秸秆还田对我国主要粮食作物产量效应的整合(Meta)分析

摘要：

[目的]定量分析全国范围内秸秆还田对3种粮食作物的产量效应,为秸秆还田技术的大面积推广应用提供科学依据.[方法]本研究搜集了公开发表的相关文献274篇(截至2 01 9年12月31日),整理了1 930组秸秆还田处理与秸秆不还田处理的农作物产量数据.运用整合分析(meta-analysis)方法(主要分析过程包括计算效应值、异质性检验、meta亚组分析、发表偏倚性检验),明确了秸秆还田对3种粮食作物产量的综合效应,进而量化分析了试验区域、年均气温、年均降雨量、土壤质地、土壤酸碱性、作物种类、种植制度、耕作方式、施肥模式、还田年限及秸秆还田量对秸秆还田增产效应的影响.[结果]与秸秆不还田相比,秸秆还田显著提高了3种粮食作物产量,平均增产率约为8.06％(95％CI: 7.52％-8.60％),分析结果不存在发表偏倚.东南地区秸秆还田增产率最高,达到9.37％(95％CI: 8.11％-10.64％);年平均气温为5-10℃、年平均降雨量超过1 200 mm时,秸秆还田的增产效应较高;在黏土、壤土及砂土3种土壤质地中,秸秆还田的增产率分别为8.13％(95％CI: 6.80％-9.49％)、9.04％(95％CI: 8.06％-10.01％)、6.96％ (95％CI:5.18％-8.77％);在弱酸性(pH＜6.5)土壤中,秸秆还田的增产率较高.在小麦、玉米、水稻3种作物中,秸秆还田对玉米的增产率达到9.22％(95％CI: 8.38％-10.05％);翻耕与免耕是最能发挥秸秆还田增产效应的耕作方式,增产率分别为11.05％(95％CI: 10.05％-12.05％)、8.98％(95％CI: 7.21％-10.79％).不施肥时,秸秆还田显著提高农作物产量,增产率达到25.66％(95％CI: 22.04％-29.38％),增产率显著高于正常施肥时的8.08％(95％CI: 7.50％-8.68％),但整体的产量水平较低.秸秆还田的增产率达到9.56％ (95％CI: 8.21％-10.93％),且还田年限超过2 0年时增产效应显著提高(增产率为15.42％,95％CI: 11.05％-19.95％).此外,最适宜的秸秆还田量为半量还田(增产率为9.09％,95％CI: 7.41％-10.79％).[结论]秸秆还田能够显著提高粮食作物产量,在不同的农业生产区以免耕或翻耕作业配合正常的施肥模式、适宜的秸秆还田量长期还田能够保持农作物的持续增产.

关键词：秸秆还田、全国、农作物、产量效应、整合分析

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资助基金：国家重点研发计划项目2017YFD0301001,2016YFD0300400

在线出版日期：2020-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：4415-4429