全 文 ：黄淮海平原冬小麦
春玉米
夏玉米复合种植
模式生理生态效应研究*
黄进勇1
李新平1* *
孙敦立2
( 1 浙江大学农业生态研究所,杭州 310029; 2 河南农业大学,郑州 450002)
摘要
研究结果表明, 与冬小麦
夏玉米平作和春玉米单作相比, 冬小麦
春玉米
夏玉米复合种植模式各
作物生殖生长时期均处于高空间生态位, 田间光、温、气等生态条件得以改善, 改平面受光为立体受光, 作
物群体内相对光强明显提高, 而且各作物行间地温升高, 种植带内风速加大 ,均有利于提高籽粒灌浆的强
度和速度. 同时,在籽粒灌浆过程中, 各作物功能叶片内叶绿素含量和光合速率均比冬小麦夏玉米一年两
熟平作或春玉米单作有所提高, 这是冬小麦
春玉米
夏玉米复合种植模式主要增产原因之一.
关键词
冬小麦
玉米
复合种植模式
生理生态效应
文章编号
1001- 9332( 2003) 01- 0051- 06
中图分类号
S314
文献标识码
A
Ecophysiological ef fects of multiple cropping of winter wheat
spring corn
summer corn in Huanghuaihai Plain.
HUANG Jinyong1 , L I X inping1, SUN Dunli2 ( 1 I nstitute of Agr icultural Ecology , Zhej iang University ,
Hangzhou 310029 , China; 2Henan Agr icultural Univer sity , Zhengzhou 450002 , China ) .
Chin . J . A pp l .
Ecol . , 2003, 14( 1) : 51~ 56.
Compared to sequential cropping of winter wheat
summer corn and mono cropping of spr ing corn, the ecophysi

ological effects of multiple cropping of w inter w heat
spr ing corn
summer corn in Huanghuaihai Plain w ere stud

ied. The results showed that under t he multi
cropping , the crops occupied higher spatial niches dur ing the per iod
of r eproductive grow th. Ecological factors such as light, temperature, and air w ere improved, and plane light ac

ceptance was changed into multistory light acceptance, w hich made the relative intensity of illumination in crop
communities increased. Moreover, soil temperatur e betw een rows and w ind velocity in planting st rips were also
incr eased. A ll t hese changes were advantageous to increasing the intensit y and velocity of grain filling. The
chlor ophyll content and pho tosynthetic rate in functional leaves of crops were higher, which was the main reason
of yield increase under multiple cropping.
Key words
Winter w heat, Corn, Multiple cropping, Ecophysiolog ical effects.
* 河南省! 九五∀重点科技攻关项目( 19950165) .
* * 通讯联系人.
2000- 06- 01收稿, 2000- 10- 23接受.
1
引

言
挖掘耕地潜力, 增加复种指数,推广间套复种技
术,是提高光、温、水、土等自然资源利用效率的有效
途径[ 2, 9, 10] . 黄淮海平原是我国重要的农产品生产
基地, 该区粮食生产问题历来受到关注[ 8, 12] , 该区
气候、土壤和农业生产条件较好,适合于发展农作物
多熟种植.目前该区较为普及的小麦、玉米两熟平作
种植结构过于单一, 基本上仍处于平面采光的水平,
不利于充分挖掘与合理利用自然资源, 也限制了生
产要素的优化组合和合理配置. 冬小麦春玉米夏玉
米间套复合种植模式是北方地区近年来逐渐发展起
来的一种高产高效种植体系, 以往研究主要围绕模
式的产量效应、模式筛选、作物组合、田间配置、单作
群体的生理生态效应等方面[ 5~ 7] ,且研究区域多在
华北中南部,而在该区西部进行有关研究,特别是对
该种植模式复合群体内各作物生理生态效应研究还
未见报道,有待于深入研究.本试验重点探讨该区西
部冬小麦
春玉米
夏玉米复合种植条件下群体内生
态因子的动态变化特征, 同时分析该模式各作物共
生期功能叶片内叶绿素含量和光合速率的动态变化
特征,以揭示其增产机理, 并提出关键调控措施, 从
而促进模式的完善,以便为农业生产提供科学依据.
2
研究地区与方法
2 1
试验地自然条件与试验材料
本试验于 1996 年 10 月至 1998年 9月在河南省温县种
子公司试验田进行. 温县位于华北平原西部、河南省的西北
部,属暖温带大陆季风气候.历年平均太阳辐射量为5. 16 #
109J∃m- 2 ,年日照时数 511. 7h,气温 14. 3% , 无霜期约210d,
年降水量为 534. 8mm, &10 % 活动积温为 4684. 8 % .试验田
为土层深厚的壤质潮土, pH 值为 7. 5, 耕层土壤有机质含量
应 用 生 态 学 报
2003 年 1 月
第 14 卷
第 1 期






























CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Jan. 2003, 14( 1)∋51~ 56
为 1. 45% ,全 N 为 0. 11% ,碱解 N 为 112. 55mg∃kg- 1 ,全 P
为 0. 1% , 有效 P 为 26. 51mg∃kg - 1, 速效 K 为 112. 24 mg∃
kg- 1 .冬小麦选用温麦 8号 ,春玉米为早熟、矮秆杂交种西玉
3 号, 夏玉米选用中熟、大穗型杂交种登海 1 号.
22
研究方法
221
试验设计及田间管理
本试验共设 3 个处理,处理
T 1(冬小麦| | 春玉米
夏玉米, 简称! 麦玉玉模式∀) : 带宽3. 0
m, 秋播冬小麦 12 行,幅宽 2. 2m,空档播种春玉米 2 行,密度
为 3. 3# 104 株∃hm- 2, 麦后播种夏玉米 4 行, 密度为 6. 66 #
104 株∃hm- 2 ;处理 T 2 (冬小麦
夏玉米, 简称!麦玉模式∀ ) : 带
宽为 2. 0m, 冬小麦满幅播种,麦后播种夏玉米 3 行, 密度为
7. 5 # 104 株∃hm- 2;处理 T 3(春玉米单作) : 带宽为 2. 0m, 种
3 行,密度为 7. 5 # 104 株∃hm- 2. T 1 每小区种 3 带, 其它处
理种 4 带,小区长 10m, 各处理随机区组排列, 重复 3 次, 试
验用地为 0. 08hm2 . 1996~ 1997 年度小麦、春玉米、夏玉米播
期分别为 10 月 7 日 ( 1996)、3 月 27 日 ( 1997)、6 月 13 日
( 1997) , 1997~ 1998 年度 3 种作物播期分别为 10 月 13 日
( 1997)、4 月 1日( 1998)、6 月 3 日( 1998) . 小麦基肥施纯 N
90kg∃hm- 2 , P2O567. 5kg∃hm- 2, KO260kg∃hm- 2; 追肥施纯
N 45kg∃hm- 2, P2O5 30kg∃hm- 2. 春玉米播前施纯 N120kg∃
hm- 2 , P2O 5 105kg∃hm- 2. 起垄带尺人工摆播, 每穴 3 粒, 覆
土后化学除草剂封闭, 然后盖膜. 夏玉米麦茬直播,在 6~ 7
叶和 11~ 12 叶追肥两次, 每次追施纯 N 130. 5kg∃hm- 2, P2O5
69kg∃hm- 2.视各作物需水情况浇水, 其它田间管理按当地丰
产田进行.
222
测定方法
根据田间小气候的特点, 本试验取样测
定均选择晴天进行.叶绿素含量用分光光度计法测定[ 11] , 冬
小麦选定旗叶、玉米选定新展开叶或果穗叶 (抽雄后) , 分别
在冬小麦春玉米共生期间以及春玉米和夏玉米共生期间测
定;光合速率用 CI
301PS 光合测定仪,在田间对各作物共生
期自然状态下叶片进行测定(所有田间测定项目一般采用多
点同时进行,以减小误差) ;采用曲管式地温计测定不同土层
温度(分别于测定日 08、10、12、14、16、18、20 时测定) . 用ST

86S 型数字照度计在不同作物共生期于田间直接观测各部
位(基层、活动层)的光照强度, 每层用交叉法测 5 次, 取其平
均值.用 EY3
2A 型电子微风仪直接测定作物共生期间复合
群体内各作物群体及单作群体的风速,为减小测定误差和增
强测定结果的稳定性, 选择晴天风级小于 2m∃s- 1的天气进
行,各部位用交叉法读 10 次数,取均值. 其中光合速率、光强
和风速的测定均在上午 10∋00~ 11∋00h 或下午 15∋00~ 16∋
00h进行. 作物收获时, 从各区组、各处理中分别取一带, 实
收实打测产.结果与分析部分试验数据因两年变化趋势相同
(且经方差分析,重复间差异不显著) , 故一般采用其中一年
的试验资料.
3
结果与分析
31
复合种植条件下不同作物的生理效应
311
冬小麦叶绿素含量与光合速率的变化
叶
绿素是植物进行光合作用的物质基础, 叶绿素的含
量高低在一定程度上决定着光合速率的大小,其含
量变化与光合速率的衰减速度有密切关系[ 3] . 表 1
是在冬小麦灌浆期两次测定结果,可以看出, T 1、T 2
的冬小麦灌浆初期光合速率和叶绿素含量均高于灌
浆后期, 而且 T 1 高于 T 2. 5月 16日, T 1旗叶平均叶
绿素含量和光合速率分别比 T 2提高41. 95%和 6.
36%.从 T 1 冬小麦不同行序来看, 以边 1 行旗叶的
叶绿素含量和光合速率最高,分别比 T 2旗叶相对提
高 59. 62%和 16. 73% ;其次为边 2行, 边 3行的叶
绿素含量和光合速率与 T 2差异较小. 5月 27日,冬
小麦灌浆后期测定结果变化趋势相同, 只是提高的
幅度与前一时期相比有所下降. 冬小麦、春玉米共生
期间, T 1 的冬小麦叶片的光合速率提高,尤其是边1
行、边 2行旗叶中叶绿素含量和光合速率相对提高
的幅度较大.
表 1
冬小麦叶素含量与光合速率的变化( 1998)
Table 1 Change of chlorophyll content and photosynthesi s rate of winter
wheat ( mg∃g- 1∃FG, mg CO2∃dm- 2∃h- 1)
处理
Treatment
叶绿素含量
Chlorophyll content
5/ 16 5/ 27
光合速率
Photosynthesis rate
5/ 16 5/ 27
T1
1 2. 8154 1. 5321 12. 53 6. 39
T1
2 2. 7442 1. 5200 11. 85 6. 23
T1
3 2. 6544 1. 4996 10. 95 5. 92
T1
6 2. 5037 1. 4893 10. 05 5. 80
T1
Average 2. 6794 1. 5103 11. 35 6. 09
T2 1. 7638 1. 4931 10. 22 5. 85
* T1
1表示 T边 1 行,依次类推,其他资料含义相同 T1
1 means the
f irst row , and so on and so forth, the sam e below .
312
春玉米叶绿素含量与光合速率的变化
由
表 2可知, T 1 春玉米与冬小麦共生时期, 处于低生
态位,由于受到冬小麦的影响,群体内生态条件明显
差于 T 3,特别是光照强度降低,温度下降,因而在这
一时期新展开叶中叶绿素含量和光合速率均低于
T 3. 5月 16日, T 1 春玉米新展开叶片叶绿素含量和
光合速率分别比 T 3相对降低了 12. 32%和36. 53%.
当冬小麦收获后, T 1春玉米在空间上立即上升到高
空间生态位,环境条件显著改善,尤其是通风透光条
件具有明显优势. 结果表明,无论在春玉米灌浆初期
( 7月 2日) ,还是在灌浆中期( 7月 18日) T 1 春玉米
穗位叶的叶绿素含量和光合速率均高于 T 3. 7 月 2
日 T 1 春玉米穗位叶叶绿素含量和光合速率分别比
T 3提高了 39. 87%和 47. 77%. 7 月 18日测定结果
的变化趋势相同, 只是提高的绝对量较前一期有所
下降.
313
夏玉米叶绿素含量与光合速率的变化
从
52 应
用
生
态
学
报

















14卷
表 2
春玉米叶绿素含量和光合速率的变化( 1998)
Table 2 Change of chlorophyll content and photosynthesi s rate of spring
corn(mg∃g- 1∃FG, mgCO2∃dm- 2∃h- 1)
处理
T reatment
叶绿素含量
Chlorophyll content
5/ 16 7/ 2 7/ 18
光合速率
Photosynthesis rate
5/ 16 7/ 2 7/ 18
T 1. 7632 9. 6321 3. 1394 16. 45 36. 28 10. 08
T 3 1. 9804 6. 8864 2. 3881 22. 46 24. 41 8. 14
* 5/ 16、7/ 2、7/ 18 春玉米株高分别为 50. 46、187. 9、187. 9cm;
Height of spring corn is 50. 46, 187. 9, and 187. 9cm on May 16, Jul. 2
and Jul. 18; 5/ 16 测新展开叶, 7/ 2、7/ 18 测果穗叶. New spreading
leaf measured on May 16 and ear leaf measured on Jul. 2 an d Jul. 18.
表 3
夏玉米叶绿素含量和光合速率的变化( 1998)
Table 3 Change of chlorophyl l content and photosynthesis rate of sum

mer corn(mg∃g- 1∃FG, mgCO2∃dm- 2∃h- 1)
处理
T reatment
叶绿素含量
Chlorophyll content
7/ 2 7/ 18 8/ 16
光合速率
Photosynth esis rate
7/ 2 7/ 18 8/ 16
T 1
1 3. 2258 3. 3441 3. 4880 5. 11 20. 66 20. 71
T 1
2 3. 7574 2. 7092 3. 4384 7. 36 10. 76 19. 33
T 1
Average 3. 4916 3. 0267 3. 4632 6. 24 15. 71 20. 02
T 2 4. 4938 2. 5728 3. 1471 23. 76 19. 98 15. 39
* 7/ 2、7/ 18、8/ 16夏玉米株高分别为 77. 7、190. 2、256. 4cm. Height
of summer corn is 50. 46, 187. 9cm on Jul. 2, Jul. 18 and Aug. 16; 7/ 2,
7/ 18测新展开叶, 8/ 16测果穗叶 New spreading leaf measured on Jul.
2 and Jul. 18, ear measured on Aug. 16.
表3可看出, 7月 2日T 1夏玉米受春玉米遮荫影响,
新展开叶的叶绿素含量和光合速率明显低于 T 2, T 1
叶绿素含量比 T 2降低 28. 70% ,而T 2光合速率比 T 1
增加 17. 52mgCO2∃dm- 2∃h- 1. 同时, T 1边行的叶绿
素含量和光合速率均比内行低, 这因为春玉米对边
行夏玉米遮荫更严重. 7月 18日夏玉米株高超过春
玉米, 复合群体内生态位发生转变. T 1新展开叶片
的叶绿素含量均大于 T 2,但是由于复合群体密度较
大( 9. 99 # 104株∃hm- 2) ,群、个体之间竞争加剧, 新
展开叶的光合速率均小于 T 2, T 1夏玉米边行新展开
叶的叶绿素含量和光合速率均大于相应内行, 而且
光合速率之间差距比 7月 2日明显加大. 当春玉米
成熟收获以后, 田间只有夏玉米单独生长,由于空带
的存在,引起群体内生态因子的变化,夏玉米的生态
环境显著改善, 叶绿素含量、光合速率也相应得到提
高.从 8月 16日测定结果看, T 1果穗叶叶绿素含量
和光合速率分别比 T 2提高 10. 04%和30. 08% ,同时
T 1边行和内行的叶绿素含量差别较小, 而边行果穗
叶的光合速率比内行提高 6. 79% .夏玉米各行间差
异产生原因,主要在于夏玉米种植带内,行数增加的
同时,种植密度也随之增加,种内竞争较大, 植株间
互相遮荫,因而影响到光合速率. 所以, 在生产上应
注意到种植方式的设计, 尤其是种植带宽和种植行
数的选择.
32
复合种植条件下不同作物的生态效应
321
各作物共生期群体内部光照强度的变化

冬小麦和春玉米共生期的测定结果表明(表 4) , 5月
17日春玉米株高为 57. 45cm, 冬小麦株高大于春玉
米株高,春玉米受冬小麦遮荫影响, T 1春玉米行基
部和活动层相对光强明显低于T 3, 而T 1冬小麦边行
活动层的相对光强比 T 2高, 中行与 T 2相差不大. 5
月 28 日, 在冬小麦灌浆末期, 春玉米株高为89. 14
cm ,已接近冬小麦高度, 此时 T 1春玉米行间的相对
光强高于 T 3,而冬小麦各行活动面的相对光强相差
不大,这说明 T 1春玉米对冬小麦后期生长影响较
小,上述分析表明, T 1冬小麦灌浆期处于有利的田
间生态条件, 这有利于光合产物的制造和积累及粒
重的提高.
表 4
冬小麦、春玉米共生期的相对光强( 1998)
Table 4 Relative intensi ty of i llumination during the coexisting period
of winter wheat and spring corn(%)
日期
Date
处理
Treatm ent
春玉米行
Row of
spring corn
B AL
冬小麦边行
First row
of w inter wheat
B AL
冬小麦中行
M iddle row
of w inter w heat
B AL
5/ 17 T1 59. 1 68. 6 8. 5 60. 7 4. 4 43. 6
T2 - - - - 4. 6 42. 7
T3 63. 4 91. 6 - - - -
5/ 28 T1 17. 1 32. 3 8. 9 42. 7 8. 7 42. 4
T2 - - - - 10. 8 43. 4
T3 14. 5 23. 6 - - - -
B:基部 Base,AL:活动层 Acative layer.下同 The same below .


7月 3日, 在春玉米灌浆初期及夏玉米苗期,此
时春玉米株高大于夏玉米株高, 处于高生态位, 夏玉
米受春玉米遮荫,测定结果表明(表 5) , T 1春玉米各
层相对光强均明显高于 T 3,而夏玉米行间的相对光
强比T 2降低 12. 49%,间距各层与 T 2相差不大. 7月
18日,在春玉米灌浆中期和夏玉米大喇叭口期, 此
时二者株高分别为 185. 9 和 186. 7cm ,夏玉米与春
玉米基本平齐, T 1春玉米基部和活动层相对光强分
别比 T 3相对增加 22. 50%和 143. 65% ,间距提高程
度更大,而夏玉米因田间密度大, 植株互相遮荫严
重,活动层相对光强比 T 2降低35. 66%.在春玉米收
获以后, T 1复合群体内光能分布得到改善, 8月 12
日测定结果表明, 夏玉米行间各层受光良好,均优于
T 2,此时夏玉米正处于生长后期, 对夏玉米籽粒形
成和灌浆有利.
322
各作物共生期群体内部风速的变化
两次
测定结果表明(表 6) , T 1冬小麦边行的风速均大于
T 2冬小麦行,而中行与 T 2基本相同.随着春玉米的
生长发育进程, T 1边行与 T 2冬小麦行间的风速差异
缩小. 5月 6日,春玉米株高为 18. 60cm, 春玉米带
有明显的增加风速的效果, 其中 T 1冬小麦边 1行风
531 期







黄进勇等:黄淮海平原冬小麦
春玉米
夏玉米复合种植模式生理生态效应研究











表 5
春玉米、夏玉米共生期的相对光强( 1998)
Table 5 Relative intensity of illumination during the coexisting period
of spring corn and summer corn(%)
日期
Date
处理
T reatment
春玉米行
Raw of
spring corn
B AL
间距
Space
in between
B AL
夏玉米行
Row of
summ er corn
B AL
7/ 3 T1 29. 0 25. 0 46. 4 91. 0 41. 4 84. 1
T2 - - - - 43. 9 94. 6
T3 11. 1 21. 1 - - - -
7/ 18 T1 9. 8 17. 3 12. 5 22. 1 11. 2 14. 3
T2 - - - - 12. 5 19. 4
T3 8. 0 7. 1 - - - -
8/ 12 T1 - - 18. 1 40. 5 14. 1 28. 0
T2 - - - - 12. 1 25. 4
* 间距活动层为春玉米 2/ 3株高 The act ive layer of space in between
is tw o thirds h eight of spring corn.下同 T he same below .
速比 T 2相对增加 75. 00%; 5月 28 日, 春玉米株高
达 89. 41cm,由于麦间距较大,春玉米仍具有通风走
廊的作用, T 1冬小麦各行风速均比 T 2冬小麦行高.
而 T 1春玉米行风速由于受冬小麦的影响, 两次测定
结果均比 T 3低, 春玉米生长前期受冬小麦影响更
大,说明在春玉米和冬小麦的共生期春玉米处于不
利的生态条件.


从表 7 可看出, 7 月 2 日, 夏玉米株高为77. 7
cm,春玉米为高位作物, T 1春玉米行风速比 T 3高, 而
夏玉米行风速比 T 2小; 7 月 18 日, 夏玉米株高达
190. 2cm,已超过春玉米平均株高, 此时复合群体对
生态因子进入竞争激烈期. T 1春玉米各层次风速仍
比T 3高,只是提高程度减小, 夏玉米各处理各层风
速变化趋势与 7月 2日相似, 只是 T 1夏玉米行内风
速比 T 2降低程度有所减少. 8月 13日夏玉米平均株
高为 256. 4cm,此时春玉米已经收获,形成了较好的
通风走廊, T 1夏玉米风速明显高于 T 2, 这说明春玉
米收获后, 由于田间生态环境的改变, T 1夏玉米通
风透光良好, 利于夏玉米的灌浆, 可促进粒重的提
高.对风速测定表明,风速的变化比较微细,冬小麦、
春玉米、夏玉米不同高低生态位的变化造成复合群
体生长发育过程中风速的变化. 而通风对作物同化
作用有重大影响, 不仅促进 CO2 的输送,而且可以
降低叶温和引起茎叶振动,产生闪光作用,增强作物
群体内的散射光,这些作用随着通风的加强而加强,
促进光合作用的进行[ 1] .
323
各作物共生期地温的变化
冬小麦、春玉米
共生期地温测定结果表明 (图 1) , T 2冬小麦行间 5
月17日(图 1a)各层次地温比 T 1冬小麦行间低, 说
明此时 T 1冬小麦受春玉米影响较小; 5月 28日(图
1b) T 2冬小麦行间地温比 T 1冬小麦行间的 5cm 和
10cm 地温高,此时 T 1冬小麦受春玉米遮荫影响,接
表 6
冬小麦、春玉米共生期活动层风速的变化( 1998)
Table 6 Wind speed of active layer during the coexisting period of win

ter wheat and spring corn(m∃s- 1)
日期
Date
处理
Treat

ment
春玉米行
Row o f
spring co rn
间距
Space in
betw een
麦
边 1行
First row
of w heat
麦
边2行
Second row
of wheat
麦
边 3行
Third row
of w heat
麦
中行
M iddle row
of wheat
5/6 T 1 0. 18 0. 17 0. 14 0. 10 0. 10 0. 09
T 2 ( ( ( ( ( 0. 08
T 3 0. 90 ( ( ( ( (
5/28 T 1 0. 32 0. 28 0. 18 0. 16 0. 15 0. 14
T 2 ( ( ( ( ( 0. 13
T 3 0. 42 ( ( ( ( (
表 7
春玉米、夏玉米共生期的风速( 1998)
Table 7 Wind speed during the coexisting period of spring and summer
corns( m∃s- 1)
日期
Date
处理
Treatm ent
春玉米行
Row of spring corn
B AL
间距
Space
in betw een
B AL
夏玉米行
Row of
summer corn
B AL
7/ 2 T1 0. 17 0. 22 0. 24 0. 32 0. 30 0. 39
T2 - - - - 0. 45 0. 62
T3 0. 14 0. 17 - - - -
7/ 18 T1 0. 12 0. 13 0. 13 0. 15 0. 16 0. 17
T2 - - - - 0. 26 0. 31
8/ 13 T3 0. 10 0. 11 - - - -
T1 - - 0. 30 0. 42 0. 34 0. 30
T2 - - - - 0. 22 0. 16
受太阳热能较少, 造成冬小麦行间地温偏低. T 3春
玉米行间在 5月 17 日(图 1a)和 5月 28 日(图 1b)
各土层地温均比T 1高,这与T 1春玉米内部光照不足
相符. 6月 5 日测定结果表明 (图 1c) , 冬小麦收获
后 ,夏玉米出苗前, T 1春玉米行间地温显著高于T 3
图 1
冬小麦、春玉米共生期地温的变化
Fig. 1 Change of ground temperature during coex ist ing period of w inter
w heat and spring corn.
) . T1冬小麦行间 Row of w inter w heat T1, ∗ . T1春玉米行间 Row of
spring corn T 1, + . T 2冬小麦行间 Row of w inter w heat T 2, ,. T3春玉米行间 Row of spring corn T3; a)1998. 5. 17, b)1998. 5. 28, c) 1998. 6. 5.
54 应
用
生
态
学
报

















14卷
表 8
各处理的产量结果
Table 8 Yields of different treatments( kg∃hm- 2)
年度 Year 处理
Treatm ent
冬小麦 Winter w heat
产量 Yield 较 T 2 − %
春玉米 Spring corn
产量 Yield 较 T3 − %
夏玉米 Summer corn
产量 Yield 较 T 2 − %
全年 Annual
产量 Yield 较 T2 − %
1996~ 1997 T1 6903. 45 bA - 9. 08 3640. 65 bB - 55. 02 8575. 05 bA - 3. 11 19119. 15 aA + 15. 85
T2 7653. 15 aA - - - 8850. 00 aA - - 16503. 15 bB -
T3 - - 8094. 60 aA - - - 8094. 60 cC -
1997~ 1998 T1 7300. 35 bA - 5. 08 3966. 90 bB - 51. 63 8483. 70 bA - 5. 81 19750. 95 aA + 18. 09
T2 7707. 45 aA - - - 9006. 60 aA - 16714. 05 bB -
T3 - - 8200. 35 aA - - - 8200. 35 cC -
平均 T1 7101. 90 - 7. 53 3803. 85 - 53. 61 8929. 45 - 4. 47 19435. 05 + 17. 02
Average T2 7680. 30 - - - 8928. 30 - 16608. 60 -
T3 - - 8147. 48 - - - 8147. 48 -
单作春玉米, 这因为春玉米空留带存在,改善了 T 1
复合种植模式内生态条件,尤其是光热条件的变化.
同时, T 3春玉米已是大喇叭口期, 田间郁蔽度较大,
表现为土壤各层次温度较低.


春玉米、夏玉米共生期地温的变化如图 2所示,
7月3日和7月 20日两次测定结果表明(图 2a和图
2b) : 各个土层温度T 1春玉米均比 T 3春玉米高,有利
于T 1春玉米后期生长, 对籽粒灌浆有利. T 1春玉米
地温比 T 3单作春玉米高,原因在于此期夏玉米生长
未达到旺盛时期, 田间绿色覆盖面积小, 接纳热能
多.但随着夏玉米生长发育的进程, 春玉米地温与
T 3之间差别缩小, 7月20日 T 1春玉米各个土层温度
比T 3春玉米略高,其中 10cm 地温仅高 0. 2 % . T 1夏
玉米行间地温在7月3日 (图2 a) 和7月20日 ( 图
图 2
春玉米、夏玉米共生期地温的变化
Fig. 2 Change of ground temperature during coexisting period of spring
and summer corn.
) . T 1春玉米行间 Row of spring corn T 1, ∗ . T 1夏玉米行间 Row of
summer corn T 1, + . T 2夏玉米行间 Row of summer corn T2, ,. T 3春玉米行间 Row of spring corn T3; a) 1998. 7. 3, b) 1998. 7. 20, c) 1998.
8. 18.
2b)均比 T 2低, 其中 7 月 3 日 10cm 地温差值为
1. 13 % ,随着夏玉米生长发育, T 2夏玉米田间覆盖
度增长较快,与 T 1夏玉米地温间差别缩小. 8 月 18
日测定结果(图 2c)表明, 在春玉米收获后, T 1因春
玉米空带的存在, 光热条件得到明显改善,各土层地
温明显超过 T 2夏玉米.
33
复合种植条件下作物的产量效应


1996~ 1998 年试验期间不同处理的产量结果
列于表 8. 结果表明, T 1冬小麦产量, 两年平均比 T 2
减产 7. 53% ,采用新复极差法进行多重比较, 两处
理产量差异显著, 达 0. 05 水平. 表 8 所列各处理春
玉米的产量变化是: T 1春玉米产量因播种密度减少
而极显著低于 T 3. 两年间夏玉米产量变化趋势相
同, T 1显著低于 T 2, 处理差异达 0. 05水平. 从模式
全年总产来看, T 1两年平均比 T 2增产 17. 02%, 二者
差异极显著,充分发挥了复合种植模式的增产优势.
4
结

语


冬小麦| | 春玉米
夏玉米模式的冬小麦总体上
复合群体各作物在田间高矮配合、生长发育进度交
错,各作物生殖生长时期均处于高空间生态位, 田间
生态条件得到改善,改平面受光为立体受光,尤其是
作物群体内相对光强的提高,复合种植模式各作物
群体内相对光强不同于单作,冬小麦群体在全生育
期内活动层相对光强均高于单作, 春玉米在拔节以
后群体内部相对光强优于单作, 夏玉米在生长中后
期,尤其是春玉米收获后, 受光状况良好; 而且各作
物行间地温升高, 种植带内风速加大,均有利于提高
籽粒灌浆的强度和速度.据调查测定,复合种植模式
各作物的籽粒灌浆速度和强度均优于单作,穗粒重
明显提高,这有利于各作物产量的提高.同时在籽粒
灌浆过程中, 各作物功能叶片内叶绿素含量和光合
速率均比单作有所提高, 有利于光合作用的合成和
积累,这是复合种植模式增产主要原因之一.


在复合种植模式内,由于作物种类的增多, 种植
551 期







黄进勇等:黄淮海平原冬小麦
春玉米
夏玉米复合种植模式生理生态效应研究











方式的改变,田间生态条件也发生变化,复合群体内
各作物群个体之间竞争加剧[ 2, 5] . 有研究报道[ 2] , 间
套作复合群体由于上层作物的遮阴,光照强度从上
向下呈指数式削减. 可见,该模式采取相应配套技术
至关重要.如在品种组配方面,冬小麦、春玉米和夏
玉米以早熟、中熟和中熟品种配置为好,必要时可采
用地膜覆盖调整播期及作物共生期的长短.


麦玉玉复合种植模式一般均能获得较高的产
量[ 5~ 7] ,这种高产出投入所需的水肥和劳动量也比
较大[ 4] . 另据报道[ 5] , 麦玉玉模式的生产成本结构
中以物质投入所占比重较大, 麦玉玉复合模式的物
质投入占到生产总成本的 68. 0%左右, 并且在所提
高的生产总成本中,在物质费用提高的同时人工费
用也同时增加. 可见,麦玉玉模式是一种水、肥、技术
条件要求较高的集约种植模式,只能在劳动力充足、
精种高产区推广;同时这种费工的种植模式, 栽培技
术尚需进一步简化,以适应于农业发展的机械化趋
势[ 12] .至于该模式在华北温县地区推广种植中的
水、肥和人工利用是否经济,尚需作进一步研究.
致谢
本文承蒙王兆骞教授审阅,谨表谢意.
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作者简介
黄进勇, 男, 1969 年生,博士,主要从事农业生态
学、区域生态学与农业可持续发展研究,已发表论文多篇. E

mail: jinyhuang@ 263. net.
56 应
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态
学
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