现代社会发展迅速,土地资源紧缺,探索农业与林业相结合的立体栽培模式,有利于提高资源利用率,实现可持续发展。本论文以郑州地区栽植的‘凤丹’牡丹为研究对象,分别设置牡丹单作、牡丹间作香椿、牡丹间作核桃、牡丹间作木瓜、牡丹间作女贞栽培模式。通过分析不同模式环境因子、光合特性、土壤性质及牡丹生产力的差异,探寻科学的油用牡丹立体栽培模式,为建立完善的油用牡丹栽培技术提供理论依据。主要研究结果如下:(1)环境因子研究结果表明:与单作相比,间作模式的空气温度均有不同程度地下降,且减小香椿和核桃的株行距,降温作用更明显。间作还增大了空气相对湿度。此外,随着上层林木枝叶展开,间作模式的光照强度低于单作;株行距不同也造成光照强度的差异,其中,香椿株行距等于或低于2 m×4 m时,核桃小于或等于4 m×4 m时,林下光照强度不足全光照的69%,牡丹-木瓜间作模式甚至不足56%。(2)光合特性研究结果表明:随着香椿和核桃株行距的减小,牡丹叶片总叶绿素含量有增大的趋势,但株行距减小,使得牡丹净光合速率降低。其中,当香椿株行距为3 m×3 m和4 m×4 m时普遍较单作高,而2 m×3 m和2 m×4 m则相反;核桃株行距为4 m×4 m时低于单作,其它处理普遍较单作高;在不同间作树种栽培模式中,牡丹-香椿、牡丹-女贞间作模式普遍高于单作,而其余两种间作模式普遍低于单作。在光响应参数中,与单作相比,牡丹-木瓜间作模式LSP最大,LCP最小,牡丹的耐阴性最强,且香椿和核桃种植过密,也会使牡丹产生此种适应性特点。(3)土壤性质研究结果表明:间作模式土壤pH值与单作无显著差异,但土壤含水率却有所升高,可见,间作具有一定的保水作用;除与木瓜间作外,大部分间作模式均增加了土壤脲酶、蔗糖酶及纤维素酶活性,但香椿与核桃株行距过小,会分别影响纤维素酶、脲酶活性。(4)在油用牡丹生产力方面,与单作相比,在不同间作树种栽培模式中,牡丹与木瓜、核桃间作的单株地上生物量分别下降15.34%、25.49%,籽粒产量也降低16.45%、25.49%,而与香椿、女贞间作单株地上生物量则分别增加11.65%、13.39%,产量也提高了42.85%、58.37%;在与不同株行距香椿间作中,2 m×4 m和2 m×3 m处理单株地上生物量下降,产量分别降低8.74%、7.86%,而3 m×3 m和4 m×4 m处理产量提高了50.29%、47.41%;在与不同株行距核桃间作中,4 m×4m处理牡丹单株地上生物量减小了27.66%,产量也显著低于单作,而其余间作处理均有所提高,以5 m×5 m处理最高。可见,株行距过小,会阻碍牡丹的生长,导致减产。(5)对立体栽培模式牡丹产量、净光合速率、土壤酶活性及环境因子进行多元逐步回归分析,结果表明:立体栽培模式中影响牡丹产量的主要因子各不相同。其中,净光合速率、脲酶、纤维素酶活性及大气温度等是影响牡丹产量的主要因子。从增加油用牡丹产量的角度看,适宜在郑州地区推广牡丹-香椿、牡丹-核桃、牡丹-女贞间作模式。但也要合理配置株行距,核桃株行距为5 m×5 m、香椿为3m×3 m时,籽粒产量最高;当核桃株行距不足4 m×4 m,香椿株行距不足2 m×4m时,会影响牡丹的产量。