随着国家经济的不断发展,人口的不断增加,国家的粮食安全问题始终是影响国家安全稳定的基石,而间作种植模式由于具有提高光能利用率、改善通风透光条件、充分发挥边行优势等诸多优点,作为一项农业增产措施又被重新重视起来。河套灌区作为国家重要的商品粮储备基地,地处西北,光热资源丰富,是适宜间作种植模式的理想地点,然而由于河套灌区属于干旱半干旱下的盐渍化地区,且为保证黄河下游的经济发展,河套灌区面临指令性节水20%的要求。因此,针对盐渍化地区间作模式下水分利用率低、盐分运移规律不明确、水分在两作物间的补偿作用还未定量化、高秆作物对矮秆作物遮阴影响程度不清楚、非充分灌溉下的根系系分布及吸水规律还未明确等问题,本文采用了根系分隔及分阶段控水等技术,开展了间作模式下地下部因素对间作优势及土壤盐分运移影响机理、高秆作物对矮秆作物遮荫影响、非充分灌溉下的水分利用效率、间作小麦小麦干物质转移与灌浆特征、间作作物根系分布特征及吸水规律、产量构成因子及水分敏感性等研究。本文的主要研究成果如下：1.河套灌区小麦/玉米间作系统的产量优势为27.67%,其中20.44%来源于地下部分的补偿作用,而7.23%来自于地上部分。间作产量优势中的10.01%产生于间作根系对土壤空间的叠加利用,而水分与养分在小麦带与玉米带间的补偿效应为10.43%。小麦／向日葵间作系统的产量优势为33.33%,其中28.17%来源于地下部分的补偿作用,而5.16%来自于地上部分。间作产量优势中的18.52%产生于间作根系对土壤空间的叠加利用,而水分与养分在小麦带与向日葵带间的补偿效应为9.65%。间作不会促使河套灌区盐碱地产生次生盐渍化的危险,反而具有轻微的控盐作用。2.研究表明,轻度分阶段控水不会对间作模式下的遮荫产生显著影响,间作模式下的遮荫影响不利于矮秆作物的生长和产量的形成。花后20天内由于高杆作物对矮秆作物的遮荫影响,致使间作小麦旗叶净光合速率、气孔导度与蒸腾速率分别降低了5.76%-7.38%、8.04%-9.26%、8.19%-9.88%,而胞间CO2浓度明显升高了5.20%-5.22%,造成间作小麦旗叶光合性能下降。但由于间作小麦冠层叶面积指数上升了18.09%-19.97%,及光能截获量的增加和底层叶片光合作用的增强,部分弥补了间作小麦群体光合作用的下降,使其降低幅度显著低于光合有效辐射的下降幅度。另外,由于边行效应的存在,使间作小麦群体在花前多存储了6.09%-8.15%的同化物,而花后虽然光合作用下降,但延缓了衰老,增加了光合作用时间,再加上花前同化物的大量转移,使间作下的小麦籽粒产量上升了3.05%-6.10%。3.小麦／玉米间作条件下作物根系混合程度主要经历“不混合-较大范围混合-大范围混合”三个过程。非充分灌溉小麦最大下扎深度较充分灌溉深10cm,根系最终平均分布深度较充分灌溉深8cm；非充分灌溉下的玉米最大横向伸展距离为30cm,充分灌溉则已超越边行小麦,最大下扎深度非充分灌溉较充分灌溉深15cm,根系最终平均分布深度较充分灌溉深12.1cm。根质量密度呈现“随离作物行距离增加而减小”的规律。非充分灌溉使间作小麦0-30cm土层中的根质量密度下降了12%,使间作玉米0-30cm土层中的根质量密度下降了13%。非充分灌溉边行小麦与边行玉米之间土壤含水率均值较充分灌溉提前5天左右下降到边行小麦与边行玉米土壤含水率均值之间。整个取样期内间作作物条带土壤含水率均值变化表现为：条带间>小麦条带>玉米条带。4.间作向日葵模式下的小麦茎、叶干物质转移量是相同灌水处理下间作玉米模式下的小麦茎、叶干物质转移量的1.08～1.86倍与1.12～2.17倍,而颖轴干物质转移量则间作玉米模式是间作向日葵模式的1.00～1.19倍,间作玉米模式下的小麦灌浆速率峰值出现在花后25-30d,较对照提前1.26-2.85d,而间作向日葵模式下的小麦灌浆速率峰值较对照提前1.8-2.44d,各处理最大灌浆速率与平均灌浆速率均较对照提高,且减少了达到最大灌浆速率所需时间。灌水总量较少(298mm-328mm)有利于延长间作玉米模式下小麦的活跃灌浆期,而较高灌水量(358mm-388mm)则会延长间作向日葵种植模式下小麦的活跃灌浆期。5.间作下的小麦分蘖期每多灌15mm有效分蘖数提高5.4%-15.07%,而乳熟期随着水分胁迫的加剧间作模式下的小麦穗粒数、千粒重、产量均呈现出先升高后降低的规律。适当的减少小麦分蘖与拔节期的灌水量,相应增加小麦乳熟与玉米灌浆吐丝期的灌水量,有利于大幅提高缺水地区间作模式下的玉米产量,且随着灌水总量的升高,穗粒数以1.27粒/mm-2.47粒/mm的速度递增,产量以62.24kg/mm,94.93kg/mm, 29.73kg/mm的“S”型速率曲线逐渐升高。随灌水总量的提高间作向日葵的单株粒数呈先升后降的规律,百粒重和产量则呈“N”和“M”型规律变化。对于不同水分处理下各间作作物对水分的敏感指数表现为小麦的敏感指数最高,玉米次之,向日葵最低。间作小麦受水分胁迫后其收获指数普遍提高,间作玉米的收获指数随灌水总量上升而逐渐上升,而受水分胁迫处理的向日葵收获指数反而下降了。