收的光合有效輻射以及冠層底部土壤表面的瞬時輻射。本研究中I12、I22和I24間作群體總的模擬結(jié)果與實(shí)測值的均方根誤差為8.8～166.5 μmol?m-2?s-1，結(jié)果與王自奎等［40］模擬小麥/玉米間作群體輻射的誤差及Tsubo 等［19］應(yīng)用幾何模擬玉米/大豆間作群體輻射的誤差相近，說明模擬誤差較小，輻射的模擬值可以較好地代表真實(shí)值。但是，部分較大的模擬值比實(shí)際值偏低，一方面可能是由于模型是把作物看作一個嚴(yán)格的幾何體，沒有考慮作物葉片分布不均一導(dǎo)致真實(shí)值低于模擬值的情況，另一方面可能是由于PAR 的測定誤差造成的，這就需要進(jìn)行大量的測定來使結(jié)果趨于穩(wěn)定。在以后的研究中，可以利用模型來研究間作群體中作物邊行與內(nèi)行的光分布對邊行內(nèi)行作物生長的影響，深入研究不同光環(huán)境下對土壤與作物的水分、養(yǎng)分以及作物自身基因等的影響，并對存在問題加以改進(jìn)。最后，需要進(jìn)一步來研究間作的長期效應(yīng)以及對不良環(huán)境的響應(yīng)。此外，要將本研究玉米苜蓿間作的種植模式進(jìn)一步推廣，將面臨一個最大的問題，就是機(jī)械化。2 行苜蓿1 行玉米間作的種植模式行距太窄，不利于農(nóng)機(jī)操作，在以后的研究中可以更多地關(guān)注寬幅帶狀間作，以便于更好地推廣。

4 結(jié)論

輻射傳輸模型可準(zhǔn)確模擬帶狀間作群體中光合有效輻射的透射率。玉米/苜蓿間作群體在光能利用方面具有明顯的優(yōu)勢，可形成有利于作物吸收光能的冠層結(jié)構(gòu)，從而提高作物產(chǎn)量、土地利用效率和輻射利用效率，其中以玉米/紫花苜蓿2∶4 間作比例的光能利用效率和產(chǎn)量優(yōu)勢顯著，建議在當(dāng)?shù)厥褂谩?/p>