基于Meta分析中国水稻产量对施肥的响应特征

韩天富; 马常宝; 黄晶; 柳开楼; 薛彦东; 李冬初; 刘立生; 张璐; 刘淑军; 张会民; 《中国农业科学 》 2019

摘要：[目的]定量分析近30年施肥对中国水稻产量的综合效应和影响机制,为水稻种植区域肥料的科学施用提供依据.[方法]以全国水稻土长期监测点为平台,将相应的监测数据按照种植区域、试验时间、种植制度、作物类型、施肥类型、土壤质地、土壤p H、土壤有机质含量、土壤全氮含量、土壤有效磷含量、土壤速效钾含量、土壤缓效钾含量进行分组,以不施肥处理作为对照,利用Meta-analysis方法探究施肥对水稻产量的综合效应及其影响因素.[结果]近10年(2008-2017)以来,无论施肥与否,水稻产量均显著高于1988-1997和1998-2007年对应的水稻产量.与不施肥相比,施肥显著提高水稻产量,其提高幅度平均为80.8%.在西南地区施肥对水稻产量的提高幅度最高(98.5%),显著高于华北地区(70.3%).不同试验时间下,施肥比不施肥处理在1988-1997年对水稻产量提高的幅度(99.1%)高于1998-2007年(84.2%)和2008-2017年(78.1%).不同种植制度下,施肥较不施肥处理能显著提高一年三熟水稻产量(92.0%),且提高幅度均高于一年一熟(76.2%)和一年两熟(81.9%).与不施肥相比,双季稻施肥对水稻产量的提高幅度(85.9%)高于单季稻区(75.9%)和水稻-其他作物(79.5%).与不施肥相比,有机肥与无机肥配合施用对水稻产量提高幅度(88.3%)高于化肥单施处理(76.6%).施肥较不施肥处理能显著提高黏质土壤水稻产量(92.0%),提高幅度显著高于砂质土壤(58.0%)和壤质土壤(77.5%).随着土壤有机质和有效磷含量的增加,施肥较不施肥处理水稻产量提高的幅度呈降低趋势.在较高的土壤p H(>7.5)、较低土壤全氮(<1.5g·kg-1)和缓效钾(<150 mg·kg-1)情况下,施肥较不施肥处理水稻产量提高的幅度较高.随机森林分析结果表明:施肥对水稻产量提高幅度主要受水稻种植区域、土壤全氮和种植制度的影响.此外,肥料的农学效率与施肥对水稻产量增产幅度呈极显著正相关.[结论]虽然当前施肥对水稻产量增加的趋势在降低,但是适量的肥料投入(尤其是西南地区)是提高和维持水稻高产的重要措施,尤其是有机肥与无机肥配合施用增产效果更加显著.同时,在种植制度的基础上,各水稻种植区域应结合土壤质地、土壤氮素和钾素等方面作为肥料投入的主要依据.

关键词： 施肥 水稻产量 Meta-analysis 响应比 农学效率