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在黄土高原半干旱地区,低温、水资源短缺和贫瘠的土资源是限制该地区作物生长的主要因素。为了提高该地区作物的产量和经济效益,从种植模式、作物组合和物种多样性的角度出发,探究种植模式、作物组合和物种多样性对总产量的影响,试验于2015-2016年在半干旱地区进行了连续2个生长季的大田示范性试验。试验设置17个处理:以玉米、豌豆和马铃薯单作为对照,设置玉米/豌豆、玉米/马铃薯和豌豆/马铃薯在1:1、1:2、2:1和2:2下4种行比的间作,同时设置玉米/豌豆/马铃薯间作的2种行比是1:1:1和2:2:2,研究不同物种间作组合和间作行比下玉米、豌豆、马铃薯的主要农艺性状和经济效益,同时探讨了种植模式和物种多样性对作物总产量的影响。主要获得以下研究结果:在两年的生长季,各间作处理的总产量均小于玉米单作(MT),玉米/马铃薯间作的总产量显著高于豌豆/马铃薯间作的总产量。在保持各小区面积不变的情况下,因为间作行比的变化导致物种种植密度的变化,受玉米种植密度的影响,玉米/豌豆间作的总产量在两个生长季均小于MT的产量。在2015年,各间作种植模式下的土地当量比(LER)均大于1,且玉米/马铃薯间作的总产量显著大于马铃薯单作(ST),但与玉米单作(MT)的产量无显著性差异,玉米/马铃薯在四种行比间作下的总产量无显著性差异。在2016年,玉米/马铃薯在间作行比2:1和2:2下的总产量与MT无显著性差异,其余各处理的总产量均小于MT。在2015年,各间作处理下的单株玉米产量无显著差异,但在2016年间作对玉米的单株产量有一定的影响。在2015年和2016年,间作模式对豌豆和马铃薯的单株产量也有一定的影响。与MT相比,玉米/豌豆在四种行比间作下的玉米农艺性状无明显变化,在玉米/马铃薯间作以及玉米/豌豆/马铃薯间作模式中,不同种植模式对玉米的株高和穗长有一定的影响;与豌豆单作(PT)相比,间作对百粒重无影响,但间作对株高、分枝数和单株荚数有一定的影响;与马铃薯(ST)相比,间作模式对株高、单株结薯数和单株商品数均有一定程度的影响。在2015年,P2S2即豌豆与马铃薯按2:2行比间作的经济效益最高,每公顷产值可达10002元,分别较单作豌豆和单作马铃薯提高了205.6%、25.6%;2016年M2S2即玉米与马铃薯按2:2行比的间作的经济效益最高,每公顷产值可达9583元,分别较单作玉米和单作马铃薯提高了6.8%、79.9%。导致两年试验经济效益差异的可能原因是由于2016年生长季降水及气候造成作物大量减产。本试验结果表明:种植模式对总产量有显著性影响,其中,作物组合起决定性的作用,而物种多样性与总产量之间不存在某种必然的联系。