全 文 ：书苜蓿＋玉米间作系统产量表现及
其种间竞争力的评定
张桂国１，２，董树亭２，杨在宾１
（１．山东农业大学动物科技学院，山东 泰安２７１０１８；２．作物生物学国家重点实验室 山东农业大学农学院，山东 泰安２７１０１８）
摘要：本试验目的在于探讨不同苜蓿＋玉米间作模式下种间竞争力变化，及其对间作系统产量建成的影响。试验
设苜蓿、玉米行数比分别为２∶２，３∶２，４∶２，５∶２四个间作处理，每处理３个重复，其所占间作面积比分别为
３３％∶６７％，４３％∶５７％，５０％∶５０％，５５％∶４５％，玉米、苜蓿单作为对照组。测定各处理干物质产量，采用土地
当量比（ＬＥＲ）、侵占力（Ａａｍ）、相对拥挤系数（ＲＣＣ）等指标来评定不同间作处理系统内的作物竞争力。结果表明，
在苜蓿＋玉米间作系统第１年生产中，苜蓿竞争力大于玉米，所有间作处理总产量和经济产出均低于单作玉米，高
于单作苜蓿，各间作处理相比以５∶２间作模式生产性能最佳。在第２年生产中，苜蓿进入高产期，始终占据间作
系统的优势生态位，所有间作处理生物总产量都不低于单作玉米和单作苜蓿，经济产出均大于单作苜蓿和单作玉
米，５∶２间作模式表现出最佳的生产优势。
关键词：苜蓿；玉米；间作；种间竞争力
中图分类号：Ｓ３４４．２　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２０１１）０１００２２０９
　 豆禾间作是生产中应用最广泛的一种多元种植模式，这一模式利用不同物种在空间分布和养分需求等方面
的优势互补，使间作系统能更有效的利用各种生长因子（光、水分、各种养分等）来获得产量优势。此外，间作系统
在植物病虫害的生物防控，杂草抑制，作物产量、品质的提高，以及减少对栽培环境的负面影响等方面都表现出单
作系统所无法比拟的优势［１９］。适合的间作品种在生长资源的需求上具有互补性，种间的互利大于竞争，作物间
的互作可以通过竞争力或侵占力来评价，如果一种作物的侵占力或竞争力太强，会导致物种间不均衡的竞争，并
且会阻碍地上、地下部分的生长［８１１］，从而影响整个系统的生产性能［９］，所以间作系统内种间竞争力和侵占力的
评定具有重要的意义［１０１３］。以往的研究主要集中在一年生豆科与禾本科作物间作上［１４２３］，对于一年生禾本科作
物和多年生豆科牧草间作研究很少，由于多年生和一年生植物的生理生态，根系空间分布，营养需求的种类和时
空差异，以及生长模式、生产目的不同，因此２个一年生作物的间作与“一年生／多年生”间作模式会有很大的差
异［２４］。黄淮海地区是我国夏玉米（犣犲犪犿犪狔狊）主产区之一，苜蓿（犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪）是该地区栽培最多的一种多年
生饲料作物，生产中也有苜蓿间作玉米的农事操作，但尚缺乏相应的系统理论和规范的种植模式。本试验主要目
的在于探讨中国黄淮海地区生产条件下不同玉米＋苜蓿间作模式对产量形成、经济产出的影响，以及不同间作系
统内种间竞争力对产量形成的影响机理，同时能够对今后在农区开展多元种植，农业生态系统的优化提供理论依
据。
１　材料与方法
１．１　试验材料与试验田概况
本试验以玉米和紫花苜蓿２种作物为供试材料，玉米选用郑单９５８，具有耐密性、抗倒伏、早熟、株型紧凑和
高产稳产的特点，适宜间套作；苜蓿选用阿尔冈金，在本地区有多年的栽培历史。大田试验于２００７－２００８年在山
东泰安中国黄淮海区域玉米技术创新中心进行，试验地点位于北纬３６°０９′，东经１１７°０９′，属于温带半湿润大陆性
２２－３０
２０１１年２月
　　　草　业　学　报　　　
　　　ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ　　　
第２０卷　第１期
Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．１
 收稿日期：２０１００１１８；改回日期：２０１００３１０
基金项目：“十一五”国家科技攻关项目（２００６ＢＡＤ１５Ｂ０７０３），国家科技支撑计划项目（２００７ＢＡＤ３１Ｂ０４）和国家自然科学基金项目（３０５７１０９８，
３０７７１２８２）资助。
作者简介：张桂国（１９７７），男，山东泗水人，讲师，博士。Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｇｇ＠ｓｄａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｓｔｄｏｎｇ＠ｓｄａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
气候，四季分明，光照充足，年日照２６１１ｈ，年平均气温１２．８℃，无霜期约２００ｄ，年降水量７０１．６ｍｍ。试验地为
褐壤土，土层深厚，土壤含有机质４７．５ｇ／ｋｇ、全氮３．４５ｇ／ｋｇ、速效磷３５．６１ｍｇ／ｋｇ、速效钾６１．０９ｍｇ／ｋｇ。
１．２　试验设计
试验设苜蓿∶玉米行数比为２∶２，３∶２，４∶２，５∶２四个间作处理，每处理３个重复，其所占间作面积比例分
别为３３％∶６７％，４３％∶５７％，５０％∶５０％，５５％∶４５％，玉米、苜蓿单作为对照组。苜蓿在２００７年４月３日进
行人工行播，行距２０ｃｍ，播量２２．５ｋｇ／ｈｍ２（千粒重２．３８７０ｇ），间作玉米２００７／２００８年均在５月３１日人工点
播，行距４０ｃｍ，６００００株／ｈｍ２，玉米行和苜蓿行间距３０ｃｍ（图１）。每个小区长６．５ｍ，宽度各处理包括２个带
宽，各间作处理小区面积分别为１５．６ｍ２（２∶２处理），１８．２ｍ２（３∶２处理），２０．８ｍ２（４∶２处理），２３．４ｍ２（５∶２
处理）。单播玉米、苜蓿与间作播种相同的栽培密度。
１．３　竞争力评价指标
１．３．１　土地当量比　在间作系统的研究中，经常用土地当量比（ｌａｎｄｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｒａｔｉｏ，ＬＥＲ）作为评定间作优势
的指标［１５，１９，２５２７］，它可用于表示间作系统内物种对资源利用的竞争性大小，公式定义如下：
犔犈犚＝犢犻犿／犢狊犿＋犢犻犪／犢狊犪
式中，犢犻犿 和犢犻犪表示间作玉米和苜蓿的生物产量，犢狊犿 和犢狊犪表示单作玉米和苜蓿的生物产量。当犔犈犚值等
于１时，表示间作和２个品种单作产量相当，对同一有限资源有相等的利用能力；当犔犈犚＞１，间作互补作用大于
竞争作用，具有间作的产量优势，＞１的幅度愈高，增产效益愈大［１９，２５，２８］；犔犈犚＜１，表明间作的拮抗，在间作系统
中，种间竞争大于种间促进作用，没有间作优势［１９，２６，２７］。
１．３．２　侵占力　侵占力（ａｇｇｒｅｓｓｉｖｉｔｙ，Ａ）是综合运用２种作物间作、单作产量以及各自所占间作土地比例来表
示种间竞争力大小的一个指标［２８，２９］。
犃犪犿＝犢犻犪／（犢狊犪×犉犪）－犢犻犿／（犢狊犿×犉犿）
式中，犃犪犿 是苜蓿对玉米的侵占力，犢犻犪，犢犻犿 是苜蓿、玉米的间作产量，犢狊犪，犢狊犿 是苜蓿、玉米的单作产量，犉犪，
犉犿是间作系统中苜蓿、玉米所占的间作土地面积。如果犃犪犿大于０，表明苜蓿竞争力大于玉米，反之则玉米的
竞争力大。
１．３．３　相对拥挤系数　为了评定间作系统内种间竞争力的大小，ＤｅＷｉｔ［１４］在植物竞争理论中引入相对拥挤系
数（ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｃｒｏｗｄｉｎｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ＲＣＣ）来表示间作群体中物种的竞争力，在以后的间作研究中许多学者都引
用了这一指标［１６，１７，１９，２５，２６，２８，３０］，并给出了详细的定义公式：
犚犆犆犪犿＝（犢犪犿／犳犪犢犪）／（犢犿犪／犳犿犢犿）
式中，犚犆犆犪犿为苜蓿对玉米的相对拥挤系数，如果犚犆犆犪犿＞１则苜蓿竞争力大于玉米，否则表示玉米竞争力大，
犢犪犿，犢犿犪分别为苜蓿／玉米间作时的干物质产量，犢犪，犢犿 为苜蓿、玉米单作时的产量，犳犪 为苜蓿在间作中所占的比
例，犳犿 为玉米在间作中所占的比例。犳犪＝犇犪／（犇犪＋犇犿），犳犿＝犇犿／（犇犪＋犇犿），犇犪 是苜蓿在间作中的种植密度
（株数／ｈｍ２）和单作中种植密度的比值。犇犿 是玉米在间作中的种植密度（株数／ｈｍ２）和单作中种植密度的比值，
表１所示为试验各处理中ＲＣＣ相关值。
１．４　样品采集
１．４．１　采样时间　生产中苜蓿主要作为饲料作物以收获植物营养体为主，要进行多次刈割，综合考虑生物产量
和营养品质２个指标，一般在苜蓿初花期（１／１０开花）收获。本试验中２年取样测产都是在苜蓿进入初花期后进
行刈割测产，２００７年刈割３次，２００８年刈割４次。最后一次采样时间２００７／２００８年９月３０日，玉米完熟期，生育
期１２０ｄ，玉米和苜蓿都进行收获测产，此后气温变低，为利于苜蓿越冬，不再刈割。
１．４．２　采样方法　苜蓿在初花期对每一小区进行刈割测产，留茬５～１０ｃｍ，利于再生。在７－８月份黄淮地区
进入高温多雨期，高温、高湿的双重胁迫使得苜蓿田间通风较差，生长缓慢，生育期推迟，不能进入正常开花期，出
现干死枝条现象，在生产中为利于后茬苜蓿再生，通常此阶段也要进行刈割［３１］，本试验中为比较间作系统中玉米
竞争力的变化，２年均在玉米灌浆始期，即开始进入生殖生长阶段后，选取同一天（２００７／２００８年８月１３日）对苜
蓿和玉米均进行一次采样，每小区随机选取１０株玉米测产，苜蓿完全刈割，这也符合苜蓿此阶段在生产中的实际
作业程序。收获的新鲜样品立即称重，带回实验室测定干物质，计算实际干物质产量。
３２第２０卷第１期 草业学报２０１１年
图１　试验设计
犉犻犵．１　犈狓狆犲狉犻犿犲狀狋犱犲狊犻犵狀
Ａ∶Ｍ表示苜蓿和玉米行数比 Ｍｅａｎｓｔｈｅｒｏｗｓｒａｔｉｏｏｆ犕．狊犪狋犻狏犪ｔｏ犣．犿犪狔狊
１．５　数据统计
试验数据采用Ｅｘｃｅｌ２００３进行统计，ＳＰＳＳ１６．０ｆｏｒｗｉｎｄｏｗｓ进行方差分析和多重比较。
２　结果与分析
２．１　不同处理单位间作土地面积生物产量比较
生物总产量２年中均是以单作苜蓿最低，显著低于其他间作处理和玉米单作（犘＜０．０５）（表２）。２００７年，单
４２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．１
作玉米生物总产量最高，显著大于各间作处理，次之
为５∶２组，生物总产量显著大于４∶２间作组（犘＜
０．０５），２∶２处理总产量小于５∶２试验组，大于４∶２
处理，但差异不显著（犘＞０．０５），３∶２间作组单位土
地面积生物总产量最低（犘＜０．０５）。２００８年生物总
产量以５∶２试验组最高，与２∶２试验组无显著差
异，但显著高于其他各组（犘＜０．０５）。除５∶２间作
组，玉米单作和其他间作处理之间均无显著差异（犘
＞０．０５），都显著大于苜蓿单作（犘＜０．０５），５∶２试
验组比玉米单作组总产量高出５．５６％。玉米籽粒
和秸秆产量统计结果表明，２年间玉米单作均显著
大于各间作处理（犘＜０．０５），在间作处理中，２∶２间
表１　与犚犆犆计算相关的数值
犜犪犫犾犲１　犜犺犲犮狅狉狉犲犾犪狋犻狏犲狏犪犾狌犲狊犪犫狅狌狋犚犆犆犮犪犾犮狌犾犪狋犻狅狀
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
种植密度
Ｐｌａｎｔｉｎｇｄｅｎｓｉｔｙ（株Ｐｌａｎｔｓ／ｍ２）
苜蓿犕．狊犪狋犻狏犪 玉米犣．犿犪狔狊
项目
Ｉｔｅｍｓ
Ｄａ Ｄｍ ｆａ ｆｍ
２∶２ ３３９．３７ ４．１０ ０．３３ ０．６８ ０．３３ ０．６７
３∶２ ４３６．３３ ３．５２ ０．４３ ０．５９ ０．４２ ０．５８
４∶２ ５０９．０５ ３．０８ ０．５０ ０．５１ ０．４９ ０．５１
５∶２ ５６５．６０ ２．７４ ０．５６ ０．４６ ０．５５ ０．４５
单作
Ｓｏｌｅｃｒｏｐ
１０１７．８１ ５．９９ ／ ／ ／ ／
作组大于其他各间作组（犘＜０．０５）。２００７年，均是２∶２间作组最高（犘＜０．０５），其他间作组产量之间无显著差
异（犘＞０．０５），２００８年，５∶２间作组，秸秆产量显著低于其他间作组，其他各组之间无显著差异。４∶２和５∶２间
作组籽粒产量最低，显著低于３∶２处理组。２年间苜蓿产量在不同处理间比较均是随间作比例的增加而增加（犘
＜０．０５）。各处理年度间比较可以看出，单作玉米籽粒、秸秆和总产量在２年度间均无显著差别（犘＞０．０５）。玉
米籽粒产量，５∶２间作组年际间无差别（犘＞０．０５），其他间作组２００８年产量都显著高于２００７年（犘＜０．０５）。玉
米秸秆产量，５∶２间作组２００８年显著低于２００７年产量（犘＜０．０５），其他间作组２００８年产量都极显著高于２００７
年（犘＜０．０１）。各间作处理和苜蓿单作组，２００８年总产量均极显著高于２００７年（犘＜０．０１）。
表２　不同处理单位间作土地面积生物产量比较
犜犪犫犾犲２　犜犺犲犫犻狅犿犪狊狊狅犳狌狀犻狋犻狀狋犲狉犮狉狅狆狆犻狀犵狊狅犻犾犪狉犲犪狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊 ｔ／ｈｍ２
作物／年度
Ｃｒｏｐｓ／ｙｅａｒｓ
处理Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
２∶２ ３∶２ ４∶２ ５∶２ 玉米单作犣．犿犪狔狊ｓｏｌｅ 苜蓿单作犕．狊犪狋犻狏犪ｓｏｌｅ
玉米粒 Ｍａｉｚｅｇｒａｉｎ
２００７ ８．４６±０．７１ｂ ５．４３±０．３４ａ ５．６５±０．６０ａ ５．６７±０．１０ａ １４．２６±０．５０ｃ ／
２００８ ９．０２±０．３２ｃ ７．３３±０．４８ｂ ６．２２±０．４０ａ ５．３０±０．１３ａ １３．４１±０．１１ｄ ／
显著性Ｓｉｇ．    ＮＳ ＮＳ
玉米秸 Ｍａｉｚｅｓｔａｌｋ
２００７ ６．９２±０．４７ｂ ４．７５±０．３４ａ ５．１４±０．４９ａ ５．２４±０．１８ａ １２．１１±０．２９ｃ ／
２００８ ８．１６±０．５１ｃ ６．７４±０．５３ｂ ６．１４±０．３１ｂ ４．７８±０．５３ａ １１．８７±０．１９ｄ ／
显著性Ｓｉｇ．     ＮＳ
苜蓿犕．狊犪狋犻狏犪
２００７ ５．７６±０．０２ａ ７．８９±０．０３ｂ ９．０２±０．０５ｃ １．１６±０．０３ｄ ／ １７．９４±０．０４ｅ
２００８ ８．４９±０．０７ａ １０．６９±０．３６ｂ１２．７２±０．１３ｃ１６．４９±０．１０ｄ ／ ２１．５１±０．１６ｅ
显著性Ｓｉｇ．     
总产Ｔｏｔａｌ
２００７ ２１．１５±０．１２ｂｃ１８．０７±０．６４ａ１９．８１±０．１１ａｂ２２．５５±０．２６ｃ ２６．３７±０．７７ｄ １７．９４±０．０４ａ
２００８ ２５．６７±０．７７ｂｃ２４．７６±０．８０ｂ２５．０８±０．５２ｂ２６．６８±０．５２ｃ ２５．２７±０．２２ｂ ２１．５１±０．１６ａ
显著性Ｓｉｇ．     ＮＳ 
　注：同行不同小写字母标注表示差异显著（犘＜０．０５），相同字母标注表示差异不显著（犘＞０．０５）。年际间相同项目差异性比较以表示，表示差
异显著（犘＜０．０５），表示差异极显著（犘＜０．０１），ＮＳ差异不显著（犘＞０．０５）。
　Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｒｏｗｉｎｄｉｃａｔｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ（犘＜０．０５）ｂｅｔｗｅｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｙｅａｒｓ
ｗａｓｅｘｐｒｅｓｓｅｄａｓ，ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ犘ｖａｌｕｅｓ＜０．０５，ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ犘ｖａｌｕｅｓ＜０．０１．ＮＳ，ｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ（犘＞０．０５）．
５２第２０卷第１期 草业学报２０１１年
２．２　土地当量比
２００７年度，各间作处理中５∶２试验组，ＬＥＲｇ、
ＬＥＲｓ、ＬＥＲｂ值分别为１．０５，１．０８和１．０６，均大于１，
其他间作处理ＬＥＲ值均小于１（表３）。２００８年，各间
作处理ＬＥＲｇ、ＬＥＲｓ、ＬＥＲｂ值均大于１。２年ＬＥＲ值
表现相似的变化规律，以３∶２间作组最小，再增加间
作苜蓿行数（４∶２和５∶２处理）和减少苜蓿行数（２∶
２处理）都使ＬＥＲ值增加，２００８年ＬＥＲｇ、ＬＥＲｓ、ＬＥ
Ｒｂ值仍是以５∶２间作组最大。
２．３　侵占力
２００７年，各间作处理中苜蓿对玉米的侵占力Ａａｍ
值从０．１０～０．３５变化（表４），Ａａｍ＞０，表明苜蓿／玉
米间作系统中苜蓿竞争力大于玉米，处于竞争的优势
表３　不同处理土地当量比
犜犪犫犾犲３　犔犪狀犱犲狇狌犻狏犪犾犲狀狋狉犪狋犻狅（犔犈犚）狏犪犾狌犲狊
狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
ＬＥＲｇ
２００７ ２００８
ＬＥＲｓ
２００７ ２００８
ＬＥＲｂ
２００７ ２００８
２∶２ ０．９１ １．０７ ０．８９ １．０８ ０．９０ １．０７
３∶２ ０．８２ １．０４ ０．８３ １．０７ ０．８３ １．０５
４∶２ ０．９０ １．０６ ０．９３ １．１１ ０．９１ １．０８
５∶２ １．０５ １．１６ １．０８ １．１８ １．０６ １．１７
　ＬＥＲｇ：玉米籽粒ＬＥＲ值；ＬＥＲｓ：玉米秸秆ＬＥＲ值；ＬＥＲｂ：生物总产
量ＬＥＲ值。
　ＬＥＲｇ：ＢａｓｅｄｏｎｍａｉｚｅｇｒａｉｎｙｉｅｌｄＬＥＲｖａｌｕｅ；ＬＥＲｓ：Ｂａｓｅｄｏｎｍａｉｚｅ
ｓｔａｌｋｙｉｅｌｄｓＬＥＲｖａｌｕｅ；ＬＥＲｂ：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｏｔａｌｂｉｏｍａｓｓＬＥＲｖａｌｕｅ．
地位。其中２∶２处理组，Ａａｍ＝０．１０，苜蓿竞争力最小，３∶２处理组Ａａｍ＝０．３５，苜蓿竞争力最大。２００８年，各
间作处理Ａａｍ在０．１８～０．４５变化，Ａａｍ＞０，苜蓿处于竞争的优势地位。总体来看，２００８年的 Ａａｍ值较２００７
年有所提高。
２．４　相对拥挤系数
２００７年不同间作处理玉米灌浆始期（８月１３日）收获干物质量为基础的相对拥挤系数ＲＣＣａｍ＞１＞ＲＣＣｍａ
（表５），以两者最后总产量为基础的相对拥挤系数ＲＣＣｍａ＞１＞ＲＣＣａｍ。苜蓿相对玉米的相对拥挤系数ＲＣＣａｍ
值从玉米灌浆期２．３７～４．８７到玉米成熟期减小到０．６２～０．８８，而玉米相对苜蓿的ＲＣＣｍａ值则从０．２１～０．４２
增加到１．１４～１．６１。２００８年，在玉米灌浆初期（８月１３日）和完熟期（９月３０日）表现出相似的规律，均是ＲＣ
Ｃａｍ＞１＞ＲＣＣｍａ，苜蓿的ＲＣＣａｍ值从玉米灌浆期（８月１３日）的２．７６～４．１１到玉米成熟期减小到１．１９～
１．５７，玉米的ＲＣＣｍａ值则从０．２４～０．３６增加到０．６４～０．８４。２年间ＲＣＣａｍ最大值均是出现在５∶２间作处
理。２年度间相比较，在苜蓿生长的第２年，苜蓿整个生育期的ＲＣＣａｍ值都大于１，因此在第２年其竞争力
增强。
表４　不同处理苜蓿对玉米侵占力比较
犜犪犫犾犲４　犜犺犲犪犵犵狉犲狊狊犻狏犻狋狔狏犪犾狌犲狊狅犳犪犾犳犪犾犳犪狉犲犾犪狋犻狏犲狋狅犿犪犻狕犲（犃犪犿）狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
年度
Ｙｅａｒｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
干物质产量ＤＭｙｉｅｌｄｓ（ｋｇ／ｈｍ２）
间作苜蓿Ｙｉａ 间作玉米Ｙｉｍ 单作苜蓿Ｙｓａ 单作玉米Ｙｓｍ
苜蓿间作面积
Ｆａ
玉米间作面积
Ｆｍ
侵占力
Ａａｍ
２００７ ２∶２ ５７６２．８８ １５３８５．３８ １７９３９．００ ２６３６６．４２ ０．３３ ０．６７ ０．１０
３∶２ ７８９２．５５ １０１７４．８７ １７９３９．００ ２６３６６．４２ ０．４３ ０．５７ ０．３５
４∶２ ９０１９．０１ １０７８５．３６ １７９３９．００ ２６３６６．４２ ０．５０ ０．５０ ０．１９
５∶２ １１６１８．７０ １０９２６．８２ １７９３９．００ ２６３６６．４２ ０．５６ ０．４４ ０．２１
２００８ ２∶２ ８４８７．４６ １７１８３．７７ ２１５１１．０２ ２５２７２．２５ ０．３３ ０．６７ ０．１８
３∶２ １０６９２．３３ １４０７２．５０ ２１５１１．０２ ２５２７２．２５ ０．４３ ０．５７ ０．１８
４∶２ １２７２３．６６ １２３５４．４６ ２１５１１．０２ ２５２７２．２５ ０．５０ ０．５０ ０．２１
５∶２ １６４９７．９５ １０１７９．４３ ２１５１１．０２ ２５２７２．２５ ０．５６ ０．４４ ０．４５
　Ｙｉａ：间作苜蓿产量；Ｙｉｍ：间作玉米产量；Ｙｓａ：单作苜蓿产量；Ｙｓｍ：单作玉米产量；Ｆａ：苜蓿所占间作土地面积；Ｆｍ：玉米所占间作土地面积；Ａａｍ：
苜蓿对玉米的侵占力。
　Ｙｉａ：Ｙｉｅｌｄｓｏｆｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｅｄａｌｆａｌｆａ；Ｙｉｍ：Ｙｉｅｌｄｓｏｆｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｅｄｍａｉｚｅ；Ｙｓａ：Ｙｉｅｌｄｓｏｆｓｏｌｅｃｒｏｐａｌｆａｌｆａ；Ｙｓｍ：Ｙｉｅｌｄｓｏｆｓｏｌｅｃｒｏｐｍａｉｚｅ；Ｆａ：Ｔｈｅｆｉｅｌｄ
ａｒｅａｏｆｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｅｄａｌｆａｌｆａａｃｃｏｕｎｔｉｎｇｆｏｒ；Ｆｍ：Ｔｈｅｆｉｅｌｄａｒｅａｏｆｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｅｄａｌｆａｌｆａａｃｃｏｕｎｔｉｎｇｆｏｒ；Ａａｍ：Ｔｈｅａｇｇｒｅｓｉｖｉｔｙｏｆａｌｆａｌｆａｒｅｌａｔｉｖｅｔｏｍａｉｚｅ．
６２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．１
２．５　综合经济产出比较
在２００７年，各间作处理的总产出在２３５３０．４２～
２９５５７．４３元／ｈｍ２，３∶２间作经济产出效益低于单作
玉米和单作苜蓿，其他间作处理产出效益均低于单作
玉米而高于单作苜蓿（表６）。在２００８年，各间作处理
经济产出效益在３２０９３．０４～３５４８２．０２元／ｈｍ２ 变化，
比单作玉米高出３．１７％～１４．６６％，比单作苜蓿高出
６．５７％～１７．８２％，以５∶２间作模式间作效益最高，分
别比单作玉米和单作苜蓿收益高出 １４．６６％ 和
１７．８２％。
３　讨论
３．１　间作模式对生物产量及经济产出的影响
从本研究的结果可以看出，在玉米栽培系统中，间
作不同比例的苜蓿，在第１年的生产中都会降低其总
生物产量。而在苜蓿生长的第２年，各间作处理总生
物产量都不低于玉米单作，适宜的间作模式总产量还
会显著高于单作玉米产量。按照苜蓿的生长特点，第
１年栽培的苜蓿，其根系分布在较浅的土层，固氮作用
比较弱，与玉米根系竞争土壤浅层的养分，同时受到玉
表５　不同收获期相对拥挤系数值
犜犪犫犾犲５　犜犺犲狉犲犾犪狋犻狏犲犮狉狅狑犱犻狀犵犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋（犚犆犆）狏犪犾狌犲狊
狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犺犪狉狏犲狊狋犲犱狊狋犪犵犲狊
年度
Ｙｅａｒｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
灌浆初期（８月１３日）
Ｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｇｒａｉｎｆｉｌｉｎｇ
ｓｔａｇｅ（１３，Ａｕｇｕｓｔ）
ＲＣＣａｍ ＲＣＣｍａ
玉米完熟期（９月３０日）
Ｔｈｅｍａｉｚｅｃｏｍｐｌｅｔｅｍａｔｕｒｉｔｙ
ｓｔａｇｅ（３０，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ）
ＲＣＣａｍ ＲＣＣｍａ
２００７ ２∶２ ３．５２ ０．２８ ０．８２ １．２２
３∶２ ３．３５ ０．３０ ０．８８ １．１４
４∶２ ２．３７ ０．４２ ０．６９ １．４６
５∶２ ４．８７ ０．２１ ０．６２ １．６１
２００８ ２∶２ ３．５７ ０．２８ １．１９ ０．８４
３∶２ ３．４０ ０．２９ １．２３ ０．８２
４∶２ ２．７６ ０．３６ １．２５ ０．８１
５∶２ ４．１１ ０．２４ １．５７ ０．６４
　注：ＲＣＣａｍ表示苜蓿对玉米的相对拥挤系数，ＲＣＣｍａ表示玉米对苜
蓿的相对拥挤系数。
　Ｎｏｔｅ：ＲＣＣａｍ ｍｅａｎｓｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｃｒｏｗｄｉｎｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆａｌｆａｌｆａｔｏ
ｍａｉｚｅ，ＲＣＣｍａ ｍｅａｎｓｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｃｒｏｗｄｉｎｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｍａｉｚｅｔｏ
ａｌｆａｌｆａ．
表６　不同处理经济产出比较
犜犪犫犾犲６　犜犺犲犲犮狅狀狅犿犻犮狉犲狋狌狉狀狊狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊 元Ｙｕａｎ／ｈｍ２
年度
Ｙｅａｒｓ
作物
Ｃｒｏｐｓ
玉米单作
Ｍａｉｚｅｓｏｌｅｃｒｏｐ
苜蓿单作
Ａｌｆａｌｆａｓｏｌｅｃｒｏｐ
间作处理Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
２∶２ ３∶２ ４∶２ ５∶２
２００７ 玉米犣．犿犪狔狊 ３２５００．９７ ／ １９０８０．６１ １２４８０．８６ １３１４５．４６ １３２９１．２９
苜蓿犕．狊犪狋犻狏犪 ／ ２５１１４．６ ８０６８．０２ １１０４９．５６ １２６２６．６１ １６２６６．１４
总产Ｔｏｔａｌ ３２５００．９７ ２５１１４．６ ２７１４８．６３ ２３５３０．４２ ２５７７２．０７ ２９５５７．４３
与单作玉米差异
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｆｒｏｍ犣．犿犪狔狊ｓｏｌｅｃｒｏｐ
／ ／ －５３５２．３５ －８９７０．５６ －６７２８．９１ －２９４３．５５
与单作苜蓿差异
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｆｒｏｍ犕．狊犪狋犻狏犪ｓｏｌｅｃｒｏｐ
／ ／ ＋２０３４．０３ －１５８４．１８ ＋６５７．４７ ＋４４４２．８３
２００８ 玉米犣．犿犪狔狊 ３０９４３．８８ ２０９６２．４０ １７１２３．７８ １４８５６．１２ １２３８４．８９
苜蓿犕．狊犪狋犻狏犪 ３０１１５．４２ １１８８２．４４ １４９６９．２６ １７８１３．１２ ２３０９７．１３
总产Ｔｏｔａｌ ３０９４３．８８ ３０１１５．４２ ３２８４４．８５ ３２０９３．０４ ３２６６９．２４ ３５４８２．０２
与单作玉米差异
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｆｒｏｍ犣．犿犪狔狊ｓｏｌｅｃｒｏｐ
／ ／ ＋１９００．９７ ＋１１４９．１６ ＋１７２５．３６ ＋４５３８．１４
与单作苜蓿差异
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｆｒｏｍ犕．狊犪狋犻狏犪ｓｏｌｅｃｒｏｐ
／ ／ ＋２７２９．４２ ＋１９７７．６１ ＋２５５３．８１ ＋５３６６．５９
　注：表中各处理经济产出按２年平均价格计算，玉米１．６０元／ｋｇ、玉米秸秆０．４０元／ｋｇ、苜蓿干草１．４元／ｋｇ。表中的效益值估计是在假定各间作
和单作栽培投入相同的劳动和管理成本。
　Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｒｅｔｕｒｎｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｖｅｒａｇｅｐｒｉｃｅｏｆｔｗｏｙｅａｒｓｆｏｒｍａｉｚｅｇｒａｉｎｗａｓ１．６０ｙｕａｎ／ｋｇ，ｍａｉｚｅｓｔａｌｋｗａｓ０．４０ｙｕａｎ／ｋｇ，ａｎｄａｌｆａｌｆａ
ｈａｙｗａｓ１．４０ｙｕａｎ／ｋｇ．Ｗｅａｓｓｕｍｅｄｔｈａｔｉｎｐｕｔｃｏｓｔｓｆｏｒｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｓｏｌｅｃｒｏｐｓｗｅｒｅｉｄｅｎｔｉｃａｌｆｏｒｌａｂｏｒａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．
７２第２０卷第１期 草业学报２０１１年
米的遮荫作用，光合作用也受到影响［２９３４］，两者之间在第１年的生产中表现更强的竞争作用。进入生长的第２
年，苜蓿进入高产期，根系延伸到较深土层，在吸收深层养分的同时，固氮作用也增强，同时间作玉米会吸收苜蓿
所固定的氮素，系统内的互利大于竞争作用，从而获得产量优势。各间作处理２年的经济产出均以５∶２间作模
式最高，在第２年５∶２间作模式下经济产出和总生物产量均显著大于玉米单作，因此，本试验中苜蓿和玉米以交
替行数比５∶２间作是较为合适的模式。Ｓｍｉｔｈ和Ｃａｒｔｅｒ［２４］在研究玉米和苜蓿带状间作时也观察到带宽不同会
对产量和经济产出造成影响，并认为在美国生产模式下２０ｆｔ（英尺）带宽是较为适合的间作模式。Ｘｕ等［３２］曾报
道半干旱地区柳枝稷（犘犪狀犻犮狌犿狏犻狉犵犪狋狌犿）和黄芪（犃狊狋狉犪犵犪犾狌狊）以行数比２∶１的模式间作下生物产量与单作相
当，水分利用率明显低于各自单作。由此可见，间作不一定具有产量或资源利用的优势，只有适合的间作比例或
带宽才能获得间作的产量优势，进一步的机理需要对不同间作模式下物种之间竞争力进行考察来进一步阐明。
３．２　不同间作模式对土地当量比（ＬＥＲ）的影响
ＬＥＲ值作为评定是否具有间作优势的指标，它反映间作系统对土地的利用效率，单位土地面积的产出率，
ＬＥＲ值与系统内物种之间生存竞争和互利的权重大小有密切关系。在本试验中，２００７年只有５∶２间作组，ＬＥＲ
值大于１，表现出产量的间作优势。２００８年各间作处理ＬＥＲ值均大于１，表现出间作的产量优势，但仍是以５∶２
间作组最大，由此可见５∶２间作组最具有产量的间作优势，在此间作系统内苜蓿和玉米之间的互利作用大于竞
争作用。ＬＥＲ值大小与栽培的模式以及间作的物种有关，根据ＬＥＲ值大小能够判断２个物种是否适合间作，据
报道在蚕豆（犞犻犮犻犪犳犪犫犪）＋玉米间作系统内，作物籽粒或总生物量均表现出间作优势（ＬＥＲ＞１），而豌豆（犞犻犮犻犪
狊犪狋犻狏犪）＋蚕豆间作系统内均不具有间作优势（ＬＥＲ＜１）［１９］。本试验中２年间５∶２间作ＬＥＲ值均大于１，因此本
试验结果也反映玉米和苜蓿是适合间作。
３．３　不同间作模式下侵占力（Ａａｍ）对生物产量的影响
Ａａｍ值大小反映出在间作系统内苜蓿相对玉米竞争力的大小，本研究中２年的Ａａｍ值均大于０，表明在苜
蓿＋玉米间作系统中苜蓿是优势种，值越大表明苜蓿在所形成的小的生态系统内对玉米的竞争力越大，这与间作
系统内生长资源的分配和生物产量的建成有密切的关系［２６，２９，３３］。本试验中各间作处理Ａａｍ值从２００７年的０．１０
～０．３５增加到２００８年的０．１８～０．４５，说明苜蓿的竞争力在增强，这种竞争力的增强通过产量的变化而表现出
来，２００８年苜蓿单作和各间作产量均极显著大于２００７年。苜蓿产量的变化也直接影响了间作系统总产量的变
化，在苜蓿种植第１年（２００７年），各间作处理总产量显著低于玉米单作，而在苜蓿生长的第２年（２００８年），５∶２
间作处理总产量大于玉米单作，其他间作处理产量和玉米单作无差异。各间作处理年际间产量也有极显著增加，
但玉米单作年际间产量没有显著变化，这表明间作系统产量变化主要是由于苜蓿产量变化引起。
３．４　相对拥挤系数对生物产量的影响
本试验中相对拥挤系数ＲＣＣ值在２年度间变化有所不同，２００７年不同间作处理玉米灌浆始期ＲＣＣａｍ＞１
＞ＲＣＣｍａ，表明在前期的生长中苜蓿处于竞争的优势生态位，其竞争力大于玉米。随着生育期的延续，以两者最
后总生物产量计算的ＲＣＣｍａ＞１＞ＲＣＣａｍ，表明在生育后期，由于苜蓿在２次刈割期间的空档，使玉米获得更多
的生长资源，进行了补偿性生长，处于种间竞争的优势生态位。２００８年，在玉米灌浆初期和完熟期均是ＲＣＣａｍ
＞１＞ＲＣＣｍａ，说明在玉米生长的后期，玉米的竞争力有所增强，但仍然处于竞争的劣势，苜蓿在整个生育期间表
现出优势的竞争力。２年度间均是５∶２间作组ＲＣＣａｍ值最大，说明５∶２间作处理系统内苜蓿竞争力最大。据
报道，在玉米＋苜蓿的间作系统中，随着玉米的生长会对苜蓿造成遮荫，后期光照不足成为苜蓿生长的限制因子，
而玉米获得更多的生长资源，有一个补偿性生长阶段［３４］，在玉米＋蚕豆的间作系统中，在蚕豆收获后，玉米有一
个补偿性生长［１９］。本试验中，玉米也表现出后期的补偿性生长，但苜蓿只是暂时性收割，其地下根系的竞争依然
存在，且苜蓿地上部分也很快又萌发生长，玉米并不是无竞争的获得后期的生长资源，这与一年生作物的间作系
统有所不同。
４　结论
在苜蓿／玉米间作栽培系统第１年生产中，玉米灌浆期前，苜蓿具有较强的生产力，占据优势生态位，自玉米
灌浆期到成熟期，由于苜蓿的刈割使玉米竞争性增强，获得短期的优势生态位和补偿性生长。但对整个生育期评
８２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．１
价，苜蓿具有更大的侵占力，苜蓿竞争力大于玉米，由于第１年苜蓿单产较低，所有间作处理第１年产量显著低于
单作玉米，但高于单作苜蓿，各间作处理相比以５∶２间作模式生产性能最佳。
在第２年进入苜蓿的高产期后，苜蓿始终占据间作系统的优势生态位，玉米在生长后期（灌浆到成熟期），竞
争力有所增强，但仍处于劣势生态位。５∶２间作模式生物总产量显著高于单作玉米和单作苜蓿，表现出最佳的
生产力。
在本试验条件下，苜蓿／玉米间作系统在我国黄淮海地区表现良好的生产性能，苜蓿和玉米以５∶２行数比进
行间作，生物产量最佳，经济产出效益最高。本结果仅是从田间试验进行的分析，对于间作和单作在大田栽培条
件下劳动投入和产品产出的经济分析，还需要进一步深入研究。
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犘狉狅犱狌犮狋犻狅狀狆犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲狅犳犪犾犳犪犾犳犪＋犿犪犻狕犲犻狀狋犲狉犮狉狅狆狆犻狀犵狊狔狊狋犲犿狊犪狀犱犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀狅犳犻狀狋犲狉狊狆犲犮犻犲狊犮狅犿狆犲狋犻狋犻狅狀
ＺＨＡＮＧＧｕｉｇｕｏ１，２，ＤＯＮＧＳｈｕｔｉｎｇ２，ＹＡＮＧＺａｉｂｉｎ１
（１．ＣｏｌｅｇｅｏｆＡｎｉｍａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉ’ａｎ２７１０１８，Ｃｈｉｎａ；
２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｒｏｐＢｉｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ；ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙ，
ＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉ’ａｎ２７１０１８，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｅｓｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｎｅｓｓ，ａｎｄｉｔｓｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｆｏｕｒ
ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇａｌｆａｌｆａ（犕犲犱犻犮犪犵狅）ａｎｄｍａｉｚｅ（犣犲犪犿犪狔狊）ｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎａ２∶２，
３∶２，４∶２，５∶２ｄｅｓｉｇｎｗｉｔｈｔｈｒｅｅｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ａｎｄｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇａｒｅａｒａｔｅｓｏｆ３３％∶６７％，４３％∶５７％，
５０％∶５０％，５５％∶４５％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｍａｉｚｅａｎｄａｌｆａｌｆａａｓｔｈｅｍｏｎｏｃｕｌｔｕｒｅｓｗｅｒｅｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｇｒｏｕｐｓ．Ｄｒｙ
ｍａｔｔｅｒｙｉｅｌｄｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄ，ａｎｄｌａｎｄｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｒａｔｉｏ（ＬＥＲ），ａｇｇｒｅｓｓｉｖｅｎｅｓｓ（Ａ），ａｎｄ
ｒｅｌａｔｉｖｅｃｒｏｗｄｉｎｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ（ＲＲＣ）ｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｓｉｎｄｅｘｅｓｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｅｓｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎｉｎｅａｃｈ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔｙｅａｒｏｆｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ，ｙｉｅｌｄｓｏｆａｌｔｈｅｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｗｅｒｅｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆ
ｔｈｅｍａｉｚｅｍｏｎｏｃｕｌｔｕｒｅ，ｂｕｔｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅａｌｆａｌｆａ．Ｔｈｅ５∶２ｔｒｅａｔｍｅｎｔｈａｄａｂｅｔｔｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｅｒ
ｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｒｅｔｕｒｎｓｔｈａｎｔｈｅｏｔｈｅｒｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．Ｉｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄｙｅａｒ，ａｌｆａｌｆａｈａｄａｈｉｇｈ
ｙｉｅｌｄｉｎｇｐｅｒｉｏｄ，ａｎｄｏｃｃｕｐｉｅｄｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｎｉｃｈｅｆｏｒｔｈｅｗｈｏｌｅｇｒｏｗｉｎｇｓｔａｇｅｉｎｔｈｅｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｏ
ｔａｌｂｉｏｍａｓｓｏｆａｌｔｈｅｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｗｅｒｅｎｏｔｌｅｓｓｔｈａｎｔｈｅｍａｉｚｅｏｒａｌｆａｌｆａｍｏｎｏｃｕｌｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅ５∶２ｉｎ
ｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｈａｄｔｈｅｂｅｓｔｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｒｅｔｕｒｎｓ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ａｌｆａｌｆａ；ｍａｉｚｅ；ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ；ｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｅｓｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｎｅｓｓ
０３ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．１