果粮间作系统在新疆维吾尔自治区农业生产当中发挥着重要的作用,特别是在人多地少地区解决经济作物果树和粮食作物争地矛盾中具有决定性作用,但理论研究的滞后限制了这一措施的进一步健康发展。本研究于2010-2012年在新疆和田地区进行,以枣树(不同树龄)/小麦、核桃树/小麦两种果粮间作体系为研究对象,通过对不同体系中果树、小麦地下部根长密度变化的分析及地上部植物器官氮浓度的测定,对两种果粮间作系统进行了种间根系互作和种间氮素吸收利用的研究。采用根钻法分层取作物根样,从地下部作物根系相互作用中根系的变化(根长密度)和地上部产量、生物量的变化寻求二者之间可能的联系及其机制；采用15N稳定性同位素法,研究了示踪元素在20、40、80、120、200cm五个不同埋深深度条件下果粮间作系统的氮素吸收差异。从地下部根系相互作用和氮素利用效率角度阐明两种类型间作体系具有间作优势的生态学机制,为该地区果粮间作种植模式的发展提供科学依据。获得的主要结论如下：(1)果粮间作体系具有种间优势。2、4、6年生枣树/小麦经济学产量的土地当量比(LER)分别为1.44、1.45、1.24,地上部生物量的LER分别为1.38、1.67、1.51；3、5、7年生枣树/小麦经济学产量的LER分别为1.29、1.38、1.20,地上部生物量的LER分别为1.23、1.32、1.30；1、2年生核桃树/小麦地上部生物量的LER分别为1.44、1.45。说明两种间作体系对土壤资源的利用具有补偿效应,使土地利用率得到提高。(2)两种果粮间作体系的产量及地上部生物量都较相应单作低,随果树年限的增加产量有明显消长变化。6-7年生树龄枣树/小麦复合群体中间作小麦的生长、生物量和产量显著降低,而间作枣树没有显著下降；2-3年生树龄枣树/小麦复合群体中间作小麦的生长、生物量和产量降低不显著,而间作枣树在一定程度上有所降低。4-5年生树龄枣树/小麦复合群体产量和生物量降低的幅度介于2-3和6-7年生树龄复合系统之间。幼龄(1-2年生)核桃/小麦复合群体中,2012年的间作小麦产量和生物量、间作核桃树的生物量显著下降,但2011年间作体系下降不显著。果树树龄越大,对间作小麦产量和生物量的影响越大；树龄越小,对间作小麦的影响越小,间作小麦对幼龄果树产生影响越大。(3)相对单作,间作枣树和间作小麦的根长密度受到地下根系竞争的影响而降低。间作枣树、小麦的根系趋向于在土壤剖面中分布更浅。枣树树龄越大,其降低相应间作小麦根长密度的能力越强；间作枣树的根系生长延展至间作小麦的根系区域之下。幼龄核桃树/小麦复合系统中间作核桃树的根系延伸至小麦根系之下,在土壤剖面各层中的根长密度值较单作核桃树低。间作小麦的根系在土壤剖面中较单作小麦分布浅,根长密度值也较低。距离核桃树越近,种间竞争越激烈。种间地下部竞争导致两种作物根长密度值在土壤剖面上的下降。(4)枣树/小麦、核桃树/小麦的间作体系分别比相应单作更具有氮素利用的优势。两年内间作体系的N吸收量、作物吸收氮素来自肥料的比例(%NDFF)、氮素利用率(%UFN)较单作加权平均高；各系统的氮素利用率最低值出现在15N施入的120、200cm处理,这与作物根系在深层分布较少密切相关。