论文标题：LIGHT INTERCEPTION AND USE EFFICIENCY DIFFER WITH MAIZE PLANT DENSITY IN MAIZE-PEANUT INTERCROPPING (玉米—花生间作密度对光截获及其利用效率的影响)

期刊：Frontiers of Agricultural Science & Engineering

作者：Qi WANG, Zhanxiang SUN , Wei BAI, Dongsheng ZHANG , Yue ZHANG , Ruonan WANG , Wopke VAN DER WERF , Jochem B. EVERS , Tjeerd-Jan STOMPH , Jianping GUO , Lizhen ZHANG

发表时间：21 Jun 2021

DOI：10.15302/J-FASE-2021403

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导语

作物的光截获与光利用效率 （LUE）不但取决于叶片的分布和光合能力等因素，而且直接影响其生物量和产量。大量研究表明，间作的产量优势主要在于更高的光截获与LUE。

FASE专辑“作物多样化与可持续农业”第六篇文章主要就以下两方面进行了深入研究：(1)单作玉米和间作系统中玉米密度对光截获的影响；(2)玉米-花生间作系统中各物种的光截获与LUE对玉米种植密度的响应。

文章荐语

不同冠层发育阶段的物种组合（如小麦-棉花间作）与高矮物种的组合（如玉米-花生间作）可以增加土壤覆盖的时间，增加光截获量。在农事活动中，可以通过调整种植密度来改变植物间的相互作用，从而影响作物生长。在间作中增加优势作物的种植密度，作物的竞争能力和叶面积指数可能会增强，有助于提高光截获。然而，在单作和间作中，光截获和LUE如何响应优势作物的种植密度仍不清楚。此外，当增加作物种植密度时，遮荫物种的叶面积指数降低，会导致光截获减少。玉米-花生间作能够缓解半干旱地区单作玉米的干旱风险，间作中残留的玉米残茬也可以缓解单作花生收获后的土壤侵蚀。

文章亮点

•间作截留的光比单作花生多，比单作玉米少

•玉米的LUE随间作密度增加而增加

•间作增加了耐阴作物花生的LUE

结论

本文的实验数据表明，玉米-花生间作的光截获高于单作花生，但低于单作玉米。尽管单作和间作玉米的LUE相似，但遮荫花生的LUE更高。密度对间作玉米光截获的影响小于单作玉米，说明间作中优势种的最佳密度低于单作。间作增加了玉米的光截获量，但降低了花生的光截获量，这就使得间作系统中的光截获处于一种平衡状态。本研究对理解间作中种内和种间竞争的机制以及优化可持续农业生产体系具有借鉴意义。

作者简介

第一作者：王旗，中国气象科学研究院助理研究员。分别于2013和2015年获得中国农业大学应用气象学学士和气象学硕士学位。2017–2019年赴荷兰瓦赫宁根大学进行为期两年的学术交流，2020年获得中国农业大学农业气象学博士学位。长期从事农林复合系统、间套作种植系统生产力和资源利用研究，累积发表相关论文20余篇。2020年到中国气象科学研究院工作，主要从事农业气候资源利用研究。

通讯作者：张立祯，中国农业大学资环学院教授，博士生导师。2007年获荷兰瓦赫宁根大学博士学位。2016年以来主持和参与国家自然科学基金、国家科技支撑计划、国家重点研发计划等项目6项，主要从事气候资源高效利用与作物模型领域研究，长期在新疆、内蒙武川和辽宁阜新进行间套作大田试验，系统研究间作条件下作物的竞争与互补关系。研究并建立带条带种植作物间作光模型、功能与结构模型，定量间作对作物的迟滞效应、生长发育、产量形成、干物质分配和资源利用效率的影响。发表相关文章150多篇，其中SCI（EI）收录论文60多篇。

摘要

Intercropping increases crop yields by optimizing light interception and/or use efficiency. Although intercropping combinations and metrics have been reported, the effects of plant density on light use are not well documented. Here, we examined the light interception and use efficiency in maize-peanut intercropping with different maize plant densities in two row configurations in semiarid dryland agriculture over a two-year period. The field experiment comprised four cropping systems, i.e. monocropped maize, monocropped peanut, maize-peanut intercropping with two rows of maize and four rows of peanut, intercropping with four rows of maize and four rows of peanut, and three maize plant densities (3.0, 4.5 and 6.0 plants m⁻¹ row) in both monocropped and intercropping maize. The mean total light interception in intercropping across years and densities was 779 MJ•m⁻², 5.5% higher than in monocropped peanut (737 MJ•m⁻²) and 7.6% lower than in monocropped maize (843 MJ•m⁻²). Increasing maize density increased light interception in monocropped maize but did not affect the total light interception in the intercrops. Across years the LUE of maize was 2.9 g•MJ⁻¹ and was not affected by cropping system but increased with maize plant density. The LUE of peanut was enhanced in intercropping, especially in a wetter year. The yield advantage of maize-peanut intercropping resulted mainly from the LUE of peanut. These results will help to optimize agronomic management and system design and provide evidence for system level light use efficiency in intercropping.

期刊信息

《农业科学与工程前沿》（Frontiers of Agricultural Science and Engineering，简称FASE）是由中国工程院、中国农业大学与高等教育出版社联合主办的国际化英文季刊。FASE于2014年正式创刊，采用开发获取模式，已被SCOPUS、ESCI,DOAJ等数据库收录，2020年SCOPUS数据库CiteScore1.8，位居农业领域Q2区，2020年12月被中国农学会评为“中国农林核心期刊（2020版）”（A类），2021年11月的即时影响因子达到1.87。现任主编是中国工程院院士、中国农业大学资源与环境学院教授张福锁。FASE作为中国工程院院刊的9个分刊之一，承担着面向国内外科研工作者报道农业科学与工程领域最新研究成果和前沿进展、开展学术交流、促进学科发展及提升我国在该领域的学术影响力、拓展学术交流的国际化平台等重要使命。

《前沿》系列英文学术期刊

由教育部主管、高等教育出版社主办的《前沿》（Frontiers）系列英文学术期刊，于2006年正式创刊，以网络版和印刷版向全球发行。系列期刊包括基础科学、 、工程技术和人文社会科学四个主题，是我国覆盖学科最广泛的英文学术期刊群，其中13种被SCI收录，其他也被A&HCI、Ei、MEDLINE或相应学科国际权威检索系统收录，具有一定的国际学术影响力。系列期刊采用在线优先出版方式，保证文章以最快速度发表。

高等教育出版社入选“中国科技期刊卓越行动计划”集群化项目。Frontier系列期刊中：13种被SCI收录；1种被A&HCI收录；6种被Ei收录；2种被MEDLINE收录；11种中国科技核心期刊；16种被CSCD收录。

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