两种方法对土壤水分特征曲线的拟合及比较

土壤水分特征曲线是土壤水吸力与含水率之间的关系曲线。此次试验利用压力膜仪测定银川北部盐渍土的土壤水吸力和含水率。对土壤水分特征曲线的Van-Genuchten模型采用Matlab软件和Microsoft Excel软件进行拟合。经过比较和分析后发现,用Microsoft Excel软件与Matlab软件拟合土壤水分特征曲线精度近似相同,但是Microsoft Excel软件对于不懂任何编程语言的人来说操作更为简便。     

土壤水分特征曲线VG模型参数求解对比分析

采用负压计对砂壤土试样进行了土壤水吸力和对应含水量的测量,并分别运用RETC软件和Matlab软件对不同水分处理土壤水分特征曲线VG模型进行了拟合计算,然后将拟合值与实测数据进行对比分析。结果表明,Matlab和RETC软件均可用于土壤水分特征曲线VG模型的参数求解,Matlab软件比RETC软件拟合的误差小,拟合效果明显优于RETC软件,RETC软件对极端干旱区砂石占绝对比重的砂壤土拟合效果不佳。     

Excel在Logistic曲线拟合中的应用

Logistic曲线多用于描述动植物的生长发育过程。在Logistic曲线的拟合中,研究者多用SPSS等专业软件进行曲线的拟合,但这些软件需要一定的相关编程知识,Excel是微软公司的办公软件Microsoft office的组件之一,具有快速、易得、直观、简单等优点。然而在实际应用中其实际功能还没有被农业科研工作者所利用。本文以棉花新陆中23号纤维生长发育过程中长度的变化为例,用Microsoft Excel建立了Logistic生长曲线模型,并计算了表征纤维发育的特征值。结果表明用Excel建立Logistic生长曲线和计算特征值简捷、方便,不需要复杂的编程程序即可解决科研实践中的实际问题,有较大的实用性并易于被科研人员掌握。     

土壤水分特征曲线的4种经验公式拟合研究

通过烘干法测得土壤含水率,通过张力计法测得土壤水吸力,得到土壤水分特征曲线的一些实测数据。借助Matlab软件,代入实测数据,对Gardner模型、Van-Genuchten模型、Mckee-Bumb模型和Frdlund-Xing模型4种经验公式研究进行参数拟合,并分析拟合相关系数,得到适用于黏土的土壤水分特征曲线公式。结果表明,Van-Genuchten模型、Frdlund-Xing模型、Mckee-Bumb模型、Gardner模型参数拟合相关系数分别为0.994 1,0.993 6,0.964 4,0.936 6;Van-Genuchten模型参数拟合效果最好,Frdlund-Xing模型参数拟合效果次之,二者均可用来描述黏土土壤水分特征曲线的经验公式;而Mckee-Bumb模型和Gardner模型参数拟合效果差,是不适合描述黏土土壤水分特征曲线的经验公式。     

京西山地土壤水分特征数据的拟合与分析

采用Ｃ语言和Ｆｏｘｐｒｏ数据库,根据Ｂｒｏｏｋｓ和Ｃｏｒｅｙ,Ｇｅｎｕｃｈｔｅｎ的土壤水分特征曲线模型,编制成《土壤水分特征曲线拟合软件》,用该软件完成了北京林业大学妙峰山林场土壤水分特征曲线的拟合及其图形与数据文本的制作,并分析了该地土壤的水分特性．结果表明,采用土壤水分特征曲线上－１．５ＭＰａ下的含水量近似代替残留含水量与从水分特征曲线拟合得到的残留含水量相比差异较大;采用Ｂｒｏｏｋｓ和Ｃｏｒｅｙ模型拟合的土壤水分特征曲线,相关指数均在０．９９以上;所有试验地之间,水分特征数据无显著差异．     

两种模型对土壤水分特征曲线拟合的比较分析

土壤水分特征曲线可以表示出土壤水的能量和数量之间的关系。以鹫峰国家森林公园土壤为例,用Van-Genuchten模型和土壤水分特征曲线单一参数模型拟合土壤水分特征曲线,结果表明:Van-Genuchten模型拟合的精度高,参数的物理意义明确,但工作量大;单一参数模型拟合精度比Van-Genuchten模型拟合精度约低一个数量级,但也能较准确地拟合土壤水分特征曲线,并且其参数可反映空间变异性,以及工作量小。两个模型均可用于拟合鹫峰国家森林公园土壤水分特征曲线,可根据不同情况选用。     

沙质土壤Van Genuchten方程参数的简单推求方法

使用饱和含水量、田间持水量及其对应的土壤水吸力3个数据,推算土壤水分特征曲线Van Genuchten方程的参数,同时与拟合方法的结果进行了比较。结果表明,该方法推算的参数与拟合的参数非常接近,方法获得的土壤水分特征曲线与土壤水分特征曲线及实测值均十分吻合。该方法可作为推求砂质土壤Van Genuchten方程参数的一种方法。     

MATLAB和SPSS在对坡耕地土壤水分空间变异性研究中的应用

利用强大的数据计算分析软件MATLAB和统计学软件SPSS相结合的方法对土壤水分的空间变异性进行分析,通过对样地数据插值和趋势面分析可知二次趋势面方程拟合较好,表明样地的土壤水分空间分布变异十分显著,土壤水分顺着坡度方向呈逐渐增加趋势,反映了坡地土壤水分的一般规律。计算结果对水土保持和农田灌溉有重要的指导意义。     

MATLAB和SPSS在对坡耕地土壤水分空间变异性研究中的应用

利用强大的数据计算分析软件MATLAB和统计学软件SPSS相结合的方法对土壤水分的空间变异性进行分析,通过对样地数据插值和趋势面分析可知二次趋势面方程拟合较好,表明样地的土壤水分空间分布变异十分显著,土壤水分顺着坡度方向呈逐渐增加趋势,反映了坡地土壤水分的一般规律。计算结果对水土保持和农田灌溉有重要的指导意义。     

黑土区土壤水分特征曲线模拟及模型优选

土壤水分特征曲线是重要的土壤水力性质参数之一。为获取预测土壤水分特征曲线方法,以4种经验模型模拟黑土区土壤水分特征曲线。根据离心机实测试验数据,分析不同质地土壤水分特征曲线变化趋势。结果表明,在低吸力段,土壤水分特征曲线变化率大,土壤释水能力强;中高吸力段,曲线缓慢降低并趋于平稳,持水性强。对比分析VG、BC、MG、LND 4种经验模型拟合可知,VG、MG和LND模型拟合值与实测值接近,而BC模型偏差较大。误差分析可知,VG、MG模型模拟效果优于BC和LND模型,其中VG、MG模型对不同类型土壤模拟效果最好,LND模型次之,BC模型模拟效果最差。因此,VG和MG模型可作为黑土区土壤水分特征曲线估算最优模型。     

3种方法对中肋骨条藻Logistic生长 模型拟合的比较研究

为探索高效准确的Logistic生长模型拟合方法,对中肋骨条藻在不同浓度二价镉[Cd(Ⅱ)]胁迫下的Logistic生长曲线,分别用Excel、Origin和Matlab 3种软件进行拟合。结果表明,拟合后的R2大小顺序为MatlabOrigin Excel;采用Excel非线性拟合中的四点法拟合效果优于三点法。提示Matlab(用Levenberg-Marquardt算法进行非线性化多次迭代)是3种软件中对Logistic生长曲线拟合的最优方法。     

重庆四面山不同土地利用方式土壤水分特征曲线测定与评价

为满足在同类土地利用方式下测量大量土壤水分状况的需求,选择重庆四面山人工针叶混交林地、天然针叶混交林地和农耕地等3种土地利用方式,在采用常规方法测定土壤基本物理性质、压力膜仪法测定土壤水分特征曲线基础上,分别采用Brooks-Corey模型、Gardner模型和van Genuchten模型模拟不同土地利用方式的土壤水分特征曲线,以筛选出适用于特定土地利用方式的模型,用于模拟土壤水分特征曲线.结果表明,Brooks-Corey模型模拟的土壤水分特征曲线与实测值存在较大差异,在3个模型中拟合精度最差.Gardner模型对不同林地土壤水分特征曲线模拟的判别系数R2均大于0.97;van Genuchten模型对农耕地0～20,20～40,40～60 cm土壤水分特征曲线模拟的判别系数R2均在0.92以上.Gardner模型适用于林地土壤水分特征曲线的模拟,van Genuchten模型适用于农耕地土壤水分特征曲线的模拟.     

木醋液对盐碱土土壤水分运移参数的影响研究

采用单因素实验,分析不同浓度木醋液对土壤水分运动参数影响。由土壤水分特征曲线进行拟合分析,发现土壤水分特征曲线由高到低依次为800倍、600倍、400倍、1 000倍、ck对照组、1 200倍;且800倍实验组持水能力最强,1 200倍实验组持水能力最弱。由土壤饱和导水率得出,木醋液可以有效的改良盐碱土壤物理性质,且木醋液稀释1 000倍的时候对盐碱土壤的饱和导水率改良效果最优。对土壤非饱和导水率进行拟合分析,由拟合曲线可知,木醋液对盐碱土壤改良具有一定效果,在土壤容积含水率高35%时改良效果最明显。对土壤水分扩散率进行拟合分析,发现木醋液稀释倍数在400倍、600倍、800倍时提高了盐碱土壤水分扩散率,而木醋液稀释倍数在1 000倍、1 200倍时降低了盐碱土壤水分扩散率。     

干旱区盐碱土土壤水分特征曲线模拟研究

为快速简单确定新疆库尔勒市包头湖研究区盐碱土土壤水分特征曲线,采用张力计法对研究区土试样进行了水吸力和对应水含量的测量。基于RETC主要的4种模型,分别模拟计算得到了盐碱土的土壤水分特征曲线,并对模型的拟合值与实测值进行线性回归分析,确定了最优土壤水分特征曲线拟合模型为van Genuchten(VG)。     

不同质地土壤的水分特征曲线参数分析

对常用的土壤水分特征曲线模型进行了比选,选取Van Genuchten模型的4个参数进行了拟合计算,得到重壤土、中壤土、轻壤土、紧砂土和粗砂等5种不同质地土壤的水分特征曲线,分析了土壤水分特征曲线及参数的变化规律:粗砂的水分特征曲线变化最陡直,紧砂土、轻壤土、中壤土和重壤土的水分特征曲线变化较平缓;曲线的形状系数n随着粒径变大、物理性粘粒含量的减小而变大;重质粘性土壤α值较小,轻质土α值较大。     

应用SPSS软件拟合Logistic曲线研究

介绍了SPSS软件中两种拟合Logistic曲线的方法和步骤,通过实例分析表明,用非线性回归(Nonlinear Regression)比曲线回归(Curve Estimation Regression)拟合Logistic曲线更简单实用。     

Matlab和神经网络法对土壤水分特征曲线 VG模型的拟合比较

以山东荣成地区棕壤、风沙土为对象,测定分析土壤剖面不同层次的容重、质地、有机质含量、水势和含水量等状况;运用Matlab软件和神经网络法对土壤水分特征曲线van-Genuchten(简称VG)模型进行拟合,将2种拟合结果与实测数据进行对比分析。结果表明,研究土壤不同土层含水量均随着水吸力的增加呈"快速下降-缓慢下降-基本平稳"的变化趋势;由于受到土壤颗粒组成、容重等物理因素和有机质含量差异的影响,棕壤和风沙土不同土层的饱和含水量和残留含水量差异较大,其中棕壤60～70 cm和风沙土10～20 cm的土壤残留含水量最大;Matlab软件拟合的残差平方和比神经网络预测方法低几个数量级,说明采用Matlab对水分特征曲线VG模型拟合精度高,拟合效果较好。     

滴灌棉田粉砂壤土的水分特征曲线试验研究

为探究滴灌棉田粉砂壤土土层深度对土壤水分特征曲线的影响,采用张力计法对0~20cm,20~40cm,40~60cm深度土层土壤水分特征曲线测定并分析,选用van Genuchten模型进行拟合。结果表明,随着土层深度的增加,土壤体积含水率随土壤水吸力的变幅降低,变化最快的土层为0~20cm,20~40cm;在同一吸力下,土壤容重越大的土层,相应含水率越大,各土层含水率大小表现为:0~20cm20~40cm40~60cm;不同土层吸湿曲线与脱湿曲线不相同,有滞后现象存在。试验区各土层吸湿与脱湿土壤水分特征曲线均与van Genuchten模型拟合较好,其中40~60cm土层拟合最优,拟合相关系数0.8600~0.9949,实测值与模拟值均方根误差均小于0.01。     

用EXCEL中的VBA编写植物病害流行学常用程序软件包

采用基于Excel的VBA编程方法,实现复杂的数据统计功能,编写了植物病害流行学常用程序计算机软件包,解决了国内外常用的几种软件包(如SAS、SPSS、DPS等)不能解决的许多问题:如利用Weibull模型拟合"S"型曲线、用Mac kenzie模型拟合病害传播曲线、用多项式的三角函数拟合单峰曲线等.经在科研教学工作中使用,获得了极为理想的效果.     

牛源肠道益生菌芽孢杆菌BN-9菌株的分离鉴定

从健康牛的粪便中筛选出对大肠杆菌(Escherichia coli)有抑制作用的芽孢杆菌,并对其进行鉴定.以大肠杆菌为指示菌进行初筛和复筛,采用SPSS软件对复筛结果进行显著性分析,选择抑制大肠杆菌活性较强的菌株.经过形态观察、生理生化试验和16S rDNA全序列分析鉴定其种属:采用稀释活菌计数法测绘活性菌株的生长曲线,利用SPSS软件结合修正的Gompertz方程和Logistic方程对生长曲线进行拟合,以获得活性菌株的生长动力学参数.经过鉴定,筛选得到的对大肠杆菌有较强抑制作用的芽孢杆菌BN-9菌株属于解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);采用SPSS软件拟合得到的生长曲线的相关系数(R)在0.985以上.筛选并鉴定出强烈抑制大肠杆菌的牛源肠道益生菌BN-9:采用SPSS软件可以较准确地预测这些菌株的生长动力学参数.