韩天富¹, 马常宝², 黄晶^1,3, 柳开楼^1,4, 薛彦东², 李冬初^1,3, 刘立生^1,3, 张璐^1,3, 刘淑军^1,3, 张会民^,1,31 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室,北京 100081
2 农业农村部耕地质量监测保护中心,北京100125
3 中国农业科学院衡阳红壤实验站/祁阳农田生态系统国家野外试验站,湖南祁阳 426182
4 江西省红壤研究所/国家红壤改良工程技术研究中心,南昌330046

Variation in Rice Yield Response to Fertilization in China: Meta-analysis

HAN TianFu¹, MA ChangBao², HUANG Jing^1,3, LIU KaiLou^1,4, XUE YanDong², LI DongChu^1,3, LIU LiSheng^1,3, ZHANG Lu^1,3, LIU ShuJun^1,3, ZHANG HuiMin^,1,31 Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences/National Engineering Laboratory for Improving Quality of Arable Land, Beijing 100081
2 Center of Arable Land Quality Monitoring and Protection, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100125
3 Red Soil Experimental Station of CAAS in Hengyang/National Observation and Research Station of Farmland Ecosystem in Qiyang, Qiyang 426182, Hunan
4 Jiangxi Institute of Red Soil/ National Engineering and Technology Research Center for Red Soil Improvement, Nanchang 330046

通讯作者: 张会民，E-mail：zhanghuimin@caas.cn

责任编辑: 李云霞
收稿日期:2018-12-4接受日期:2019-01-18网络出版日期:2019-06-01

基金资助:

国家重点研发计划"粮食丰产增效科技创新"重点专项.2016YFD0300901 国家自然科学基金.41671301 国家自然科学基金.41371293

Received:2018-12-4Accepted:2019-01-18Online:2019-06-01
作者简介 About authors
韩天富,E-mail：hantianfu123@126.com。












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pH、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pH（＞7.5）、较低土壤全氮（＜1.5 g·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

Abstract
【Objective】 A meta study was conducted to investigate the comprehensive effect of fertilization on rice yield in Chinese paddy soils during the past 30 years, and to provide a theoretical basis for the scientific correct application of fertilizers in rice cultivation areas. 【Method】 Based on the long-term paddy soil monitoring sites from Ministry of Agriculture and Rural Affairs, we conducted meta-analysis to investigate the rice yield response to no fertilization versus fertilization in different agro-climatic regions. 【Result】 Rice yield in the past 10 years (2008-2017) was significantly higher than the corresponding rice yield in 1988-1997 and 1998-2007, regardless of fertilization. The increase of rice yield with fertilization in southwest of China was by 98.5%, which was significantly higher than that of in north of China (70.3%). Fertilization increased rice yield by 99.1%, 84.2% and 78.1% during 1988-1997, 1998-2007 and 2008-2017, respectively. For the cropping system, the increase of rice yield under triple cropping system (92.0%) was significantly higher than that under single cropping system (76.2%) and double cropping system (81.9%). Fertilization increased rice yield by 85.9% under double rice cropping system, by 75.9% under single cropping system, and by 79.5% under other cropping system. Compared with no fertilizer, chemical plus organic fertilizer application increased rice yield by 88.3%, which was higher than that of single chemical fertilizer application (76.6%). Fertilization significantly increased rice yield in clay soil by 92.0%, compared with no fertilization, which significantly higher than that in sandy soil (58.0%) and loam soil (77.5%). With the increase of soil organic matter and available phosphorus, the increasing trend of fertilization on rice yield was decreased compared with no fertilization. Under higher soil pH (＞7.5) and lower soil total nitrogen (＜1.5 g·kg ^-1) and slow available potassium (＜150 mg·kg ^-1), the rice yield increasing was more than that of corresponding the rest of level. Random forest analysis showed that the region, soil total nitrogen and cropping system had greater impact on the response ratio (RR) of rice yield. In addition, the agronomic efficiency of fertilizer was positively correlated with rice yield RR. 【Conclusion】 Although the trend of increasing rice yield by fertilization was decreasing at present, but combined appropriate chemical plus organic fertilizer, especially in southwest of China, were important measures to improve and maintain high rice yield. Base on the cropping system, combining soil texture, soil nitrogen and potassium content should be the main basis for fertilizer input in different rice cultivation areas.
Keywords：fertilization;rice yield;Meta-analysis;response ratio;agronomic efficiency


PDF (499KB)元数据多维度评价相关文章导出EndNote|Ris|Bibtex收藏本文
本文引用格式
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. 基于Meta分析中国水稻产量对施肥的响应特征[J]. 中国农业科学, 2019, 52(11): 1918-1929 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.11.007
HAN TianFu, MA ChangBao, HUANG Jing, LIU KaiLou, XUE YanDong, LI DongChu, LIU LiSheng, ZHANG Lu, LIU ShuJun, ZHANG HuiMin. Variation in Rice Yield Response to Fertilization in China: Meta-analysis[J]. Scientia Acricultura Sinica, 2019, 52(11): 1918-1929 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.11.007

0 引言

【研究意义】全球超过60%的人口以水稻 (Oryza sativa L.) 为主食^[1],预计到2035年大米需求量将从2010年的6.76亿吨增加到8.52亿吨^[2]。中国的水稻种植面积和单位产量均位居世界各国之首,对世界的粮食安全做出了重要贡献^[3]。肥料的投入是保证作物高产稳产的重要手段之一^[4],不合理的肥料投入不仅抑制作物正常的生长发育^[5],同时还可能造成土壤板结、土壤酸化、肥料利用率下降、土壤酶活性降低等一系列负面效应,最终影响作物产量的提高^[6]。因此,研究施肥对水稻产量的影响及其关键作用因子对于水稻高产稳产、土壤培肥等具有重要意义。【前人研究进展】尽管国内外在稻田培肥方面进行了大量的研究,但大部分主要集中在施肥对水稻产量或肥料利用率等方面的影响^[7,8,9]。比如,苑俊丽等^[10]运用整合分析方法研究了高效氮肥较常规化肥施用对中国水稻产量和氮素吸收量的影响,很少从不同种植区域、管理措施、土壤理化性质等方面探讨水稻产量对施肥响应的差异特征及影响因素。首先,土壤基础肥力水平是决定作物能否高效利用肥料的关键因子^[11]。其次,在品种和其他管理措施相对稳定的情况下,施肥处理的产量高低主要决定于施肥处理本身与环境互作效应^[12]。然而,由于我国水稻种植区域辽阔,土壤肥力差异较大,导致水稻产量对施肥的响应特征各不相同^[13,14]。方畅宇等^[15]研究表明,基础地力较低的土壤上优先施用化肥,辅助施用有机肥;肥力较高的土壤上轻施化肥,多施有机肥以达到水稻高产稳产的目的。因此,探明不同稻田土壤肥力水平下长期施肥对水稻产量的影响,进而为各水稻种植区域不同水稻种植制度下合理施肥提供依据显得尤为重要。【本研究切入点】首先,独立田间试验研究难以准确回答较大区域上施肥对产量的影响,且在全国尺度上探究施肥对水稻产量的影响及其关键因素的研究到目前为止还鲜见报道。农业农村部在1988—2017年期间先后设置了一批田间施肥试验（常规施肥和不施肥处理）,涵盖了中国水稻主要的种植区域,主要记录水稻产量、土壤肥力、管理措施等数据,结合Meta分析方法——对同一主题下多个研究结果进行综合定量分析的方法^[16],可从全国尺度回答近30年不同水稻种植区域、管理措施、土壤理化性质等条件下施肥对水稻产量的影响。其次,基于随机森林算法——一种高效的组合分类方法,根据变量重要性程度进而提取特征变量^[17],进而探究施肥对水稻产量影响的关键因素。【拟解决的关键问题】本研究运用Meta分析方法,以农业农村部设置的不施肥处理为对照,从全国尺度上分析近30年水稻主产区的水稻产量对施肥的响应特征及其关键的影响因素,旨在为肥料的合理施用并实现水稻的高产稳产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源

本研究所用的数据均来源于1988—2017年“农业农村部耕地土壤质量监测”工作开展期间所收集的水稻田间试验数据。水稻土监测点的布局主要分为以下几个部分：东北地区（黑龙江、吉林和辽宁）、华北地区（河南、山东和陕西）、西南地区（云南、四川、重庆和贵州）、长江中游（湖北、湖南和江西）、长江下游（安徽、江苏、上海和浙江）、华南地区（福建、广东、广西和海南）。监测地块的地理位置、耕作制度、土壤类型、作物类型、分布面积、管理水平等在各区域均有较好的代表性。各监测点试验设置不施肥区（空白区）和常规施肥区（农民习惯施肥管理）两个处理,进而探究与不施肥相比,常规施肥处理对水稻产量差异的影响。不施肥处理中,小区面积为32—67 m²,用水泥板或者其他材料做挡板,防止水肥横向的转移;施肥处理按照当地农田常年肥料用量均匀撒施,小区面积不低于334 m²,鉴于小区面积较大能够基本反映施肥和不施肥的差异,再加上经费等方面的限制,因此,所有处理均为1次重复。不施肥处理和施肥处理除了施肥用量不一致以外,其他措施均相同。监测内容主要包括：作物产量、施肥用量和土壤理化性状等。作物产量包括每一季作物的实际产量,采用去边行后实打、实收的方法测定;施肥情况主要包括每一季作物有机肥和化肥的施用日期、肥料品种、施肥次数和施肥用量等,秸秆还田按照实际用量以有机肥形式记录;土壤理化性状主要包括土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾和缓效钾、pH、质地等,在每年最后一季作物收获以后,按照“随机”“等量”“多点混合”的原则,立即采集耕层土壤样品进行上述指标的测定,按照《土壤分析技术规范》^[18]进行样品的测定。但是由于部分点位管理不是特别完善,导致某些年份水稻产量数据出现缺失,为了弥补某些年份产量数据的缺失和各点位试验设置缺少重复,且综合考虑监测时间的跨度后将所有数据分为：1988—1997、1998—2007和2008—2017年3个时间段,将各时间段内的产量数据作为重复进行下一步的数据分析。通过对所有数据的筛选计算,最终得到462组数据。

1.2 研究方法

本研究中的数据均来自农业农村部设置的定位监测数据。统计学指标采用权重响应比（response ratios,RR）表示,并计算其95%的置信区间（95% CI）。其计算公式为：

（1）$RR=({{\bar{x}}_{t}}/{{\bar{x}}_{c}})$
式（1）中,${{\bar{x}}_{t}}$为施肥处理水稻的平均产量（t·hm^-2）;${{\bar{x}}_{c}}$为不施任何肥料处理的水稻平均产量（t·hm^-2）,本研究的平均产量为某一时间段内（1988—1997、1998—2007、2008—2017年3个时间段）多年平均产量。

整合分析通过对每个独立研究的响应比进行加权,得出加权平均响应（weighted response ration, RR₊₊）。另外,平均值变异系数（variance,V）、权重系数（weighted factor,W_ij）、RR₊₊、RR₊₊的标准差（S）和95%的置信区间（$CI$）通过公式（2）—（6）计算获得^[19,20]。

（2）$V=\frac{SD_{t}^{2}}{{{n}_{t}}\bar{x}_{t}^{2}}+\frac{SD_{c}^{2}}{{{n}_{c}}\bar{x}_{c}^{2}}$
（3）${{W}_{ij}}=\frac{1}{V}$
（4）$R{{R}_{++}}=\frac{\sum\limits_{i=1}^{\text{m}}{\sum\limits_{j=1}^{ki}{{{W}_{ij}}R{{R}_{ij}}}}}{\sum\limits_{i=1}^{\text{m}}{\sum\limits_{j=1}^{ki}{{{W}_{ij}}}}}$
（5）$S(R{{R}_{++}})=\sqrt{\frac{1}{\sum\limits_{i=1}^{\text{m}}{\sum\limits_{j=1}^{ki}{{{W}_{ij}}}}}}$
（6）95%$CI=R{{R}_{++}}\pm 1.96S(R{{R}_{++}})$
式（2）中,SD_t²和SD_c²分别代表施肥处理组和无肥处理组的标准差,本研究的SD是通过某一时间段内的多年平均产量计算而来,若某一时间段内只一个产量数据,则通过产量平均数的1/10作为相应处理的SD^[21];n_t和n_c分别代表施肥处理组和无肥处理组样本数,本研究的样本数是指某一时间段内有产量数据的个数。式（4）中m是分组数（例如,不同的种植区域或土地利用类型等）,k_i是第i分组的总比较对数。95% CI通过（${{e}^{R{{R}_{++}}}}-1$）×100%来转化,若95% CI全部大于0,说明施肥对水稻产量具有显著的正效应;若全部小于0,说明施肥对水稻产量具有显著的负效应;若包含0,则说明施肥对水稻产量无显著影响^[22]。

1.3 数据分析

首先,通过卡方检验（Chi-square test）明确试验处理之间及各试验结果是否存在异质性（处理间或不同研究结果间的变异是否由随机误差引起）。若纳入的各研究结果无异质性（P＞0.05）,采用固定效应模型进行分析（fixed effect model,FEM）,相反,则采用随机效应模型（random effect model,REM）^[23]。表1为本研究数据的异质性检验结果,故采用REM进行数据分析。其次,采用Meta Win 2.1软件进行分析合并计数资料的响应比得出加权平均响应。

Table 1
表1
表1样本量描述性统计
Table 1Descriptive statistics for sample size

样本量 Number	均值 Mean (t·hm-2)	标准差 SD	极小值 Min (t·hm-2)	极大值 Max (t·hm-2)	偏度 Skewness	峰度 Kurtosis	Q	PQ
924	7.6	3.1	0.9	17.3	0.61	0.104	2.029	0.001

Q is the statistic of heterogeneity; PQ is the significant value of Q
Q 为异质性检验的统计量;PQ 为Q统计量显著性

新窗口打开|下载CSV

本研究综合考虑了水稻种植区域（东北地区、华北地区、西南地区、长江中游、长江下游、华南地区）、试验时间（1988—1997、1998—2007、2008—2017年）、种植制度（一年一熟、一年两熟、一年三熟）、作物类型（单季稻、双季稻、水稻-其他作物）、施肥类型（化肥单施、化肥+有机肥）、土壤质地（黏土、壤土、砂土）、土壤pH（＜6.5、6.5—7.5、＞7.5）、土壤有机质含量（＜20、20—30、＞30 g·kg^-1）、土壤全氮含量（＜1.5、1.5—2、＞2 g·kg^-1）、土壤有效磷含量（＜10、10—20、＞20 mg·kg^-1）、土壤速效钾含量（＜50、50—100、＞100 mg·kg^-1）、土壤缓效钾含量（＜150、150—300、＞300 mg·kg^-1）对水稻产量响应施肥的影响,其中,种植区域、种植制度、作物类型、施肥类型没有时间上的差异,而土壤理化性质是指3个时间阶段相对应的初始年份土壤理化性质,根据已发表的文献^[24]和全国第二次土壤普查得到的土壤养分含量分级标准,并结合本研究数据整体分布范围进行相应的等级划分。采用单因素方差分析和最小显著性差（LSD）评价不同区域、土地利用类型和土壤理化性质下水稻产量数据异质性和差异性^[25]。

肥料农学效率^[26]的计算公式如下：

（7）肥料农学效率=（施肥处理水稻产量-不施肥处理水稻产量）肥料总施用量
数据处理和部分图形制作采用Excel 2003;利用R语言（3.4.4）进行数据的随机森林重要性分析;采用SPSS软件11.0（SPSS Inc.,Chicago,IL,USA）进行数据统计分析和显著性检验;利用Sigmaplot 10.0软件进行图形的制作。

2 结果

2.1 不同施肥处理下水稻产量的差异及其响应比的分布

近30年以来,施肥处理较不施肥处理能显著增加水稻产量（图1-A）,两者的平均产量分别为9.7和5.2 t·hm^-2。近10年（2008—2017）以来,无论施肥与否,水稻产量（9.9、5.4 t·hm^-2）均显著高于1988—1997和1998—2007年对应的水稻产量（8.5、4.5 t·hm^-2和9.5、5.1 t·hm^-2）。利用Meta软件分析了462组水稻产量对施肥的响应比（本研究水稻的响应比是指施肥对产量增加的幅度）,且分布检验表明全部响应比符合正态分布（P＜0.001）,平均值为0.60±0.31（图1-B）,因此不用进行数据转化而直接进行因素分析。

图1

新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT
图1不同施肥处理水稻的产量

CK：无肥处理,F：常规施肥处理。不同的小写字母表示差异显著（P＜0.05）;箱形框中间的实线代表中位数,虚线代表平均值。箱形框上下边缘分别代表全部数据的75%和25%。箱形框上下两条线的边缘分别代表全部数据的95%和5%,上下两个实心点为异常值。括号里的数字表示该处理有水稻产量数据的个数
Fig. 1The yield of rice under different treatments

CK means no fertilizer treatment, F means conventional fertilizer treatment. Different lowercases indicate significantly different (P＜0.05); The solid line in the box represents the median value, and dash line represents the average value. The upper and lower of the box represent 75% and 25% of total data, respectively. The upper and lower of the lines represent 95% and 5% of total data, respectively. The upper and lower of the solid points represent the vertical outliers. The values in parentheses represent the number of rice yield data of each treatment

2.2 水稻产量对施肥的响应及因素分析

Meta分析结果表明,与不施肥相比,施肥能显著提高水稻产量,其提高幅度为80.8%（置信区间为76.4%—83.4%）（图2）。不同种植区域下,施肥较不施肥处理对水稻产量的提高幅度各不相同,各区域增加幅度分别为：西南区为98.5%（置信区间为85.7%—112.1%）、华南区为80.0%（置信区间为69.6%—90.9%）、长江下游为78.1%（置信区间为69.4%—87.3%）、东北区为78.0%（置信区间为59.1%—99.1%）、长江中游为77.8%（置信区间为70.6%—85.3%）、华北区为70.3%（置信区间为45.0%—100.1%）。不同试验时间下,施肥较不施肥处理对水稻产量的提高幅度具体表现为：1988—1997年为99.1%（置信区间为79.4%—121.0%）、1998—2007年为84.2%（置信区间为75.4%—93.6%）和 2008—2017年为78.1%（置信区间为72.9%—83.5%）。不同种植制度下,施肥较不施肥能显著提高一年三熟水稻产量（92.0%,置信区间为74.2%—111.7%）,且提高幅度高于一年一熟（76.2%,置信区间为68.5%—84.2%）和一年两熟（81.9%,置信区间为76.5%—87.4%）。

图2

新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT
图2不同区域、时间和种植制度下水稻产量对施肥的权重响应比

点和误差线分别代表响应比及其95%的置信区间,如果误差线没有跨越零线表示处理与对照存在显著差异;括号内的数值代表样本数。下同
Fig. 2Response ratio (RR₊₊) of rice yield in response to fertilization practices in different regions, times, and cropping systems

Dots with error bars denote the overall mean response ratio and 95% CI, respectively. The 95% CI that do not go across the zero line mean significant difference between treatment and control. The values in parentheses represent independent sample size. The same as below


由图3可知,施肥对水稻产量的提高与作物类型、施肥措施和土壤质地密切相关。与不施肥相比,施肥在双季稻对水稻产量的提高幅度（85.9%,置信区间为78.5%—93.5%）高于单季稻区（75.9%,置信区间为67.9%—84.2%）和水稻—其他作物（79.5%,置信区间为71.9%—87.5%）与不施肥相比,化肥与有机肥配施对水稻产量提高的幅度（88.3%,置信区间为81.1%—95.8%）略高于化肥单施（76.6%,置信区间为71.6%—81.7%）。不同土壤质地条件下,施肥较不施肥处理在黏土上对水稻产量的提高幅度（96.6%,置信区间为86.1%—107.7%）显著高于砂土（57.9%,置信区间为25.8%—98.5%）,但是与在壤土上的增幅（77.5%,置信区间为72.7%—82.4%）相比无显著差异。

图3

新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT
图3不同作物、肥料类型和土壤质地下水稻产量对施肥的权重响应比

Fig. 3Response ratio (RR₊₊) of rice yield in response to fertilization practices in different crops, fertilizers, and soil textures



施肥对产量的提高程度与土壤的理化性质也密切相关（图4和5）。就土壤pH而言,在偏中性（pH为6.5—7.5）的土壤上,施肥较不施肥处理对水稻产量的提高幅度为77.2%（置信区间为67.7%—88.4%）,在pH＞7.5和pH＜6.5的土壤上提高幅度较高,分别为87.1%（置信区间为72.3%—103.0%）和80.7%（置信区间为75.8%—85.8%）。随着土壤有机质（SOM）含量的增加,施肥较不施肥处理对水稻产量提高的幅度呈降低趋势,具体为：SOM＜20 g·kg^-1时提高的幅度为83.1%（置信区间为70.8%—96.3%）、20 g·kg^-1＜SOM＜30 g·kg^-1时提高的幅度为81.6%（置信区间为74.4%—89.1%）、SOM＞30 g·kg^-1时提高的幅度为79.7%（置信区间为73.7%%—85.8%）。就土壤有效磷（AP）含量而言,在AP较低（＜10 mg·kg^-1）情况下,施肥较不施肥处理对水稻产量提高幅度（87.4%,置信区间为79.7%—95.4%）显著高于AP较高（＞20 mg·kg^-1）情况下的提高幅度（74.1%,置信区间为67.1%—81.5%）。随着土壤全氮含量（STN）的增加,施肥较不施肥处理对水稻产量提高的幅度呈先降低后增加趋势,具体表现为：当STN＜1.5 g·kg^-1时提高的幅度为86.8%（置信区间为78.4%95.5%）、1.5 g·kg^-1＜STN＜2 g·kg^-1时提高的幅度为76.2%（置信区间为69.4%—83.3%）、STN＞2 g·kg^-1时提高的幅度为81.2%（置信区间为73.4%—89.4%）。施肥对水稻产量提高的幅度随土壤速效钾含量的增加呈先升高后降低趋势。就土壤缓效钾（SAK）含量而言,在SAK ＜150 mg·kg^-1情况下,施肥较不施肥处理对水稻产量提高幅度（87.5%,置信区间为77.5%—98.1%）高于SAK≥150 mg·kg^-1（79.0%,置信区间为71.1%—86.1%）水平下的提高幅度。

图4

新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT
图4不同土壤pH、有机质、全氮水平下水稻产量对施肥的权重响应比

SOM：土壤有机质;STN：土壤全氮。下同
Fig. 4Response ratio (RR₊₊) of rice yield in response to fertilization practices in different the soil pH, organic matter, and total nitrogen levels

SOM: Soil organic matter; STN: Soil total nitrogen. The same as below

图5

新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT
图5不同土壤有效磷、速效钾、缓效钾水平下水稻产量对施肥的权重响应比

AP：土壤有效磷;AK：土壤速效钾,SAK：土壤缓效钾。下同
Fig. 5Response ratio (RR₊₊) of rice yield in response to fertilization practices in different the soil available phosphorus, available potassium and slowly available potassium levels

AP: Soil available phosphorus; AK: Soil available potassium; SAK: Soil slowly available potassium. The same as below

2.3 不同因素对水稻产量响应比的重要性

利用随机森林对水稻产量的影响因素进行重要性分析,结果如图6所示。Mean decrease accuracy是指预测误差准确性降低的程度,该值越大表示该变量的重要性越大^[27]。各指标对水稻产量响应比均有一定的影响,通过比较各变量因素的重要性可知,其中种植区域（Region）、土壤全氮（STN）、种植制度（Cropping system）、土壤质地（Soil texture）和缓效钾（SAK）5个因素的重要程度较大,速效钾（AK）、土壤有机质（SOM）、pH、施肥类型（Fertilization type）、时间（Time）和土壤有效磷（AP）影响较小。

图6

新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT
图6变量的重要性

Fig. 6Variable importance

2.4 水稻产量响应比与肥料农学效率的关系

进一步分析了水稻产量响应比与肥料农学效率之间的关系（图7）,发现两者呈极显著正相关关系（P＜0.001）,通过线性拟合可得,每增加1个单位的肥料农学效率,水稻产量的响应比相应地提高0.05个单位。就目前较为普遍的两种施肥类型而言（化肥单施、化肥与有机肥配施）,在增加相同单位的肥料农学效率情况下,化肥与有机肥配施处理对水稻产量响应比的增加速率高于化肥单施处理。

图7

新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT
图7水稻产量的权重响应比与肥料农学效率的关系

CF：化肥单施;CMF：化肥+有机肥
Fig. 7Relationship between the response ratio (RR₊₊) of rice yield and fertilizer agricultural efficiency

CF: Chemical fertilizer; CMF: Chemical and organic fertilizer

3 讨论

通过施肥为作物提供足够的养分是维持作物高产稳产、保障世界粮食安全的重要途径之一^[28,29]。本研究通过整合农业农村部耕地质量监测的水稻产量数据发现,与不施肥相比,近30年以来常规施肥条件下水稻产量平均提高80.8%（置信区间为76.4%—83.4%）。这与CHIANU等^[30]研究得到施肥能够增加作物产量50%—100%的结果相符。作物生长过程中需要大量的营养物质,而化肥中含有高浓度的养分物质,施用以后不仅能够供给植物吸收,还能补充因作物吸收而带走或随水分流失的养分^[31]。不施肥处理由于土壤养分常年被消耗且供应不足导致作物产量显著低于常规施肥处理（图1）,也间接反映施肥的重要性。研究表明,通过合理的水肥养分管理,不仅能消除由于营养过剩造成的负面环境效应,同时可实现近30%的增产潜力^[32]。近10年（2008—2017年）水稻产量显著高于其他年间施肥处理,与张福锁等^[11]研究结果类似,这主要与近年来高产品种的大力推广^[33]和土壤肥力总体普遍提高^[34]密切相关。据联合国粮农组织（FAO）的数据统计,化肥的增产作用占到农作物产量的50%^[35],这主要是因为本研究是在除了施肥,其他因素均保持一致的情况下开展的田间试验,相对提高了施肥的作用,弱化了品种、管理措施等因素对产量的影响。

不同区域因气候特征、自然环境和耕作习惯等因素不同导致施肥对产量的影响差异较大。本研究发现相比其他水稻种植区域,施肥在西南地区增产效果较好。研究表明,在四川省施用氮肥最高可增产90%,且相对贫瘠的山区施肥增产效果更加显著^[36]。本研究的西南区域包括云南、四川、重庆和贵州,属于云贵高原区域,土壤肥力相对较低^[37],因此施肥增产效果高于其他地区。近30年间,施肥对产量的增加趋势在下降,这主要与土壤质量的改善和土壤肥力普遍提高有关^[11];其次是长期连续种植同一作物容易产生“连作障碍”,如土壤养分异常累积,微生物种群结构失衡等,最终影响作物产量的提高^[38]。一年一熟（单季稻）水稻种植区域主要分布在东北地区,受气候条件的影响,导致该地区水稻产量均较低^[39],另外就是该地区土壤肥力较高,相对弱化了施肥增产的效应,施肥较不施肥处理对单季稻产量提高的幅度较低也印证这一结果。一年三熟地区主要分布在南方高温多雨的红壤地区,土壤养分贫瘠,酸化严重^[40],施肥能够快速供应大量的氮磷钾养分,满足作物的生长需求,相比不施肥能显著增加作物产量。本研究结果表明：有机无机肥配施在水稻上的增产效果高于单施化肥,这与国内外大部分长期定位试验结果相似^[41,42]。有机无机肥配施有利于水稻中后期干物质累积和养分吸收,提高了单位面积总穗数和穗粒数^[43]。随机森林结果表明：水稻种植区域和种植制度对水稻产量响应比的影响较大,因此,针对不同的种植区域和种植制度,需要指定相应的施肥方案,与前人提出的“大配方、小调整”区域施肥方案相符^[14]。

土壤是作物生长的主要载体, 也是我们当前培肥管理的主要对象。土壤理化性质的优劣不仅决定作物根系生长是否良好,同时与施入土壤中的养分能否高效利用密切相关。本研究结果表明,在砂质土壤上,施肥对水稻增产的效果较差,主要是因为砂土颗粒较大,养分的固定位点较少,导致施入的养分易随水分淋失^[44],其次是砂质土壤中养分含量少,且保水保肥能力较差^[45]。土壤有机质含量是衡量土壤综合肥力的一个重要指标^[46],在低有机质含量下土壤肥力较低,施肥增产的效应较高（图4）,这与曾明祥等^[3]研究结果一致。本研究结果表明：随着土壤全氮含量的增加,施肥较不施肥处理对水稻产量提高的幅度呈先降低后增加趋势。原因主要为：（1）氮素对水稻生产的影响仅次于水分,增施氮肥能够显著的提高水稻产量^[47],且在土壤低氮水平下,增施氮肥的增产效果较明显^[48];（2）随着土壤全氮含量的增加,土壤能够供给水稻较多的氮素,进而弱化施肥增产的效应,为氮肥减施提供依据;（3）本研究在高氮情况下,施肥处理水稻产量均较高（平均为10.6 t·hm^-2,未在结果部分展示）,此时土壤中的氮素并不能充分满足水稻对氮素的吸收,进而能够凸显肥料的增产效应,也说明高产稻田同样需要培肥。其他各化学指标不同水平下施肥对产量的影响结果各不相同,通过随机森林分析结果可知：土壤质地、全氮、缓效钾和速效钾对水稻产量响应比影响相对较大。这也表明土壤一致的情况下,要注重氮肥的合理施用;其次是钾素,因为钾素以无机形态存在土壤中,易随水迁移,因此也要注重钾肥的投入,尤其是南方缺钾地区,结果显示缓效钾含量较低情况下的增产效果较高也印证这一结果。

水稻产量响应比与肥料农学效率之间呈极显著正相关关系,这说明施肥在增产的同时也能增加肥效。在增加相同单位的肥料农学效率情况下,化肥与有机肥配施处理对水稻产量的响应比提高幅度高于单施化肥处理。这说明在等养分投入条件下,合理配施养分对产量的提高至关重要,该结果不仅与前人的研究结果一致^[49],同时也为我们当前提倡的化肥减施的情况下保持增效提供理论依据^[50]。另外,还应当结合施肥对产量响应比的影响因素,综合考虑水稻种植区域、种植制度和土壤理化性质后进行合理施肥,最终提高肥料的农学效率,达到增产增效的目的。

4 结论

4.1 1988—2017年间,施肥能够显著提高水稻的产量,相比不施肥能增产80.8%,但是增产的效应呈逐渐减弱趋势。与化肥单施相比,化肥与有机肥配施是提高和维持水稻高产的重要措施。

4.2 施肥对水稻产量的提高效应与水稻种植区域、土壤全氮、种植制度和土壤钾素含量等密切相关。建议在指导农民施肥时应结合上述指标进行合理推荐。

4.3 水稻产量响应比与肥料农学效率之间呈极显著正相关关系,增加相同单位的肥料农学效率情况下,化肥与有机肥配施处理对水稻产量的响应比提高量高于单施化肥处理,为我国当前提倡化肥减施情况下如何实现水稻增产增效提供理论依据。

致谢：

Muhammad Qaswar对本文英文摘要的修改给予了指导,在此致以诚挚的感谢！

参考文献 View Option 原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子

[1] PATEL D P, DAS A, MUNDA G C, GHOSH P K, BORDOLOI J S, KUMAR M . Evaluation of yield and physiological attributes of high-yielding rice varieties under aerobic and flood-irrigated management practices in mid-hills ecosystem
Agricultural Water Management, 2010,97:1269-1276.
DOI:10.1016/j.agwat.2010.02.018URL [本文引用: 1]
In the valley land of North-East Hill (NEH) ecosystems of India, about 70% area under rice ( Oryza sativa L.) is transplanted. Physiological attributes and yield performance of aerobic rice over conventional flood-irrigated rice need to be assessed while promoting water saving technology. A field experiment was conducted at the experimental farm, ICAR Research Complex for NEH Region, Umiam (950 m msl), Meghalaya during rainy seasons of 2006 and 2007 under aerobic and flooded conditions with aerobic rice variety collected from IRRI, Philippines. Some important high-yielding varieties (HYVs) recommended for the region were also included in the study. The objectives of this study were (i) to evaluate the influence of frequent mid-season drainage as a measure of water saving technique besides inducing the pre-conditioning effect on genotypes to withstand water stress during the subsequent growth period of crop ontogeny, (ii) to compare crop performance between aerobic and flooded rice management practices, and (iii) to identify attributes responsible for the yield gap between aerobic and flooded rice. The results revealed that the yield difference between aerobic (average yield, 1.67 t/ha) and flooded rice (average yield, 2.31 t/ha) ranged from 18.4 to 37.8% ( P < 0.05) depending on varieties, highest difference being observed with rice hybrid DRRH 1. Cultivation of rice under aerobic condition resulted in 27.5% yield reduction over flooded rice. Among the yield components assessed, sink size (spikelets per panicle) contributed more to the yield and is considered to be most important factor responsible for yield gap between aerobic and flooded rice. The study suggests that, variety Sahsarang 1 with its moderate values of photosynthesis rate, transpiration rate and water use efficiency (WUE) along with higher grain yield seems to be better choice for both stress (aerobic) as well as normal (flooded) condition. Aerobic rice varieties with minimum yield gap compared to flooded rice is the key for success of aerobic rice cultivation.

[2] ZHANG H M, XU M G, SHI X J, LI Z Z, HUANG Q H, WANG X J . Rice yield, potassium uptake and apparent balance under long-term fertilization in rice-based cropping systems in southern China
Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2010,88:341-349.
DOI:10.1007/s10705-010-9359-3URL [本文引用: 1]
Potassium (K) imbalances are of growing concern in southern China, where rice ( Oryza sativa L.) is the primary food resource for a growing population. This study examined rice yield, K uptake and apparent balance under long-term fertilization in rice-based systems at four experimental sites, including both rice-rice as well as rice–wheat rotations. The experiments consist of four treatments: control (no fertilizer), nitrogen and phosphorus (NP), nitrogen, phosphorus and potassium (NPK), and NPK plus manure (NPKM). Across all sites, rice yields increased by 3–20% due to K fertilization (NPK vs. NP) and 4–20% due to manure application (NPKM vs. NPK). The mean internal K use efficiency (IE) was lower (32–56kgkg 611 ) in treatments receiving K (NPK and NPKM) than in those without K application (36–91kgkg 611 —control and NP). Estimated from the logarithmic model, a total K uptake of 38–212kgha 611 was needed to produce 3–7Mgha 611 of rice grain. The annual apparent K balances were negative (17–245kgha 611 year 611 ), irrespective of mineral K application and site. But the negative K balance reduced by 27–88kgha 611 year 611 through application of mineral K in combination with manure. The higher negative apparent K balances under rice–wheat cropping system were related to the lower K application rate and the soils rich in K-bearing minerals, while the lower negative apparent K balances under rice–rice cropping system were related to the higher K application rate and the soils low in K-bearing minerals. We conclude that a re-adjustment of the current K application rate is needed to improve the long-term rice production in southern China.

[3] 曾祥明, 韩宝吉, 徐芳森, 黄见良, 蔡红梅, 石磊 . 不同基础地力土壤优化施肥对水稻产量和氮肥利用率的影响
中国农业科学, 2012,45(14):2886-2894.
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.011Magsci [本文引用: 2]
【目的】研究江汉平原地区不同基础地力土壤和优化施肥对水稻产量和氮肥利用率的影响。【方法】以江汉平原水稻主推品种丰两优香一号为试验材料，通过3年田间小区试验，考察分析土壤基础地力不同的稻田优化施肥、农民习惯施肥和不施肥处理的产量、氮肥贡献率、土壤氮素依存率和氮肥利用率等的差异。【结果】土壤基础地力不同的稻田均是优化施肥处理的产量最高，与农民习惯施肥处理比较，高地力和低地力稻田优化施肥处理的产量分别平均提高6.9%和5.0%；与不施肥处理比较，产量分别平均提高17.3%和30.3%。与农民习惯施肥处理比较，优化施肥处理的氮肥吸收利用率、农学利用率和偏生产力均大幅度提高。高地力稻田土壤氮素依存率高、氮肥贡献率小、施肥增产的潜力小；低地力稻田土壤氮素依存率低、氮肥贡献率大、施肥增产的潜力大。【结论】优化施肥可以降低水稻产量对土壤基础地力的依赖，提高氮肥利用率。
ZENG X M, HAN B J, XU F S, HUANG J L, CAI H M, SHI L . Effect of optimized fertilization on grain yield of rice and nitrogen use efficiency in paddy fields with different basic soil fertilities
Scientia Agricultura Sinica, 2012,45(14):2886-2894. (in Chinese)
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.011Magsci [本文引用: 2]
【目的】研究江汉平原地区不同基础地力土壤和优化施肥对水稻产量和氮肥利用率的影响。【方法】以江汉平原水稻主推品种丰两优香一号为试验材料，通过3年田间小区试验，考察分析土壤基础地力不同的稻田优化施肥、农民习惯施肥和不施肥处理的产量、氮肥贡献率、土壤氮素依存率和氮肥利用率等的差异。【结果】土壤基础地力不同的稻田均是优化施肥处理的产量最高，与农民习惯施肥处理比较，高地力和低地力稻田优化施肥处理的产量分别平均提高6.9%和5.0%；与不施肥处理比较，产量分别平均提高17.3%和30.3%。与农民习惯施肥处理比较，优化施肥处理的氮肥吸收利用率、农学利用率和偏生产力均大幅度提高。高地力稻田土壤氮素依存率高、氮肥贡献率小、施肥增产的潜力小；低地力稻田土壤氮素依存率低、氮肥贡献率大、施肥增产的潜力大。【结论】优化施肥可以降低水稻产量对土壤基础地力的依赖，提高氮肥利用率。

[4] HAIDER I K . Appraisal of biofertilizers in rice: To supplement inorganic chemical fertilizer
Rice Science, 2018,25(6):357-362.
URL [本文引用: 1]
A field experiment was carried out to evaluate the feasibility of inoculating rice seedlings with biofertilizers(Azospirillum and Trichoderma) in order to reduce the use of chemical inorganic nitrogen(N)fertilizer on rice variety BU Dhan 1. The plant performances were better when 25% less inorganic N was applied with Trichoderma and combined application of Trichoderma and Azospirillum. Plants contained the highest chlorophyll concentrations when they were treated with 75% N + Trichoderma. Considering the yield attributes, 75% N + Trichoderma and 75% N + Trichoderma + Azospirillum performed similar to the control. The grain yield of rice was similar to the recommended dose even with 25% less N application. Application of Trichoderma resulted higher yield, followed by combined application with Azospirillum. Results revealed the greater scope of applying biofertilizer(Trichoderma) to supplement chemical N fertilizer with optimum yield of rice.

[5] 孙浩燕, 李小坤, 任涛, 丛日环, 鲁剑巍 . 浅层施肥对水稻苗期根系生长及分布的影响
中国农业科学, 2014,47(12), 2476-2484.
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.12.020Magsci [本文引用: 1]
【目的】研究水稻生长前期不同施肥深度对水稻根系生长及分布的影响，揭示浅层施肥对水稻苗期生长的重要作用，以期为水稻的合理施肥提供依据。【方法】本试验于华中农业大学盆栽场进行，采用盆栽土柱培养试验方式，设置不施肥和施肥深度1、5、10、15 cm 共5个处理，分别于播种后10、20、30和40 d取样4次，研究不同施肥深度对水稻苗期根系生物量、根系形态指标、根系总吸收面积及活跃吸收面积、根系分布及地上部生物量的影响。【结果】播种后10 d，各处理间无显著差异；播种后20 d，施肥深度1 cm处理水稻根系生物量、形态指标参数、根系吸收面积等指标均显著优于其它处理，具体表现为施肥深度1 cm＞5 cm、10 cm、15 cm＞不施肥处理（CK）；地上部生物量也表现出相同趋势。播种后30 d，施肥深度1 cm处理的优势更加明显，与施肥深度5 cm相比，根系生物量、地上部生物量分别显著增加163.8%、121.5%。播种后40 d，地上部生物量表现为1 cm＞5 cm＞10 cm、15 cm＞CK，施肥深度5 cm处理分别比10 cm、15 cm处理增加37.6%和34.6%。播种后40 d，根系分布结果显示，各处理均有60%以上根系分布于0&mdash;10 cm土层；施肥处理根系在各土层的生物量均显著高于不施肥处理，其中施肥深度1 cm处理的10&mdash;15 cm、15&mdash;20 cm根系分布比例显著高于其他处理，与施肥深度5 cm相比，增幅达26.1%和84.0%。【结论】不同施肥深度对水稻苗期根系生长及分布产生明显的影响。整个试验期间，施肥深度1 cm处理根系生物量、各形态指标参数及根系吸收面积都表现出明显优势，根系活力及下层根系比重均有所提高，有利于良好根系构型的建成。适宜的浅层施肥可以明显促进水稻生长前期根系生长发育，同时地上部生物量表现出显著的优势，这也是对根系生长及分布状况的积极响应。
SUN H Y, LI X K, REN T, CONG R H, LU J W . Effects of fertilizer in shallow soils on growth and distribution of rice roots at seedling stage
Scientia Agricultura Sinica, 2014,47(12):2476-2484. (in Chinese)
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.12.020Magsci [本文引用: 1]
【目的】研究水稻生长前期不同施肥深度对水稻根系生长及分布的影响，揭示浅层施肥对水稻苗期生长的重要作用，以期为水稻的合理施肥提供依据。【方法】本试验于华中农业大学盆栽场进行，采用盆栽土柱培养试验方式，设置不施肥和施肥深度1、5、10、15 cm 共5个处理，分别于播种后10、20、30和40 d取样4次，研究不同施肥深度对水稻苗期根系生物量、根系形态指标、根系总吸收面积及活跃吸收面积、根系分布及地上部生物量的影响。【结果】播种后10 d，各处理间无显著差异；播种后20 d，施肥深度1 cm处理水稻根系生物量、形态指标参数、根系吸收面积等指标均显著优于其它处理，具体表现为施肥深度1 cm＞5 cm、10 cm、15 cm＞不施肥处理（CK）；地上部生物量也表现出相同趋势。播种后30 d，施肥深度1 cm处理的优势更加明显，与施肥深度5 cm相比，根系生物量、地上部生物量分别显著增加163.8%、121.5%。播种后40 d，地上部生物量表现为1 cm＞5 cm＞10 cm、15 cm＞CK，施肥深度5 cm处理分别比10 cm、15 cm处理增加37.6%和34.6%。播种后40 d，根系分布结果显示，各处理均有60%以上根系分布于0&mdash;10 cm土层；施肥处理根系在各土层的生物量均显著高于不施肥处理，其中施肥深度1 cm处理的10&mdash;15 cm、15&mdash;20 cm根系分布比例显著高于其他处理，与施肥深度5 cm相比，增幅达26.1%和84.0%。【结论】不同施肥深度对水稻苗期根系生长及分布产生明显的影响。整个试验期间，施肥深度1 cm处理根系生物量、各形态指标参数及根系吸收面积都表现出明显优势，根系活力及下层根系比重均有所提高，有利于良好根系构型的建成。适宜的浅层施肥可以明显促进水稻生长前期根系生长发育，同时地上部生物量表现出显著的优势，这也是对根系生长及分布状况的积极响应。

[6] 张国荣, 李菊梅, 徐明岗, 高菊生, 谷思玉 . 长期不同施肥对水稻产量及土壤肥力的影响
中国农业科学, 2009,42(2):543-551.
Magsci [本文引用: 1]
<P><FONT face=Verdana>【目的】研究化肥、有机肥对水稻产量、土壤有机质的影响，以及化肥氮磷钾、有机肥氮磷钾提高土壤养分的异同。【方法】依托祁阳站有机无机、肥水稻长期定位试验，分析历史样品及数据。【结果】有机肥与化肥氮磷钾配合施用对水稻高产稳定有显著作用;长期施用化肥和有机肥对提高土壤有机质都有显著作用，但施用化肥只能提高土壤有机质含量至28.1 g?kg-1，与试验开始时相比只提高了42%。凡施用牛粪能使土壤有机质平均最高增加到41.6 g?kg-1，比试验开始时提高了91%;有机肥氮提高土壤全氮、碱解氮含量的效果优于化肥氮，土壤全氮、碱解氮含量比化肥处理提高了30%和16%。而施入的有机肥磷在土壤中累积较少，土壤全磷、速效磷提高较少, 施入的化肥磷在土壤中累积较多, 土壤全磷、速效磷含量提高幅度较大。与有机肥相比，化肥提高土壤全磷30%，提高速效磷115%。【结论】有机肥与化肥氮磷钾配合施用对水稻高产稳产和提升土壤肥力有重要的作用。<BR></FONT></P>
ZHANG G R, LI J M, XU M G, GAO J S, GU Si Y . Effects of chemical fertilizer and organic manure on rice yield and soil fertility
Scientia Agricultura Sinica, 2009,42(2):543-551. (in Chinese)
Magsci [本文引用: 1]
<P><FONT face=Verdana>【目的】研究化肥、有机肥对水稻产量、土壤有机质的影响，以及化肥氮磷钾、有机肥氮磷钾提高土壤养分的异同。【方法】依托祁阳站有机无机、肥水稻长期定位试验，分析历史样品及数据。【结果】有机肥与化肥氮磷钾配合施用对水稻高产稳定有显著作用;长期施用化肥和有机肥对提高土壤有机质都有显著作用，但施用化肥只能提高土壤有机质含量至28.1 g?kg-1，与试验开始时相比只提高了42%。凡施用牛粪能使土壤有机质平均最高增加到41.6 g?kg-1，比试验开始时提高了91%;有机肥氮提高土壤全氮、碱解氮含量的效果优于化肥氮，土壤全氮、碱解氮含量比化肥处理提高了30%和16%。而施入的有机肥磷在土壤中累积较少，土壤全磷、速效磷提高较少, 施入的化肥磷在土壤中累积较多, 土壤全磷、速效磷含量提高幅度较大。与有机肥相比，化肥提高土壤全磷30%，提高速效磷115%。【结论】有机肥与化肥氮磷钾配合施用对水稻高产稳产和提升土壤肥力有重要的作用。<BR></FONT></P>

[7] YADAV R L . Assessing on-farm efficiency and economics of fertilizer N, P and K in rice wheat systems of India
Field Crops Research, 2003,81(1):39-51.
DOI:10.1016/S0378-4290(02)00198-3URL [本文引用: 1]

[8] HAEFELE S M, WOPEREIS M C S . Spatial variability of indigenous supplies for N, P and K and its impact on fertilizer strategies for irrigated rice in West Africa
Plant and Soil, 2005,270(1):57-72.
DOI:10.1007/s11104-004-1131-5URL [本文引用: 1]

[9] 吴萍萍, 刘金剑, 周毅, 谢小立, 沈其荣, 郭世伟 . 长期不同施肥制度对红壤稻田肥料利用率的影响
植物营养与肥料学报, 2008,14(2):277-283.
DOI:10.3321/j.issn:1008-505X.2008.02.012URLMagsci [本文引用: 1]
通过对红壤水稻土17年长期定位施肥试验的研究，比较了不同施肥制度下水稻产量及肥料表观利用率、农学利用率、生理利用率之间的差异。结果表明，无论早稻还是晚稻，有机无机肥配施施肥制度（OM）下的水稻产量都最高，相对于CK增产率分别为108.9%、53.8%；其次为节约型有机无机肥配施施肥制度（JF），增产率分别为83.3%、47.8%。对肥料表观利用率、农学利用率、生理利用率的研究可看出，节约型有机无机肥配施施肥制度（JF）和纯化肥施肥制度（NPK）的肥料利用率处于较高水平。综合产量和肥料利用率两因素来看，JF施肥制度更符合现代农业发展需要。
WU P P, LIU J J, ZHOU Y, XIE X L, SHEN Q R, GUO S W . Effects of different long term fertilizing systems on fertilizer use efficiency in red paddy soil
Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2008,14(2):277-283. (in Chinese)
DOI:10.3321/j.issn:1008-505X.2008.02.012URLMagsci [本文引用: 1]
通过对红壤水稻土17年长期定位施肥试验的研究，比较了不同施肥制度下水稻产量及肥料表观利用率、农学利用率、生理利用率之间的差异。结果表明，无论早稻还是晚稻，有机无机肥配施施肥制度（OM）下的水稻产量都最高，相对于CK增产率分别为108.9%、53.8%；其次为节约型有机无机肥配施施肥制度（JF），增产率分别为83.3%、47.8%。对肥料表观利用率、农学利用率、生理利用率的研究可看出，节约型有机无机肥配施施肥制度（JF）和纯化肥施肥制度（NPK）的肥料利用率处于较高水平。综合产量和肥料利用率两因素来看，JF施肥制度更符合现代农业发展需要。

[10] 苑俊丽, 梁新强, 李亮, 叶玉适, 傅朝栋, 宋清川 . 中国水稻产量和氮素吸收量对高效氮肥响应的整合分析
中国农业科学, 2014,47(17):3414-3423.
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.17.009Magsci [本文引用: 1]
【目的】运用整合分析方法（meta-analysis），首次在大尺度范围定量研究高效氮肥施用对中国水稻产量和氮素吸收量的影响，以评估高效氮肥施用的经济效益并为高效氮肥在中国推广使用提供科学依据。【方法】通过搜集整理国内外48篇文献的大田试验数据资料，建立水稻产量和氮素吸收量数据库，进而应用整合分析方法，比较分析高效氮肥施用对中国水稻产量和氮素吸收量的整体影响及高效氮肥的有利施用条件。【结果】与施用常规化肥相比，高效氮肥施用使中国水稻产量和氮素吸收量分别增加了7.5%（95%置信区间：6.7%&mdash;8.4%）和10.5%（95%置信区间：9.5%&mdash;11.4%）。分析其影响因素，发现在碱性土壤（pH&ge;7.5）施用高效氮肥使水稻产量和氮素吸收量分别提高了约10.5%和18.8%，其效果好于在酸性（pH&le;6.5）和中性（pH 6.5&mdash;7.5）土壤上施用；包膜缓/控释氮肥较稳定性氮肥有效，尤其在氮素吸收量方面，硝化抑制剂与常规氮肥相比没有影响，而包膜缓/控释氮肥则使氮素吸收量提高17.9%；高效氮肥仅作为基肥一次性施入土壤使水稻产量和氮素吸收量较分次施入土壤分别提高了4.2%和7.5%，同时可以考虑将高效氮肥与常规肥料混合施用，既节省费用，又可以取得同样的增产效果；当施氮总量为120&mdash;180 kg&bull;hm-2时，高效氮肥的增效作用最为明显，分别使水稻产量和氮素吸收量提高6.5%和12.1%；就地域分布而言，在中国北方施用高效氮肥可以取得更好的效果，使水稻产量和氮素吸收量较南方施用高效氮肥分别提高了3.4%和3.0%。【结论】在中国稻田中（尤其是碱性土壤）施用高效氮肥，尤其是包膜缓/控释氮肥（作为基肥一次性施入土壤），且控制施氮总量在120&mdash;180 kg&bull;hm-2时，对提高水稻产量和氮素吸收量效果较好。在中国稻田中，硝化抑制剂，尤其是3,4-二甲基吡唑磷酸盐对提高水稻氮素吸收量效果不佳；高效氮肥在中国稻田中的施用受水稻种植方式（直播或移栽）以及高效氮肥施肥方式（仅施高效氮肥或者与常规肥料混合施用）的影响较小；在中国北方施用高效氮肥效果可能更佳。
YUAN J L, LIANG X Q, LI L, YE Y S, FU C D, SONG Q C . Response of rice yield and nitrogen uptake to enhanced efficiency nitrogen fertilizer in China: A meta-analysis
Scientia Agricultura Sinica, 2014,47(17):3414-3423. (in Chinese)
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.17.009Magsci [本文引用: 1]
【目的】运用整合分析方法（meta-analysis），首次在大尺度范围定量研究高效氮肥施用对中国水稻产量和氮素吸收量的影响，以评估高效氮肥施用的经济效益并为高效氮肥在中国推广使用提供科学依据。【方法】通过搜集整理国内外48篇文献的大田试验数据资料，建立水稻产量和氮素吸收量数据库，进而应用整合分析方法，比较分析高效氮肥施用对中国水稻产量和氮素吸收量的整体影响及高效氮肥的有利施用条件。【结果】与施用常规化肥相比，高效氮肥施用使中国水稻产量和氮素吸收量分别增加了7.5%（95%置信区间：6.7%&mdash;8.4%）和10.5%（95%置信区间：9.5%&mdash;11.4%）。分析其影响因素，发现在碱性土壤（pH&ge;7.5）施用高效氮肥使水稻产量和氮素吸收量分别提高了约10.5%和18.8%，其效果好于在酸性（pH&le;6.5）和中性（pH 6.5&mdash;7.5）土壤上施用；包膜缓/控释氮肥较稳定性氮肥有效，尤其在氮素吸收量方面，硝化抑制剂与常规氮肥相比没有影响，而包膜缓/控释氮肥则使氮素吸收量提高17.9%；高效氮肥仅作为基肥一次性施入土壤使水稻产量和氮素吸收量较分次施入土壤分别提高了4.2%和7.5%，同时可以考虑将高效氮肥与常规肥料混合施用，既节省费用，又可以取得同样的增产效果；当施氮总量为120&mdash;180 kg&bull;hm-2时，高效氮肥的增效作用最为明显，分别使水稻产量和氮素吸收量提高6.5%和12.1%；就地域分布而言，在中国北方施用高效氮肥可以取得更好的效果，使水稻产量和氮素吸收量较南方施用高效氮肥分别提高了3.4%和3.0%。【结论】在中国稻田中（尤其是碱性土壤）施用高效氮肥，尤其是包膜缓/控释氮肥（作为基肥一次性施入土壤），且控制施氮总量在120&mdash;180 kg&bull;hm-2时，对提高水稻产量和氮素吸收量效果较好。在中国稻田中，硝化抑制剂，尤其是3,4-二甲基吡唑磷酸盐对提高水稻氮素吸收量效果不佳；高效氮肥在中国稻田中的施用受水稻种植方式（直播或移栽）以及高效氮肥施肥方式（仅施高效氮肥或者与常规肥料混合施用）的影响较小；在中国北方施用高效氮肥效果可能更佳。

[11] 张福锁, 王激清, 张卫峰, 崔振岭, 马文奇, 陈新平, 江荣风 . 中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径
土壤学报, 2008,45(5):915-924.
[本文引用: 3]

ZHANG F S, WANG J Q, ZHANG W F, CUI Z L, MA W Q, CHEN X P, JIANG R F . Nutrient use efficiencies of major cereal crops in China and measures for improvement
Acta Pedologica Sinica, 2008,45(5):915-924. (in Chinese)
[本文引用: 3]

[12] 胡建利, 王德建, 王灿, 孙瑞娟 . 不同施肥方式对水稻产量构成及其稳定性的影响
中国生态农业学报, 2009,17(1):48-53.
DOI:10.3724/SP.J.1011.2009.00048URLMagsci [本文引用: 1]
以中国科学院常熟农业生态站的养分循环长期定位试验为研究平台, 利用单个生长季的数据研究不同施肥制度对水稻产量构成(单穴有效穗数、单穗粒重和单穴产量)及其稳定性的影响, 并通过回归分析方法对产量构成及其稳定性与水稻孕穗期植株的养分含量关系进行了研究。结果表明: 氮肥有利于水稻有效穗数的形成, N处理的单穴有效穗数比CK处理多4.2穗, 比NP和NPK处理分别多0.9穗和0.7穗;施用氮肥显著降低水稻单穗粒重, 氮磷配施可以协调水稻单穴有效穗数和单穗产量之间的矛盾, 获得较高的单穴产量。施用猪粪可以增加水稻的单穴有效穗数和单穴产量, 但不会降低水稻的单穗平均粒重。施肥处理仅对水稻单穴有效穗数的稳定性产生显著影响, 对单穴产量和单穗平均粒重的稳定性没有显著影响。CK、N、NP、NPK处理单穴有效穗数的变异系数分别为19.5%、17.9％、18.3%和22.9％,施用钾肥会显著增加水稻单穴有效穗数空间变异。施用猪粪对3个指标的稳定性影响不显著。水稻3个产量构成因素及单穴有效穗数标准差与水稻孕穗期茎秆和根系养分含量间具有较好的线性拟合关系, 单穴有效穗数变异系数与水稻植株钾含量正相关。
HU J L, WANG D J, WANG C, SUN R J . Effect of different fertilization systems on rice yield components and their stability.
Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2009,17(1):48-53. (in Chinese)
DOI:10.3724/SP.J.1011.2009.00048URLMagsci [本文引用: 1]
以中国科学院常熟农业生态站的养分循环长期定位试验为研究平台, 利用单个生长季的数据研究不同施肥制度对水稻产量构成(单穴有效穗数、单穗粒重和单穴产量)及其稳定性的影响, 并通过回归分析方法对产量构成及其稳定性与水稻孕穗期植株的养分含量关系进行了研究。结果表明: 氮肥有利于水稻有效穗数的形成, N处理的单穴有效穗数比CK处理多4.2穗, 比NP和NPK处理分别多0.9穗和0.7穗;施用氮肥显著降低水稻单穗粒重, 氮磷配施可以协调水稻单穴有效穗数和单穗产量之间的矛盾, 获得较高的单穴产量。施用猪粪可以增加水稻的单穴有效穗数和单穴产量, 但不会降低水稻的单穗平均粒重。施肥处理仅对水稻单穴有效穗数的稳定性产生显著影响, 对单穴产量和单穗平均粒重的稳定性没有显著影响。CK、N、NP、NPK处理单穴有效穗数的变异系数分别为19.5%、17.9％、18.3%和22.9％,施用钾肥会显著增加水稻单穴有效穗数空间变异。施用猪粪对3个指标的稳定性影响不显著。水稻3个产量构成因素及单穴有效穗数标准差与水稻孕穗期茎秆和根系养分含量间具有较好的线性拟合关系, 单穴有效穗数变异系数与水稻植株钾含量正相关。

[13] 包耀贤, 徐明岗, 吕粉桃, 黄庆海, 聂军, 张会民, 于寒青 . 长期施肥下土壤肥力变化的评价方法
中国农业科学, 2012,45(20):4197-4204.
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.20.009Magsci [本文引用: 1]
【目的】确定长期施肥下土壤肥力变化的适宜评价方法。【方法】以湖南望城和江西进贤的长期试验数据为基础，比较和分析因子分析法、相关系数法、内梅罗指数法3种评价方法对土壤肥力的综合评价结果，探明适宜土壤肥力变化的综合评价方法。【结果】20多年长期施肥下，3种评价方法所得综合土壤肥力指数（IFI）的变化趋势和差异性不同：因子分析法和相关系数法评价结果相似，而内梅罗指数法与二者存在一定差异，评价结果灵敏度较高。经验证，3种评价方法的IFI与作物产量间均呈极显著正相关，其中内梅罗指数法相关性更高。内梅罗指数法评价结果：低产的不施肥（CK）、偏施肥（NK）处理IFI随时间呈下降趋势；高产的均衡施肥（NPK、2NPK、NPKCa、NPKS、NPKM）处理IFI随时间趋稳，且均值显著高于不施肥和偏施肥的处理。【结论】因子分析法、相关系数法和内梅罗指数法均适用于长期施肥下土壤肥力的综合评价，但应首选内梅罗指数法，最后选相关系数法。
BAO Y X, XU M G, Lü F T, HUANG Q H, NIE J, ZHANG H M, YU H Q . Evaluation method on soil fertility under long-term fertilization
Scientia Agricultura Sinica, 2012,45(20):4197-4204. (in Chinese)
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.20.009Magsci [本文引用: 1]
【目的】确定长期施肥下土壤肥力变化的适宜评价方法。【方法】以湖南望城和江西进贤的长期试验数据为基础，比较和分析因子分析法、相关系数法、内梅罗指数法3种评价方法对土壤肥力的综合评价结果，探明适宜土壤肥力变化的综合评价方法。【结果】20多年长期施肥下，3种评价方法所得综合土壤肥力指数（IFI）的变化趋势和差异性不同：因子分析法和相关系数法评价结果相似，而内梅罗指数法与二者存在一定差异，评价结果灵敏度较高。经验证，3种评价方法的IFI与作物产量间均呈极显著正相关，其中内梅罗指数法相关性更高。内梅罗指数法评价结果：低产的不施肥（CK）、偏施肥（NK）处理IFI随时间呈下降趋势；高产的均衡施肥（NPK、2NPK、NPKCa、NPKS、NPKM）处理IFI随时间趋稳，且均值显著高于不施肥和偏施肥的处理。【结论】因子分析法、相关系数法和内梅罗指数法均适用于长期施肥下土壤肥力的综合评价，但应首选内梅罗指数法，最后选相关系数法。

[14] 吴良泉, 武良, 崔振岭, 陈新平, 张福锁 . 中国水稻区域氮磷钾肥推荐用量及肥料配方研究
中国农业大学学报, 2016,21(9):1-13.
[本文引用: 2]

WU L Q, WU L, CUI Z L, CHEN X P, ZHANG F S . Studies on recommended nitrogen, phosphorus and potassium application rates and special fertilizer formulae for different rice production regions in China
Journal of China Agricultural University, 2016,21(9):1-13. (in Chinese)
[本文引用: 2]

[15] 方畅宇, 屠乃美, 张清壮, 易镇邪 . 不同施肥模式对稻田土壤速效养分含量及水稻产量的影响
土壤, 2018,50(3):462-468.
[本文引用: 1]

FANG C Y, TU N M, ZHANG Q Z, YI Z X . Effects of fertilization modes on available nutrient contents of reddish paddy soils and rice yields
Soils, 2018,50(3):462-468. (in Chinese)
[本文引用: 1]

[16] 银敏华, 李援农, 陈朋朋, 徐路全, 申胜龙, 王星壵 . 基于Meta-analysis的中国北方地区免耕玉米产量效应研究
中国农业科学, 2018,51(5):843-854.
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.004URL [本文引用: 1]
【目的】定量分析免耕对中国北方地区玉米产量的时空效应和影响机制,为该地区免耕的科学应用和推广提供依据。【方法】以中国北方为研究区域,以传统耕作为对照,通过检索文献整合已发表的相关田间试验数据(截止2017年4月共获得68篇文献和82组试验数据,将数据按照区域(东北、华北和西北)、年降水量(500 mm和≥500 mm)、年均气温(10℃和≥10℃)、耕作模式(平作和垄作)、种植制度(连作和轮作)、是否秸秆还田、试验年份(2000年之前、2000—2009年和2010年之后)和免耕持续年限(1—2 a、3—5 a、6—9 a和≥10 a)进行分组),利用Meta-analysis方法系统探究免耕对玉米产量的时空效应与影响因素。具体分析过程包括异质性检验、综合效应量计算、发表偏倚检验、敏感性分析、累积Meta-analysis和亚组分析(影响因素分析)。【结果】与传统耕作相比,免耕总体上可显著提高玉米产量,平均增产率为3.1%(置信区间0.7%—5.5%,数据不存在发表偏倚和极端值)。2000年之前,免耕的累积增产效应不稳定(平均-0.7%—6.6%);2000年之后,免耕与传统耕作的累积产量差异逐渐由不显著变为显著。在东北地区,免耕表现出显著的增产效应(平均5.3%,置信区间1.5%—9.2%);而在华北和西北地区,免耕的增产效应不显著,分别为-2.6%—6.4%和-1.0%—6.4%。在年降水量500 mm、年均气温10℃的地区和轮作、秸秆还田条件下,免耕的增产率显著提高,平均分别为5.4%(置信区间1.7%—9.1%)、3.8%(置信区间0.8%—6.7%)、4.4%(置信区间1.3%—7.5%)和3.3%(置信区间0.8%—5.8%)。平作和垄作下,免耕的增产效应均不显著。2010年之后,免耕的增产效应显著提高(平均6.1%),且变幅较小(2.5%—9.7%)。随着免耕持续年限的延长,玉米增产率呈先增加后降低的趋势,当持续3—5 a时,免耕的增产效应显著且达到峰值(平均3.8%,置信区间1.6%—6.0%)。【结论】在年降水量较少或年均气温较低的区域,轮作或秸秆还田条件下,有利于发挥免耕的增产效应;东北地区较华北和西北地区更适宜免耕;3—5 a为较合理的免耕持续年限。
YIN M H, LI Y N, CHEN P P, XU L Q, SHEN S L, WANG X Y . Effect of no-tillage on maize yield in northern region of China: A meta-analysis
Scientia Agricultura Sinica, 2018,51(5):843-854. (in Chinese)
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.004URL [本文引用: 1]
【目的】定量分析免耕对中国北方地区玉米产量的时空效应和影响机制,为该地区免耕的科学应用和推广提供依据。【方法】以中国北方为研究区域,以传统耕作为对照,通过检索文献整合已发表的相关田间试验数据(截止2017年4月共获得68篇文献和82组试验数据,将数据按照区域(东北、华北和西北)、年降水量(500 mm和≥500 mm)、年均气温(10℃和≥10℃)、耕作模式(平作和垄作)、种植制度(连作和轮作)、是否秸秆还田、试验年份(2000年之前、2000—2009年和2010年之后)和免耕持续年限(1—2 a、3—5 a、6—9 a和≥10 a)进行分组),利用Meta-analysis方法系统探究免耕对玉米产量的时空效应与影响因素。具体分析过程包括异质性检验、综合效应量计算、发表偏倚检验、敏感性分析、累积Meta-analysis和亚组分析(影响因素分析)。【结果】与传统耕作相比,免耕总体上可显著提高玉米产量,平均增产率为3.1%(置信区间0.7%—5.5%,数据不存在发表偏倚和极端值)。2000年之前,免耕的累积增产效应不稳定(平均-0.7%—6.6%);2000年之后,免耕与传统耕作的累积产量差异逐渐由不显著变为显著。在东北地区,免耕表现出显著的增产效应(平均5.3%,置信区间1.5%—9.2%);而在华北和西北地区,免耕的增产效应不显著,分别为-2.6%—6.4%和-1.0%—6.4%。在年降水量500 mm、年均气温10℃的地区和轮作、秸秆还田条件下,免耕的增产率显著提高,平均分别为5.4%(置信区间1.7%—9.1%)、3.8%(置信区间0.8%—6.7%)、4.4%(置信区间1.3%—7.5%)和3.3%(置信区间0.8%—5.8%)。平作和垄作下,免耕的增产效应均不显著。2010年之后,免耕的增产效应显著提高(平均6.1%),且变幅较小(2.5%—9.7%)。随着免耕持续年限的延长,玉米增产率呈先增加后降低的趋势,当持续3—5 a时,免耕的增产效应显著且达到峰值(平均3.8%,置信区间1.6%—6.0%)。【结论】在年降水量较少或年均气温较低的区域,轮作或秸秆还田条件下,有利于发挥免耕的增产效应;东北地区较华北和西北地区更适宜免耕;3—5 a为较合理的免耕持续年限。

[17] MELLOR A, HAYWOOD A, STONE C, JONES S . The performance of random forests in an operational setting for large area sclerophyll forest classification
Remote Sensing, 2013,5(6):2838-2856.
DOI:10.3390/rs5062838URL [本文引用: 1]

[18] 全国农业技术推广服务中心. 土壤分析技术规范. 2版. 北京: 中国农业出版社, 2006.
[本文引用: 1]

National Agricultural Technology Extension and Service Center. Technical Specification for Soil Analysis. 2nd ed. Beijing: China Agriculture Press, 2006. ( in Chinese)
[本文引用: 1]

[19] CURTIS P S, WANG X . A meta-analysis of elevated CO₂ effects on woody plant mass, form, and physiology
Oecologia, 1998,113(3):299-313.
DOI:10.1007/s004420050381URL [本文引用: 1]

[20] 任凤玲, 张旭博, 孙楠, 徐明岗, 柳开楼 . 施用有机肥对中国农田土壤微生物量影响的整合分析
中国农业科学, 2018,51(1):119-128.
[本文引用: 1]

REN F L, ZHANG X B, SUN N, XU M G, LIU K L . A meta-analysis of manure application impact on soil microbial biomass across China's croplands
Scientia Agricultura Sinica, 2018,51(1):119-128. (in Chinese)
[本文引用: 1]

[21] LUO Y Q, HUI D F, ZHANG D Q . Elevated CO₂ stimulates net accumulations of carbon and nitrogen in land ecosystems: A meta-analysis
Ecology, 2006,87(1):53-63.
DOI:10.1890/04-1724URL [本文引用: 1]

[22] HEDGES L V, GUREVITCH J, CURTIS P S . The meta-analysis of response ratios in experimental ecology
Ecology, 1999,80(4):1150-1156.
DOI:10.1890/0012-9658(1999)080[1150:TMAORR]2.0.CO;2URL [本文引用: 1]

[23] 蔡岸冬, 张文菊, 杨品品, 韩天富, 徐明岗 . 基于meta-analysis研究施肥对中国农田土壤有机碳及其组分的影响
中国农业科学, 2015,48(15):2995-3004.
[本文引用: 1]

CAI A D, ZHANG W J, YANG P P, HAN T F, XU M G . Effect degree of fertilization practices on soil organic carbon and fraction of croplands in China-based on meta-analysis
Scientia Agricultura Sinica, 2015,48(15):2995-3004. (in Chinese)
[本文引用: 1]

[24] CHEN Y, CAMPS-ARBESTAIN M, SHEN Q H, SINGH B, CAYUELA M L . The long-term role of organic amendments in building soil nutrient fertility: A meta-analysis and review
Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2018,111(2/3):103-125.
[本文引用: 1]

[25] WANG J Z, WANG X J, XU M G, FENG G, ZHANG W J, LU C A . Crop yield and soil organic matter after long-term straw return to soil in China
Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2015,102(3):371-381.
DOI:10.1007/s10705-015-9710-9URL [本文引用: 1]
Straw has been commonly incorporated to maintain soil fertility and crop productivity in China, but effects of long-term straw incorporation on crop yield, soil organic carbon (SOC) and total nitrogen

[26] 徐霞, 赵亚南, 黄玉芳, 闫军营, 叶优良 . 不同地力水平下的小麦施肥效应
中国农业科学, 2018,51(21):4076-4086.
[本文引用: 1]

XU X, ZHAO Y L, HUANG Y F, YAN J Y, YE Y L . Fertilization effect of wheat under different soil fertilities
Scientia Agricultura Sinica, 2018,51(21):4076-4086. (in Chinese)
[本文引用: 1]

[27] RODRIGUEZ-GALIANO V F, GHIMIRE B, ROGAN J, CHICA- OLMO M, RIGLI-SANCHEZ J P . An assessment of the effectiveness of a random forest classifier for land-cover classification
Isprs Journal of Photogrammetry & Remote Sensing, 2012,67(1):93-104.
[本文引用: 1]

[28] LARSON B A, FRISVOLD G B . Fertilizers to support agricultural development in sub-Saharan Africa: What is needed and why
Food Policy, 1996,21(6):509-525.
DOI:10.1016/0306-9192(96)00021-8URL [本文引用: 1]

[29] MUELLER N D, GERBER J S, JOHNSTON M, RAY D K, RAMANKUTTY N, FOLEY J A . Closing yield gaps through nutrient and water management
Nature, 2012,490(7419):254-257.
[本文引用: 1]

[30] CHIANU J N, CHIANU J N, MAIRURA F . Mineral fertilizers in the farming systems of sub-Saharan Africa. A review
Agronomy for Sustainable Development, 2012,32(2):545-566.
DOI:10.1007/s13593-011-0050-0URL [本文引用: 1]

[31] 石元亮, 王玲莉, 刘世彬, 聂鸿光 . 中国化学肥料发展及其对农业的作用
土壤学报, 2008,45(5):852-864.
DOI:10.3321/j.issn:0564-3929.2008.05.012 [本文引用: 1]
回顾了中国化学肥料生产、应用的发展历程，探讨了由于化肥施用所引起的土壤养分平衡的变化；着重对稳定型肥料、复合肥和包膜肥三项新型肥料技术的研究进展进行了较为翔实的综述；基于我国化肥产业的现状，指出了我国化肥存在着品种结构不合理、投入量低、化肥资源配置不合理、养分投入比例不平衡、新型高效肥料发展缓慢等一系列问题，并对这些问题进行了分析；最后展望了我国肥料发展的趋势。
SHI Y L, WANG L L, LIU S B, NIE H G . Development of chemical fertilizer industry and its effect on agriculture of China
Acta Pedologica Sinica, 2008,45(5):852-864. (in Chinese)
DOI:10.3321/j.issn:0564-3929.2008.05.012 [本文引用: 1]
回顾了中国化学肥料生产、应用的发展历程，探讨了由于化肥施用所引起的土壤养分平衡的变化；着重对稳定型肥料、复合肥和包膜肥三项新型肥料技术的研究进展进行了较为翔实的综述；基于我国化肥产业的现状，指出了我国化肥存在着品种结构不合理、投入量低、化肥资源配置不合理、养分投入比例不平衡、新型高效肥料发展缓慢等一系列问题，并对这些问题进行了分析；最后展望了我国肥料发展的趋势。

[32] ALLEY M M, VANLAUWE B . The role of fertilizers in integraded plant nutrient management
International Fertilizer Industry Association, 2009,15:1-59.
[本文引用: 1]

[33] ZHANG W F, CAO G X, LI X L, ZHANG H Y, WANG C, LIU Q Q, CHEN X P, CUI Z L, SHEN J B, JIANG R F, MI G H, MIAO Y X, ZHANG F S, DOU Z X . Closing yield gaps in China by empowering smallholder farmers
Nature, 2016,537(7622):671-674.
[本文引用: 1]

[34] CHEUNG F . Yield: The search for the rice of the future
Nature, 2014,514(7524):S60-S61.
[本文引用: 1]
http://www.nature.com/doifinder/10.1038/514S60a

[35] 黄耀, 孙文娟 . 近20年来中国大陆农田表土有机碳含量的变化趋势
科学通报, 2007,51:750-763.
[本文引用: 1]

HUANG Y, SUN W J . Change trend of organic carbon in farmland surface soil of main land China during the past 20 years
Science Bulletin, 2007,51:750-763. (in Chinese)
[本文引用: 1]

[36] 张智, 王伟妮, 李昆, 马红菊, 苟曦, 鲁剑巍, 李小坤, 丛日环 . 四川省不同区域水稻氮肥施用效果研究
土壤学报, 2015,52(1):234-241.
[本文引用: 1]

ZHANG Z, WANG W N, LI K, MA H J, GOU X, LU J W, LI X K, CONG R H . Effects of nitrogen fertilization on rice in different regions of Sichuan Province
Acta Pedologica Sinica, 2015,52(1):234-241. (in Chinese)
[本文引用: 1]

[37] 任意, 张淑香, 穆兰, 田有国, 卢昌艾 . 我国不同地区土壤养分的差异及变化趋势
中国土壤与肥料, 2009(6):13-17.
[本文引用: 1]

REN Y, ZHANG S X, MU L, TIAN Y G, LU C A . Change and difference of soil nutrients for various regions in China
Soil and Fertilizer Sciences in China, 2009(6):13-17 . (in Chinese)
[本文引用: 1]

[38] YANG X L, GAO W S, ZHANG M, CHEN Y Q, SUI P . Reducing agricultural carbon footprint through diversified crop rotation systems in the north China plain
Journal of Cleaner Production, 2014,76:131-139.
DOI:10.1016/j.jclepro.2014.03.063URL [本文引用: 1]
Increasing atmospheric concentrations of greenhouse gases has caused grievous global warming and associated consequences. Lowering carbon footprint to promote the development of cleaner production demands the immediate attention. In this study, the carbon footprint calculations were performed on five cropping systems in North China Plain from 2003 to 2010. The five cropping systems included sweet potato -&gt; cotton -&gt; sweet potato -&gt; winter wheat-summer maize (SpCSpWS, 4-year cycle), ryegrass-cotton -&gt; peanut -&gt; winter wheat-summer maize (RCPWS, 3-year cycle), peanut -&gt; winter wheat-summer maize (PWS, 2-year cycle), winter wheat-summer maize (WS, 1-year cycle), and continuous cotton (Cont C), established in a randomized complete-block design with three replicates. We used a modified carbon footprint calculation with localized greenhouse gas emissions parameters to analyze the carbon footprint of each cropping system per unit area, per kg biomass, and per unit economic output. Results showed that the lowest annual carbon footprint values were observed in SpCSpWS among the five cropping systems, which were only 27.9%, 28.2% and 25.0% of those in WS rotation system (the highest carbon footprint) in terms of per unit area, per unit biomass, and per unit economic output, respectively. The five cropping systems showed the order of SpCSpWS &lt; Cont C &lt; RCPWS &lt; PWS &lt; WS sorting by their annual carbon footprint calculated by all the three metrics above-mentioned. Results revealed that appropriate diversified crop rotation systems could contribute to decreased carbon footprint compared with conventional intensive crop production system in North China Plain. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

[39] 汤勇华, 黄耀 . 中国大陆主要粮食作物地力贡献率和基础产量的空间分布特征
农业环境科学学报, 2009,28(5):1070-1078.
[本文引用: 1]

TANG Y H, HUANG Y . Spatial distribution characteristics of the percentage of soil fertility contribution and its associated basic crop yield in mainland China. Journal of
Agro-Environment Science, 2009,28(5):1070-1078. (in Chinese)
[本文引用: 1]

[40] GUO J H, LIU X J, ZHANG Y, SHEN J L, HAN W X, ZHANG W F, CHEISTIE P, GOULDING K W T, VITOUSEK P M, ZHANG F S . Significant acidification in major Chinese croplands
Science, 2010,327(5968):1008-1010.
DOI:10.1126/science.1182570URL [本文引用: 1]

[41] YOUSAF M, LI J F, LU J W, REN T, CONG R H, FAHAD S, LI X K . Effects of fertilization on crop production and nutrient-supplying capacity under rice-oilseed rape rotation system
Scientific Reports, 2017,7(1):1-9.
DOI:10.1038/s41598-016-0028-xURLPMID:5428335 [本文引用: 1]
Signaling through the Ror2 receptor tyrosine kinase promotes invadopodia formation for tumor invasion. Here, we identify intraflagellar transport 20 (IFT20) as a new target of this signaling in tumors that lack primary cilia, and find that IFT20 mediates the ability of Ror2 signaling to induce the invasiveness of these tumors. We also find that IFT20 regulates the nucleation of Golgi-derived microtubules by affecting the GM130-AKAP450 complex, which promotes Golgi ribbon formation in achieving polarized secretion for cell migration and invasion. Furthermore, IFT20 promotes the efficiency of transport through the Golgi complex. These findings shed new insights into how Ror2 signaling promotes tumor invasiveness, and also advance the understanding of how Golgi structure and transport can be regulated.

[42] 黄欠如, 胡锋, 李辉信, 赖涛, 袁颖红 . 红壤性水稻土施肥的产量效应及与气候、地力的关系
土壤学报, 2006,43(6):926-929.
[本文引用: 1]

HUANG Q R, HU F, LI H X, LAI T, YUAN Y H . Crop yield response to fertilization and its relations with climate and soil fertility in red paddy soil
Acta Pedologica Sinica, 2006,43(6):926-929. (in Chinese)
[本文引用: 1]

[43] 徐明岗, 李冬初, 李菊梅, 秦道珠, 八木一行, 宝川靖和 . 化肥有机肥配施对水稻养分吸收和产量的影响
中国农业科学, 2008,41(10):3133-3139.
Magsci [本文引用: 1]
<FONT face=Verdana>【目的】综合评价中国南方双季稻地区化肥有机肥配合施用下水稻产量及土壤肥力效应。【方法】在湖南双季稻区第四纪红土发育的稻田上进行连续6年的田间定位试验，比较不施氮肥（PK）、施用等量氮磷钾养分的有机肥（猪粪，M）、化肥（NPK，氮肥为尿素）及化肥有机肥配合施用（NPKM，化肥有机肥氮各占一半）水稻地上部养分吸收量、水稻产量、氮肥利用率及土壤有机质含量变化。【结果】化肥有机肥配施有利于水稻稳产高产，产量（12.2 t<I>&#</I>8226;ha-1<I>&#</I>8226;a-1）最高，比不施氮肥对照的产量（7.3 t<I>&#</I>8226;ha-1<I>&#</I>8226;a-1）增加68%；有机无机肥配施有利于水稻中后期干物质累积和养分吸收，提高单位面积总穗数和穗粒数。化肥有机肥配施的氮肥利用率平均为36.3%，土壤有机质含量5年提高了18.5%，均显著高于化肥处理。【结论】化肥有机肥配合施用能提高水稻产量和肥料利用率、减少环境污染、培肥土壤，是南方水稻田简单易行的环境保护性施肥技术。</FONT>
XU M G, LI D C, LI J M, QIN D Z, KAZUYUKI Y, YASUKAZU H . Effects of organic manure application with chemical fertilizers on nutrient absorption and yield of rice in Hunan of Southern China
Scientia Agricultura Sinica, 2008,41(10):3133-3139. (in Chinese)
Magsci [本文引用: 1]
<FONT face=Verdana>【目的】综合评价中国南方双季稻地区化肥有机肥配合施用下水稻产量及土壤肥力效应。【方法】在湖南双季稻区第四纪红土发育的稻田上进行连续6年的田间定位试验，比较不施氮肥（PK）、施用等量氮磷钾养分的有机肥（猪粪，M）、化肥（NPK，氮肥为尿素）及化肥有机肥配合施用（NPKM，化肥有机肥氮各占一半）水稻地上部养分吸收量、水稻产量、氮肥利用率及土壤有机质含量变化。【结果】化肥有机肥配施有利于水稻稳产高产，产量（12.2 t<I>&#</I>8226;ha-1<I>&#</I>8226;a-1）最高，比不施氮肥对照的产量（7.3 t<I>&#</I>8226;ha-1<I>&#</I>8226;a-1）增加68%；有机无机肥配施有利于水稻中后期干物质累积和养分吸收，提高单位面积总穗数和穗粒数。化肥有机肥配施的氮肥利用率平均为36.3%，土壤有机质含量5年提高了18.5%，均显著高于化肥处理。【结论】化肥有机肥配合施用能提高水稻产量和肥料利用率、减少环境污染、培肥土壤，是南方水稻田简单易行的环境保护性施肥技术。</FONT>

[44] LIN Y R, WATTS D B, SANTEN E V, CAO G Q . Influence of poultry litter on crop productivity under different field conditions: A meta-analysis
Agronomy Journal, 2018,110(3):807-818.
DOI:10.2134/agronj2017.09.0513URL [本文引用: 1]

[45] 吕贻忠, . 土壤学. 北京: 中国农业出版社, 2006.
[本文引用: 1]

Lü Y Z . Soil Science. Beijing: China Agricultural Press, 2006. (in Chinese)
[本文引用: 1]

[46] TIROLPADRE A, LADHA J K, REGMI A P, BHANDARI A L, INUBUSHI K . Organic amendments affect soil parameters in two long-term rice-wheat experiments
Soil Science Society of America Journal, 2007,71(2):442-452.
DOI:10.2136/sssaj2006.0141URL [本文引用: 1]

[47] 彭少兵, 黄见良, 钟旭华, 杨建昌, 王光火, 邹应斌, 张福锁, 朱庆森, ROLAND B, CHRISTIAN W . 提高中国稻田氮肥利用率的研究策略
中国农业科学, 2002,35(9):1095-1103.
Magsci [本文引用: 1]
介绍了中国水稻生产氮肥使用及利用率概况。中国氮肥消费量占世界氮肥总量的 30 %,水稻生产所消耗的氮肥占世界水稻氮肥总消耗量的 37%。与主要产稻国相比 ,中国水稻生产氮肥施用量较高而利用率较低 ;介绍了国际上公认的氮肥利用率的概念和相应的定量方法 ;总结了国内外水稻氮肥的施用方法 ,肥料种类 ,计算机推荐施肥以及实时施氮管理模式等对降低氮素损失 ,提高氮肥利用率的研究概况和研究进展 ;从水稻品种耐肥性、土壤供肥能力、施肥技术及水分管理等多方面分析了中国水稻氮肥利用率低的可能原因 ;提出了通过改善水稻品种对氮肥的敏感反应 ,以作物氮素状况为指导适时和适量施用氮肥 ,以及合理调节土壤背景氮来降低氮素损失 ,提高水稻的氮肥利用率的研究策略。
PENG S B, HUANG J L, ZHONG X H, YANG J C, WANG G H, ZHOU Y B, ZHANG F S, ZHU Q S, ROLAND B, CHRISTIAN W . Research strategy in improving fertilizer-nitrogen use efficiency of irrigated rice in China
Scientia Agricultura Sinica, 2002,35(9):1095-1103. (in Chinese)
Magsci [本文引用: 1]
介绍了中国水稻生产氮肥使用及利用率概况。中国氮肥消费量占世界氮肥总量的 30 %,水稻生产所消耗的氮肥占世界水稻氮肥总消耗量的 37%。与主要产稻国相比 ,中国水稻生产氮肥施用量较高而利用率较低 ;介绍了国际上公认的氮肥利用率的概念和相应的定量方法 ;总结了国内外水稻氮肥的施用方法 ,肥料种类 ,计算机推荐施肥以及实时施氮管理模式等对降低氮素损失 ,提高氮肥利用率的研究概况和研究进展 ;从水稻品种耐肥性、土壤供肥能力、施肥技术及水分管理等多方面分析了中国水稻氮肥利用率低的可能原因 ;提出了通过改善水稻品种对氮肥的敏感反应 ,以作物氮素状况为指导适时和适量施用氮肥 ,以及合理调节土壤背景氮来降低氮素损失 ,提高水稻的氮肥利用率的研究策略。

[48] 冯洋, 陈海飞, 胡孝明, 蔡红梅, 徐芳森 . 高、中、低产田水稻适宜施氮量和氮肥利用率的研究
植物营养与肥料学报, 2014,20(1):7-16.
DOI:10.11674/zwyf.2014.0102Magsci [本文引用: 1]
<p>为探明不同施氮水平对湖北省高、 中、 低产田水稻产量和氮肥利用率的影响。选用水稻品种两优培九为供试品种，采用大田小区试验，探索不同地力水平（高、 中、 低）下稻田的最佳施氮量，考察不同施氮水平对不同地力水平水稻产量及产量构成因素、 氮肥贡献率、 土壤氮素依存率和氮肥利用率的影响规律。结果表明， 在2011年大田试验中，高产田和中产田都在施氮量为N 180 kg/hm²的处理中获得最高产量，分别比CK增产10为探明不同施氮水平对湖北省高、 中、 低产田水稻产量和氮肥利用率的影响。选用水稻品种两优培九为供试品种，采用大田小区试验，探索不同地力水平（高、 中、 低）下稻田的最佳施氮量，考察不同施氮水平对不同地力水平水稻产量及产量构成因素、 氮肥贡献率、 土壤氮素依存率和氮肥利用率的影响规律。结果表明， 在2011年大田试验中，高产田和中产田都在施氮量为N 180 kg/hm²的处理中获得最高产量，分别比CK增产10.70%、 27.23%；而低产田则是在施氮为N 240 kg/hm²处理中产量达到最大，比CK增产44.70%。在2012年大田试验中，高产田、 低产田均在施氮为N 180 kg/hm²时达到最高产量，分别比CK增产12.43%、 74.19%；而中产田在施氮处理为N 240 kg/hm²时达到最大，比CK增产28.80%。在一定范围内，施氮量越高，氮肥农学利用率和氮肥生理利用率越高，偏生产力越低。综合产量、 产量构成因子以及氮肥利用率得出高产田与中产田适宜施氮量为N 120~180 kg/hm²，低产田适宜施氮量为N 180~240 kg/hm²。适宜施氮量上低产田&gt;中产田&gt;高产田。</p>
FENG Y, CHEN H F, HU X M, CAI H M, XU F S . Optimal nitrogen application rates on rice grain yield and nitrogen use efficiency in high, middle and low-yield paddy fields
Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2014,20(1):7-16. (in Chinese)
DOI:10.11674/zwyf.2014.0102Magsci [本文引用: 1]
<p>为探明不同施氮水平对湖北省高、 中、 低产田水稻产量和氮肥利用率的影响。选用水稻品种两优培九为供试品种，采用大田小区试验，探索不同地力水平（高、 中、 低）下稻田的最佳施氮量，考察不同施氮水平对不同地力水平水稻产量及产量构成因素、 氮肥贡献率、 土壤氮素依存率和氮肥利用率的影响规律。结果表明， 在2011年大田试验中，高产田和中产田都在施氮量为N 180 kg/hm²的处理中获得最高产量，分别比CK增产10为探明不同施氮水平对湖北省高、 中、 低产田水稻产量和氮肥利用率的影响。选用水稻品种两优培九为供试品种，采用大田小区试验，探索不同地力水平（高、 中、 低）下稻田的最佳施氮量，考察不同施氮水平对不同地力水平水稻产量及产量构成因素、 氮肥贡献率、 土壤氮素依存率和氮肥利用率的影响规律。结果表明， 在2011年大田试验中，高产田和中产田都在施氮量为N 180 kg/hm²的处理中获得最高产量，分别比CK增产10.70%、 27.23%；而低产田则是在施氮为N 240 kg/hm²处理中产量达到最大，比CK增产44.70%。在2012年大田试验中，高产田、 低产田均在施氮为N 180 kg/hm²时达到最高产量，分别比CK增产12.43%、 74.19%；而中产田在施氮处理为N 240 kg/hm²时达到最大，比CK增产28.80%。在一定范围内，施氮量越高，氮肥农学利用率和氮肥生理利用率越高，偏生产力越低。综合产量、 产量构成因子以及氮肥利用率得出高产田与中产田适宜施氮量为N 120~180 kg/hm²，低产田适宜施氮量为N 180~240 kg/hm²。适宜施氮量上低产田&gt;中产田&gt;高产田。</p>

[49] 冀建华, 侯红乾, 刘益仁, 刘秀梅, 冯兆滨, 刘光荣, 杨涛, 李文娟 . 长期施肥对双季稻产量变化趋势、稳定性和可持续性的影响
土壤学报, 2015,52(3):607-619.
[本文引用: 1]

JI J H, HOU H Q, LIU Y R, LIU X M, FENG Z B, LIU G R, YANG T, LI W J . Effects of long-term fertilization on yield variation trend, yield stability and sustainability in the double cropping rice system
Acta Pedologica Sinica, 2015,52(3):607-619. (in Chinese)
[本文引用: 1]

[50] 白由路 . 高效施肥技术研究的现状与展望
中国农业科学, 2018,51(11):2116-2125.
[本文引用: 1]

BAI Y L . The situation and prospect of research on efficient fertilization
Scientia Agricultura Sinica, 2018,51(11):2116-2125. (in Chinese)
[本文引用: 1]