大豆—玉米带状复合种植模式下光能利用率

光作为植物赖以生存和进行光合作用的根本能量来源，其截获与利用效率直接决定了作物生物量的积累与最终产量水平，因此光能利用效率（LUE）常被视作衡量农田生态系统生产力的关键生态生理学指标。在传统的单一作物种植模式下，尤其是在生长中后期作物群体高度郁闭化阶段，冠层中上层叶片因密集遮光，导致中下层叶片及植株难以获得有效光照强度，形成了显著的“资源限制”，严重制约了单株生产力的充分发挥和群体整体产量的进一步提升。因此，深入探究并精确定量评估大豆—玉米带状复合种植模式下复合群体光能利用效率的动态变化规律及其提升机制，将有效填补该模式应用推广过程中的核心理论空白，为解决粮油协调发展、实现可持续的集约化农业生产提供关键的科技支撑和创新驱动力。

一、大豆—玉米带状复合种植模式下光能利用率现状分析

（一）空间配置规范性与光照均匀性问题

尽管大豆—玉米带状复合种植模式因其潜在的增产增效能力在理论上被广泛认可，实际推广应用中，尤其在具体空间配置参数的标准化方面尚需完善，导致光能利用的基础——冠层光分布均匀性面临显著挑战。具体而言，玉米带与大豆带的最佳带宽比例、行数配置以及作物株行距安排尚未形成广泛适应当地生态与生产实际、且能最大化光能截获效率的精细量化标准，相关工作人员在实践操作时常依据传统经验进行大致安排，易产生配比不合理情况，玉米带过宽或行数过多容易导致其对大豆带形成持续性高位遮蔽，大幅降低大豆群体中下层叶片的有效受光水平，而大豆带占比过大也可能削弱复合系统对整体空间资源的利用潜力[1]。

（二）光截获动态监测与量化手段不足

准确把握带状复合系统不同生长时期、不同空间位置的光截获动态，特别是玉米冠层上方直达大豆冠层内部的直射光与散射光的传输路径、衰减规律及其在各叶层中的实际分配状况，是精准评估光能利用率的核心前提，但现实状况是相关系统化、自动化的原位监测手段与数据获取途径仍存在较多障碍。田间适用的高精度便携式冠层分析仪、多点无线光量子传感器网络等先进设备虽然能够获取较精准的瞬时数据，然而其购置成本相对较高，操作要求专业性强，难以在基层技术推广站和普通种植户中大规模普及应用，导致常态化的田间冠层光环境监测数据严重匮乏。

（三）群体生理参数与光响应模型适配不足

提升光能利用效率的核心在于理解叶片层次的光合作用生理过程如何响应光环境的变化并转化为物质积累，然而在大豆—玉米带状复合系统这一特殊构型下，叶片尺度的关键光合生理参数与光响应曲线特征研究相对滞后，未能紧密结合实际的复合冠层光分布建立精准预测模型。由于复合群体内光环境显著区别于单作模式，特别是处于遮阴区域的大豆叶片其长期适应荫蔽的光合生化特性如最大光合速率、光补偿点、光饱和点、表观量子效率以及叶绿素含量等关键参数会发生复杂适应性改变，这些适应性的生理响应数据积累不足，尚缺乏针对带状复合系统特有光梯度环境下两类作物叶片的系统性光合响应数据库。

二、大豆—玉米带状复合种植模式提升光能利用率的策略

（一）优化空间配置与品种选配参数

提升光能利用效率的根本途径在于精细优化带状复合系统的空间结构参数并科学选配玉米与大豆品种组合，通过明确不同生态区域下适宜的玉米带与大豆带宽度比例、各自行数配置以及株行距设定等核心规格参数，确保田间群体结构既能最大化光资源获取潜力又最大限度降低无效遮蔽损耗。具体操作中需紧密结合当地的光温资源禀赋、土壤基础条件以及作物生长周期特性进行综合研判，例如在生育期较长、太阳辐射资源相对充足的区域可适当加宽玉米带并控制玉米行数以增强其边际效应，而在光照资源相对紧张或生长季较短的区域则需谨慎控制玉米带幅宽以防止对大豆群体的过度遮光；品种选配方面则强调株高、叶型及生育期的精准适配，玉米品种应优先选择株型紧凑挺拔、叶角相对上冲、抗倒伏能力强且抽雄吐丝期与当地光热高峰吻合度高的中晚熟品种，大豆品种则需选择耐阴性好、无限结荚习性、叶片透光性较佳且能在相对弱光下维持较高光合效率的品种。

（二）强化田间光环境动态监测能力建设

为了克服当前带状复合系统光截获动态监测数据不足的瓶颈，需着力构建低成本、易操作且能实现关键光参数原位持续采集的技术手段体系，推动田间光环境监测数据的系统化与实时化获取能力提升，为精准评估与指导提供可靠依据。重点策略包括积极研发或引进适合基层推广站及农户使用的轻简化便携式光量子传感器阵列，支持在玉米带中央、玉米大豆交界处、大豆带内部以及冠层下部关键高度等多点同步测量光合有效辐射（PAR）的透射率与吸收率变化规律；同时探索利用物联传感网络技术集成微气象站数据，自动记录包括太阳总辐射、散射辐射比例、日照时数等在内的外部光环境参数及其日内变化特征，并借助手机端应用程序实现数据的便捷查看与初步分析功能，使得相关工作人员能够在不同生育阶段便捷掌握群体冠层内外光分布的实际状况。

（三）精准化农艺管理协同优化光效

实现光能利用效率的持续提升不仅依赖于初始配置的合理性，更要求在整个作物生长周期内实施精细化的农艺操作管理策略，通过对水肥调控、化学调控及植保措施的精准把握与适时介入，动态调控复合群体的生长发育节奏与冠层结构特征，使其始终保持在光资源高效捕获与转化的理想状态。核心管理要点在于严格协调玉米与大豆的播种时机，确保玉米在进入快速拔节封垄之前，大豆群体已有足够的生物量积累与冠层扩展以占据有效生态位，同时通过调节玉米施肥（特别是氮肥）的时期与用量，既保障玉米健壮生长又不致造成其后期过度疯长而遮蔽大豆需光关键期；适时且适量地在大豆花期前应用生长调节剂如多效唑进行化学调控，控制植株节间过度伸长，塑造茎杆坚韧、节间紧凑、叶片直立的理想株型以提高其对侧向散射光的捕获能力与群体中下部叶片受光的均匀性[2]。

总结

综上所述，大豆—玉米带状复合种植模式作为一种通过空间异质化配置实现资源互补利用的创新农艺策略，其核心优势在于理论上能够优化光能在高秆玉米与矮秆大豆群体间的垂直与水平分配，减少传统单作系统中的光资源浪费与竞争性遮蔽。相信通过跨学科协作与技术创新，进一步挖掘光能资源在时空维度上的协同增效潜力，为实现粮油协同增产、提升农业系统可持续性与气候韧性提供坚实的科技支撑，最终推动带状复合种植模式成为保障国家粮食安全与油料供给自给的核心技术路径，助力农业绿色转型与双碳目标协同推进。

参考文献

[1] 朱文革 . 大豆玉米带状复合种植机械化生产管理技术要点 [J]. 世界热带农业信息 ,2024,(05):4-6.

[2] 赵双玲 . 大豆玉米带状复合种植技术的效益研究 [J]. 河南农业 ,2023,(34):48.