基于Meta分析的中國灌溉冬小麥產(chǎn)量及水分利用效率影響因素研究

武亞梅 ，朱金鋌，朱德蘭 *，李 丹

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 水利與建筑工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100；3.青海省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，西寧 810001）

0 引 言

冬小麥?zhǔn)侵袊饕Z食作物之一，確保其生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展對保障我國糧食安全意義重大。研究發(fā)現(xiàn)，旱作條件下，中國北方冬小麥區(qū)水分虧缺比較嚴(yán)重，冬小麥生育階段降水條件不能滿足其正常生長發(fā)育需求，因此針對不同地區(qū)、不同氣候條件下如何提高冬小麥產(chǎn)量與水分利用效率的研究是眾多學(xué)者關(guān)注的議題。國內(nèi)外學(xué)者通過田間試驗(yàn)及數(shù)學(xué)方法對不同因素對灌溉冬小麥產(chǎn)量與水分利用效率的影響進(jìn)行了大量研究[1-4]，周麗麗等[5]研究發(fā)現(xiàn)，冬小麥產(chǎn)量隨灌溉定額的增加而增加，諸多學(xué)者認(rèn)為降水、氣溫和日照等氣象因子影響冬小麥產(chǎn)量[6-7]。姚玉璧等[8]分析氣象因子與冬小麥水分利用效率間的關(guān)系，結(jié)果表明冬小麥水分利用率與返青期和成熟期氣溫成正比，代立芹等[2]研究發(fā)現(xiàn)黃淮海北部麥區(qū)產(chǎn)量主要受各生育期氣溫和日照以及拔節(jié)-抽穗期降水量的影響。諸多研究表明，在多數(shù)情況下灌溉并不能增加水分利用效率[8-10]，楊文稼等[10]研究表明，灌溉冬小麥的水分利用效率受生育期降雨量影響顯著，認(rèn)為在半干旱地區(qū)，只有在干旱年份灌溉才能提高水分利用效率。

以往研究大多基于某一特定地區(qū)，針對某個(gè)影響參數(shù)而開展的田間試驗(yàn)研究，缺乏系統(tǒng)的綜合分析，另一方面，灌溉的產(chǎn)量和水分利用效應(yīng)在地區(qū)間是否差異顯著，是否因不同氣候條件、不同灌溉定額條件而表現(xiàn)出差異，研究間分歧的來源是什么，很難從傳統(tǒng)的單一小區(qū)試驗(yàn)中得知。因此，須利用已有的大量田間獨(dú)立試驗(yàn)結(jié)果，從更大尺度進(jìn)行宏觀定量綜合分析。

Meta分析是一種能夠?qū)ν恢黝}的多個(gè)研究結(jié)果進(jìn)行綜合分析的方法，可以定量化地綜合現(xiàn)有試驗(yàn)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析特定措施的綜合效應(yīng)及其影響因素。目前，Meta分析方法逐漸在農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域得到應(yīng)用，已被應(yīng)用于分析地膜覆蓋對馬鈴薯產(chǎn)量的影響[11]、小麥玉米產(chǎn)量對深松的響應(yīng)[12]、可降解膜對玉米產(chǎn)量的影響及其影響因素[13]、加氣灌溉對作物產(chǎn)量和水分利用效率的影響[14]等。本文通過文獻(xiàn)檢索獲得98篇灌溉條件下冬小麥產(chǎn)量與水分利用效率的大田試驗(yàn)文獻(xiàn)，共計(jì)953組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以冬小麥生育期內(nèi)不灌溉為對照，應(yīng)用Meta分析方法定量研究灌溉冬小麥產(chǎn)量及水分利用效率的區(qū)域效應(yīng)及影響因素，以期為提高不同氣候條件下灌溉冬小麥產(chǎn)量與水分利用效率提供參考。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究通過對中國知網(wǎng)、維普、萬方及 Web of science、Google scholar等中英文數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，收集了截至2017年7月21日國內(nèi)外發(fā)表的有關(guān)灌溉對我國冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率影響的田間試驗(yàn)論文，中文檢索詞包括灌溉、冬小麥、產(chǎn)量、耗水、水分利用效率等及其組合；英文檢索詞包括irrigation、winter wheat、yield、water consumption、water use efficiency（WUE）及其組合等。用于該研究的分析樣本的篩選標(biāo)準(zhǔn)如下：①試驗(yàn)地點(diǎn)位于中國范圍，試驗(yàn)站點(diǎn)明晰，年份清楚；②必須為無防雨棚的田間試驗(yàn)，盆栽、水分池及有防雨棚的試驗(yàn)均排除在外；③試驗(yàn)處理同時(shí)包括灌溉（試驗(yàn)組）與生育期不灌溉（對照組），排除種植密度為試驗(yàn)因素的文獻(xiàn)；④文中列出2種處理的產(chǎn)量或水分利用效率的均值、標(biāo)準(zhǔn)差（誤）和樣本量（處理重復(fù)數(shù)），至少有冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率2個(gè)指標(biāo)中的1個(gè)。經(jīng)以上標(biāo)準(zhǔn)篩選，共獲得98篇文獻(xiàn)（中文86篇，外文12篇），包含953組數(shù)據(jù)對（產(chǎn)量953組，水分利用效率592組）。文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)有3種呈現(xiàn)方式：表格、柱狀圖與折線圖，對表格中的數(shù)據(jù)直接提取；對以柱狀圖或折線圖形式呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)，則采用GetData Graph Digitizer2.24軟件[15]進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換后再提取。對符合標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)提取試驗(yàn)點(diǎn)位置、生育期降雨量、年均溫度、冬小麥品種、試驗(yàn)時(shí)間、灌溉定額、各處理的產(chǎn)量與水分利用效率等數(shù)據(jù)。文獻(xiàn)缺乏氣象數(shù)據(jù)時(shí)，通過國家氣象信息中心中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)獲取（http://data.cma.cn）。

1.2 數(shù)據(jù)分析

1.2.1 整合分析

在OpenMEE軟件[16]中輸入各研究灌溉和不灌溉冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率的均值、其對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差、樣本個(gè)數(shù)（試驗(yàn)重復(fù)數(shù)），使用反應(yīng)比的自然對數(shù)（lnR）[17]作為效應(yīng)值，由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)來自于不同試驗(yàn)地點(diǎn)，研究方向和田間管理措施也各不相同，選用隨機(jī)效應(yīng)模型計(jì)算效應(yīng)值lnR[18]：

式中：Xe和Xc是試驗(yàn)組和對照組的產(chǎn)量或水分利用效率的均值（kg/hm2或 kg/m3）；R為反應(yīng)比。利用OpenMEE軟件中的隨機(jī)效應(yīng)模型對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，得到平均反應(yīng)比。如果95%置信區(qū)間與0相交，可認(rèn)為試驗(yàn)組和對照組差異不顯著；如果95%置信區(qū)間與0無交叉，則認(rèn)為差異顯著[19]。為了更加直觀地反映灌溉冬小麥產(chǎn)量與水分利用效率效應(yīng)和便于解釋，將效應(yīng)值lnR轉(zhuǎn)化為增產(chǎn)率或相對水分利用效率變化率Z[17]：

式中：Z為增產(chǎn)率或相對水分利用效率變化率。

若R=1，即變化率為0，表明試驗(yàn)組和對照組沒有差異；若R>1，則說明產(chǎn)生了正效應(yīng)，灌溉引起冬小麥產(chǎn)量或水分利用效率提高；若R<1，則產(chǎn)生了負(fù)效應(yīng)，灌溉使得冬小麥產(chǎn)量或水分利用效率降低。為了直觀反映各研究數(shù)據(jù)對冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率指標(biāo)效應(yīng)值lnR的分布情況，本研究利用高斯函數(shù)對冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率指標(biāo)的各效應(yīng)值lnR進(jìn)行正態(tài)分布擬合[20]，計(jì)算式為：

式中：x是冬小麥產(chǎn)量或水分利用效率某一分布頻數(shù)區(qū)間lnR的均值；y是lnR在某一區(qū)間的分布頻數(shù)；A是當(dāng)x=xc時(shí)對應(yīng)的系數(shù)；xc和w分別為lnR頻數(shù)分布所擬合正態(tài)分布曲線的平均值和方差。

1.2.2 Meta回歸分析

將原文獻(xiàn)圍繞各變量按照一定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組別劃分，并對其進(jìn)行Meta回歸分析。Meta回歸可以理解為多元回歸，用來分析不同自變量對因變量的影響大小[20]。應(yīng)用OpenMEE軟件中的Meta-Regression模塊進(jìn)行Meta回歸分析。

1.2.3 亞組分析

對不同的分組進(jìn)行亞組（影響因素）分析，同時(shí)也作為Meta回歸分析結(jié)果穩(wěn)健性的檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 冬小麥產(chǎn)量與水分利用效率的區(qū)域效應(yīng)

2.1.1 冬小麥產(chǎn)量的區(qū)域效應(yīng)

收集的98篇文獻(xiàn)中，涉及山東、山西、陜西、河北、河南、新疆、北京、天津共8個(gè)省、市、自治區(qū)。本文根據(jù)獲取數(shù)據(jù)情況及中國自然地理區(qū)域劃分，將這些數(shù)據(jù)劃分到西北、華北、華中和華東4個(gè)主要區(qū)域，計(jì)算各區(qū)域冬小麥產(chǎn)量效應(yīng)值和進(jìn)行高斯分布擬合（表1）。Meta分析結(jié)果表明，西北、華北和華東地區(qū)冬小麥產(chǎn)量綜合效應(yīng)值分別為 lnR為0.246±0.038、0.396±0.030 和 0.176±0.022，這與高斯分布擬合曲線對應(yīng)的 lnR均值幾乎相同（分別對應(yīng)0.215、0.210、0.126），說明擬合曲線較好地反映了冬小麥產(chǎn)量對灌溉的響應(yīng)大小的總體分布情況；華中地區(qū)冬小麥產(chǎn)量綜合效應(yīng)值lnR為0.611±0.134（表1），這與高斯分布擬合曲線對應(yīng)的 lnR均值幾乎相同（0.675），但正態(tài)檢驗(yàn)的失敗表明對數(shù)轉(zhuǎn)化并不能總是能得到正態(tài)分布。

表1 產(chǎn)量效應(yīng)值與高斯分布擬合表Table 1 Effect sizes (lnR) and Gaussian distribution of yield in different regions

總體而言，與生育期不灌溉相比（表 2），灌溉冬小麥平均增產(chǎn)率為 39.34%（置信區(qū)間 37.01%～41.70%），在中國西北、華北、華中和華東地區(qū)，冬小麥產(chǎn)量效應(yīng)值的95%置信區(qū)間均不包含0，呈現(xiàn)出顯著的增產(chǎn)效應(yīng)，對應(yīng)增產(chǎn)率分別為27.90%、47.49%、84.25%和19.56%。

表2 灌溉冬小麥產(chǎn)量的區(qū)域效應(yīng)Table 2 Effect of irrigated winter wheat yield in different regions

2.1.2 冬小麥水分利用效率的區(qū)域效應(yīng)

Meta分析結(jié)果表明，西北地區(qū)灌溉冬小麥水分利用效率綜合效應(yīng)值lnR為0.060±0.059（表 3），高斯分布擬合結(jié)果表明，對與不灌溉相比，灌溉對冬小麥水分利用效率影響明顯，效應(yīng)值的頻數(shù)分布呈顯著正態(tài)分布；華北、華中和華東地區(qū)冬小麥水分利用效率綜合效應(yīng)值 lnR分別為 0.044±0.028、0.294±0.084、-0.082±0.019，這與高斯分布擬合曲線對應(yīng)的 lnR均值在數(shù)值上同樣比較接近（分別為 0.026、0.326與-0.100），說明擬合曲線較好地反映了冬小麥水分利用效率對灌溉的響應(yīng)大小的總體分布情況。

在中國不同區(qū)域，灌溉對冬小麥水分利用效率影響不同（表4）。西北、華北和華中分別增加6.21%、4.57%和34.18%，華東地區(qū)的水分利用效率變化率為-7.84%?？梢?，與生育期不灌溉相比，灌溉冬小麥的水分利用效率整體平均增加3.39%，但在降雨量較為豐富的華東地區(qū)，與生育期內(nèi)不灌溉相比，灌溉后反而降低了冬小麥水分利用效率。

2.2 冬小麥產(chǎn)量與水分利用效率效應(yīng)的異質(zhì)性分析

Meta分析通常采用總異質(zhì)性估量綜合效應(yīng)值的變異程度，原研究不具有一致性時(shí)可進(jìn)行分組后再綜合[21]。由表2和表4可看出，不同區(qū)域灌溉冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率異質(zhì)性檢驗(yàn)均大于50%，表明所納入的各研究間存在異質(zhì)性，需要探索異質(zhì)性來源。對此，將數(shù)據(jù)分別按灌溉定額、生育期降雨量、年降雨量、生育期均溫分組，運(yùn)用Meta回歸分析檢驗(yàn)研究間異質(zhì)性的來源。由于年降雨量不僅包括生育期降雨量，還包含播前降雨，因此分組考慮降雨和溫度2類氣象條件對灌溉冬小麥的產(chǎn)量和水分利用效率效應(yīng)。異質(zhì)性分析結(jié)果見表5，各變量的回歸系數(shù)表征納入各變量后，回歸模型中各變量與產(chǎn)量效應(yīng)值和水分利用效率效應(yīng)值的相關(guān)性，可以看出，各變量均不同程度地影響增產(chǎn)率和水分利用效率變化率，各因素解釋了 7.84%的產(chǎn)量異質(zhì)性和 5.64%的水分利用效率異質(zhì)性。

表4 灌溉冬小麥水分利用效率的區(qū)域效應(yīng)Table 4 Effect of irrigated winter wheat water use efficiency in different regions

表5 灌溉冬小麥產(chǎn)量與水分利用效率的異質(zhì)性分析Table 5 Heterogeneity analysis of irrigated winter wheat yield and water use efficiency

2.3 冬小麥產(chǎn)量的影響因素

根據(jù)冬小麥產(chǎn)量的異質(zhì)性分析結(jié)果，分別按灌溉定額、生育期降雨量、年降雨量和生育期均溫分組多次進(jìn)行Meta分析，探究灌溉條件下各影響因素對冬小麥產(chǎn)量的效應(yīng)。以冬小麥試驗(yàn)?zāi)攴萆趯?shí)測降雨量較多年生育期降雨量均值的相對變化率≤-25%、-25%～25%、≥25%將生育期降雨量分為3組；與半干旱、干旱地區(qū)與濕潤地區(qū)的劃分相似[12]，將年降雨量分為：≤400 mm、400～600 mm和≥600 mm，分別代表干旱、半干旱和濕潤年份；生育期平均氣溫分為≤9 ℃和＞9 ℃。

灌溉條件下冬小麥產(chǎn)量影響因素分析如圖 1所示，圖1中各柱體上的線表示95%置信區(qū)間的上下限值，字母 M 代表灌溉定額，誤差線上方的數(shù)字表示相應(yīng)分組數(shù)據(jù)對的數(shù)量。結(jié)果表明，灌溉冬小麥的增產(chǎn)效應(yīng)隨灌溉定額的不同表現(xiàn)出一定差異（圖1（a））?？傮w而言，各分組灌溉定額均顯著提高了冬小麥產(chǎn)量，增產(chǎn)率隨灌溉定額的增加而增大，增幅逐漸趨于穩(wěn)定。灌溉定額≤120 mm時(shí)的冬小麥產(chǎn)量平均提高34.39%（置信區(qū)間 30.32%～38.59%），顯著高于灌溉定額≤60 mm的17.23%（置信區(qū)間13.20%～21.40%）。與灌溉定額≤180 mm相比，當(dāng)灌溉定額分別增加到＞180 mm且≤240 mm、＞240 mm時(shí)，冬小麥的增產(chǎn)率從45.65%（置信區(qū)間39.52%～52.04%）分別增加為53.39%（置信區(qū)間46.43%～60.68%）和61.68%（置信區(qū)間46.81%～78.06%），平均增產(chǎn)效應(yīng)差異卻并不顯著。

灌溉冬小麥的增產(chǎn)效應(yīng)在不同的氣候條件下有所差異。總體而言，灌溉冬小麥的增產(chǎn)效應(yīng)隨生育期降雨量的增加而減?。▓D 1（b）），隨年降雨量的增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢（圖1（c））。當(dāng)冬小麥生育期內(nèi)降雨量偏少時(shí)，灌溉的增產(chǎn)效應(yīng)非常顯著（平均增產(chǎn)率 72.48%，置信區(qū)間 64.86%～80.45%），但當(dāng)生育期降雨量處于半干旱或者濕潤年份時(shí)，灌溉雖顯著增加了冬小麥產(chǎn)量，但增產(chǎn)率（分別為 27.56%和 22.40%）顯著低于降雨偏少時(shí)，且二者差異并不顯著（置信區(qū)間25.06%～30.11%、19.80%～25.05%）；年降雨量為400～600 mm時(shí)冬小麥平均增產(chǎn)57.12%，而當(dāng)年降雨量≤400 mm和＞600 mm時(shí)，灌溉冬小麥的增產(chǎn)效應(yīng)均有一定幅度的降低，增產(chǎn)率分別降低為32.39%、25.83%，但灌溉較生育期不灌溉在不同年降雨量下均不同程度地顯著提高了冬小麥產(chǎn)量。溫度也是影響冬小麥產(chǎn)量的一個(gè)重要?dú)夂蛞蜃?。整合分析結(jié)果表明（圖 1（d）），灌溉冬小麥的產(chǎn)量隨生育期均溫的增加而顯著增加，生育期均溫≤9 ℃時(shí)，冬小麥平均增產(chǎn)率只有22.09%，當(dāng)生育期均溫＞9 ℃和時(shí)，平均增產(chǎn)率顯著提高，達(dá)到45.81%。

圖1 灌溉冬小麥產(chǎn)量影響因素分析Fig.1 Analysis of factors affecting yield ofirrigated winter wheat

2.4 冬小麥水分利用效率的影響因素

生育期灌溉與不灌溉條件下冬小麥水分利用效率影響因素分析（圖2）結(jié)果表明，灌溉冬小麥的水分利用效率效應(yīng)隨灌溉定額的增加呈先增加后減少的趨勢（圖2a）。灌溉定額≤60 mm和＞120 mm且≤180 mm均提高了冬小麥水分利用效率，相對水分利用效率變化率分別為1.66%和4.01%，但較生育期不灌溉冬小麥水分利用效率差異不顯著（P＞0.05），且相對水分利用效率變化率在 2個(gè)灌溉定額分組之間未達(dá)到顯著性差異（置信區(qū)間-1.21%～4.62%、-0.22%～8.42%）。當(dāng)灌溉定額＞180 mm且≤240 mm時(shí)，冬小麥水分利用效率較生育期不灌溉略有下降（相對水分利用效率變化率-0.32%，置信區(qū)間-5.83%～5.51%），但差異并不顯著（P＞0.05）。與灌溉定額＞180 mm且≤240 mm相比，當(dāng)灌溉定額增加到＞240 mm時(shí)，冬小麥的相對水分利用效率變化率顯著降低為-11.29%（置信區(qū)間-18.57%～-3.37%），表明增加灌溉定額降低了冬小麥的水分利用效率。與之相反，灌溉定額＞60 mm且≤120 mm顯著提高了冬小麥水分利用效率，相對水分利用效率變化率為7.66%（置信區(qū)間 4.35%～11.09%），表明適當(dāng)?shù)墓喔榷~有利于提高冬小麥的水分利用效率。

不同氣候條件通過影響冬小麥耗水過程和產(chǎn)量，間接影響冬小麥的水分利用效率，產(chǎn)量在很大程度上決定了水分利用效率。整合分析（圖 2（b）），灌溉冬小麥在不同生育期降雨量下冬小麥水分利用效率效應(yīng)表現(xiàn)出和產(chǎn)量相同的變化趨勢，即隨著生育期降雨量的增加，相對水分利用效率變化率逐漸降低，由相對水分利用效率變化率為 14.07%的正效應(yīng)逐漸降低為相對水分利用效率變化率為-2.28%的負(fù)效應(yīng)，而當(dāng)生育期降雨量處于半干旱年份時(shí)，灌溉冬小麥水分利用效率表現(xiàn)出了一定的正效應(yīng)，水分利用效率變化率為0.78%，但差異同全生育期不灌溉時(shí)的水分利用效率并不顯著（置信區(qū)間-1.42%～3.04%）在不同年降雨量條件下（圖2（c）），灌溉冬小麥水分利用效率效應(yīng)表現(xiàn)出與產(chǎn)量相似的趨勢，即隨著年降雨量的增加，相對水分利用效率變化率呈先增加后減少的趨勢。在干旱和濕潤年份，灌溉對冬小麥水分利用效率的效應(yīng)較生育期不灌溉均不顯著（置信區(qū)間-5.96%～7.93%、-0.15%～3.77%），而半干旱年份灌溉后，冬小麥水分利用效率隨產(chǎn)量的顯著增加而增加，較生育期不灌溉顯著提高水分利用效率 6.22%（置信區(qū)間2.70%～9.86%）。此外，溫度同樣是影響冬小麥水分利用效率的一個(gè)氣象因子[8,22]。如圖2（d）所示，生育期均溫≤9 ℃時(shí)，灌溉冬小麥水分利用效率較生育期不灌溉總體上有所降低（相對水分利用效率變化率-1.70%），但差異同生育期不灌溉時(shí)的水分利用效率并不顯著（置信區(qū)間-5.32%～2.04%）；生育期均溫＞9 ℃時(shí)，灌溉冬小麥水分利用效率顯著提高（相對水分利用效率變化率5.38%，置信區(qū)間3.46%～7.35%）。

圖2 灌溉冬小麥水分利用效率影響因素分析Fig.2 Analysis of factors affecting water use efficiency of irrigated winter wheat

3 討 論

根據(jù)全國小麥種植區(qū)域分布的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，本論文的研究區(qū)域所在省份播種面積占全國的58%[23]，包含了主要冬小麥種植省份如河北、陜西、山東等，能夠在一定程度上代表中國北方冬小麥生產(chǎn)區(qū)域的狀況。本研究將代表西北、華中、華東、華北的953組數(shù)據(jù)用于Meta分析，單純說明這些區(qū)域的研究較多，且能夠符合Meta數(shù)據(jù)分析的要求，并不表明在其他地方?jīng)]有冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率影響因素的研究存在。如王藝陶[24]在沈陽市開展了不同生育時(shí)期進(jìn)行灌水處理的冬小麥試驗(yàn)，但未報(bào)道各處理灌溉定額，難以明確灌溉定額對冬小麥產(chǎn)量的影響，故不包含在本研究內(nèi)。

同一地區(qū)，影響作物產(chǎn)量的主要?dú)庀笠蜃釉诓煌诒憩F(xiàn)出一定差異[3,25]，不同地區(qū)，對同一生育階段而言，影響作物產(chǎn)量的主要?dú)庀笠蜃右膊槐M相同[26]。本文基于多樣本大尺度研究發(fā)現(xiàn)，冬小麥增產(chǎn)率隨生育期均溫和年均氣溫的增加而增大，這與張耀耀等[22]的研究結(jié)論不一致。本研究從較大的空間尺度上得出灌溉條件下年平均氣溫對灌溉冬小麥產(chǎn)量有顯著的正效應(yīng)，而張耀耀等研究表明滄州地區(qū)冬小麥實(shí)際水肥條件下的可獲得產(chǎn)量與平均氣溫相關(guān)性不大，空間尺度不同可能是造成結(jié)果不一致的原因。另外，由于納入的文獻(xiàn)中溫度較高的數(shù)據(jù)較多，數(shù)據(jù)的不平衡性可能造成結(jié)果產(chǎn)生一定的偏倚。本研究表明生育期降雨量較少時(shí)，灌溉顯著提高了冬小麥水分利用效率，這與楊文稼等[10]的研究結(jié)果一致。肖國舉等[27]研究發(fā)現(xiàn)，春小麥水分利用效率隨灌溉量的增加而減小，與本文灌溉條件下灌溉定額對冬小麥水分利用效率的效應(yīng)分析一致，表明適量的灌溉可以達(dá)到高產(chǎn)和節(jié)水的有效統(tǒng)一。

本研究應(yīng)用Meta分析方法對灌溉冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率效應(yīng)及影響因素進(jìn)行了初步整合和定量分析，一定程度上可反映灌溉冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率的影響機(jī)制，但也存在局限性。灌溉增產(chǎn)效應(yīng)受多個(gè)因素的影響，這些因素之間可能存在交互作用，本研究只針對數(shù)據(jù)較多的影響因素進(jìn)行分析，而其他一些影響因子，如覆膜、耕作方式、土壤類型和灌溉方式等，本論文沒有涉及。

4 結(jié) 論

1）與生育期不灌溉相比，灌溉后冬小麥平均增產(chǎn)率為39.34%，西北地區(qū)為27.90%，華北地區(qū)47.49%，華中地區(qū)84.25%，華東地區(qū)19.56%；冬小麥平均相對水分利用效率變化率為 3.39%，各地域分別為6.21%、4.57%、34.18%和-7.84%。

2）灌溉冬小麥的產(chǎn)量受灌溉定額、降雨和溫度的影響，與生育期不灌溉相比，表現(xiàn)為增產(chǎn)率隨灌溉定額的增大而增大，但增加趨勢逐漸趨于平穩(wěn)；生育期降雨量小于 125.95 mm時(shí)灌溉增產(chǎn)率可高達(dá)72.48%；增產(chǎn)率隨生育期均溫的增大而增大。

3）灌溉定額、降雨和溫度均不同程度地影響著灌溉冬小麥的水分利用效率。灌溉定額＞240 mm時(shí)顯著降低了冬小麥水分利用效率；生育期降雨量較少時(shí)灌溉顯著提高了冬小麥水分利用效率；灌溉冬小麥的水分利用效率效應(yīng)隨生育期均溫的增大而增大。