回归饱和D—最优设计的商榷

分析了回归饱和D—最优设计存在的问题及其产生原因 .回归饱和D—最优设计在配置回归方程时 ,把观察值 ya 作为没有试验误差的一般变量 ,因而计算出的回归系数以及配置的回归方程不可靠 .因此 ,该设计不是最优 ,而是最不优     

回归饱和设计值得商榷的问题

从理论和实践上论证了回归饱和设计不能用最小二乘法估计回归模型中的参数;同时也论证了回归饱和设计的试验方案,不能用D优良性判断其优劣,回归饱和D最优设计是不存在的。     

沈玉18玉米新品种施肥的模型建立与解析

采用311B最优设计,对玉米新品种沈玉18的需肥参数以及氮磷钾之间关系进行了研究。结果表明:试验得出的效应函数为非典型效应函数,NP之间以及PK之间方程属远外推型函数。PK之间的方程即不属于鞍心双曲线也不属于鞍缘双曲线。采用模型模拟分析得出最高产量的氮磷钾肥组合为:N 225 kg hm-2,P2O5150 kg hm-2和K2O 180 kg hm-2。最高产量为12606.55 kg hm-2。获最高收益时施N2205.7 kg hm-2、施P2O5150 kg hm-2、施K2O 148.9 kg hm-2。     

饱和D-最优设计在高蛋白大豆施肥优化中的应用

【目的】高蛋白大豆生产是我国农业供给侧改革发展的一个重点产业,合理施肥是实现高蛋白大豆生产的一个必要环节。利用饱和D-最优设计对黄淮海地区高蛋白大豆氮、磷、钾肥施用量进行研究,旨在为高蛋白大豆生产中的肥料配施提供理论依据和参考。【方法】以高蛋白大豆冀豆21为试验材料,采用氮、磷、钾三因素二次饱和D-最优设计,每个因素分别设10个处理,每个处理3次重复,共计30个小区,随机区组排列。各处理肥料均在大豆开花期分批次施用,成熟后测定大豆产量及籽粒蛋白质含量。【结果】建立了以氮、磷、钾施用量编码值为变量因子,高蛋白大豆产量和蛋白质含量为目标函数的三元二次多项式数学模式。通过对模型解析寻优表明,氮、磷、钾肥对高蛋白大豆和蛋白质含量均有显著影响,且氮肥>钾肥>磷肥;当氮、磷、钾肥用量分别为95.46、183.8和128.7 kg/hm^2时,边际产量效应值为0,当氮、磷、钾肥分别为120.8、178.4和141.3 kg/hm^2时,边际蛋白质含量效应值为0。氮磷、氮钾、磷钾对高蛋白大豆产量和蛋白质含量存在明显的交互作用。本试验条件下,大豆产量超过3104 kg/hm^2,籽粒蛋白质含量46.04%以上的施肥方案为施氮量76.13～101.1 kg/hm^2,施磷量131.1～168.5 kg/hm^2,施钾量104.9～134.8 kg/hm^2。【结论】利用饱和D建立的肥料函数模型可以很好的说明氮、磷、钾施肥与大豆产量、蛋白质含量的连续变化关系和氮、磷、钾间的互作效应,适量的氮肥、磷肥、钾肥可有效提高高蛋白大豆产量和蛋白质含量。供试条件下,最佳肥料配比是N76.1～101.1 kg/hm^2、P 131.1～168.5 kg/hm^2、K 104.9～134.8 kg/hm^2。     

保山市冬早大棚辣椒氮磷钾肥料优化施用

针对保山区域冬早大棚辣椒氮磷钾肥料效应缺乏系统研究,存在偏施氮肥、盲目施肥和过量施肥的现象,采用三因素五水平二次正交旋转组合设计,通过田间小区试验,研究氮磷钾肥料效应模型,通过频率分析研究高产优化施肥组合方案。保山大棚辣椒氮磷钾肥料效应回归模型Y=38 180.4+19.865 7N+16.102 7P+16.150 1K+0.026 6NP+0.012 4NK-0.006 8PK-0.025 8N2-0.038 5P2-0.014 1K2,目标产量大于53 000 kg/hm2的优化施肥组合方案为N 568.9～631.9 kg/hm2,P2O5 242.7～321.3 kg/hm2,K2O 684.6～794.8 kg/hm2,氮磷钾比例为1∶0.47∶1.23,与当地施肥量水平相比,温暖区氮肥用量平均降低36.3%,温热区氮肥用量平均降低23.1%。氮磷钾肥配合施用能显著提高大棚辣椒产量,氮肥效应达极显著水平,磷肥和钾肥效应达显著水平,效应排序为氮肥＞钾肥＞磷肥;氮磷和氮钾的交互效应为显著正效应,N用量在175～425 kg/hm2时,辣椒产量随着P2O5用量的增加呈先增后降趋势,增幅随着磷肥用量的增加而减小,N用量在175～573.7 kg/hm2时,钾肥效应趋势与磷肥一致,在高氮情况下,辣椒产量随着磷肥（或钾肥）用量的增加而增加。     

保山市冬早大棚辣椒氮磷钾肥料优化施用

针对保山区域冬早大棚辣椒氮磷钾肥料效应缺乏系统研究,存在偏施氮肥、盲目施肥和过量施肥的现象,采用三因素五水平二次正交旋转组合设计,通过田间小区试验,研究氮磷钾肥料效应模型,通过频率分析研究高产优化施肥组合方案。保山大棚辣椒氮磷钾肥料效应回归模型Y=38 180.4+19.865 7N+16.102 7P+16.150 1K+0.026 6NP+0.012 4NK-0.006 8PK-0.025 8N~2-0.038 5P~2-0.014 1K~2,目标产量大于53 000kg/hm~2的优化施肥组合方案为N 568.9~631.9 kg/hm~2,P_2O_5 242.7~321.3 kg/hm~2,K_2O 684.6~794.8 kg/hm~2,氮磷钾比例为1∶0.47∶1.23,与当地施肥量水平相比,温暖区氮肥用量平均降低36.3%,温热区氮肥用量平均降低23.1%。氮磷钾肥配合施用能显著提高大棚辣椒产量,氮肥效应达极显著水平,磷肥和钾肥效应达显著水平,效应排序为氮肥钾肥磷肥;氮磷和氮钾的交互效应为显著正效应,N用量在175~425 kg/hm~2时,辣椒产量随着P_2O_5用量的增加呈先增后降趋势,增幅随着磷肥用量的增加而减小,N用量在175~573.7 kg/hm~2时,钾肥效应趋势与磷肥一致,在高氮情况下,辣椒产量随着磷肥(或钾肥)用量的增加而增加。     

不同水分条件下化肥对玉米产量的贡献

以16年长期定位试验为平台,研究了8种施肥制度与4种降雨年景条件下肥料的增产、稳产性能及其对产量的贡献。结果表明:施肥与水分条件对玉米产量均有显著影响,平水年份玉米产量最高,肥料增产效果也达到最佳,其次为丰水年,旱、涝年份最低;N、P和K配施玉米产量最高,无N肥处理作物产量偏低,但在旱、涝条件下P、K肥有利于提高玉米的抗逆性;对玉米产量贡献NPK,单施K肥其在平、丰水年对产量贡献率为负值,说明这一地区K尚未成为玉米生产中的限制因子,其只有与N肥配施才可发挥增产作用。综上,合理的养分配施可以提高肥料对玉米产量的贡献,促进肥料交互作用对产量的提升,同时,适宜的水分条件可使肥料增产作用更好发挥。     

基于析因试验的喷滴灌两用自吸泵设计

为了使自吸泵能够同时满足喷灌系统在流量12 m3/h、扬程30 m、滴灌系统在流量18 m3/h、扬程20 m时2个工况点的设计要求,该文采用试验设计(design of experiment,DOE)和数值模拟相结合的方法,对1台50ZB-30C自吸泵的叶轮进行多工况设计改进。重点分析了叶轮几何参数对泵扬程的影响规律,建立了不同工况点的扬程与叶轮主要几何参数之间的回归方程,并对该方程的参数进行赋值计算,得到满足设计要求的叶轮几何参数值。样机试验结果表明:安装了新叶轮的喷滴灌两用自吸泵在流量为12 m3/h时扬程达30.3 m,流量为18 m3/h时扬程达21 m,达到了设计要求。证明通过DOE方法能够建立数学模型来描述不同工况点的扬程与叶轮几何参数之间的关系。随着叶片包角的增大和叶片出口安放角的减小,扬程曲线会更加陡峭。研究为泵的多工况设计提供参考。     

论生态农业模式设计

根据农业生态系统及中国生态农业所遵循的原则与内涵,在理论与实践分析的基础上讨论了中国生态农业模式设计基本概念、分类及其原则与方法。     

长期施用化肥对我国南方水田表土有机碳含量的影响

利用meta分析研究水田土地利用方式下化肥对土壤有机碳含量的影响。结果显示:长期施用化肥处理的表层水稻土土壤有机碳含量较不施肥处理显著提高1.00±0.23 g kg-1,是不施肥处理的1.06倍±1.01倍。分析认为施肥处理下,较高的根系生物量导致较高的碳输入水平,另外相对充足的养分供应提高土壤固碳效率,这是施肥处理下土壤具有较高有机碳含量的两个原因。但不同轮作制度下,化肥对有机碳含量提升作用有差异:稻-稻-旱轮作制下化肥的作用不显著,而稻-旱轮作与稻-稻轮作制度下化肥对有机碳含量的提升作用显著。方差分析发现相同施肥措施下,稻-稻-旱轮作体系下土壤有机碳含量在三种轮作制度中最高,而稻-旱轮作与稻-稻轮作没有显著差异。尽管施用化肥能增加土壤有机碳含量,但评价施用化肥对温室效应的影响还需要综合考虑化肥生产、运输与施用过程中的温室气体排放三要素。     

超大颗粒肥水田气力深施加速器设计及参数优化

为解决水稻撒施追肥存在的肥料流失、利用率低及机械深施肥工作部件易堵塞、伤根等问题,该研究设计了一种用于水田深施追肥机的超大颗粒肥气力式加速器。该加速器利用双螺旋高压气流,在其与肥料上端构成的近封闭空间内加速超大颗粒肥,实现其高速射入泥壤,并可避免肥料颗粒与管壁碰撞;出口设置渐扩管扩散气流,可减轻对泥壤的冲击,提高施肥位置的稳定性。根据超大颗粒肥参数与加速器功能要求,确定了加速器的结构参数,并根据肥料入泥深度所需的射出速度,分析确定了加速器的工作参数。在此基础上,基于Fluent软件的六自由度重叠动网格建立了加速器仿真模型,以进口气流速度、螺旋角和加速管直径为试验因素,进行单因素仿真试验与三因素三水平Box Behnken组合仿真试验,研究各因素对肥料射出速度与气流扩散率的影响。多因素试验分析及响应面分析结果表明,加速器的最佳工作参数为进口气流速度47 m/s、加速管直径21 mm、螺旋进气口螺旋角43°。在此条件下进行台架验证试验,得到肥料射出速度均值为12.61 m/s,出口气流扩散率均值为85.5%,肥料入泥平均深度为4.68 cm,达到了水稻追肥要求。该研究可为超大颗粒肥水田气力深施追肥机设计提供参考。     

滴灌系统滴头设计水头的取值依据

滴头设计水头是滴灌系统中的重要技术参数,为解决其取值缺乏理论指导的问题,研究了滴头设计水头的取值实质、提出了评判灌区田面状况对系统灌水质量影响的指标——高差流量偏差率及其算式;用此指标对不同田面状况下现行滴灌系统进行评判,结果表明：滴头设计水头采用习惯取值,常使滴灌系统对地形的适应能力过高,造成投资和运行费用的浪费,是滴灌系统一项可以挖掘的潜力;进而按滴灌系统适应地形的能力与灌区田面状况相匹配的原则,导出了滴头设计水头的计算式。     

抑制烟草青枯病型生物有机肥的田间防效研究

【目的】烟草青枯病是影响烟叶生产最主要的土传病害之一,生物防控烟草青枯病是近年来的研究热点。为验证抑制烟草青枯病型生物有机肥对生防青枯病的影响,进行2年田间试验研究其防效及其对土壤微生物的影响。【方法】本试验采用从烟草根际原位土壤分离得到的烟草青枯病拮抗菌株L-25和L-9,利用有机肥二次固体发酵技术,制成烟草青枯病拮抗生物有机肥。连续两年在安徽进行田间试验,分别在烟草移栽后50天和105天调查生物防控率,探求生物有机肥对青枯病的田间防效和对烟叶产量的影响;利用平板计数法、Biolog特征性碳源法和梯度变性凝胶电泳法摸索生物有机肥施用后根际土壤微生物数量、群落功能多样性和结构多样性的变化,揭示生物有机肥对青枯病的防控机理。【结果】 1）第一年和第二年施用生物有机肥处理移栽50天后烟草青枯病的生物防控率分别为82.2%和96.2%,105天后烟草青枯病的生物防控率分别达到75.2%和95.4%; 2）生物有机肥处理第一年和第二年烟叶产量分别为2212.5 kg/hm2、1475.5 kg/hm2,是对照的2.4和2.6倍; 3）两年生物有机肥处理的根际土壤可培养细菌、放线菌数量均显著高于对照,真菌数量显著低于对照（P＜0.05）,其中第一年生物有机肥处理50天和105天拮抗菌数量分别为对照的241.8倍和13.4倍,病原菌数量仅为对照的19.7%和56.6%,第二年生物有机肥处理50天和105天拮抗菌数量分别是对照的111.0倍和26.7倍,病原菌数量仅为对照的9.1%和31.4%; 4）两年生物有机肥处理50天和105天根际土壤的微生物群落功能多样性,即Shannon指数、Simpson指数和Mclntosh指数均显著高于对照（P＜0.05）; 5）生物有机肥处理与对照土壤微生物群落结构也不相同,细菌和真菌梯度变性凝胶电泳图谱明显不同,分别属于不同的聚簇,生物有机肥处理的细菌种类较对照有所增加,同时真菌的种类有所减少。【结论】在烟草青枯病发病较为严重的烟田施用生物有机肥,可以显著降低青枯病发病率,增加烟草产量。生物有机肥可以显著提高拮抗菌数量,抑制根际土壤病原菌的数量,提高土壤微生物群落功能多样性,改善微生物种群和组成,丰富土壤微生物群落结构,使土壤保持健康的微生物生态平衡。