施氮量對鳳丹生長和籽粒產量影響的Meta分析

吳熠婷 裘剛 周勁節 朱美玲 姜美君 孟遠 劉建超

摘 要 以已有文獻中有關施氮對中國鳳丹生長和籽粒產量影響的評估結果為統計樣本，采用Meta分析法，構建施氮量對鳳丹影響的損失函數，為評估模型研究提供可靠的數據基礎。研究結果表明：當施氮水平為I3（150～199 kg·hm-2）時，最能滿足鳳丹高產的需求;當氮含量過高時，鳳丹籽粒產量增長率會有所下降。施氮量對株高的影響呈先降后升趨勢，當施氮水平為I14時（700～749 kg·hm-2），增高率達到峰值。

關鍵詞 鳳丹;施氮量;生長;產量;Meta分析

中圖分類號：S685.11 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.01.006

隨著社會的發展，人們不僅要吃得飽，還要吃得好。在快餐業的發展和飲食結構、飲食習慣改變的強烈沖擊下，如何健康飲食已成為現代社會亟待解決的問題，其中對食用油的要求越來越高。鳳丹籽油是一種新型木本植物油，具備抗腫瘤、抗炎、改善心血管、調節免疫等醫療保健功能。世界各地廣為種植的鳳丹都起源于中國，中國是其栽培及遺傳多樣性的中心[1]。施肥是農業生產的主要方式之一，對牡丹生長發育有直接調控作用，亦是改善油用牡丹產量與品質的重要舉措[2-4]。在此之前，國內外已有眾多學者在施氮量對鳳丹產量這一方向進行研究整理，發表了相關學術研究報告，為該領域的發展邁出了重要的一步。本文嘗試運用Meta分析方法，對不同施氮量下鳳丹生長和產量的差異進行深入分析，以期為鳳丹的高產栽培提供參考依據。

1? 材料與方法

1.1? Meta分析

Meta分析（Meta-analysis），譯為“元分析”，最早于1976年由英國教育心理學家G. Glass提出，定義為：Meta分析是對具有相同目的且相互獨立的多個方面研究調查結果進行系統的綜合能力評價和定量分析的一種研究方法。它本質上是一種觀察性研究。一開始常應用于心理學、醫學方面的研究，后逐漸引入生態學。與傳統的研究所不同，它使用現有的（發表與未發表）各獨立研究結果資料，不需要分析獨立研究中的每個觀察對象的原始數據。其主要優勢包括：能對多項研究同時進行綜合性評價和總結;避免單個樣本的局限性，減少不必要的偏差;發現新的未闡明的問題。因此，Meta分析的使用，在一定程度上彌補了以往研究的不足之處，能夠較為客觀、完整地獲得分析結論。

1.2? 文獻篩選

為了更好地分析施氮量對鳳丹品質的影響，以“鳳丹+品質+氮”為關鍵詞，在中文文獻收入較全面的中文數據庫查找相關文獻，篩選出符合條件的文章。獲得一定量的初步文獻后，再根據以下標準，進行詳細的篩選：1）必須是對中國地區內的鳳丹產量和品質評估的文獻，不能是其他國家地區內的鳳丹產量分析的文獻。2）有鳳丹品種、試驗點位置、土壤指標的文獻。3）必須是對鳳丹定量的數據分析的文獻，應剔除定性、抽象的等理論方面的文獻。4）數據獨立。根據上述篩選標準，通過計算機處理和手工篩選的結合，進行合理的梳理，最終共有30篇文獻達到了篩選要求，再按照標準對其分類，共提取出25組獨立樣本，這為研究分析提供較準確的評估基礎。

1.3? 原理及步驟

將處理數據進行分類：不施氮時，施氮量水平為I0;施0～99 kg·hm-2時，施氮量水平為I1;施100～149 kg·hm-2時，施氮量水平為I2;施150～199 kg·hm-2時，施氮量水平為I3;施200～249 kg·hm-2時，施氮量水平為I4;施250～299 kg·hm-2時，施氮量水平為I5;施300～349 kg·hm-2時，施氮量水平為I6;以此類推。

與一般的研究相類似，Meta分析的具體操作步驟進行如下。

1）選題和立題。提出需要解決的問題。

2）文獻搜索。確定檢索策略和范圍，如采用什么關鍵詞等;并初步評估文獻質量，按要求進一步篩選。

3）數據分類與數據庫創建。利用Excel表格記錄匯總，包括原文的數據和圖表。Mete分析要求參與研究的每個試驗都是相互獨立的。假設每個獨立試驗中的試驗地點、試驗條件、試驗品種及對照組的觀測結果都是獨立的。通過Get ata Graph Digitizer 2.24軟件進行圖形式的數據提取。直接提取文獻中明確給出的對照組與試驗組的樣本數（Ne和Nc）、平均值（Xe和Xc）、標準差（Se和Sc）等結果，通過Origin軟件以圖表形式提取結果，并將結果數字化。如果文獻中提供的數據為標準誤（SE），那么可以根據公式（1）對標準差（SD）進行轉換：

（1）式中，n為重復次數。

統計學指標以響應比（responseratios，RR） 出現，且計算 95%的置信區間（95%CI）：

（2）式中，對照組（ NPK） 和處理組（NPKM） 的變量NUE的平均值為NUEt 和 NUEe。在分析過程里，需要將RR對數化，使用一個自然對數響應比（lnRR）來表示NUE受施用氮肥的影響程度：

以反應比（response ratio，R）為指標，研究施氮量對鳳丹產量的影響，其公式為：

（4）式中，Xe、Xc分別是一個獨立研究中試驗組、對照組的平均值。反應比根據以下公式轉化為百分比變化率：

（5）式中，正Y值表示施氮處理產生正效應，負Y值則表示產生負效應。如果Y值的95%置信區間與0重合，則認為施氮效果不顯著。

4）結果解釋、得出結論并對其評價。計算出研究的效應值和置信區間，通常采用森林圖來直觀地解釋，檢驗異質性，對存在的異質性采取相關措施。

2? 結果與分析

2.1? 不同施氮量對鳳丹產量的影響

合理施氮可以提高鳳丹的產量。在施氮水平為I3之前，鳳丹產量增長率隨著施氮量的增加而逐漸增大;當施氮水平為I3時，鳳丹產量增長率達到研究峰值，即58.19%。而在施氮水平為I15時，增長率達到最低值，即18.99%。當施氮水平高于I3時，鳳丹增長率逐漸呈下滑趨勢。該研究表明，鳳丹的平均增產率為37.68%。總之，施氮量在一定程度上對鳳丹的產量起促進作用，該研究中，施氮水平為I3時效果最佳（見圖1）。

通過Meta分析可以發現，在研究數據管理范圍內，無論施氮量多少，都有利于鳳丹產量，當施氮水平為I3時，鳳丹產量增長率為研究峰值。隨著施氮量的增加，鳳丹籽粒產量逐漸增大，在I3水平時產量達到最大，之后下降。研究表明，施用氮肥可以提高土壤肥力，但氮肥用量到達一定水平時，土壤肥力不再增加或者增加不明顯，這與不同氮肥水平處理下鳳丹產量呈現先升后降的趨勢相一致。鳳丹產量并不是施肥量越多越好，適量的施肥量不僅能節約成本還能增產增效[5]。

2.2? 不同施氮量對鳳丹株高的影響

株高是反映植株生長的重要指標之一。施肥可以促進植株對營養物質的吸收，調控各部分器官。施肥處理對鳳丹株高的影響發育在不同階段不同。由圖2可見，鳳丹在不同施氮量處理下對其株高都有促進作用，并呈現先降后升的趨勢，其平均增高率為14.51%。當施氮水平為I14時，增高率達到峰值，即17.61%;當施氮水平為I4時，增高率降至最低，即12.06%。

隨著施肥量的增加，鳳丹植株高度均不同程度地增大，可能由于低劑量復合肥可以增加土壤有機質，提供油用牡丹所需的多種營養元素，有利于作物水分的吸收和礦質離子運輸，增加株高;施肥量越高，鳳丹的植株長得越高，容易發生徒長現象;施肥量過高時，容易產生毒素，導致鳳丹植株死亡;施肥量過低時，鳳丹的植株較為低矮，生長緩慢，這與杜婷研究結果一致[5]。

3? 小結與討論

分析結果表明，施氮量對鳳丹的生長具有促進作用，對株高有明顯效果。當施氮水平為I3（150～199 kg·hm-2）時，最能滿足鳳丹高產的需求;當氮含量過高時，鳳丹籽粒產量增長率會有所下降。施氮量對株高的影響呈先降后升狀態，當施氮水平為I14時（700～749 kg·hm-2），增高率達到峰值。

氮條件對鳳丹生長發育的影響是一個復雜過程，認知這一過程，既需要關注鳳丹生長指標，對其進行分析，也要探究多方面因子及不同環境條件所帶來的綜合作用，以此向Mete分析提供多且可靠的數據基礎。牡丹是多年生木本植物，因此需要大量且持續的養分供應支撐多年生長。目前在中國研究油用牡丹合理施肥的試驗較少，本研究雖參考了大量文獻但并沒有考慮到品種、地區等差異造成的影響，也沒有將溫度、土壤質地等會對鳳丹產量和株高有影響的條件納入其中。

參考文獻：

[1] 魏冬峰，張利霞，常青山，等.氮磷鉀平衡施肥對鳳丹光合特性的影響[J].核農學報，2016，30（11）：2265-2273.

[2] 姜天華，溫立柱，郭蕓琿，等.生物炭與氮肥配施對牡丹葉片氮素營養和籽粒品質的影響[J].應用生態學報，2017，28（9）：2939-2946.

[3] 姜天華，單佩佩，黃在范，等.施用氮肥對油用牡丹葉片氮素吸收積累與籽粒品質的影響[J].應用生態學報，2016，27（10）：3257-3263.

[4] 劉雙，吳安楠，王淑娟，等.油用牡丹對氮磷鉀元素的吸收和積累規律[J].經濟林研究，2019，37（4）：172-178.

[5] 杜婷.套種方式和施肥量對甘肅省臨洮縣油用牡丹生長發育的影響[D].蘭州：甘肅農業大學，2018.

收稿日期：2021-09-19

基金項目：浙江省新苗人才項目（2020R412036）;浙江農林大學暨陽學院人才啟動項目（RQ1905A01）;浙江農林大學暨陽學院院級大學生科技創新活動計劃項目（JYKC2113，JYKC2101，JYKC2102）。

作者簡介：吳熠婷（1999—），女，浙江嘉興人，在讀本科生。E-mail：2569313081@qq.com。

*為通信作者，E-mail：20198001@zafu.edu.cn。