施氮量對(duì)鳳丹生長(zhǎng)和籽粒產(chǎn)量影響的Meta分析

吳熠婷，裘 剛，周勁節(jié)，朱美玲，姜美君，孟 遠(yuǎn)，劉建超,*

（1.浙江農(nóng)林大學(xué)暨陽(yáng)學(xué)院，浙江諸暨 311800；2.諸暨市經(jīng)濟(jì)特產(chǎn)站，浙江諸暨 311800）

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們不僅要吃得飽，還要吃得好。在快餐業(yè)的發(fā)展和飲食結(jié)構(gòu)、飲食習(xí)慣改變的強(qiáng)烈沖擊下，如何健康飲食已成為現(xiàn)代社會(huì)亟待解決的問(wèn)題，其中對(duì)食用油的要求越來(lái)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(diào)節(jié)免疫等醫(yī)療保健功能。世界各地廣為種植的鳳丹都起源于中國(guó)，中國(guó)是其栽培及遺傳多樣性的中心[1]。施肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要方式之一，對(duì)牡丹生長(zhǎng)發(fā)育有直接調(diào)控作用，亦是改善油用牡丹產(chǎn)量與品質(zhì)的重要舉措[2-4]。在此之前，國(guó)內(nèi)外已有眾多學(xué)者在施氮量對(duì)鳳丹產(chǎn)量這一方向進(jìn)行研究整理，發(fā)表了相關(guān)學(xué)術(shù)研究報(bào)告，為該領(lǐng)域的發(fā)展邁出了重要的一步。本文嘗試運(yùn)用Meta分析方法，對(duì)不同施氮量下鳳丹生長(zhǎng)和產(chǎn)量的差異進(jìn)行深入分析，以期為鳳丹的高產(chǎn)栽培提供參考依據(jù)。

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(guó)教育心理學(xué)家G.Glass 提出，定義為：Meta 分析是對(duì)具有相同目的且相互獨(dú)立的多個(gè)方面研究調(diào)查結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)的綜合能力評(píng)價(jià)和定量分析的一種研究方法。它本質(zhì)上是一種觀察性研究。一開(kāi)始常應(yīng)用于心理學(xué)、醫(yī)學(xué)方面的研究，后逐漸引入生態(tài)學(xué)。與傳統(tǒng)的研究所不同，它使用現(xiàn)有的（發(fā)表與未發(fā)表）各獨(dú)立研究結(jié)果資料，不需要分析獨(dú)立研究中的每個(gè)觀察對(duì)象的原始數(shù)據(jù)。其主要優(yōu)勢(shì)包括：能對(duì)多項(xiàng)研究同時(shí)進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)和總結(jié)；避免單個(gè)樣本的局限性，減少不必要的偏差；發(fā)現(xiàn)新的未闡明的問(wèn)題。因此，Meta 分析的使用，在一定程度上彌補(bǔ)了以往研究的不足之處，能夠較為客觀、完整地獲得分析結(jié)論。

1.2 文獻(xiàn)篩選

為了更好地分析施氮量對(duì)鳳丹品質(zhì)的影響，以“鳳丹+品質(zhì)+氮”為關(guān)鍵詞，在中文文獻(xiàn)收入較全面的中文數(shù)據(jù)庫(kù)查找相關(guān)文獻(xiàn)，篩選出符合條件的文章。獲得一定量的初步文獻(xiàn)后，再根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行詳細(xì)的篩選：1）必須是對(duì)中國(guó)地區(qū)內(nèi)的鳳丹產(chǎn)量和品質(zhì)評(píng)估的文獻(xiàn)，不能是其他國(guó)家地區(qū)內(nèi)的鳳丹產(chǎn)量分析的文獻(xiàn)。2）有鳳丹品種、試驗(yàn)點(diǎn)位置、土壤指標(biāo)的文獻(xiàn)。3）必須是對(duì)鳳丹定量的數(shù)據(jù)分析的文獻(xiàn)，應(yīng)剔除定性、抽象的等理論方面的文獻(xiàn)。4）數(shù)據(jù)獨(dú)立。根據(jù)上述篩選標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理和手工篩選的結(jié)合，進(jìn)行合理的梳理，最終共有30篇文獻(xiàn)達(dá)到了篩選要求，再按照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其分類，共提取出25組獨(dú)立樣本，這為研究分析提供較準(zhǔn)確的評(píng)估基礎(chǔ)。

1.3 原理及步驟

將處理數(shù)據(jù)進(jìn)行分類：不施氮時(shí)，施氮量水平為I0；施0～99 kg·hm-2時(shí)，施氮量水平為I1；施100～149 kg·hm-2時(shí)，施氮量水平為I2；施150～199 kg·hm-2時(shí)，施氮量水平為I3；施200～249 kg·hm-2時(shí)，施氮量水平為I4；施250～299 kg·hm-2時(shí)，施氮量水平為I5；施300～349 kg·hm-2時(shí)，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(jìn)行如下。

1）選題和立題。提出需要解決的問(wèn)題。

2）文獻(xiàn)搜索。確定檢索策略和范圍，如采用什么關(guān)鍵詞等；并初步評(píng)估文獻(xiàn)質(zhì)量，按要求進(jìn)一步篩選。

3）數(shù)據(jù)分類與數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建。利用Excel 表格記錄匯總，包括原文的數(shù)據(jù)和圖表。Mete 分析要求參與研究的每個(gè)試驗(yàn)都是相互獨(dú)立的。假設(shè)每個(gè)獨(dú)立試驗(yàn)中的試驗(yàn)地點(diǎn)、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)品種及對(duì)照組的觀測(cè)結(jié)果都是獨(dú)立的。通過(guò)Get ata Graph Digitizer 2.24軟件進(jìn)行圖形式的數(shù)據(jù)提取。直接提取文獻(xiàn)中明確給出的對(duì)照組與試驗(yàn)組的樣本數(shù)（Ne 和Nc）、平均值（Xe 和Xc）、標(biāo)準(zhǔn)差（Se 和Sc）等結(jié)果，通過(guò)Origin 軟件以圖表形式提取結(jié)果，并將結(jié)果數(shù)字化。如果文獻(xiàn)中提供的數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)誤（SE），那么可以根據(jù)公式（1）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差（SD）進(jìn)行轉(zhuǎn)換：

（1）式中，n為重復(fù)次數(shù)。

統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)以響應(yīng)比（responseratios，RR）出現(xiàn)，且計(jì)算95%的置信區(qū)間（95%CI）：

（2）式中，對(duì)照組（NPK）和處理組（NPKM）的變量NUE的平均值為NUEt和NUEe。在分析過(guò)程里，需要將RR對(duì)數(shù)化，使用一個(gè)自然對(duì)數(shù)響應(yīng)比（lnRR）來(lái)表示NUE受施用氮肥的影響程度：

以反應(yīng)比（response ratio，R）為指標(biāo)，研究施氮量對(duì)鳳丹產(chǎn)量的影響，其公式為：

（4）式中，Xe、Xc分別是一個(gè)獨(dú)立研究中試驗(yàn)組、對(duì)照組的平均值。反應(yīng)比根據(jù)以下公式轉(zhuǎn)化為百分比變化率：

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

4）結(jié)果解釋、得出結(jié)論并對(duì)其評(píng)價(jià)。計(jì)算出研究的效應(yīng)值和置信區(qū)間，通常采用森林圖來(lái)直觀地解釋，檢驗(yàn)異質(zhì)性，對(duì)存在的異質(zhì)性采取相關(guān)措施。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮量對(duì)鳳丹產(chǎn)量的影響

合理施氮可以提高鳳丹的產(chǎn)量。在施氮水平為I3之前，鳳丹產(chǎn)量增長(zhǎng)率隨著施氮量的增加而逐漸增大；當(dāng)施氮水平為I3時(shí)，鳳丹產(chǎn)量增長(zhǎng)率達(dá)到研究峰值，即58.19%。而在施氮水平為I15時(shí)，增長(zhǎng)率達(dá)到最低值，即18.99%。當(dāng)施氮水平高于I3時(shí)，鳳丹增長(zhǎng)率逐漸呈下滑趨勢(shì)。該研究表明，鳳丹的平均增產(chǎn)率為37.68%。總之，施氮量在一定程度上對(duì)鳳丹的產(chǎn)量起促進(jìn)作用，該研究中，施氮水平為I3時(shí)效果最佳（見(jiàn)圖1）。

圖1 施氮量水平對(duì)鳳丹產(chǎn)量的影響

通過(guò)Meta 分析可以發(fā)現(xiàn)，在研究數(shù)據(jù)管理范圍內(nèi)，無(wú)論施氮量多少，都有利于鳳丹產(chǎn)量，當(dāng)施氮水平為I3時(shí)，鳳丹產(chǎn)量增長(zhǎng)率為研究峰值。隨著施氮量的增加，鳳丹籽粒產(chǎn)量逐漸增大，在I3水平時(shí)產(chǎn)量達(dá)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(dá)一定水平時(shí)，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(chǎn)量呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)相一致。鳳丹產(chǎn)量并不是施肥量越多越好，適量的施肥量不僅能節(jié)約成本還能增產(chǎn)增效[5]。

2.2 不同施氮量對(duì)鳳丹株高的影響

株高是反映植株生長(zhǎng)的重要指標(biāo)之一。施肥可以促進(jìn)植株對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，調(diào)控各部分器官。施肥處理對(duì)鳳丹株高的影響發(fā)育在不同階段不同。由圖2可見(jiàn)，鳳丹在不同施氮量處理下對(duì)其株高都有促進(jìn)作用，并呈現(xiàn)先降后升的趨勢(shì)，其平均增高率為14.51%。當(dāng)施氮水平為I14時(shí)，增高率達(dá)到峰值，即17.61%；當(dāng)施氮水平為I4時(shí)，增高率降至最低，即12.06%。

圖2 施氮量水平對(duì)鳳丹株高的影響

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(fù)合肥可以增加土壤有機(jī)質(zhì)，提供油用牡丹所需的多種營(yíng)養(yǎng)元素，有利于作物水分的吸收和礦質(zhì)離子運(yùn)輸，增加株高；施肥量越高，鳳丹的植株長(zhǎng)得越高，容易發(fā)生徒長(zhǎng)現(xiàn)象；施肥量過(guò)高時(shí)，容易產(chǎn)生毒素，導(dǎo)致鳳丹植株死亡；施肥量過(guò)低時(shí)，鳳丹的植株較為低矮，生長(zhǎng)緩慢，這與杜婷研究結(jié)果一致[5]。

3 小結(jié)與討論

分析結(jié)果表明，施氮量對(duì)鳳丹的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，對(duì)株高有明顯效果。當(dāng)施氮水平為I3（150～199 kg·hm-2）時(shí)，最能滿足鳳丹高產(chǎn)的需求；當(dāng)?shù)窟^(guò)高時(shí)，鳳丹籽粒產(chǎn)量增長(zhǎng)率會(huì)有所下降。施氮量對(duì)株高的影響呈先降后升狀態(tài)，當(dāng)施氮水平為I14時(shí)（700～749 kg·hm-2），增高率達(dá)到峰值。

氮條件對(duì)鳳丹生長(zhǎng)發(fā)育的影響是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，認(rèn)知這一過(guò)程，既需要關(guān)注鳳丹生長(zhǎng)指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行分析，也要探究多方面因子及不同環(huán)境條件所帶來(lái)的綜合作用，以此向Mete 分析提供多且可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。牡丹是多年生木本植物，因此需要大量且持續(xù)的養(yǎng)分供應(yīng)支撐多年生長(zhǎng)。目前在中國(guó)研究油用牡丹合理施肥的試驗(yàn)較少，本研究雖參考了大量文獻(xiàn)但并沒(méi)有考慮到品種、地區(qū)等差異造成的影響，也沒(méi)有將溫度、土壤質(zhì)地等會(huì)對(duì)鳳丹產(chǎn)量和株高有影響的條件納入其中。