基于Meta-analysis的中国北方地区免耕玉米产量效应研究

摘要：

[目的]定量分析免耕对中国北方地区玉米产量的时空效应和影响机制,为该地区免耕的科学应用和推广提供依据.[方法]以中国北方为研究区域,以传统耕作为对照,通过检索文献整合已发表的相关田间试验数据(截止201 7年4月共获得68篇文献和82组试验数据,将数据按照区域(东北、华北和西北)、年降水量(＜ 500 mm和≥500 mm)、年均气温(＜10℃和≥1 0℃)、耕作模式(平作和垄作)、种植制度(连作和轮作)、是否秸秆还田、试验年份(2000年之前、2000-2009年和2 010年之后)和免耕持续年限(1-2a、3-5a、6-9 a和≥10a)进行分组),利用Meta-analysis方法系统探究免耕对玉米产量的时空效应与影响因素.具体分析过程包括异质性检验、综合效应量计算、发表偏倚检验、敏感性分析、累积Meta-analysis和亚组分析(影响因素分析).[结果]与传统耕作相比,免耕总体上可显著提高玉米产量,平均增产率为3.1％(置信区间0.7％一5.5％,数据不存在发表偏倚和极端值).2000年之前,免耕的累积增产效应不稳定(平均-0.7％-6.6％);2000年之后,免耕与传统耕作的累积产量差异逐渐由不显著变为显著.在东北地区,免耕表现出显著的增产效应(平均5.3％,置信区间1.5％-9.2％);而在华北和西北地区,免耕的增产效应不显著,分别为-2.6％-6.4％和-1.0％-6.4％.在年降水量＜ 500 mm、年均气温＜10℃的地区和轮作、秸秆还田条件下,免耕的增产率显著提高,平均分别为5.4％(置信区间1.7％-9.1％)、3.8％(置信区间0.8％-6.7％)、4.4％(置信区间1.3％-7.5％)和3.3％(置信区间0.8％-5.8％).平作和垄作下,免耕的增产效应均不显著.2010年之后,免耕的增产效应显著提高(平均6.1％),且变幅较小(2.5％-9.7％).随着免耕持续年限的延长,玉米增产率呈先增加后降低的趋势,当持续3-5 a时,免耕的增产效应显著且达到峰值(平均3.8％,置信区间1.6％-6.0％).[结论]在年降水量较少或年均气温较低的区域,轮作或秸秆还田条件下,有利于发挥免耕的增产效应;东北地区较华北和西北地区更适宜免耕;3-5a为较合理的免耕持续年限.

关键词：免耕、产量效应、Meta-analysis、玉米、中国北方地区

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资助基金：国家公益性行业农业科研专项201503125,201503105;国家高技术研究发展计划863计划项目2011AA100504

在线出版日期：2018-05-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：843-854