农作物间套作是指利用不同农作物种类的生态位差异进行间作，使作物高矮成层、相间成行、合理地配置作物群体，形成充分利用空间、时间和光能等各种自然资源的高效群落，不仅能提高光能利用率，改善作物的透光通风条件，亦能提高土地利用效率，进而提高生产力，实现高产高效栽培^[1]。棉花是我国重要的经济作物，具有耐旱和耐瘠薄的特点，可以和多种作物进行间套作。我国棉田立体间套种植模式多种多样，据不完全统计，群落类型达40多种，包含20多个农作物种类^[2-9]。花生作为重要的油料作物和经济作物，一直是棉花间套作种植的主要作物。许豆豆等^[10]研究表明，棉花与花生间作对棉花叶片光合生理特性有一定促进作用，可提高吐絮期棉花干物质积累量，较棉花单作显著增加6.14%，棉田经济效益较棉花单作提高0.38倍。何宁等^[11]研究表明，棉花与花生宽幅间作，棉花结铃数、铃重、生物产量和收获指数较单作均有提高，籽棉产量相应增加，但花生的荚果密度、百果重和生物产量降低，花生减产。党小燕等^[12]研究表明，棉花/花生间作时，棉花的竞争能力较花生强，或者说花生促进了棉花的养分吸收，整体表现为产量和产值有所提高。辽河流域棉区棉花在4月下旬播种，7月上旬封行，期间有很长时间的温、光、水、肥等资源未得到充分利用^[13]。本试验对棉花和花生的4种种植模式进行研究，由于以上研究表明在间作群体中棉花属于优势作物，是提质增效的关键，因此本试验主要通过比较棉花群体冠层温光水特征、棉花器官干物质质量、及棉花与花生的产量和产值等方面进行研究，揭示棉花与花生间作群体的温光水差异及其增产机理，为棉花与花生间作高产高效栽培技术提供理论依据，旨在推动干旱、半干旱地区棉花和花生增产。

棉花品种：辽棉36；花生品种：花育15。

试验于2022-2023年在辽宁省经济作物研究所试验地（123°17′ E，41°27′ N）进行，属暖温带湿润性季风气候区。试验地土质为沙壤土，地膜覆盖栽培，覆膜后打眼播种。试验设4个处理，分别为单作棉花（T1）、棉花:花生=2:1（T2）、棉花:花生=2:2（T3）和单作花生（T4）（图1），每个处理播种面积220 m²，4月25日播种，种植密度为9.75万株/hm²，采用缓释复合肥（N+P₂O₅+K₂O≥30.0%）600 kg/hm²于播种前一次性施入，中间除草2次、中耕2次、棉花化控3次（棉太金，初花期90 mL/hm²、盛花期180 mL/hm²、打顶后270 mL/hm²），打药防治蚜虫（吡虫啉，10%）、棉铃虫和绿盲蝽（高效氯氰菊酯，4.5%），其他栽培管理按照当地实际进行。

从6月中旬棉花具有一定生物量时，开始测量植株干物质质量，每周1次。

干物质调查的具体方法：每个处理选长势均匀的连续3株，取地上部分按照不同器官分解成茎、叶、蕾、花、铃，称量鲜重后，105 ℃杀青30 min，85 ℃烘干至恒重，测量干物质质量，按器官分类取3株平均值。

从7月1日，棉花与花生形成竞争开始，在小区正中间位置设立光架子和温湿度架子（高×宽=1.0 m×1.2 m，探头间距为20 cm×20 cm，每架子6行5列共30个探头），测定冠层不同位置（距地面20、40、60、80、100、120 cm）的温光水分布情况。测量时间为每日7:00-17:00，记录间隔为1 h。

秋季收获前后，调查棉花和花生植株的田间发育情况、产量及其构成因素。

试验数据为2022和2023 2年数据平均值；冠层温光水数据为每月的日平均值。采用WPS Office和DPS 7.05软件进行数据处理。

如图2所示，从整体上看，光照强度明显随日照的变化而变化，即6:00光照较低，之后逐渐升高，约11:00-12:00达到光照高峰，然后开始下降。7月份开始，相同时间和栽培模式下不同冠层高度的光照强度有明显差异，冠层越高，光照强度越大。间作处理（T2和T3）20、40 cm的光照强度较T1处理高，T3处理8、9月20 cm冠层更为明显。

如图3所示，相同栽培模式下，7月全天每整点温度较高，其次是8月和9月，相同月份不同栽培模式温度曲线变化趋势大致相同，从早6:00开始缓慢上升，全天温度的峰值出现在13:00-14:00，15:00左右开始下降，且9月份早晚温差最大。可见整点温度在相同月份的不同栽培模式处理间差异不大。

如图4可见，所有处理全天每整点湿度变化趋势差异不大，曲线密集，均从早6:00开始下降，在14:00-15:00达到最低值，15:00-16:00左右回升。相同栽培模式每整点湿度在11:00-16:00时7月最高，其次是8月和9月。另外，相同月份间作棉花最低点湿度数值相对较低，曲线的最高点与最低点差值较高，尤其以9月较为明显，间作处理在12时左右湿度接近30%，而单作棉花在40%左右，说明单作棉花群体内部湿度较大。

如图5可见，棉花营养器官干物质积累总体呈上升趋势，6月14日开始快速增加，7月24日左右缓慢波动上升。9月11日营养器官鲜重和干重排序均为T3>T2>T1，含水量分别为65.49%、66.58%和66.57%。

由图6可见，生殖器官干物质积累从7月中旬开始启动，之后快速上升，8月20日左右鲜重迅速下降，总体来看，最后的干物质量增加明显。9月11日生殖器官鲜重和干重排序均为T3>T2>T1，含水量分别为20.82%、16.88%和16.09%。

比较各处理棉花的农艺性状及产量性状（表1），间作（T2和T3）处理较单作（T1）处理棉花株高、果枝数略有升高，未达到显著水平；单株铃数和单铃重较高，达到显著水平；衣分和籽指略有增加，未达到显著水平。T3处理棉花第一果枝高度最高。

T2、T3和T4处理下花生的农艺性状及产量性状比较见表2。T4处理饱果数、单穴荚果重、出仁率、百果重和百仁重较高，且百果重较T2处理达显著水平（P<0.05）；T2处理秕果数和侧枝数最多，较T4处理达到显著水平（P<0.05）。

由于种植模式不同，棉花和花生在各小区种植面积不同，需折算单位面积进行比较。由表3可以看出，T2和T3处理实收籽棉产量分别高于T1处理15.85%和13.41%，且达到显著水平；T4处理花生荚果产量最高，显著高于T2处理。籽棉和花生荚果产量按本地最低单价计算，间作处理（T2和T3）的产值高于单作，且较T1处理分别提高3.69%和10.29%，较T4处理分别提高27.63%和35.74%。

自然环境条件下，间作模式影响群体冠层光照强度。本试验中，不同种植模式冠层光照强度在相同时间变化的程度和速度不同，间作处理下部冠层的光照强度较单作处理明显升高，与刘登望等^[14]研究得出间作棉花行间的相对光照强度成倍提高结果一致。间作模式利用高低作物的群体结构改善了内部透光条件，尤其在棉花生长后期冠层下部光照可被利用程度依然较大，有利于积累更多的光合产物，这是间作模式提高棉花产量的关键因素之一。另外，9月单作棉花处理60~80 cm冠层光照强度较强，结合田间调查，原因可能是单作棉花病害较间作棉花重，后期光照强度受到叶片脱落的影响而变大。

本试验中，不同种植模式对群体内部温度影响不大，相同月份6:00-17:00整点温度T1、T2和T3处理之间差异不大，相同栽培模式下不同月份温度差异亦不大，温度曲线符合自然条件规律。

间作种植模式对群体内部湿度影响明显，不同种植模式相同月份湿度曲线变化趋势大致相同，但湿度大小不尽相同。间作处理7、8月每整点湿度差异不大，9月湿度明显降低，结合光照强度结果来看，原因在于间作群体通风透光条件较好，土壤水分蒸发易散出，这也是田间调查棉花植株健壮且棉铃不易生病的原因，亦是提高棉花产量的关键因素。另外，单作处理湿度下降相对较慢，这一点符合预期，即冠层郁闭程度较重，影响水汽的散发，棉花生长后期会引起各种病害发生，从而影响产量。

本试验中，棉花营养器官干物质积累呈快速上升到缓慢上升的趋势，间作处理明显高于单作处理，许豆豆等^[10]研究认为，棉花/花生模式下棉花地上部干物质积累总量在盛铃期和吐絮期大于单作棉花，这与本研究观点一致。可见间作模式有利于棉花植株营养生长，可以持续地为生殖器官提供养分，为棉花提高产量奠定基础。7月中旬以后干物质波动式上升的原因在于不断有新的叶片等营养器官形成和脱落。尤其后期干物质有突然下降的趋势，推测中后期受气候及病害影响引起叶片大量脱落。

结合花、蕾和棉铃干重分析，生殖器官干物质积累主要依靠棉铃的增加。生殖器官干物质积累在结铃中期快速上升，持续40 d左右，间作处理生殖器官干重中后期高于单作处理，原因在于光照强度在棉花生育后期利用程度依然较大，有利于棉铃发育及开絮，亦为棉花提高产量奠定基础。最先形成棉铃的是间作处理，单作处理结铃较晚，间作棉花棉铃在植株上停留时间是否较单作处理长需要进一步探讨。另外，单作处理后期棉铃干物质积累下降，推测其原因在于后期植株郁闭使棉铃脱落所致。

本试验设计棉花和花生的2种间作模式，较单作处理提高了棉花的单株铃数和单铃重，单位面积产量明显增加；虽然花生产量有所下降，但总产值仍然保持增加。本研究结果得出棉花:花生=2:2处理较棉花、花生单作产值分别增加10.29%和35.74%，棉花:花生=1:2处理较棉花、花生单作产值分别增加3.69%和27.63%，而本地区生产上棉花、花生以单作为主，可见2种间作模式增加产值作用明显。需要指出的是，本试验以本地棉花和花生的价格为基础分别计算4种处理的产值，实际上，棉花和花生价格会随着市场波动，因此本研究结果的产值仅供参考。实际生产中，可根据实际情况选择适宜的间作模式，并适当改进栽培技术，以期效益的最大化。

棉花和花生间作种植模式能够充分利用2种作物的生态位差异，充分合理地利用群体内部温光水资源，提高了单位面积的产值，有效提高了种植效益。