本研究由刘黄伟、雷吉琳、关体坤及通讯作者刘蕊共同完成，研究团队来自中国农业大学资源与环境学院。该研究成果以题为《施肥与秸秆管理措施对黄淮海麦玉轮作产量影响的meta分析》的学术论文形式，发表于《中国土壤与肥料》期刊2026年第7期。作为一项基于已发表文献数据的系统性定量综述研究，本文通过整合分析（meta分析）方法，对黄淮海地区小麦-玉米轮作体系中施肥与秸秆管理措施对作物产量的影响进行了全面评估。

黄淮海地区是我国重要的小麦-玉米轮作粮食主产区，在国家粮食安全战略中具有举足轻重的地位。然而，该地区长期存在过量施肥现象，远超作物实际养分需求，导致氮肥利用效率低下，土壤肥力持续退化。与此同时，该轮作体系每年产生大量作物秸秆，如果处理不当，不仅造成资源浪费，还会带来环境风险。如何在确保高产稳产的前提下实现控肥增效、提升土壤肥力并促进秸秆资源循环利用，已成为该区域农业生产面临的紧迫问题。围绕这一核心目标，已有大量田间试验分别针对施氮量优化、氮肥种类选择、有机肥替代化肥比例以及秸秆还田方式等单项措施进行了研究，但这些研究结果之间存在较大差异，且缺乏从区域尺度对多种养分管理措施协同效应的系统定量评估。因此，本研究旨在通过meta分析方法，整合黄淮海地区114篇已发表文献中的1444组观测数据，定量评估不同施肥与秸秆管理措施对小麦和玉米产量的影响，同时深入分析土壤理化性质和气候条件的调节作用，以提出符合区域特点的最优管理方案。

在具体研究方法与工作流程方面，研究团队首先利用中国知网和Web of Science进行系统文献检索，检索关键词涵盖了“小麦玉米轮作”、“黄淮海”及河南、河北、山东、安徽、北京、天津等地区名称以及“产量”等核心术语，检索时间范围自2008年至今。文献筛选遵循严格标准：研究数据必须全部来自大田试验，不包括盆栽或室内培养试验；试验作物应为小麦和玉米，且籽粒产量在成熟期收获称重；文献必须同时报告产量数据、土壤理化指标和试验对照组；每个试验至少设置3次重复，同一试验数据若发表于多个来源仅纳入一次。经过多阶段筛选，最终数据库收录了来自114项研究的1444组观测数据，覆盖6个省（直辖市）的111个田间观测点。研究将施肥与秸秆管理措施归纳为四类核心指标：总施氮量、氮肥种类、有机肥替代化肥比例和秸秆还田方式。土壤理化性质指标包括土壤pH、有机质含量、全氮含量和土壤质地，气候指标包括年均温和年降水量。数据分析采用自然对数响应比（lnRR）作为效应量指标，用于量化处理组相对于对照组的产量变化，并将其转换为百分比增产幅度以便解释。为避免样本量不平衡造成偏差，研究引入了基于重复次数的权重系数，采用随机效应模型计算各处理效应的平均值，并通过4999次随机抽样迭代以确保结果稳定性。所有统计分析使用MetaWin 2.1软件完成，对于未直接报道的数据，则通过OriginPro 2024软件从图片中提取，或通过Climate Data补充气象信息，并使用SPSS 27.0和Excel 2024进行数据整理与相关性分析。

研究获得了多项重要发现。在施氮量方面，与不施氮肥处理相比，作物产量随施氮量增加呈现先升后降的趋势。当施氮量处于180至240 kg·hm⁻²区间时，小麦和玉米产量增幅最大，分别达到119.9%和52.6%。施氮量低于120 kg·hm⁻²时，小麦和玉米的产量增幅分别降至61.9%和32.6%，显著低于最适施氮量区间；施氮量超过240 kg·hm⁻²后，增产效应开始递减，表明过量施氮不利于进一步增产。组间异质性检验显示，小麦不同施氮量分组间的效应量差异达到极显著水平，而玉米差异不显著。在最适施氮量条件下，土壤有机质含量低于10 g·kg⁻¹或全氮含量在1.0至1.5 g·kg⁻¹时小麦增产幅度最高，分别达到169.8%和129.9%，而玉米对土壤肥力基础的依赖程度相对较低。气候因素方面，年均温在10至15℃且年降水量超过700 mm时，小麦和玉米的增产幅度分别达到102.9%和61.5%，表明适宜的水热条件可显著增强施氮的增产效果。在氮肥种类方面，与单施尿素相比，尿素配施有机肥的增产效果最为突出，小麦和玉米的增产率分别为10.5%和13.5%，优于施用复合肥、缓控释肥或单施有机肥。在有机肥替代化肥比例方面，等氮条件下替代比例低于20%时增产效果最大，小麦和玉米分别增产11.1%和15.8%；替代比例在20%至40%时增产幅度有所下降；替代比例超过60%时则出现减产现象。在秸秆还田方式方面，所有还田处理均表现出增产效果，其中秸秆粉碎深埋的效果最为显著，小麦和玉米产量分别提高14.8%和10.0%，尽管不同还田方式间的组间差异未达显著水平。

基于上述结果，研究得出以下主要结论：第一，黄淮海地区小麦、玉米单季施氮量存在最佳阈值范围，即180至240 kg·hm⁻²，在此范围内产量提升最为显著。第二，尿素配施有机肥通过“速效+缓效”相结合的供肥模式，能够更精准地匹配作物全生育期的氮素需求，同时改善土壤环境，是等氮条件下最优的肥料配施策略。第三，有机肥替代化肥比例应控制在40%以下，以兼顾作物短期氮素供应和中后期生长需求，高比例替代容易引起减产。第四，秸秆还田总体上有利于增产，其中粉碎深埋方式因其稳定的土壤温湿环境和更优的腐解条件而效果最佳。第五，土壤和气候条件对各项措施的增产效应具有显著调节作用，小麦在偏酸性土壤和低有机质条件下增产响应更强，玉米在中性至微碱性土壤和壤土中表现更佳，而年均温10至15℃且年降水量超过700 mm的水热条件对两种作物均最为有利。

本研究的科学价值在于首次从区域尺度系统定量评估了黄淮海地区小麦-玉米轮作体系中多种施肥与秸秆管理措施的协同增产效应，填补了该领域缺乏综合定量分析的研究空白。其应用价值在于为区域粮食生产提供了明确的优化管理方案：在氮肥施用上应控制在180至240 kg·hm⁻²的适宜区间，在肥料种类上优先采用尿素与有机肥配施模式，有机肥替代比例宜低于40%，同时推广秸秆粉碎深埋还田技术。这些基于大样本整合分析的结论具有较强的区域代表性和实践指导意义，可为黄淮海地区实现化肥减施增效、提升耕地质量、推动农业可持续发展提供科学依据，对保障国家粮食安全具有重要参考价值。