秸秆还田对我国主要粮食作物产量效应的整合分

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摘要：0 引言 【研究意义】农作物秸秆是农业生产的主要产物之一，含有丰富的可供农作物生长的氮、磷、钾养分[1]。作为传统的农业大国，中国每年产生的农作物秸秆种类丰富，各类农作物

0 引言

【研究意义】农作物秸秆是农业生产的主要产物之一，含有丰富的可供农作物生长的氮、磷、钾养分[1]。作为传统的农业大国，中国每年产生的农作物秸秆种类丰富，各类农作物秸秆的总产量约占世界秸秆产量的25%[2]，同时，农作物秸秆的利用方式单一、利用效率低的问题长期存在[3]。秸秆还田是兼顾了经济效益与环境效益的利用方式。近年来，随着农作物秸秆资源数量持续增加以及对还田技术研究的不断深入，降低还田成本，实现秸秆还田持续增产增收效应的目标成为可能[4]。【前人研究进展】国内外学者通过田间定位试验对秸秆还田的产量效应进行了研究，获得了大量的田间试验数据，涉及的农作物既包括玉米[5]、水稻[6]、小麦[7]等在我国大面积种植的粮食作物，也有棉花[8]、油菜[9]、花生[10]等经济作物。研究表明，农作物秸秆还田能够显著改善土壤物理结构，降低土壤容重、提高土壤孔隙度[11]；显著提高土壤中的全氮、速效氮及磷、钾养分含量[12]，构建合理的土壤微生物群落结构[13]，具有显著的增产作用，也具有良好的环境效益[14]。整合分析（meta-analysis）定义为对同一主题下多项独立试验的研究结果进行综合的统计方法，它的起源最早可以追溯到20世纪初[15]。【本研究切入点】目前，国内外学者关于秸秆还田对农作物的产量效应研究多是基于某种作物或某个地区进行的，研究结果仅对某种作物或某个地区的生产具有理论指导意义，对跨作物种类或农业生产区的产量效应尚不清楚。为了定量分析全国区域内秸秆还田对农作物的产量效应，需要整合全国范围内的独立试验数据，运用科学的分析方法进行系统综述。【拟解决的关键问题】本研究搜集整理了近30年国内外学者公开发表的中文文献数据，运用整合分析方法，定量分析了全国区域内秸秆还田对农作物的产量效应，并进一步明确了不同区域、种植制度、耕作方式、施肥模式等因素对产量效应的影响程度，旨在为秸秆还田技术在全国范围内的合理推广应用提供科学的理论依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源

以“秸秆还田、产量”为关键词，在China National Knowledge Infrastructure（CNKI）等主要中文文献数据库中检索2019年12月31日之前发表的田间对照试验论文（不包括室内试验、评价类、综述类、模型模拟类等文章及相关专业的硕博士学位毕业论文）。按以下标准对检索到的文献进行筛选[16]以获得满足meta-analysis要求的数据：（1）试验结果发表在最新版北大中文核心期刊中收录的综合类期刊，主要包括第四编自然科学中的生物科学综合类及植物学类、第六编农业科学中的综合性农业科学类、农业基础科学类、农业工程类及农学农作物类和第七编工业技术中的环境科学类；（2）田间对照试验地位于中国大陆地区；（3）试验以我国主要农作物为研究对象，田间试验为包括秸秆还田和秸秆不还田处理的对照试验；（4）文献中有明确的试验重复数、各试验处理的产量均值；（5）相同的试验设计获得的试验数据发表在不同期刊时，选择相关信息描述最为详细的一篇文献；（6）补充原文参考文献中引用但未被检索到的遗漏文献。经筛选，共获得274篇相关文献。

提取文章中秸秆还田与秸秆不还田处理的产量、产量标准差、处理重复数及其他相关信息（试验区域、种植制度、耕作方式、施肥模式等），文字、表格形式展示的数据直接提取，图形形式展示的数据使用WebPlotDigitizer软件[17]提取，补全文章中未说明的各处理产量标准差[18-19]，共得到1 930组试验数据用于Meta分析。

1.2 数据分类

考虑到秸秆还田的产量效应可能受其他相关因素影响，根据文献中提取到的相关试验信息进行归纳分组，整理得到以下影响因素（表1）：试验区域[20]、年平均气温、年平均降雨量、土壤质地[21]、土壤酸碱性、作物种类、种植制度、耕作方式、施肥模式[22-26]、还田年限及秸秆还田量[27-29]。通过Meta亚组分析以考察各影响因素对秸秆还田的产量效应的影响程度[30]，并寻找异质性来源。

1.3 Meta分析过程

1.3.1 计算效应值 首先，本研究采用随机效应模型评估秸秆还田对我国主要粮食作物的产量效应，选取生态学领域常用的反应比（R）的自然对数（lnR）作为Meta分析的效应值[31]，来衡量秸秆还田对作物产量的影响。具体的计算公式如下：

式中，lnR为效应值，Xt与Xc分别表示秸秆还田处理与秸秆不还田处理下作物的产量均值，单位为kg·hm-2。

文章来源：《全国流通经济》 网址: http://www.qgltjj.cn/qikandaodu/2021/0223/763.html

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