節(jié)水灌溉 Water Saving Irrigation ISSN 1007-4929,CN 42-1420/TV 節(jié)水灌溉網(wǎng)絡(luò)首發(fā)論文 題目： 基于Meta分析的灌溉模式對(duì)溫室番茄產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力的影響 作者： 姜言嬌，袁園園，薛麗，武術(shù)蘭，黃峰 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)日期： 2020-02-24 引用格式： 姜言嬌，袁園園，薛麗，武術(shù)蘭，黃峰基于Meta分析的灌溉模式對(duì)溫室番茄產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力的影響節(jié)水灌溉. http:/kns.cnki.net/kcms/detail/42.1420.tv.20200224.1343.002.html 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)：在編輯部工作流程中，稿件從錄用到出版要經(jīng)歷錄用定稿、排版定稿、整期匯編定稿等階段。錄用定稿指內(nèi)容已經(jīng)確定，且通過同行評(píng)議、主編終審?fù)饪玫母寮?。排版定稿指錄用定稿按照期刊特定版式（包括網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)版式）排版后的稿件，可暫不確定出版年、卷、期和頁碼。整期匯編定稿指出版年、卷、期、頁碼均已確定的印刷或數(shù)字出版的整期匯編稿件。錄用定稿網(wǎng)絡(luò)首發(fā)稿件內(nèi)容必須符合出版管理?xiàng)l例和期刊出版管理規(guī)定的有關(guān)規(guī)定；學(xué)術(shù)研究成果具有創(chuàng)新性、科學(xué)性和先進(jìn)性，符合編輯部對(duì)刊文的錄用要求，不存在學(xué)術(shù)不端行為及其他侵權(quán)行為；稿件內(nèi)容應(yīng)基本符合國家有關(guān)書刊編輯、出版的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，正確使用和統(tǒng)一規(guī)范語言文字、符號(hào)、數(shù)字、外文字母、法定計(jì)量單位及地圖標(biāo)注等。為確保錄用定稿網(wǎng)絡(luò)首發(fā)的嚴(yán)肅性，錄用定稿一經(jīng)發(fā)布，不得修改論文題目、作者、機(jī)構(gòu)名稱和學(xué)術(shù)內(nèi)容，只可基于編輯規(guī)范進(jìn)行少量文字的修改。 出版確認(rèn)：紙質(zhì)期刊編輯部通過與中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社有限公司簽約，在中國學(xué)術(shù)期刊（網(wǎng)絡(luò)版）出版?zhèn)鞑テ脚_(tái)上創(chuàng)辦與紙質(zhì)期刊內(nèi)容一致的網(wǎng)絡(luò)版，以單篇或整期出版形式，在印刷出版之前刊發(fā)論文的錄用定稿、排版定稿、整期匯編定稿。因?yàn)橹袊鴮W(xué)術(shù)期刊（網(wǎng)絡(luò)版）是國家新聞出版廣電總局批準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)連續(xù)型出版物（ISSN 2096-4188，CN 11-6037/Z），所以簽約期刊的網(wǎng)絡(luò)版上網(wǎng)絡(luò)首發(fā)論文視為正式出版。 基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFD0300800）；國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFD0300801013）；2015 年度農(nóng)業(yè)用水報(bào)告（全國農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)推廣中心）作者簡介：姜言嬌（1995-），女，碩士，主要從事 meta 分析研究，E-mail：2863577520qq.com。通訊作者：黃峰（1972-），男，副教授，主要從事流域生態(tài)水文建模與全國/區(qū)域生態(tài)與糧食安全用水權(quán)衡研究，E-mail：fhuangcau.edu.cn。基于 Meta分析的灌溉模式對(duì)溫室番茄產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力的影響姜言嬌 1，袁園園 1，薛麗 2，武術(shù)蘭 3，黃峰 1*（1 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院/農(nóng)業(yè)部華北耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100193；2 山東省諸城市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心 山東 262200；3 山東省諸城市農(nóng)村綜合改革服務(wù)中心 山東 262200）摘要：通過 Meta 分析研究溫室番茄的灌溉量和灌溉方式對(duì)番茄產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力的影響，試圖找到提高番茄產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力的關(guān)鍵因素。以 2000-2015 年間在中國知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)庫發(fā)表的中國各地研究溫室番茄種植的文獻(xiàn)作為數(shù)據(jù)來源，對(duì)納入研究的 43 篇文獻(xiàn)進(jìn)行 Meta 分析的結(jié)果表明：溫室番茄高產(chǎn)和高水分生產(chǎn)力的灌溉量范圍為 3500-4500 m 3 /hm2，最佳灌溉方式為管灌。該結(jié)果與其他田間試驗(yàn)研究結(jié)論具有可比性，為區(qū)域溫室番茄選擇灌溉用水和灌溉方式，提高溫室番茄的種植水平、提高水分利用效率、減少水資源浪費(fèi)提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。關(guān)鍵字：溫室；番茄；Meta 分析；產(chǎn)量；水分生產(chǎn)力Meta-analysiing Effect of Irrigation on Yield and Water Productivity of Greenhouse Tomato Jiang Yanjiao1, Yuan Yuanyuan1, Xue Li2, Wu Shulan3, Huang Feng1*（1.College of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University/Key Laboratory of Arable Land Conservation (North China), Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Beijing 100193; 2. Zhucheng Agricultural Technology Extension Service Center of Shandong Province, Shandong 262200; 3 .Zhucheng Rural Comprehensive Reform Service Center of Shandong Province, Shandong 262200)Abstract ： Meta-analysis analyzes the effects of irrigation amount and irrigation methods on yield and water productivity of tomato under greenhouse cultivation, and intends to find the key factors to improve tomato yield and water productivity. , This paper uses the literature on greenhouse tomato cultivation in China published in China Knowledge Network and Wanfang Database from 2000 to 2015 as a data source. The results of meta-analysis of 43 articles included in the study indicate that irrigation amount ranges from 3500-4500 m3 hm-2, and the best irrigation method is tube irrigation in order to achieve both high yield and water productivity of greenhouse tomato. The results are comparable with other field experimental research conclusions, 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)時(shí)間：2020-02-24 17:16:06網(wǎng)絡(luò)首發(fā)地址：http:/kns.cnki.net/kcms/detail/42.1420.tv.20200224.1343.002.htmland have practical value for guiding regional greenhouse tomato production and improving water use efficiency.Keywords: greenhouse；tomato；Meta-Analysis；yield；water productivity0 引言水是人類最寶貴的自然資源，水資源已經(jīng)成為我國乃至全球關(guān)注的重點(diǎn)話題。我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)用水大國，農(nóng)業(yè)用水量大，占全國總用水量的 63.5%，其中灌溉用水高達(dá) 90% 1。蔬菜是我國除糧食作物外栽培面積最廣、經(jīng)濟(jì)地位最重要的農(nóng)作物，在農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)中的比例正逐漸增加，我國大多數(shù)地區(qū)都利用灌溉發(fā)展蔬菜種植，蔬菜灌溉用水占據(jù)了我國農(nóng)業(yè)用水相當(dāng)一部分的比例。目前我國蔬菜灌水中存在用水不合理的情況，這導(dǎo)致了嚴(yán)重的水資源浪費(fèi) 2，同時(shí)，蔬菜種植的合理用水缺乏有效指導(dǎo)。番茄作為北方地區(qū)溫室栽培的主要蔬菜作物，在蔬菜種植業(yè)中占據(jù)很大比例。作為世界第一的番茄生產(chǎn)國，中國番茄常年產(chǎn)量在 5000 萬 t 以上，占到全球約三分之一的總產(chǎn)值 3。在蔬菜種植用水量大、水資源損失嚴(yán)重的情況下，研究溫室番茄的灌溉量和灌溉方式以及水分生產(chǎn)力對(duì)探究番茄的節(jié)水種植具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。孫振榮等人通過田間試驗(yàn)的方法研究設(shè)施番茄節(jié)水模式對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)適宜的節(jié)水模式可以提高番茄產(chǎn)量和水分利用效率 4。張芳園等人以研究區(qū)經(jīng)驗(yàn)施肥灌水為對(duì)照，探究提高作物水肥利用效率的模式，田間試驗(yàn)結(jié)果證明：只要用 80%的經(jīng)驗(yàn)灌水量就可以在不降低產(chǎn)量的情況下提高水分利用效率 5。研究證明合適的節(jié)水模式可以在不影響產(chǎn)量的情況下提高番茄的水分生產(chǎn)力，但是大多數(shù)研究都是基于田間試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，Meta 分析方法尚未被運(yùn)用到研究番茄產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力方面。本文運(yùn)用 Meta 分析研究溫室番茄的產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力。Meta 分析是一種對(duì)某一科學(xué)主題所發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)定量分析的統(tǒng)計(jì)方法，可以通過對(duì)一系列的試驗(yàn)數(shù)據(jù)效應(yīng)值進(jìn)行計(jì)算，分析不同試驗(yàn)研究的差異，從而歸納出更為可靠和科學(xué)的結(jié)論 6。與普通的文獻(xiàn)綜述相比，Meta 分析可以達(dá)到系統(tǒng)評(píng)價(jià)、定量分析、預(yù)測(cè)研究趨勢(shì)和結(jié)果的目的，具有很大的優(yōu)勢(shì) 7。Meta 分析在誕生之初主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，近年來才被廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、心理學(xué)研究等方面 8，Philibert 等人分析總結(jié)了 2012 年以前公開發(fā)表的 73 篇在農(nóng)學(xué)研究領(lǐng)域中應(yīng)用 Meta 分析的論文，提出了Meta 分析在農(nóng)學(xué)研究中的操作標(biāo)準(zhǔn)，此后，Meta 分析在農(nóng)學(xué)研究領(lǐng)域得到了更廣泛的應(yīng)用 9。目前，Meta 分析已經(jīng)在農(nóng)業(yè)田間尺度和田間試驗(yàn)的研究中取得很大進(jìn)展。武亞梅等人利用 Meta 分析研究了灌溉對(duì)冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率的影響，發(fā)現(xiàn)：灌溉可以提高冬小麥產(chǎn)量，在豐水年和枯水年適度灌溉還可以提高冬小麥水分利用效率 10。楊麗麗等人對(duì)畦灌灌水質(zhì)量的影響研究進(jìn)行 Meta 分析，發(fā)現(xiàn)：畦長、畦寬和坡度都是影響灌溉效率的重要因素 11。趙愛琴等人運(yùn)用 Meta 分析收集馬鈴薯的田間研究資料，探究馬鈴薯的增產(chǎn)和減產(chǎn)的時(shí)空特征和影響因素，結(jié)果表明地膜覆蓋可以增加馬鈴薯產(chǎn)量，但會(huì)受到氣候變暖的影響 12。鄭健等人通過 Meta 分析發(fā)現(xiàn)沼液對(duì)農(nóng)作物有增產(chǎn)作用，施用沼液可以增加番茄產(chǎn)量 13。姜玲玲等人通過 Meta 分析研究了有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)有機(jī)無機(jī)配施可以提高番茄產(chǎn)量，改善番茄品質(zhì)，且設(shè)施栽培效果優(yōu)于露天種植 14。綜上，盡管 Meta 分析在農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域和番茄種植上有所運(yùn)用，但還沒有被運(yùn)用到灌溉模式對(duì)溫室番茄的產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力的影響研究中。因此，本研究的目的是：第一，系統(tǒng)收集整理近年來我國北方溫室番茄種植研究的文獻(xiàn)，并篩選出有關(guān)溫室番茄灌溉的研究。第二，利用規(guī)范的 Meta 分析方法研究灌溉量和灌溉方式對(duì)溫室番茄產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力的影響。第三，探討溫室番茄節(jié)水種植的方式。本研究將為我國溫室番茄的高效用水種植提供科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。1 材料和方法1.1 Meta 分析的定義和步驟Meta 分析也稱為元分析、薈萃分析和整合分析，Cochrane 協(xié)作網(wǎng)評(píng)價(jià) Meta分析為采取統(tǒng)計(jì)方法將不同研究的數(shù)據(jù)合并，通過充分收集的信息增加統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的效能，在這種統(tǒng)計(jì)方法下合并相似研究，可以提高結(jié)果精確性 15。當(dāng)然，不同的研究領(lǐng)域和學(xué)者對(duì)于 Meta 分析也有不同的定義解釋。作為一種對(duì)某一研究對(duì)象進(jìn)行定量化綜述性分析的統(tǒng)計(jì)研究方法，Meta 分析依托于學(xué)者以往的大量研究數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、提取和處理后進(jìn)行嚴(yán)密統(tǒng)計(jì)分析，這就要求 Meta 分析有合理可行的研究方案和步驟，這會(huì)關(guān)系到最終的分析結(jié)果的科學(xué)性和可靠性。Meta分析的一般步驟為：確定研究目的，制定研究標(biāo)準(zhǔn)；進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、提取和處理，計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)照組和研究組的樣本數(shù)、均值、標(biāo)準(zhǔn)差等指標(biāo)，得出效應(yīng)值，進(jìn)行同質(zhì)分析；選定合適的效應(yīng)值和計(jì)算模型后選擇合適軟件進(jìn)行分析；整理 Meta 分析軟件的結(jié)果，總結(jié)討論。1.2 Meta 分析效應(yīng)值和效應(yīng)值計(jì)算模型Meta 分析效應(yīng)值可以反映兩個(gè)相關(guān)變量的緊密程度，是反映試驗(yàn)處理影響效應(yīng)的重要參數(shù)。選擇高精確度的效應(yīng)值可以提高 Meta 分析研究的權(quán)重，所以為研究選擇一個(gè)合適的效應(yīng)值對(duì)分析結(jié)果有很大的意義。在農(nóng)學(xué)類研究中，標(biāo)準(zhǔn)均值差（SMD）應(yīng)用十分廣泛，SMD 可簡單理解為兩均數(shù)的差值再除以合并標(biāo)準(zhǔn)差的商，不僅消除了多個(gè)亞組間絕對(duì)值大小的影響，還消除了多個(gè)研究測(cè)量單位不同的影響，適用于單位不同或者均數(shù)相差較大的資料匯總分析。為更好展現(xiàn)試驗(yàn)處理對(duì)結(jié)果的影響，本文選擇標(biāo)準(zhǔn)均值差（SMD）作為效應(yīng)值進(jìn)行 Meta 分析。 SXSMDct/)(（1）)2/(122 ctctt NN（2）式中：X c、X t 分別為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的平均值；N c、N t 分別為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的樣本數(shù)；S c、S t 分別為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的標(biāo)準(zhǔn)差。對(duì)同質(zhì)性較好的研究宜采用固定效應(yīng)模型，對(duì)存在較明顯異質(zhì)性的研究，應(yīng)使用隨機(jī)效應(yīng)模型合并 16。但事實(shí)上無論存不存在異質(zhì)性，現(xiàn)在都趨向于采用隨機(jī)效應(yīng)模型，因?yàn)殡S機(jī)效應(yīng)模型計(jì)算所得可信區(qū)間較固定模型大，結(jié)果更為嚴(yán)謹(jǐn)。本研究所用數(shù)據(jù)來自于不同的文獻(xiàn)，研究數(shù)據(jù)均是單獨(dú)的試驗(yàn)所得，不是同一次研究的數(shù)據(jù)，甚至不是同一個(gè)時(shí)期的，因此，應(yīng)該選擇更適合本次研究的隨機(jī)效應(yīng)模型來進(jìn)行 Meta 分析。1.3 Meta 分析的異質(zhì)性檢驗(yàn)由于檢索出的文獻(xiàn)來源于不同的試驗(yàn)研究，在研究對(duì)象、研究設(shè)計(jì)、干預(yù)措施、測(cè)量結(jié)果等很多方面都存在差異，所以必須進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn)，然后對(duì)研究結(jié)果中存在的異質(zhì)性進(jìn)行分析解釋，并采取適當(dāng)方法加以控制。Meta 分析中經(jīng)常采用 Q、p、 2、 和 I 2 幾種檢驗(yàn)異質(zhì)性的統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn)。在制定嚴(yán)格、統(tǒng)一的原始研究排除標(biāo)準(zhǔn)后，才可以保證研究的可靠性，然后進(jìn)行 Meta 分析。I2 可以反映真實(shí)異質(zhì)性在效應(yīng)值總體的變異中占的比重，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為 I 2 統(tǒng)計(jì)量較為敏感，特別是樣本量小的時(shí)候，所以本文選擇 I 2 進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn)。當(dāng) I 2 值超過 25%、50%、75%時(shí)，分別認(rèn)為研究間具有低度、中度及高度異質(zhì)性。I 275%時(shí)，認(rèn)為研究存在不可忽略的異質(zhì)性 17。此時(shí)最常用的方法是進(jìn)行描述性系統(tǒng)評(píng)價(jià)，或者使用亞組分析，或 Meta 回歸等方法探討異質(zhì)性來源。由于使用 I 2 進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn)已經(jīng)對(duì)自由度進(jìn)行校正，所以 I 2 不會(huì)受到樣本數(shù)變化影響，異質(zhì)性檢驗(yàn)效果比較客觀。以上指標(biāo)的計(jì)算公式如式（3）所示： iiY（3）式（3）中 Yi 是每個(gè)獨(dú)立研究的效應(yīng)值，是所有研究的效應(yīng)平均值，i是每項(xiàng)獨(dú)立研究的變異值，i是每項(xiàng)獨(dú)立研究的取樣誤差。 ki kiki WYWQ1 1212/)(（4） 0%×/)(2QdfI（5） 式中：df 為自由度，k 為研究個(gè)數(shù)，df 為 Q 的自由度，Wi 為每項(xiàng)研究的權(quán)重，由每個(gè)獨(dú)立研究的效應(yīng)值 Yi 的倒數(shù)獲得。2 數(shù)據(jù)來源和處理本文對(duì)中國知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)兩大數(shù)據(jù)庫中，研究我國溫室番茄水分利用影響因素研究的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行分別檢索。檢索關(guān)鍵詞為“溫室番茄/西紅柿”、“水分生產(chǎn)力/水分利用效率/水分生產(chǎn)率”，檢索的時(shí)間范圍為 2000 年 1 月 1 日到 2015 年 12 月 31 日，下載在此期間發(fā)表在兩大數(shù)據(jù)庫中的所有文獻(xiàn)，在經(jīng)過檢索、初篩后，共獲得 110 篇符合標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)，然后通過文獻(xiàn)納入和排除質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)制定 4 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行進(jìn)一步篩選：研究區(qū)域位于中國大陸；試驗(yàn)番茄/西紅柿為溫室種植方式；文獻(xiàn)中詳細(xì)記錄了番茄產(chǎn)量和灌溉量的樣本數(shù)、均值等指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)差可通過文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；文獻(xiàn)中試驗(yàn)地、試驗(yàn)設(shè)計(jì)和田間管理措施等基本信息明確詳細(xì)。通過文獻(xiàn)納入和排除的標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)排除了不符合要求的 68 篇，最終有 43 篇文獻(xiàn)納入 Meta 分析。43 篇文獻(xiàn)共涉及 48 項(xiàng)田間試驗(yàn)研究（具體數(shù)據(jù)集分類如表 1 所示），研究地點(diǎn)主要分布在我國東北、華北和西北，其中北京市 12 個(gè)，陜西省 10 個(gè)，遼寧省 7 個(gè)，少數(shù)試驗(yàn)研究在天津市、河南省、山東省、甘肅省、寧夏自治區(qū)和山西省。通過對(duì) 43 篇文獻(xiàn)中試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，應(yīng)用 Excel 進(jìn)行基本數(shù)據(jù)處理獲得試驗(yàn)組、對(duì)照組的樣本數(shù)、均值、標(biāo)準(zhǔn)差等信息，然后，應(yīng)用 R語言軟件 18-19中的 meta 包 20-21進(jìn)行 Meta 分析獲得相應(yīng)的森林圖。很多學(xué)者進(jìn)行Meta 分析選用的是 Meta Win、Stata 和 SPSS 等軟件，使用 R 語言軟件的很少，但是 R 語言中的 meta、metafor 等很多程序包都可以實(shí)現(xiàn) Meta 分析，R 語言包容性強(qiáng)，所得森林圖清晰 22，是進(jìn)行 Meta 分析可以放心選用的軟件。表 1 數(shù)據(jù)集分類Tab.1 Data set classification影響因素 選定文獻(xiàn)數(shù) 數(shù)據(jù)集個(gè)數(shù) 對(duì)照組數(shù) 亞組個(gè)數(shù)灌水量 43 281 20 4灌溉方式 12 69 13 43 結(jié)果分析3.1 灌溉量對(duì)溫室番茄水分利用的影響為探討溫室番茄水分高效利用的灌溉量水平，對(duì)文獻(xiàn)提取數(shù)據(jù)集中關(guān)于番茄灌溉量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，計(jì)算在不同灌溉量水平下溫室番茄的水分利用效應(yīng)值，尋找溫室番茄最適宜的灌溉量范圍。對(duì)文獻(xiàn)提取數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，按照頻率分布直方圖分成 G1：1500m 3 /hm2、G2：1500-2500 m 3 /hm2、G3：2500-3500 m 3 /hm2、G4：3500-4500 m 3 /hm2、G5：4500 m 3 /hm2 五組，具體分組和數(shù)據(jù)集情況如表 2所示。表 2 不同灌溉量水平番茄的產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力數(shù)據(jù)Tab.2 Data on yield and water productivity of tomato at different irrigation levels研究對(duì)象 灌溉量水平 樣本例 平均值 標(biāo)準(zhǔn)差G1：1500 49 66457.04 20415.03 G2:1500-2500 84 86477.55 33449.03 產(chǎn)量/(kg·hm 2) G3：2500-3500 89 89092.54 41037.32 G4:3500-4500 53 117033.25 46794.71 G5：4500 38 111859.70 42304.73 G1：1500 49 58.27 18.23 G2:1500-2500 84 42.76 15.78 水分生產(chǎn)力/(kg·m3) G3：2500-3500 89 30.72 14.30 G4:3500-4500 53 31.09 12.22 G5：4500 38 22.93 10.05 以高灌溉量水平 G5（4500 m 3 /hm2）數(shù)據(jù)組為對(duì)照，探究其余四組灌溉量水平對(duì)番茄產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力影響，運(yùn)用 R 語言中 meta 包制作森林圖研究不同組灌溉水平對(duì)溫室番茄生長產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力影響的正負(fù)效應(yīng)，得到最適宜溫室番茄生長的灌溉量。G1、G2、G3、G4 四種灌溉水平以 G5 為對(duì)照得到的森林圖如圖 1 所示，整理后得到表 3 數(shù)據(jù)，對(duì) Meta 分析的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義進(jìn)行描述。在灌溉量對(duì)產(chǎn)量的效應(yīng)方面，4 個(gè)灌溉量分組的合并效應(yīng)值 SMD=-0.630，但其研究可信區(qū)間 95%-CI 與零線相交（研究可信區(qū)間 95%-CI=-0.30;0.53），說明灌溉水平 G4（3500-4500m 3 /hm2）番茄產(chǎn)量與 G5相比較高。在灌溉量對(duì)水分生產(chǎn)力的效應(yīng)方面，G1-G4（即 1500-4500 m 3 /hm2）灌溉量范圍內(nèi)的整體效應(yīng)值 SMD=1.23>0，菱形在中線右側(cè)代表正效應(yīng)，說明與 G5（4500m 3 /hm2）相比，1500-4500 m 3 /hm2 低灌溉范圍的水分生產(chǎn)力相對(duì)較高。（Y） （WP）圖 1 番茄產(chǎn)量（Y）和水分生產(chǎn)力（WP）對(duì)不同灌溉水平的響應(yīng)森林圖Fig. 1 Response of tomato yield (Y) and water productivity (WP) to different irrigation levels表 3 不同灌溉量水平的 Meta 分析結(jié)果Tab.3 Meta-Analysis results for different irrigation levels灌溉水平對(duì)照研究 效應(yīng)值 95%-CI 權(quán)重G1:G5 -1.41 -1.89；-0.94 24.10%產(chǎn)量/(kg·hm -2) G2:G5 -0.69 -1.09；-0.30 25.40%G3:G5 -0.55 -0.93；-0.16 25.50%G4:G5 0.11 -0.30；-0.53 25.00%合并 -0.63 -1.20；-0.05 100%異質(zhì)性檢驗(yàn)結(jié)果 I2=86.8% 2=0.296 p0.001 G1:G5 2.3 1.75；2.85 23.80%水分生產(chǎn)力/(kg·m-3) G2:G5 1.38 0.96；1.80 25.30%G3:G5 0.59 0.20；0.97 25.70%G4:G5 0.71 0.28；1.14 25.20%合并 1.23 0.53；1.92 100%異質(zhì)性檢驗(yàn)結(jié)果 I2=90.0% 2=0.453 p0.001 由于不同灌溉水平的 Meta 分析異質(zhì)性 I 2 均超過 75%，異質(zhì)性較高，無法準(zhǔn)確判斷溫室番茄種植的最佳灌溉范圍，所以選擇對(duì) G4 進(jìn)行更細(xì)致準(zhǔn)確劃分，將 G4水平數(shù)據(jù)分為 12 個(gè)亞組，12 項(xiàng)數(shù)據(jù)整理如表 4 所示。表 4 G4 灌溉范圍的 12 個(gè)亞組數(shù)據(jù)Tab.4 12 subgroup data for the G4 irrigation range產(chǎn)量/(kg·hm -2) 水分生產(chǎn)力/(kg·m -3)灌水量/(m3·hm-2) 樣本數(shù) 均值 標(biāo)準(zhǔn)差 均值 標(biāo)準(zhǔn)差3500 6 90141.0 4998.2 25.75 1.43 3510 6 134841.7 9476.9 38.53 2.71 3519 3 190690.0 12742.3 61.23 4.60 3567 6 79335.0 11146.9 22.25 3.15 3707 6 132628.3 18368.2 35.73 4.61 3750 2 136242.0 1866.0 33.35 3.49 3871 3 65949.3 2816.8 17.04 0.73 3889 7 95536.1 3776.2 24.57 0.97 3910 7 108647.3 4796.0 27.94 1.23 4110 3 158783.3 2580.1 38.63 0.63 4168 3 240166.7 9315.4 57.62 2.23 4295 2 91633.0 8247.0 21.30 1.45 對(duì)表 4 數(shù)據(jù)進(jìn)行更為準(zhǔn)確具體的 Meta 分析，得到 G4 水平 12 個(gè)亞組不同灌水量對(duì)番茄產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力的影響結(jié)果，如圖 2 和表 5 所示，對(duì)其統(tǒng)計(jì)學(xué)意義和異質(zhì)性檢驗(yàn)進(jìn)行討論。（Y） （WP）圖 2 番茄產(chǎn)量（Y）和水分生產(chǎn)力（WP）在 G4 水平 12 個(gè)亞組不同灌水量的響應(yīng)森林圖Fig. 2 Tomato yield (Y) and water productivity (WP) G4 level Response to forest map of 12 subgroups with different irrigation amounts表 5 G4 水平 12 個(gè)亞組不同灌水量相關(guān)統(tǒng)計(jì)值Tab.5 Statistic values of different irrigation amounts in 12 subgroups at G4 level統(tǒng)計(jì)量 產(chǎn)量 水分生產(chǎn)力合并效應(yīng) K 12 12SMD 1.18 3.9095%-CI 0.12；1.15 0.12；1.15異質(zhì)性檢驗(yàn) I2 37.80% 17.30%對(duì) G4（3500-4500m 3 /hm2）灌溉水平 12 個(gè)亞組不同灌水量影響番茄產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力的 Meta 分析統(tǒng)計(jì)學(xué)意義顯示，合并研究為正效應(yīng)。在番茄產(chǎn)量方面，G4（3500-4500 m 3 /hm2）灌溉水平的總體合并效應(yīng)值 SMD=1.18>0，研究可信區(qū)間95%-CI 為0.48；1.89，說明與 G5（4500m 3 /hm2）相比，灌水量 G4（3500-4500 m3 /hm2）灌溉水平時(shí)番茄產(chǎn)量更高。在番茄水分生產(chǎn)力方面，G4（3500-4500m 3 /hm2）灌溉水平總體合并效應(yīng)值 SMD=3.9>0，研究可信區(qū)間 95%-CI 為2.80；5.00，說明灌水量從 G5（4500 m 3 /hm2）降到 G4（3500-4500 m 3 /hm2）范圍有利于提高番茄水分生產(chǎn)力。在表 5 的異質(zhì)性檢驗(yàn)中，G4 灌溉水平對(duì)番茄產(chǎn)量影響的 Meta 分析中 I 2=37.8%0，研究可信區(qū)間 95%-CI 為0.54；1.72，說明采用溝灌、管灌、滴灌、滲灌四種灌溉方式與普通漫灌相比，均有利于番茄產(chǎn)量提高，具體表現(xiàn)為管灌滲灌滴灌溝灌漫灌，其中管灌灌溉方式的獨(dú)立效應(yīng)值（SMD=2.17）最大，說明較高番茄產(chǎn)量的最佳灌溉方式為管灌。在水分生產(chǎn)力方面，4 種灌溉方式的合并效應(yīng)值 SMD=3.27>0，研究可信區(qū)間 95%-CI 為2.15;4.39，說明 4 種灌溉方式與普通漫灌相比，均可以提高溫室番茄水分生產(chǎn)力，具體表現(xiàn)為滲灌管灌溝灌滴灌，其中滲灌處理的獨(dú)立效應(yīng)值（SMD=4.86）最大，管灌的獨(dú)立效應(yīng)值（SMD=3.86）次之，說明提高番茄水分生產(chǎn)力的效果最好是滲灌，考慮到前面番茄產(chǎn)量方面的分析結(jié)果，滲灌處理的番茄產(chǎn)量較低，而管灌則可以在保持番茄高產(chǎn)的基礎(chǔ)上很大程度地提高番茄的水分生產(chǎn)力，因此番茄高產(chǎn)節(jié)水的最佳灌溉方式是管灌。在表 7 的異質(zhì)性檢驗(yàn)中，番茄產(chǎn)量方面的研究中 I 2=52.6%<75%，水分生產(chǎn)力方面的研究中 I 2=72.3%<75%，表示研究有中度異質(zhì)性，但 Meta 分析仍有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。綜上所述，溝灌、管灌、滴灌、滲灌四種灌溉方式與普通漫灌相比，均可以提高番茄產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力，其中管灌在提高番茄產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力的效果上表現(xiàn)最佳，是值得推廣的溫室番茄灌溉方式。表 7 不同灌溉方式的 Meta 分析結(jié)果Tab.7 Meta-analysis results of different irrigation methods灌溉方式對(duì)照研究 效應(yīng)值 95%-CI 權(quán)重溝灌：漫灌 0.53 -1.89；-0.94 25.90%產(chǎn)量/(kg·hm -2) 管灌：漫灌 2.17 -1.09；-0.30 19.60%滴灌：漫灌 0.96 -0.93；-0.16 29.30%滲灌：漫灌 1.12 -0.30；-0.53 25.20%合并 1.13 -1.20；-0.05 100.00%異質(zhì)性檢驗(yàn)結(jié)果 I2=52.6% 2=0.19 p0.096 溝灌：漫灌 2.7 1.75；2.85 26.30%水分生產(chǎn)力/(kg·m-3) 管灌：漫灌 3.86 0.96；1.80 22.70%滴灌：漫灌 2.2 0.20；0.97 30.00%滲灌：漫灌 4.86 0.28；1.14 21.00%合并 3.27 0.53；1.92 100.00%異質(zhì)性檢驗(yàn)結(jié)果 I2=72.3% 2=0.92 p0.013 3.3 討論Meta 分析在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用日益廣泛，方法日益成熟。鄭健等人運(yùn)用 Meta 分析研究分根交替灌溉下某些作物（小麥、玉米、番茄和棉花）的水分利用效率，研究不同灌溉方式下提高作物水分生產(chǎn)力的灌溉方式，得出控制性分根交替灌溉技術(shù)應(yīng)用到地面畦灌、 固定灌溉、溝灌和滴灌后可以大大提高水分利用效率 23。姜玲玲等人用 Meta 分析研究了有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)有機(jī)無機(jī)配施可以提高番茄產(chǎn)量，改善番茄品質(zhì) 14。Meta 分析已經(jīng)開始被運(yùn)用到作物灌溉和施肥等很多方面。吳洮男等人通過田間試驗(yàn)的方法研究不同灌水上限和施氮量對(duì)番茄產(chǎn)量和品質(zhì)影響，確定了最佳灌水量為 3686.691 m 3 /hm2，在這樣的灌水條件下配合合理施肥番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)最好 24；通過多元回歸和空間分析方法，邢英英等人得出 2790 m 3 /hm2 灌水量下番茄優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，此灌水條件下番茄的產(chǎn)量、品質(zhì)和水分生產(chǎn)力均較好 25。李振華等人在田間試驗(yàn)基礎(chǔ)上通過模型精準(zhǔn)分析預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)灌溉下限為田間持水量的 76%時(shí)番茄產(chǎn)量高品質(zhì)好 26。本文得出的最佳灌水量范圍在 3500-4500 m 3 /hm2 與上述研究接近。管灌是指管道輸水灌溉，把低壓管道埋設(shè)在地下或鋪設(shè)在地面，將灌溉水直接輸送到田間的一種灌水方式，管