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农作物秸秆还田能够显著改善土壤物理性状,提高土壤养分含量,对农业生产具有显著的增产效应。然而,秸秆还田在全国不同农业生态系统中是否具有显著的增产效应尚不明确。因此,在全国范围内研究秸秆还田的增产效应对秸秆还田技术在全国范围内的推广应用具有重要意义。整合分析(Meta-analysis),也叫元分析、荟萃分析,是一种科学的定量综述方法,能够定量分析秸秆还田在全国范围内的综合产量效应。因此,本研究基于整合分析方法的科学理论,搜集整理了近30年来国内外学者公开发表的中文文献数据(截止到2019年12月31日,共获得274篇相关文献,提取了1930组试验数据),定量分析了全国范围内秸秆还田对农作物的产量效应,并进一步分析了小麦、玉米、水稻三大粮食作物在秸秆还田条件下的产量特征,明确了不同农业生态区域、土壤类型、种植模式、耕作方式、施肥模式等因素对秸秆还田产量效应的影响程度,主要的研究结果如下:1.秸秆还田显著提高了农作物的产量,平均增产率约为8.06%,95%的置信区间为7.52%~8.60%。小麦、玉米、水稻三大粮食作物的产量在秸秆还田条件下分别提高了5.72%(95%的置信区间为4.96%~6.49%)、9.22%(95%的置信区间为8.30%~10.15%)、7.51%(95%的置信区间为6.80%~8.21%)。经过漏斗图检验及计算失安全系数,总体上分析结果不存在发表偏倚性。2.总体上,秸秆还田的增产效应受土壤类型、土壤酸碱性、种植制度、耕作方式、施肥模式、试验年份、还田年限等因素的影响显著(异质性检验结果达到极显著水平);年平均降水量、土壤类型、耕作方式、施肥模式、试验年份显著影响秸秆还田对小麦的增产效应,土壤类型、施肥模式、还田年限、还田方式显著影响秸秆还田对玉米的增产效应,年平均气温、土壤类型、土壤酸碱性、种植制度、秸秆种类、施肥模式显著影响秸秆还田对水稻的增产效应。3.在不同耕作模式中,总体上以翻耕或免耕的秸秆还田产量效应最好,增产率分别为11.05%和8.98%,免耕秸秆还田对小麦的增产率为11.93%,翻耕秸秆还田对玉米的增产率10.83%、对水稻的增产率为9.05%,显著高于其它耕作模式下秸秆还田的增产率。在不同施肥模式中,不施肥时秸秆还田对总体农作物的增产率达到25.66%,对小麦、玉米、水稻的增产率分别为25.70%、23.04%、30.90%,显著高于其它施肥模式,表明农作物秸秆具有巨大的化肥替代潜力。在其它农业管理措施中,秸秆过腹还田方式显著促进了秸秆还田对小麦、玉米的增产效应,还田后覆盖地膜或添加秸秆腐熟剂提高了秸秆还田对玉米、水稻的增产率。此外,最佳的秸秆还田量为前茬作物秸秆产量的50~100%,长期秸秆还田的产量效应优于短期。综上所述,在不同的农业生产区以免耕或翻耕作业配合正常的施肥模式、适宜的秸秆还田量长期还田能够保持农作物的持续增产。