黃土高原休閑期保護(hù)性耕作對冬小麥產(chǎn)量的Meta分析

李海康,賀亭峰,耿晶

黃土高原休閑期保護(hù)性耕作對冬小麥產(chǎn)量的Meta分析

李海康1,賀亭峰2*,耿晶1

1. 晉中信息學(xué)院 智能工程學(xué)院, 山西 晉中 030800 2. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 山西有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)研究院, 山西 太原 030031

為定量分析黃土高原休閑期保護(hù)性耕作對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的影響效應(yīng)，尋求黃土高原冬小麥適宜的耕作方式。通過國內(nèi)外文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫，以傳統(tǒng)耕作方式為對照，檢索黃土高原休閑期免耕和深松對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的影響方面的文獻(xiàn)，共獲得33篇大田試驗(yàn)文獻(xiàn)和1926組試驗(yàn)數(shù)據(jù)。提取文獻(xiàn)中不同區(qū)域、年均氣溫、年降雨量、休閑期降雨量、生育期降雨量和施氮量等數(shù)據(jù)，使用Meta分析方法定量化描述產(chǎn)量組成效應(yīng)。與傳統(tǒng)耕作方式相比，免耕對冬小麥產(chǎn)量呈現(xiàn)顯著減產(chǎn)效應(yīng)，整體降低4.66%，主要體現(xiàn)在穗數(shù)的降低。相反，深松對冬小麥產(chǎn)量呈現(xiàn)顯著增產(chǎn)效應(yīng)，整體增加12.17%，體現(xiàn)在穗數(shù)顯著增加8.68%，穗粒數(shù)顯著增加3.81%和千粒重顯著增加2.50%。年均氣溫和年降雨量等氣候差異對深松冬小麥產(chǎn)量影響較小。在施氮量介于150～225 kg/hm2的區(qū)域，深松冬小麥增產(chǎn)效應(yīng)最顯著，產(chǎn)量增加13.62%。休閑期深松的耕作模式是黃土高原冬小麥的適宜耕作方式，在冬小麥生長過程中150至225 kg/hm2的施氮量有利于冬小麥的產(chǎn)量進(jìn)一步提高。

黃土高原; 保護(hù)性耕作; 冬小麥; Meta分析

冬小麥?zhǔn)屈S土高原主要的糧食作物，夏季休閑、冬季耕作是其常見的耕作方式[1]。由于黃土高原存在土質(zhì)疏松和水土流失等特點(diǎn)，且長期使用傳統(tǒng)耕作方式，導(dǎo)致冬小麥難以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，需尋求有效的耕作方式提高冬小麥產(chǎn)量[2]。

保護(hù)性耕作可以促進(jìn)有限降雨蓄存，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高作物產(chǎn)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展[3]。免耕和深松是保護(hù)性耕作中重要的兩種保護(hù)性耕作方式[4,5]。近年來有關(guān)免耕和深松耕作對冬小麥增產(chǎn)效應(yīng)研究較多。王育紅等[6]研究表明，相比傳統(tǒng)耕作方式，免耕和深松均可實(shí)現(xiàn)冬小麥增產(chǎn)，深松增產(chǎn)效果優(yōu)于免耕效果。張娟等[7]研究表明深松耕作處理可蓄積土壤水分，促進(jìn)小麥根系下扎，提高冬小麥最終產(chǎn)量。閆秋艷等[8]研究表明相比傳統(tǒng)耕作方式，免耕處理導(dǎo)致冬小麥產(chǎn)量減產(chǎn)，深松處理可實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。然而，現(xiàn)有研究大多集中于對某一特定區(qū)域的冬小麥增產(chǎn)效應(yīng)探討，缺乏整體性考慮。同時(shí)由于不同區(qū)域氣候環(huán)境和耕作措施的差異，導(dǎo)致免耕和深松對作物產(chǎn)量的影響存在一定的差異。因此，需要從區(qū)域尺度定量化描述免耕和深松條件下冬小麥的產(chǎn)量效應(yīng)。

冬小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重是產(chǎn)量的重要組成因素[9]，可用于對產(chǎn)量的精細(xì)化描述。現(xiàn)階段有關(guān)產(chǎn)量組成對冬小麥產(chǎn)量組成的影響研究較多[1,8,10]，但將產(chǎn)量組成應(yīng)用到區(qū)域尺度定量化描述的相關(guān)研究較少。Meta分析技術(shù)是現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用的對不同研究結(jié)果進(jìn)行整合分析的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，可在不同研究結(jié)果基礎(chǔ)上進(jìn)行區(qū)域尺度的分析[11]。本研究通過檢索黃土高原休閑期免耕和深松耕作技術(shù)對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的影響方面的文獻(xiàn)，使用Meta分析方法定量化表述休閑期免耕和深松在黃土高原不同區(qū)域、年均氣溫、年降雨量、休閑期降雨量、生育期降雨量和施氮量等條件下對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的影響，以期為休閑期保護(hù)性耕作在黃土高原的適用性提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 文獻(xiàn)檢索

通過Web of Science和中國知網(wǎng)等國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫，分別輸入“小麥（wheat）/冬小麥（winter wheat）”、“免耕（no-tillage，NT）/深松（subsoiling，ST）”、“休閑期（leisure period）”和“產(chǎn)量（yield）/產(chǎn)量組成（yield composition）”等關(guān)鍵詞及其結(jié)合體，搜索近20年來公開發(fā)表的休閑期免耕和深松耕作模式對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成影響的相關(guān)文獻(xiàn)，并對所得文獻(xiàn)進(jìn)行進(jìn)一步篩選，篩選標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）試驗(yàn)地點(diǎn)為黃土高原地區(qū)；

（2）試驗(yàn)為大田試驗(yàn)，耕作模式為夏季休閑，冬季耕作；

（3）試驗(yàn)處理中至少包含免耕和深松中的一種，并以傳統(tǒng)旋耕方式（CT）為對照；

（4）試驗(yàn)結(jié)果中至少包括作物產(chǎn)量和產(chǎn)量組成中的任意一項(xiàng)；

（5）對不同文獻(xiàn)中得出的相同試驗(yàn)結(jié)果只納入其中一次。經(jīng)過篩選，共獲得33篇文獻(xiàn)和1926組試驗(yàn)數(shù)據(jù)。其中免耕表示前茬作物收獲后，休閑期不對土壤進(jìn)行任何處理，到適播期直接播種；深松表示前茬作物收獲后，休閑期對土壤進(jìn)行深松處理，到適播期直接播種；傳統(tǒng)耕作（對照）表示前茬作物收獲后，對土壤進(jìn)行旋耕或翻耕處理，并完成播種。

1.2 數(shù)據(jù)分類

為精細(xì)化、定量化分析免耕和深松對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的影響，結(jié)合前人劃分依據(jù)，對所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)中年均氣溫、年降雨量、休閑期降雨量、生育期降雨量、區(qū)域和施氮量等試驗(yàn)條件進(jìn)行分類[10,12,13]，其中根據(jù)黃土高原氣候差異將地區(qū)分為東南部和西北部兩個(gè)區(qū)域[13]。同時(shí)由于黃土高原尚60%左右的降雨量集中在冬小麥休閑期[14]，因此本文將年降雨量細(xì)分為休閑期降雨量和生育期降雨量，并根據(jù)比例換算進(jìn)行相關(guān)分組（表1）。

表 1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分組情況

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

1.3.1 效應(yīng)值使用試驗(yàn)組數(shù)據(jù)與対照組各指標(biāo)間的均值比作為反應(yīng)比[15]，并根據(jù)反應(yīng)比計(jì)算效應(yīng)值[16]，計(jì)算方法為：=In()=In(X/X)。其中：X表示試驗(yàn)組中冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的平均值；X表示常規(guī)対照組中冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的平均值。

1.3.2 相對變化率為便于對免耕和深松條件下的冬小麥增產(chǎn)效應(yīng)進(jìn)行分析，將效應(yīng)值M轉(zhuǎn)換為相對變化率[17]，計(jì)算方法為：=(exp()-1)×100%。

若相對變化率的95%置信區(qū)間與0重疊，則表明試驗(yàn)組與対照組中該指標(biāo)組間差異不顯著；若相對變化率的95%置信區(qū)間不與0重疊，則表明試驗(yàn)組與対照組中該指標(biāo)組間差異顯著。

1.3.3 異質(zhì)性檢驗(yàn)和發(fā)表偏倚檢驗(yàn)通過調(diào)用統(tǒng)計(jì)量構(gòu)件異質(zhì)性檢驗(yàn)，若顯著性P＜0.05，則使用隨機(jī)效應(yīng)模型；反之使用固定效應(yīng)模型[18]。采用回歸檢驗(yàn)法進(jìn)行發(fā)表偏倚檢驗(yàn)。

1.3.4 亞組分析根據(jù)文獻(xiàn)中試驗(yàn)處理差異將所得數(shù)據(jù)劃分成不同組別，使用亞組分析尋找更詳細(xì)的異質(zhì)性來源[19]。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理使用數(shù)據(jù)分析軟件Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，使用Metawin2.1軟件進(jìn)行Meta分析[20]。

2 結(jié)果與分析

2.1 異質(zhì)性檢驗(yàn)和發(fā)表偏倚檢驗(yàn)

對免耕和深松條件下冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成各因素進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn)（表2）。結(jié)果表明，在黃土高原夏季休閑的一年一熟制冬小麥種植條件下，免耕和深松對冬小麥的產(chǎn)量和產(chǎn)量組成（穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重）中各因素異質(zhì)性檢驗(yàn)結(jié)果均達(dá)到極顯著水平（P<0.005）,因此采用隨機(jī)效應(yīng)模型。對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)表偏倚檢驗(yàn)，結(jié)果表明，對于產(chǎn)量和產(chǎn)量組成而言，本文傳統(tǒng)耕作與免耕和深松組合間不存在發(fā)表偏倚（P>0.05）。同時(shí)調(diào)用高斯正態(tài)分布對各指標(biāo)效應(yīng)值進(jìn)行擬合，免耕和深松對冬小麥的產(chǎn)量和產(chǎn)量組成響應(yīng)均遵循正態(tài)分布規(guī)律。

表 2 保護(hù)性耕作對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的異質(zhì)性和發(fā)表偏倚檢驗(yàn)

注：表示異質(zhì)性檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，P表示其顯著性；Z表示發(fā)表性偏倚的統(tǒng)計(jì)量，P表示其顯著性。

Note:represents the heterogeneity test statistic,Prepresents its significance;Zrepresents the publication bias statistic, andPrepresents its significance.

2.2 不同分組條件下免耕對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的綜合效應(yīng)分析

由于本文篩選的數(shù)據(jù)中，免耕條件年平均溫度小于10 ℃的試驗(yàn)量僅有2個(gè)，因此僅將年平均氣溫劃分為10～15 ℃和>15 ℃兩組。與傳統(tǒng)耕作方式相比，不同分組條件下免耕對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的影響存在差異（圖1）。免耕條件下冬小麥產(chǎn)量顯著負(fù)效應(yīng)，整體降低4.66%。其中免耕對冬小麥穗數(shù)呈現(xiàn)降低趨勢，但效應(yīng)不顯著，對穗粒數(shù)和千粒重影響較小。表明免耕冬小麥產(chǎn)量的降低主要來源于穗數(shù)的降低。

隨著年均氣溫的增加，免耕對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成均呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢。其中年均氣溫10～15 ℃的區(qū)域，免耕導(dǎo)致冬小麥產(chǎn)量降低，但未產(chǎn)生顯著性效應(yīng)。免耕對產(chǎn)量組成的影響較小。年均氣溫＞15℃的區(qū)域，免耕對冬小麥產(chǎn)量未產(chǎn)生顯著減產(chǎn)效應(yīng)，但穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重均存在顯著負(fù)效應(yīng)，效應(yīng)值分別為5.57%、2.97%和1.46%。

為精細(xì)化表述降雨量對冬小麥產(chǎn)量效應(yīng)的影響，在年降雨量基礎(chǔ)上，將其分為休閑期降雨量和生育期降雨量。年降雨量在500～600 mm的區(qū)域，免耕耕作模式呈現(xiàn)顯著減產(chǎn)效應(yīng)，產(chǎn)量減少7.45%，該條件下冬小麥穗數(shù)和千粒重均呈現(xiàn)顯著負(fù)響應(yīng)，其余年均降雨分組免耕減產(chǎn)效應(yīng)不顯著。不同休閑期降雨量分組中，休閑期降雨量小于300 mm的區(qū)域，冬小麥顯著減產(chǎn)，主要體現(xiàn)在冬小麥穗粒數(shù)的顯著減少。原因在于降雨量過低的土壤中水分較少，冬小麥生長受限，導(dǎo)致產(chǎn)量減低。不同生育期降雨量分組中，隨著生育期降雨量的增加，免耕冬小麥減產(chǎn)效應(yīng)逐漸減弱，但不顯著。生育期降雨量<200 mm的區(qū)域，相比傳統(tǒng)耕作方式免耕冬小麥顯著減產(chǎn)，產(chǎn)量組成中千粒重顯著減小。表明生育期降雨量過低直接影響冬小麥產(chǎn)量，體現(xiàn)在冬小麥千粒重的顯著減小。

由于本文搜集的涉及冬小麥穗數(shù)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中黃土高原西北區(qū)樣本較少，僅為4項(xiàng)且數(shù)據(jù)差異較大，故在圖1中不進(jìn)行展示。與黃土高原西北區(qū)相比，東南區(qū)免耕冬小麥減產(chǎn)效應(yīng)減弱，主要體現(xiàn)在東南區(qū)冬小麥千粒重大于西北區(qū)冬小麥千粒重。原因可能與東南區(qū)年均氣溫和年降雨量等氣候條件優(yōu)于西北區(qū)有關(guān)。不同施氮量分組中，施氮量在150～225 kg/hm2的分組中，免耕冬小麥顯著減產(chǎn)，在于該條件冬小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重三因素的顯著減低。其他處理免耕冬小麥產(chǎn)量效應(yīng)不顯著。

2.3 不同分組條件下深松對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的綜合效應(yīng)分析

由于本文搜集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中，深松冬小麥生產(chǎn)區(qū)域均為東南區(qū)，故在深松分組中不進(jìn)行區(qū)域分組。不同分組條件下，黃土高原深松對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的影響存在差異（圖2）。

與傳統(tǒng)耕作方式相比，黃土高原深松冬小麥產(chǎn)量呈現(xiàn)顯著增產(chǎn)效應(yīng)，產(chǎn)量增加12.17%，主要體現(xiàn)在冬小麥穗數(shù)顯著增加8.68%，穗粒數(shù)顯著增加3.81%和千粒重顯著增加2.50%。

不同年均氣溫分組中，隨著年均溫度的升高，深松冬小麥產(chǎn)量逐漸增加，主要體現(xiàn)在穗粒數(shù)和千粒重的逐漸增加。年均氣溫>10 ℃的區(qū)域，相比傳統(tǒng)耕作方式，深松冬小麥顯著增產(chǎn)，得益于冬小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重的顯著增加。年均氣溫<10 ℃的區(qū)域,深松冬小麥增產(chǎn)效應(yīng)不顯著，原因可能與本組試驗(yàn)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定有關(guān)。

圖 2 不同分組條件下深松對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的效應(yīng)

不同年降雨量分組中，年降雨量對深松冬小麥產(chǎn)量影響較小，不同分組條件下均顯著增產(chǎn)，主要體現(xiàn)在冬小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重的顯著增加。休閑期降雨量和生育期降雨量對深松冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成影響較小，表明深松條件下冬小麥的生長狀況受年降雨量影響較小。不同施氮量分組中，在施氮量介于150～225 kg/hm2的區(qū)域，深松冬小麥增產(chǎn)效應(yīng)最顯著，產(chǎn)量增加13.62%，主要體現(xiàn)在冬小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重的顯著增加。在施氮量小于225 kg/hm2的區(qū)域和施氮量大于225 kg/hm2的區(qū)域深松冬小麥增產(chǎn)效應(yīng)有所降低，表明冬小麥合適的施氮量可獲得高產(chǎn)。

2.4 保護(hù)性耕作下冬小麥產(chǎn)量與產(chǎn)量組成效應(yīng)相關(guān)性

圖 3 冬小麥產(chǎn)量組成效應(yīng)值In(R)與產(chǎn)量效應(yīng)In(R)的相關(guān)性

保護(hù)性耕作條件下冬小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重效應(yīng)值In()與產(chǎn)量效應(yīng)值In()的相關(guān)性如圖3所示。結(jié)果表明，相比傳統(tǒng)耕作方式，保護(hù)性耕作冬小麥穗數(shù)效應(yīng)值與產(chǎn)量效應(yīng)值正相關(guān)關(guān)系，但不顯著（>0.05）。冬小麥穗粒數(shù)效應(yīng)值與產(chǎn)量效應(yīng)值呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系（<0.05），冬小麥千粒重效應(yīng)值也與產(chǎn)量效應(yīng)值呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系（<0.05）。因此，冬小麥產(chǎn)量效應(yīng)與產(chǎn)量組成三要素均存在正相關(guān)關(guān)系，可根據(jù)產(chǎn)量組成的效應(yīng)變化判斷冬小麥產(chǎn)量的效應(yīng)變化來源。

3 討 論

3.1 免耕對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的影響

休閑期合理的耕作方式有利于創(chuàng)建良好的耕層結(jié)構(gòu)，增加土壤蓄水能力，提高作物產(chǎn)量[21]。本文主要對免耕和深松耕作方式霞冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成進(jìn)行效應(yīng)研究，結(jié)果表明，黃土高原休閑期免耕無法實(shí)現(xiàn)冬小麥增產(chǎn)，休閑期深松可實(shí)現(xiàn)冬小麥產(chǎn)量的提升，是一種值得在黃土高原推廣的耕作技術(shù)，這與前人研究結(jié)果一致[22]。

黃土高原休閑期免耕條件下冬小麥呈現(xiàn)顯著減產(chǎn)效應(yīng)，主要體現(xiàn)在冬小麥穗數(shù)的減少。原因在于免耕技術(shù)可能導(dǎo)致土壤緊實(shí)度加重，作物根系下扎困難，耕作表層養(yǎng)分富化，肥料利用率低，綜合導(dǎo)致冬小麥減產(chǎn)[8]。因此，黃土高原實(shí)行免耕技術(shù)會導(dǎo)致產(chǎn)量受到制約。同時(shí)，免耕冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成受不同區(qū)域地形特征、年均氣溫、年降雨量（休閑期降雨量和生育期降雨量）等因素影響較大，施氮量的調(diào)控也無法使免耕冬小麥獲得高產(chǎn)。因此，免耕不是一種適宜黃土高原冬小麥生長的耕作方式。

3.2 深松對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的影響

深松可以改善土壤結(jié)構(gòu)，打破土壤犁底層，增加土壤蓄水能力，提高水分利用效率，最終獲得高產(chǎn)[23]，本文研究結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。范園園等[24]研究表明，冬小麥產(chǎn)量增加主要取決于有效穗數(shù)、其次是穗粒數(shù)，最后是千粒重。馬愛平等[25]研究表明深松較傳統(tǒng)耕作方式增產(chǎn)的原因是穗數(shù)和穗粒數(shù)的增加，千粒重未顯示出顯著效應(yīng)。本文深松增產(chǎn)原因在于冬小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重三要素的顯著增加。

黃土高原受季風(fēng)影響，年降雨量受區(qū)域影響較大。由于黃土高原冬小麥休閑期降雨量占比60%，生育期降雨量少，因此蓄存休閑期降水對冬小麥增產(chǎn)有重要意義[26,27]。在年降雨量較少的區(qū)域，由于深松的獨(dú)特優(yōu)勢，使冬小麥水分利用效率增加，增產(chǎn)效應(yīng)較為明顯。黃土高原在生育期降雨量小于200 mm的區(qū)域，深松仍表現(xiàn)出顯著增產(chǎn)效應(yīng)。當(dāng)年降雨量多的情況下，可能會導(dǎo)致水分對小麥生長的影響程度減小，導(dǎo)致深松增產(chǎn)效應(yīng)被弱化，導(dǎo)致產(chǎn)量增加幅度相對受到影響。原因在于深松后休閑期土壤蓄水效果較好[28]，為小麥的前期生長提供水分支持。對于降雨量較少的區(qū)域，冬小麥可以接納休閑期在土壤深層蓄存的降雨，促進(jìn)根系對土壤水分的吸收，增加冬小麥穗數(shù)，提高作物產(chǎn)量[1]。

深松條件下均衡施肥可促進(jìn)冬小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重的增加，最終實(shí)現(xiàn)冬小麥產(chǎn)量增加[29]。張禮軍等[30]研究結(jié)果表明適當(dāng)?shù)氖┑坑兄诖龠M(jìn)作物生長發(fā)育，增加干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運(yùn)，從而增加冬小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，最終增加作物產(chǎn)量。本文中當(dāng)施氮量介于150至225 kg/hm2的區(qū)域，深松增產(chǎn)效果最顯著，這與前人研究結(jié)果相似[30]。

4 結(jié) 論

休閑期深松的耕作模式是黃土高原冬小麥的適宜耕作方式，在冬小麥生長過程中施加150至225 kg/hm2的施氮量有利于冬小麥的產(chǎn)量提高。本文通過搜集相關(guān)文獻(xiàn)系統(tǒng)地精細(xì)化描述了黃土高原休閑期保護(hù)性耕作中免耕和深松對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的影響，并對其進(jìn)行Meta分析，所得結(jié)論對黃土高原休閑期耕作方式有一定的參考價(jià)值，但也存在一些局限性。保護(hù)性耕作產(chǎn)量效應(yīng)同時(shí)與實(shí)施年限有關(guān)，本文未考慮該因素。由于部分文獻(xiàn)中對于保護(hù)性耕作條件下作物秸稈覆蓋程度未體現(xiàn)，本文未對秸稈覆蓋方式對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量組成的影響進(jìn)行分析。

[1] 孫敏,溫斐斐,高志強(qiáng),等.不同降水年型旱地小麥休閑期耕作的蓄水增產(chǎn)效應(yīng)[J].作物學(xué)報(bào),2014,40(8):1459-1469

[2] 孔維萍,成自勇,張芮,等.保護(hù)性耕作在黃土高原的應(yīng)用和發(fā)展[J].干旱區(qū)研究,2015,32(2):240-250

[3] 王蕾.渭北旱原連作麥田保護(hù)性耕作技術(shù)蓄水保墑與增產(chǎn)效應(yīng)研究[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2009

[4] 劉戰(zhàn)東,劉祖貴,寧東峰,等.深松耕作對玉米水分利用和產(chǎn)量的影響[J].灌溉排水學(xué)報(bào),2015,34(5):6-12

[5] 余海英,彭文英,馬秀,等.免耕對北方旱作玉米土壤水分及物理性質(zhì)的影響[J].應(yīng)用工程學(xué)報(bào),2011,22(1):99-104

[6] 王育紅,蔡典雄,姚宇卿,等.豫西旱坡地長期定位保護(hù)性耕作研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2009,27(5):47-51

[7] 張娟,孫敏,原亞琦,等.休閑期耕作對旱地小麥產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2018,38(12):15-21

[8] 閆秋艷,董飛,賈亞琴,等.耕作方式對旱地麥田土壤蓄水變化特征及小麥產(chǎn)量的影響[J].土壤保持學(xué)報(bào),2021,35(1):222-228.

[9] 陳留根,劉紅江,沈明星,等.不同播種方式對小麥產(chǎn)量形成的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2015,31(4):786-791

[10] 王會文,李蕾,余少波,等.干旱年型深翻與探墑溝播對旱地小麥產(chǎn)量形成的貢獻(xiàn)[J].作物雜志,2020(6):116-122

[11] 孫寶娣,崔麗娟,李偉,等.濕地價(jià)值評估尺度轉(zhuǎn)換方法:Meta分析研究概述[J].濕地科學(xué)與管理,2016,12(1):58-62

[12] 趙凱男,吳金芝,黃明,等.耕作方式對河南小麥產(chǎn)量和水分利用效率影響的Meta分析[J].麥類作物學(xué)報(bào),2021,41(7):891-903

[13] 魏歡歡,王仕穩(wěn),楊文稼,等.免耕及深松耕對黃土高原地區(qū)春玉米和冬小麥產(chǎn)量及水分利用效率影響的整合分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,50(3):461-473

[14] Zhang SL, Sadras V, Chen XP,. Water use efficiency of dryland maize in the Loess Plateau of China in response to crop management [J]. Field Crops Research, 2014,163(1):53-63

[15] Hedges LV, Gurevitch J, Curtis PS. The meta-analysis of response ratios in experimental ecology [J]. Ecology, 1999,80(4):1150-1156

[16] Linquist BA, Adviento-borbe MA, Pittelkow CM,. Fertilizer management practices and greenhouse gas emissions LRom rice systems: A quantitative review and analysis [J]. Field Crops Research, 2012,135:10-21

[17] Ainworth EA, Davey PA, Bernacchi CJ,. A meta-analysis of elevated [CO2] effects on soybean (Glycine max) physiology,growth and yield [J]. Global Change Biology, 2002,8(8):695-709

[18] CARDNA. Applied meta-analysis for social science research [M]. New York:Guilford Press, 2011:198-228

[19] 銀敏華,李援農(nóng),陳朋朋,等.基于Meta-analysis的中國北方地區(qū)免耕玉米產(chǎn)量效應(yīng)研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2018,51(5):843-854

[20] Rosenberg MS, Adams DC, Gurevitch J. MetaWin:Statistical Software for Meta-analysis [M]. Sunderland MA:Sinauer Associates, 2000

[21] 邢軍,孫敏,高志強(qiáng),等.休閑期耕作配施肥料對旱地麥田土壤水分和產(chǎn)量形成的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué),2019,47(3):357-361

[22] 宋欣.旱地小麥休閑期輪耕對土壤水分、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[D].太谷:山西農(nóng)業(yè)大學(xué),2016

[23] 王志窮,王維新,李霞,等.保護(hù)性耕作條件下深松技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀[J].農(nóng)機(jī)化研究,2016,38(6):253-258

[24] 范園園,吳海梅,逄蕾,等.基于Meta分析評價(jià)秸稈覆蓋對我國北方半干旱區(qū)不同生態(tài)區(qū)域小麥產(chǎn)量的影響[J].作 物雜志,2020(4):143-149

[25] 馬愛平,王娟玲,靖華,等.土壤耕作方式對小麥產(chǎn)量及水分利用的影響[J].河南科技學(xué)院學(xué)報(bào),2009,37(2):1-4

[26] 趙紅梅,楊艷君,李洪燕,等.不同保墑耕作與播種方式對旱地小麥農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響[J].灌溉排水學(xué)報(bào),2016,35(5):74-78

[27] 趙杰,林文,孫敏,等.休閑期深翻和探墑溝播對旱地小麥水氮資源利用的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2021,32(4):1307-1316

[28] 廖允成,韓思明,溫曉霞.黃土臺原旱地小麥機(jī)械化保護(hù)性耕作栽培體系的水分及產(chǎn)量效應(yīng)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2002,18(4):68-71

[29] 張麗華,李軍,賈志寬,等.不同保護(hù)性耕作對渭北旱塬麥玉輪作田肥力和產(chǎn)量的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2011,29(4):199-207

[30] 張禮軍,魯清林,張文濤,等.耕作方式和施氮量對旱地冬小麥開花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)特征、糖含量及產(chǎn)量的影響[J].麥類作物學(xué)報(bào),2018,38(12):1453-1464

Meta-Analysis of the Impact of Conservation Tillage above the Loess Plateau during Leisure Period on Winter Wheat Yield

LI Hai-kang1, HE Ting-feng2*, GENG Jing1

1.030800,2.030031,

In order to quantitatively analyze the effects of conservation tillage on winter wheat yield and yield composition in the fallow period of the Loess Plateau, the suitable tillage methods for winter wheat in the Loess Plateau were sought.Based on the domestic and foreign literature databases, and compared with the traditional tillage methods, 33 field experimental literatures and 1926 groups of experimental data were obtained by searching the literatures on the effects of no-tillage and deep-tillage on the yield and yield composition of winter wheat in the fallow period of the Loess Plateau.The data of different regions, average annual temperature, annual rainfall, rainfall in fallow period, rainfall in growth period and nitrogen application amount in the literature were extracted, and the yield composition effect was quantitatively described using the meta analysis method.Compared with traditional tillage, no-tillage has a significant yield reduction effect on winter wheat, with an overall decrease of 4.66%, mainly reflected in the reduction of spike number.On the contrary, deep-tillage had a significant yield increase effect on winter wheat, with an overall increase of 12.17%, which was reflected in a significant increase of 8.68% in the number of ears, 3.81% in the number of grains per ear and 2.50% in the weight of 1000 grains.Climate differences such as annual average temperature and annual rainfall have little impact on the yield of deep-tillage winter wheat.In the area of 150～225 kg/hm2 of nitrogen application, the yield increase effect of deep-tillage winter wheat is the most significant, with the yield increase of 13.62%.The tillage mode of subsoiling in the leisure period is the suitable tillage method for winter wheat on the Loess Plateau, the nitrogen application rate of 150～225 kg/hm2was beneficial to further increase yield during the growth of winter wheat.

The Loess Plateau; conservation tillage; winter wheat; Meta- analysis

S512.1+1

A

1000-2324(2022)04-0510-07

10.3969/j.issn.1000-2324.2022.04.002

2022-02-12

2022-03-27

山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士基金(YBSJJ2015);寧夏回族自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2021BBF02035)

李海康(1993-),男,助教,研究方向:區(qū)域耕作模式研究. E-mail:lhkang1993@126.com

Author for correspondence. E-mail:hetingfeng_54364@126.com