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农牧交错带作为我国生态环境的过渡带和生态的重要安全屏障,在常年干旱气候和日益恶化的环境影响下,目前针对农牧交错带生态环境和土地有效利用的研究备受关注。间套作能提高农业产量,提高农业资源利用效率,对于提高水分利用效率有重要意义。本研究主要对内蒙古农牧交错带存在的4种典型间作系统:向日葵/马铃薯(2S2P)、向日葵/蚕豆(2S4F)、莜麦/马铃薯(6O2P)、莜麦/蚕豆(6O6F)的产量、作物耗水量以及水分利用效率进行综合分析,并利用间作模型FST模拟了2S2P中土层土壤水分含量和作物蒸腾量。综合得出以下结论:(1)2S2P模式比6O2P更有利于提高马铃薯株高,6O2P比2S4F更能提高蚕豆的株高。2S2P模式可提高马铃薯叶面积指数,6O6F显著提高了莜麦的叶面积指数,蚕豆在2S4F模式中占优势。向日葵在2S4F模式中的干物质与2S2P中相比更有优势。高秆作物在间作模式下的生长发育状况要好于其单作,高秆作物在间作模式中处于优势地位。(2)间作中高秆作物产量都表现出明显的优势,2S2P和2S4F可显著提高向日葵产量,6O2P系统严重影响马铃薯产量,莜麦在6O2P和6O6F中均占优势,2S4F和6O6F中蚕豆产量均未提高。间作系统中高秆作物产量有优势,4种间作系统均可提高土地当量比,均表现出间作优势和经济效益。(3)间作系统与单作相比可增加作物耗水量,促进作物利用深层土壤水分。间作种植对向日葵耗水量影响不显著;2S2P与6O2P可有效提高马铃薯耗水量;间作可增加莜麦耗水量,不利于蚕豆耗水。2S2P有助于作物0-60cm土层根系耗水,有效增加了全田耗水量,6O2P有利于莜麦耗水。2S2P系统可显著提高马铃薯生育期耗水量,在苗期差异不显著;6O2P可显著提高莜麦苗期耗水量,显著提高马铃薯开花期耗水量。(4)2S2P系统中向日葵水分利用效率WUE比单作提高27.1%,2S4F中向日葵WUE提高28.8%,6O2P可使莜麦WUE提高33.3%。4种间作系统均有效提高高秆作物的水分利用效率,矮秆作物的水分利用效率略有降低,整体上间作提高了水分当量比,2S2P和2S4F系统水分当量比均大于1.2,两种间作系统均具有显著水分利用优势,6O2P和6O6F系统不具有水分利用优势,4种间作系统中2S4F系统更具有水分利用优势。(5)通过间作模型FST对2S2P系统中土壤含水量,蒸腾量和水分利用效率进行模拟验证,模拟结果与实测结果基本吻合,模型运行结果较靠谱。FST对2S2P中蒸腾量的模拟结果显示,作物在生长中期蒸腾耗水量较大,间作较单作有效提高了作物蒸腾量,间作有助于提高水分利用效率。