关于《乙烯利与胺鲜酯复配剂影响玉米产量和抗倒伏性状的meta分析》的学术研究报告
本研究由彭聪、贺明、王晓娜、郑雨涵、张尊沃、萨其拉、吕艳杰、姚凡云等人合作完成。第一作者单位为吉林农业大学农学院，通讯作者单位为吉林省农业科学院（中国农业科技东北创新中心）/农业农村部东北作物生理生态与耕作重点实验室。该研究成果于2025年发表于《江苏农业科学》期刊第53卷第24期（第35-42页）。
一、 研究背景与目的
本研究属于农学领域，具体聚焦于作物栽培生理与植物生长调节剂应用方向。随着全球人口增长和消费需求增加，预计到2050年我国玉米需求量将增长94%，提高玉米产量对保障国家粮食安全至关重要。增加种植密度是提高玉米单产的有效途径，但高密度种植会显著增加植株高度和穗位高度，从而大幅提升玉米倒伏风险。倒伏不仅直接导致减产和品质下降，也给田间管理和机械化收获带来困难。
在此背景下，化学调控（化控）成为降低玉米倒伏风险的重要手段。乙烯利（Ethephon, ETH）作为一种植物生长抑制剂，能有效降低玉米株高和穗位高，增强抗倒伏能力，但其单独施用常伴随产量下降的副作用。另一方面，胺鲜酯（Diethyl aminoethyl hexanoate, DA-6）作为一种植物生长促进剂，能提高光合作用、促进物质积累，从而显著增产，但单独使用又会增加株高，加剧倒伏风险。为解决这一矛盾，实践中开发了乙烯利与胺鲜酯的复配剂（EDAH，商品名如“玉黄金”），以期在降低株高、抗倒伏的同时，实现稳定甚至增产的目标。
尽管已有大量研究关注EDAH、ETH和DA-6对玉米的影响，但这些研究多局限于单一药剂或局部区域，受生态条件、栽培措施和管理差异的影响，不同研究结论不尽一致，甚至相互矛盾。因此，在全国尺度上系统、定量地评估EDAH复配剂的综合效应及其最佳施用条件，缺乏明确的共识和理论指导。
为此，本研究旨在通过Meta分析这一定量综述方法，系统整合2000年至2025年间国内外发表的119篇相关试验文献，达成以下目标：1）定量比较EDAH复配剂与其两种单剂（ETH和DA-6）对玉米产量性状（产量、穗粒数、千粒重）和抗倒伏性状（株高、穗位高）的独立效应，明确EDAH的协同增效作用；2）深入分析在不同区域、栽培措施（如密度、施氮量）和施药方案（如时期、次数、浓度、剂量）下，EDAH对玉米产量和株高的调控效果，明确其最佳应用场景与技术参数；3）识别影响EDAH施用效果的关键因素，为EDAH在我国玉米主产区的科学、合理施用提供坚实的理论依据和数据支撑。
二、 研究设计与方法流程
本研究严格遵循了Meta分析的标准流程，主要包括数据收集与处理、效应值计算与模型选择、亚组分析和重要性评估四个核心步骤。
第一步：数据来源与筛选 研究者以“乙烯利”、“胺鲜酯”、“玉黄金”、“EDAH”、“玉米”、“产量”、“株高”等中英文关键词，系统检索了中国知网（CNKI）和Web of Science数据库中2000年1月至2025年1月期间发表的相关文献。为确保纳入数据的质量和可比性，设定了七条严格的筛选标准：试验地点在中国境内、研究对象为玉米的田间试验、排除综述和模拟论文、必须包含明确的处理组和对照组、生长调节剂种类和用量明确、至少报告一项结局指标、重复次数≥3次、数据可提取。对于同一试验的多篇报道，选取数据最全的一篇；同一文献中的独立试验则分别视为独立研究。最终，从119篇合格文献中提取了有效数据：产量433组、穗粒数242组、千粒重353组、株高340组、穗位高322组。对于以图表形式呈现的数据，使用了GetData Graph Digitizer 2.26软件进行数字化提取。
第二步：数据分类与Meta分析模型构建 为深入解析EDAH的效果，研究者建立了多维度分类体系进行亚组分析。首先，将所有数据按调节剂类型分为DA-6、EDAH、ETH三组进行整体效应比较。随后，专门针对EDAH处理组，依据表1设定的标准，进一步细分为多个亚组： * 区域：东北平原、黄淮海区、南方丘陵区、西北灌溉区、西南山地区。 * 株型：紧凑型、非紧凑型（包括半紧凑和平展型）。 * 种植密度：<6.5万株/hm²、6.5-8.5万株/hm²、>8.5万株/hm²。 * 施氮量：<200 kg/hm²、200-300 kg/hm²、>300 kg/hm²。 * 化控时期：按玉米生育期划分，≤V6、V7、V8、V9、V10、>V10。 * 化控次数：1次、≥2次。 * 喷施浓度：<0.5 mL/L、0.5-1.0 mL/L、>1.0 mL/L。 * 施药量：<300 L/hm²、300-450 L/hm²、>450 L/hm²。
在统计分析上，本研究选用随机效应模型，以处理组与对照组响应比的自然对数（lnR）作为效应值，并计算其加权平均值（RR++）和95%置信区间（95% CI）。效应值显著与否通过其95% CI是否与0重叠来判断。为更直观，最终将RR++转换为百分比变化率（(e^RR++ - 1) × 100%）。研究进行了异质性检验（Q统计量）和发表偏倚检验（失安全系数法）。对于仅存在的一个轻微发表偏倚（DA-6对株高的影响），采用剪补法进行校正，确认结果稳健后使用原数据。
第三步：关键影响因素的重要性评估 在完成传统Meta分析后，研究者进一步采用随机森林（Random Forest） 这一机器学习算法，量化了种植地区、栽培措施和化控措施等各类因素对EDAH处理下玉米产量和株高变化的重要性排序，从而识别出驱动效果变异的核心因子。
三、 主要研究结果
1. 不同调节剂的综合效应比较 Meta分析结果清晰揭示了三种调节剂的独特作用模式： * 胺鲜酯（DA-6）：表现出强烈的增产效应，显著提高玉米产量16.60%、穗粒数14.09%和千粒重17.27%。然而，它对株高和穗位高无显著降低作用，意味着增产的同时可能伴随倒伏风险增加。 * 乙烯利（ETH）：表现出显著的抗倒伏形态塑造作用，能显著降低株高9.39%和穗位高15.65%。但代价是穗粒数减少3.74%，最终导致产量下降4.09%。 * 复配剂（EDAH）：成功整合了两种单剂的优势，实现了“增产”与“降高”的协同。与对照相比，EDAH处理能显著提高千粒重2.74%和产量3.59%，同时显著降低株高6.82%和穗位高12.34%。值得注意的是，EDAH并未显著增加穗粒数，其增产主要来源于千粒重的提升以及可能由减少倒伏带来的间接收益。
2. EDAH对产量的调控效应及其影响因素 EDAH的增产效果受到区域、栽培和施药措施的显著影响。 * 区域效应：增产效果存在明显地域差异。东北平原地区效果最显著，平均增产7.06%；黄淮海地区次之，增产3.72%；而在南方丘陵地区，EDAH处理反而导致减产6.52%。 * 栽培措施：高密度种植（>8.5万株/hm²）下增产幅度最大，达8.70%，说明EDAH在缓解高密度胁迫方面作用突出。在中等施氮水平（200-300 kg/hm²）下增产效果最佳（5.68%），低氮条件下次之（3.78%），而高氮条件下无显著增产效果。 * 施药方案：化控时期至关重要，在V7至V10时期施用增产效果最好。化控次数以单次施用为佳，可增产4.21%；而施用≥2次则会导致显著减产7.76%。施药剂量方面，低剂量（<300 L/hm²）和中剂量（300-450 L/hm²）分别增产5.49%和5.57%，但高剂量（>450 L/hm²）下无增产效益。喷施浓度在试验范围内对增产效应的影响无显著差异。
3. EDAH对株高的调控效应及其影响因素 EDAH降低株高的效果同样受多种因素调节。 * 区域效应：南方丘陵地区降低株高的效果最显著，降幅达11.90%，但结合前述结果，这是以牺牲产量为代价的。其他地区也均有显著降高效果。 * 施药方案：多次施用（≥2次）降低株高的效果（12.62%）显著优于单次施用（6.47%）。高浓度（>1.0 mL/L）和高剂量（>450 L/hm²）处理降低株高的效果更佳，降幅分别为9.58%和9.75%。在生育后期（>V10期）施用，降低株高的效果也更为明显（降幅11.78%）。高施氮量（>300 kg/hm²）下施用EDAH，降低株高的效果更好（降幅9.36%）。
4. 影响EDAH效果的关键因素识别 随机森林分析定量揭示了各因素的重要性： * 影响增产效果的前三位关键因素依次是：种植地区（重要性38.04%）、种植密度（30.84%）、施药量（28.38%）。 * 影响降高效果的前三位关键因素依次是：化控时期（19.26%）、种植地区（18.10%）、株型（15.44%）。
四、 研究结论与价值
本研究的核心结论是：乙烯利与胺鲜酯复配剂（EDAH）通过协同整合DA-6的增产特性和ETH的株型调控功能，能够在我国主要玉米产区实现“增产”与“抗倒伏”的协同优化。然而，这种效果具有高度的情景依赖性，必须根据具体条件进行精准施用。
其科学价值在于：首次在全国尺度上，采用定量Meta分析方法，系统评估并明确了EDAH复配剂相对于其单剂的综合优势，揭示了其效应在不同生态区域、栽培管理模式和施药技术下的变异规律，并量化了各影响因素的相对重要性。这为理解植物生长调节剂复配应用的“增效-减害”机制提供了宏观证据。
其应用价值在于：为玉米生产中的化控实践提供了明确的、数据驱动的技术指南： 1. 增产优先区域：在东北平原、采用高密度种植（>8.5万株/hm²）和中等氮肥水平（200-300 kg/hm²）的田块，施用EDAH增产效果最显著。 2. 化控技术方案：为追求增产，应在V7-V10生育期、采用单次、中低剂量（<450 L/hm²） 施药。为追求更强的抗倒伏（降高）效果，则可考虑在V10期后、采用较高浓度和剂量、进行多次施药，但需注意在南方丘陵等地区这可能带来减产风险。 3. 决策参考因素：在制定化控策略时，应优先考虑种植地区和种植密度（对增产影响最大），以及化控时期和种植地区（对降高影响最大）。
五、 研究亮点
六、 其他有价值的讨论
文中对部分机制进行了探讨。例如，在东北平原增产显著，可能源于EDAH缓解了该地区常见的低温冷害引起的叶片早衰，提升了灌浆速率。在南方丘陵地区出现“降高增产”，可能与高温多雨条件下，EDAH中的ETH成分加剧了叶面积减少，在寡照条件下限制了光合生产有关。对于施氮量的影响，研究指出中等氮水平下增产最佳，可能是因为EDAH提升了光合性能，但在高氮水平下，库容限制可能导致“源”冗余，无法进一步转化为产量。这些讨论将宏观统计结果与可能的生理生态机制联系起来，增加了研究的理论深度。此外，研究明确指出了EDAH的增产主要来自千粒重增加而非穗粒数，这对于理解其作用部位和未来产品优化具有指示意义。