膜上灌玉米水肥耦合模型及优化组合方案研究_37493.ppt

膜上灌玉米水肥耦合模型及优化组合方案研究 田军仓 教授 韩丙芳 讲师 宁夏大学 Slxtjc@163.com 2003年11月6日 北京 汇报内容 引言 材料与方法 结果分析 结论 1 引言 1.1 国外报道 1.2 国内研究 2 材料与方法 2.1 试验点基本情况 本试验点位于宁夏引黄灌区吴忠市利通区马莲渠乡柴桥村，北纬37°59＇东径106°11＇，海拔高度1127.8m。试验田为中壤土，土壤全盐含量为11.8g/Kg，速效N为58 mg/Kg，速效P为13.4mg/Kg，速效K为150 mg/Kg，全N为0.2 g/kg，全P为0.7479g/kg，全K为17.11 g/kg，有机质为17.6 g/kg，PH值为8.34。土壤容重为1.38g/cm3，土壤田间持水率为23%。2003年4月～下旬9月，全生育期降雨为145.9mm，平均气温19.6℃。 2 材料与方法 2.2 试验设计 试验采用三因素二次回归通用旋转组合设计方法，研究单种玉米小畦膜上灌条件下，不同灌水量、施氮量、施磷量对玉米生长发育、生理及产量的影响，提出不同产量下的水、氮磷优化组合方案。 2 材料与方法 表1 试验因素水平编码表 2 材料与方法 2.3 试验实施与产量结果 试验处理在田间随机排列，各处理采用小畦膜上灌，小畦长16.5m，净宽1.70m，畦埂0.55m(防测渗)，面积为37m2。本试验田玉米品种为登海3号，于2003年4月24日播种、4月25日覆膜、5月4日放苗、5月22日间苗、6月8日拔节、7月8日抽雄、7月20日灌浆、9月17日成熟。于6月9日按照设计方案施肥，6月10日、7月12日、9月5日按照设计方案采用梯形量水堰量水入畦灌水。 2 材料与方法 2.3 试验实施与产量结果 观测项目有：灌水定额、土壤含水率、作物生育性状、产量等。 对本试验，各处理的产量见表2中第（12）列。 2 材料与方法 表2 三因素二次通用旋转组合设计结构矩阵(x)与试验产量 3 结果与分析 3.1 膜上灌玉米水肥耦合模型的建立与检验 3.1.1 膜上灌玉米水肥耦合模型的建立 膜上灌玉米水肥耦合模型采用二次回归旋转模型表示，根据表2产量结果，编制程序上机计算，求得膜上灌玉米水肥耦合模型为： 3 结果与分析 3.1 膜上灌玉米水肥耦合模型的建立与检验 3.1.2 膜上灌玉米水肥耦合模型的检验 经对回归方程进行显著性检验而得： 因素与产量的复相关系数R=0.85，说明用水肥耦合回归模型进行产量预报，具有较高的可靠性。 常数项和一次项中的灌溉定额x1对产量的影响极显著（***）；二次项中的灌溉定额x12和纯磷量 x32对产量影响显著（**）；灌溉定额与纯氮的交互项x1x2对产量影响较显著（*），其余系数均不显著，于是方程可简化为：y=756.2+53.3x1+27.2x1x2-30.9x12-30.8x32 由此看出，水的一次项和二次项、磷的二次项以及水和氮的交互作用对玉米产量反应敏感。 3 结果与分析 3.2 膜上灌玉米水肥耦合模型分析 3.2.1 主因素效应 综合考虑偏回归系数及t检验的结果，可得出试验中各因素对产量影响的顺序为灌溉水定额（x1）施磷量（x3）施氮量（x2）。 3.2.2 单因素效应 将回归模型中的水、氮、磷三因子中的两个固定在零水平，求得单因素对产量的回归子模型如下： 灌水量：y1=756.2+53.3x1-30.9x12 施氮量：y2=756.2+7.3x2-12.9x22 施磷量：y3=756.2+18.7x3-30.8x32 3 结果与分析 3 结果与分析 3 结果与分析 3 结果与分析 3 结果与分析 3.2.3 因素间的交互作用 由回归方程交互项的系数t检验结果可知，灌水量和施氮量的交互作用达到较显著水平，将x3固定在零水平，得下列水氮交互方程： y1，2=756.2+53.3x1+7.3x2+27.2x1x2-30.9x12-12.9 x22 3 结果与分析 3 结果与分析 3.2.4 最优组合方案 根据已建立的膜上灌玉米水肥耦合优化数学模型，编制程序，在-1.682~+1.682之间取7个水平（-1.682，-1，-0.5，0，+0.5，+1，+1.682），上机进行不同目标下的最