秸秆还田对我国主要粮食作物产量效应的整合（(8)

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摘要：2.2 秸秆还田对农作物产量效应的Meta亚组分析 通过Meta亚组分析对每组解释变量进行研究，结果表明秸秆还田对农作物产量的综合效应量受土壤酸碱性、作

2.2 秸秆还田对农作物产量效应的Meta亚组分析

通过Meta亚组分析对每组解释变量进行研究，结果表明秸秆还田对农作物产量的综合效应量受土壤酸碱性、作物种类、种植制度、耕作方式、施肥模式、还田方式等因素的影响达到极显著水平（PQ-val＜0.0001）（表3）。所有解释变量的R2值，∑R2=27.71%，表明本研究纳入的解释变量能够解释27.71%的异质性来源，剩余的异质性来源有待进一步研究。

在不同的试验区域中（图2-a），东南地区秸秆还田的增产率最高，达到9.37%（95%CI：8.11%—10.64%），西南地区为8.34%（95%CI：6.33%—10.38%），华北地区为8.04%（95%CI：7.24%—8.85%），东北地区为7.77%（95%CI：6.13%—9.42%），西北地区为6.76%（95%CI：5.50%—8.05%），增产率最低。

秸秆还田的增产效应在年均气温达到5—10℃时的增产率（（8.）%）最高，在年均气温低于5℃时的增产率（（7.）%）最低（图2-b）。随着年均降水量的增加，秸秆还田的增产率呈现出先增加后降低的趋势（图2-c）。年均降水量低于400 mm时，秸秆还田对农作物的增产率（（5.）%）最低，年均降水量超过400 mm时，增产率显著提高。在年均降水量超过1 200 mm时，秸秆还田的增产率最高，达到9.59%（95%CI：7.04%—12.21%）。

秸秆还田在黏土、壤土及砂土3种土壤质地中对农作物的增产效应没有显著差异（图2-d），增产率分别为（8.）%、（9.）%、（6.）%；图2-e表明，秸秆还田在弱酸性土壤中更能发挥其增产效应，增产率达到12.46%（95%CI：10.92%—14.01%），中性土壤中的增产效应次之，增产率为7.73%（95%CI：6.90%—8.57%），碱性土壤中增产效应最低，增产率为6.35%（95%CI：4.74%—7.98%）。

表3 Meta亚组分析结果Table 3 Results of sub-group meta-analysis解释变量 explaning varianceI2 (%)QmPQ-valR2 (%) 试验区域..23 年均气温Average annual ..03 年均降水量Average annual .01480.51 土壤质地Soil .12 土壤酸碱性Soil ＜ 作物种类Crop type97..6566＜ 种植模式Plant .01030.39 耕作方式Tillage ＜ 肥料运筹Fertilization97..1434＜ 还田年限Return ＜ 秸秆还田量Straw ..00

图2 秸秆还田对农作物产量效应的影响因素分析Fig. 2 Analysis of factors affecting crop yield under straw-return

在主要的粮食作物中，秸秆还田的产量效应表现出显著的差异（图2-f）。对玉米的增产作用最大，增产率达到9.22%（95%CI：8.38%—10.05%）；对水稻的增产作用次之（增产率（7.）%），对小麦的增产作用最低（增产率（5.）%），均低于总体的平均水平。图2-g表明秸秆还田在一年一熟制中的增产作用显著高于一年两熟制，增产率分别为8.99%（95%CI：8.00%—9.99%）、7.65%（95%CI：7.00%—8.30%）。

免耕与翻耕是最有利于发挥秸秆还田增产作用的耕作方式。翻耕秸秆还田的增产率为11.05%，95%CI为10.05%—12.05%，免耕秸秆还田的增产率为8.98%，95%CI为7.21%—10.79%，均高于总体的平均增产率。旋耕与深耕秸秆还田的增产率分别为（6.）%、（6.）%，均低于总体的平均增产率（图2-h）。

秸秆还田在正常的施肥模式下能够提高8.08%（95%CI：7.50%—8.68%）的作物产量（图2-i），与总体的平均增产率一致，其他施肥方式都会影响秸秆还田的增产效应。不施任何肥料时，秸秆还田对农作物的增产效应显著提高，增产率达到25.66%（95%CI：22.04%—29.38%），但不施肥时整体的产量水平较低；不施钾肥、正常施用氮磷肥时，秸秆还田的增产率最低，为4.08%（95%CI：2.33%—5.87%）；不施氮肥、正常施用磷钾肥时，秸秆还田的增产率为7.24%（95%CI：4.12%—10.46%）；低施氮量与高施氮量下，秸秆还田的增产率分别为6.40%（95%CI：4.09%—8.76%）、6.08%（95%CI：2.63%—9.64%）；可见，不同氮肥施用方式对秸秆还田的产量效应并无显著影响。

随着秸秆还田持续年限的增加，秸秆还田的增产率在短期内略微降低后持续增加（图2-j）。持续秸秆还田超过10年、15年、20年时，相应的增产率分别达到9.74%（95%CI：7.59%—11.92%）、13.88%（95%CI：9.78%—18.13%）、15.42%（95%CI：11.05%—19.95%），增产率的提高趋势显著。

不同的秸秆还田量对还田后农作物产量的影响不显著（图2-k）。利用前茬作物50%—100%的秸秆进行还田时增产作用最高，增产率为9.09%（95%CI：7.41%—10.79%），高于秸秆全量还田后（7.）%的增产率。秸秆还田量低于50%和超过100%的相关研究较少，仅有的研究结果表明两者的增产率分别为8.72%（95%CI：5.13%—12.42%）、8.21%（95%CI：3.84%—12.77%）。

3 讨论

3.1 秸秆还田的增产效应

本研究结果表明，与秸秆不还田相比，秸秆还田显著提高了农作物产量，增产率达到8.06%（95%CI：7.52%—8.60%，不存在发表偏倚）。与秸秆不还田相比，秸秆还田显著改善了土壤物理性状，降低了土壤容重[42]，增加了土壤孔隙度[43]，促进了土壤微团聚体向大团聚体的转化，土壤固碳能力显著提升[44]；秸秆还田后土壤中的养分含量显著增加，0—60 cm土层中的土壤有机碳及全氮含量显著提高[45]，减少了磷流失，提高了土壤磷储量[46]，同时提高了土壤中的全钾及速效钾含量[47]；长期秸秆还田改变了土壤中的微生物群落结构，显著提高了土壤中的真菌、放线菌丰富度，且随着秸秆投入量的增加，几种土壤水解酶的活性也随之提高[48]。秸秆还田通过改善土壤的理化性质，提高了土壤生产力，实现增产。

文章来源：《全国流通经济》 网址: http://www.qgltjj.cn/qikandaodu/2021/0213/750.html

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