施氮量对凤丹生长和籽粒产量影响的Meta分析

吴熠婷 裘刚 周劲节 朱美玲 姜美君 孟远 刘建超

摘 要 以已有文献中有关施氮对中国凤丹生长和籽粒产量影响的评估结果为统计样本，采用Meta分析法，构建施氮量对凤丹影响的损失函数，为评估模型研究提供可靠的数据基础。研究结果表明：当施氮水平为I3（150～199 kg·hm-2）时，最能满足凤丹高产的需求;当氮含量过高时，凤丹籽粒产量增长率会有所下降。施氮量对株高的影响呈先降后升趋势，当施氮水平为I14时（700～749 kg·hm-2），增高率达到峰值。

关键词 凤丹;施氮量;生长;产量;Meta分析

中图分类号：S685.11 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.01.006

随着社会的发展，人们不仅要吃得饱，还要吃得好。在快餐业的发展和饮食结构、饮食习惯改变的强烈冲击下，如何健康饮食已成为现代社会亟待解决的问题，其中对食用油的要求越来越高。凤丹籽油是一种新型木本植物油，具备抗肿瘤、抗炎、改善心血管、调节免疫等医疗保健功能。世界各地广为种植的凤丹都起源于中国，中国是其栽培及遗传多样性的中心[1]。施肥是农业生产的主要方式之一，对牡丹生长发育有直接调控作用，亦是改善油用牡丹产量与品质的重要举措[2-4]。在此之前，国内外已有众多学者在施氮量对凤丹产量这一方向进行研究整理，发表了相关学术研究报告，为该领域的发展迈出了重要的一步。本文尝试运用Meta分析方法，对不同施氮量下凤丹生长和产量的差异进行深入分析，以期为凤丹的高产栽培提供参考依据。

1  材料与方法

1.1  Meta分析

Meta分析（Meta-analysis），译为“元分析”，最早于1976年由英国教育心理学家G. Glass提出，定义为：Meta分析是對具有相同目的且相互独立的多个方面研究调查结果进行系统的综合能力评价和定量分析的一种研究方法。它本质上是一种观察性研究。一开始常应用于心理学、医学方面的研究，后逐渐引入生态学。与传统的研究所不同，它使用现有的（发表与未发表）各独立研究结果资料，不需要分析独立研究中的每个观察对象的原始数据。其主要优势包括：能对多项研究同时进行综合性评价和总结;避免单个样本的局限性，减少不必要的偏差;发现新的未阐明的问题。因此，Meta分析的使用，在一定程度上弥补了以往研究的不足之处，能够较为客观、完整地获得分析结论。

1.2  文献筛选

为了更好地分析施氮量对凤丹品质的影响，以“凤丹+品质+氮”为关键词，在中文文献收入较全面的中文数据库查找相关文献，筛选出符合条件的文章。获得一定量的初步文献后，再根据以下标准，进行详细的筛选：1）必须是对中国地区内的凤丹产量和品质评估的文献，不能是其他国家地区内的凤丹产量分析的文献。2）有凤丹品种、试验点位置、土壤指标的文献。3）必须是对凤丹定量的数据分析的文献，应剔除定性、抽象的等理论方面的文献。4）数据独立。根据上述筛选标准，通过计算机处理和手工筛选的结合，进行合理的梳理，最终共有30篇文献达到了筛选要求，再按照标准对其分类，共提取出25组独立样本，这为研究分析提供较准确的评估基础。

1.3  原理及步骤

将处理数据进行分类：不施氮时，施氮量水平为I0;施0～99 kg·hm-2时，施氮量水平为I1;施100～149 kg·hm-2时，施氮量水平为I2;施150～199 kg·hm-2时，施氮量水平为I3;施200～249 kg·hm-2时，施氮量水平为I4;施250～299 kg·hm-2时，施氮量水平为I5;施300～349 kg·hm-2时，施氮量水平为I6;以此类推。

与一般的研究相类似，Meta分析的具体操作步骤进行如下。

1）选题和立题。提出需要解决的问题。

2）文献搜索。确定检索策略和范围，如采用什么关键词等;并初步评估文献质量，按要求进一步筛选。

3）数据分类与数据库创建。利用Excel表格记录汇总，包括原文的数据和图表。Mete分析要求参与研究的每个试验都是相互独立的。假设每个独立试验中的试验地点、试验条件、试验品种及对照组的观测结果都是独立的。通过Get ata Graph Digitizer 2.24软件进行图形式的数据提取。直接提取文献中明确给出的对照组与试验组的样本数（Ne和Nc）、平均值（Xe和Xc）、标准差（Se和Sc）等结果，通过Origin软件以图表形式提取结果，并将结果数字化。如果文献中提供的数据为标准误（SE），那么可以根据公式（1）对标准差（SD）进行转换：

（1）式中，n为重复次数。

统计学指标以响应比（responseratios，RR） 出现，且计算 95%的置信区间（95%CI）：

（2）式中，对照组（ NPK） 和处理组（NPKM） 的变量NUE的平均值为NUEt 和 NUEe。在分析过程里，需要将RR对数化，使用一个自然对数响应比（lnRR）来表示NUE受施用氮肥的影响程度：

以反应比（response ratio，R）为指标，研究施氮量对凤丹产量的影响，其公式为：

（4）式中，Xe、Xc分别是一个独立研究中试验组、对照组的平均值。反应比根据以下公式转化为百分比变化率：

（5）式中，正Y值表示施氮处理产生正效应，负Y值则表示产生负效应。如果Y值的95%置信区间与0重合，则认为施氮效果不显著。

4）结果解释、得出结论并对其评价。计算出研究的效应值和置信区间，通常采用森林图来直观地解释，检验异质性，对存在的异质性采取相关措施。

2  结果与分析

2.1  不同施氮量对凤丹产量的影响

合理施氮可以提高凤丹的产量。在施氮水平为I3之前，凤丹产量增长率随着施氮量的增加而逐渐增大;当施氮水平为I3时，凤丹产量增长率达到研究峰值，即58.19%。而在施氮水平为I15时，增长率达到最低值，即18.99%。当施氮水平高于I3时，凤丹增长率逐渐呈下滑趋势。该研究表明，凤丹的平均增产率为37.68%。总之，施氮量在一定程度上对凤丹的产量起促进作用，该研究中，施氮水平为I3时效果最佳（见图1）。

通过Meta分析可以发现，在研究数据管理范围内，无论施氮量多少，都有利于凤丹产量，当施氮水平为I3时，凤丹产量增长率为研究峰值。随着施氮量的增加，凤丹籽粒产量逐渐增大，在I3水平时产量达到最大，之后下降。研究表明，施用氮肥可以提高土壤肥力，但氮肥用量到达一定水平时，土壤肥力不再增加或者增加不明显，这与不同氮肥水平处理下凤丹产量呈现先升后降的趋势相一致。凤丹产量并不是施肥量越多越好，适量的施肥量不仅能节约成本还能增产增效[5]。

2.2  不同施氮量对凤丹株高的影响

株高是反映植株生长的重要指标之一。施肥可以促进植株对营养物质的吸收，调控各部分器官。施肥处理对凤丹株高的影响发育在不同阶段不同。由图2可见，凤丹在不同施氮量处理下对其株高都有促进作用，并呈现先降后升的趋势，其平均增高率为14.51%。当施氮水平为I14时，增高率达到峰值，即17.61%;当施氮水平为I4时，增高率降至最低，即12.06%。

随着施肥量的增加，凤丹植株高度均不同程度地增大，可能由于低剂量复合肥可以增加土壤有机质，提供油用牡丹所需的多种营养元素，有利于作物水分的吸收和矿质离子运输，增加株高;施肥量越高，凤丹的植株长得越高，容易发生徒长现象;施肥量过高时，容易产生毒素，导致凤丹植株死亡;施肥量过低时，凤丹的植株较为低矮，生长缓慢，这与杜婷研究结果一致[5]。

3  小结与讨论

分析结果表明，施氮量对凤丹的生长具有促进作用，对株高有明显效果。当施氮水平为I3（150～199 kg·hm-2）时，最能满足凤丹高产的需求;当氮含量过高时，凤丹籽粒产量增长率会有所下降。施氮量对株高的影响呈先降后升状态，当施氮水平为I14时（700～749 kg·hm-2），增高率达到峰值。

氮条件对凤丹生长发育的影响是一个复杂过程，认知这一过程，既需要关注凤丹生长指标，对其进行分析，也要探究多方面因子及不同环境条件所带来的综合作用，以此向Mete分析提供多且可靠的数据基础。牡丹是多年生木本植物，因此需要大量且持续的养分供应支撑多年生长。目前在中国研究油用牡丹合理施肥的试验较少，本研究虽参考了大量文献但并没有考虑到品种、地区等差异造成的影响，也没有将温度、土壤质地等会对凤丹产量和株高有影响的条件纳入其中。

参考文献：

[1] 魏冬峰，张利霞，常青山，等.氮磷钾平衡施肥对凤丹光合特性的影响[J].核农學报，2016，30（11）：2265-2273.

[2] 姜天华，温立柱，郭芸珲，等.生物炭与氮肥配施对牡丹叶片氮素营养和籽粒品质的影响[J].应用生态学报，2017，28（9）：2939-2946.

[3] 姜天华，单佩佩，黄在范，等.施用氮肥对油用牡丹叶片氮素吸收积累与籽粒品质的影响[J].应用生态学报，2016，27（10）：3257-3263.

[4] 刘双，吴安楠，王淑娟，等.油用牡丹对氮磷钾元素的吸收和积累规律[J].经济林研究，2019，37（4）：172-178.

[5] 杜婷.套种方式和施肥量对甘肃省临洮县油用牡丹生长发育的影响[D].兰州：甘肃农业大学，2018.

收稿日期：2021-09-19

基金项目：浙江省新苗人才项目（2020R412036）;浙江农林大学暨阳学院人才启动项目（RQ1905A01）;浙江农林大学暨阳学院院级大学生科技创新活动计划项目（JYKC2113，JYKC2101，JYKC2102）。

作者简介：吴熠婷（1999—），女，浙江嘉兴人，在读本科生。E-mail：2569313081@qq.com。

*为通信作者，E-mail：20198001@zafu.edu.cn。