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三元非结构肥效模型提高水稻施肥推荐的可靠性 被引量：9
1
作者 李娟 章明清 +2 位作者 章赞德 许文江 姚宝全 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期311-320,共10页
【目的】针对三元二次多项式肥效模型的设定偏误和多重共线性危害导致建模成功率低的问题,研发三元非结构肥效模型,扩大模型适用性。【方法】在福建省平和县和仙游县选择了13个水稻氮磷钾田间肥效试验结果作为研究案例。田间试验均采用&... 【目的】针对三元二次多项式肥效模型的设定偏误和多重共线性危害导致建模成功率低的问题,研发三元非结构肥效模型,扩大模型适用性。【方法】在福建省平和县和仙游县选择了13个水稻氮磷钾田间肥效试验结果作为研究案例。田间试验均采用"3414"设计方案,即:1) N_0P_0K_0;2) N_0P_2K_2;3) N_1P_2K_2;4) N_2P_0K_2;5)N_2P_1K_2;6) N_2P_2K_2;7) N_2P_3K_2;8) N_2P_2K_0;9) N_2P_2K_1;10) N_2P_2K_3;11) N_3P_2K_2;12) N_1P_1K_2;13) N_1P_2K_1;14)N_2P_1K_1。其中,"2"水平为试验前当地氮磷钾推荐施肥量,"0"水平表示不施肥,"1"水平和"3"水平的施肥量分别为"2"水平的50%和150%。在一元非结构肥效模型基础上,利用氮磷钾田间肥效试验结果,在每个试验点分别构建了三元二次多项式肥效模型和三元非结构肥效模型。利用已有的668个水稻"3414"田间试验结果,比较验证了两种模型的拟合效果和推荐施肥量的可靠性。【结果】在构建的13个三元二次多项式肥效模型中,有2个模型的结果未达到统计显著水平,3个肥效模型属于非典型式,而构建的13个三元非结构肥效模型均得到了典型式。通过668个水稻氮磷钾田间肥效试验结果验证表明,三元二次多项式肥效模型未能通过显著性检验的比例达到30.1%,而三元非结构肥效模型未能通过的比例下降到23.4%。在推荐施肥量外推的非典型式中,三元二次多项式肥效模型的比例为4.0%,而三元非结构肥效模型则提高到30.7%。在系数符号不合理和无最高产量点的两种非典型式类型中,三元二次多项式肥效模型的比例分别达到32.3%和14.4%,而三元非结构肥效模型则分别降低到6.9%和0。三元二次多项式肥效模型的典型式比例仅为19.5%,而三元非结构肥效模型典型式比例则提高到39.1%,是前者的2.0倍,明显提高了田间试验结果的建模成功率。【结论】大样本田间试验充分证明,相比三元二次多项式肥效模型,采用三元非结构肥效模型进行早、中、晚稻推荐施肥,提高了建模的成功效率和模型的实用性,是可靠性更高的模型。 展开更多
关键词 水稻 氮磷钾 肥效 三元二次多项式肥效 三元非结构肥效模型
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二元非结构肥效模型构建及其田间试验验证 被引量：2
2
作者 章明清 李娟 +2 位作者 章赞德 许文江 姚建族 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期907-918,共12页
二次多项式肥效模型假设单位养分增产量与施肥量之间为线性模型,结果导致最高施肥量之前和最高施肥量之后的施肥效应是对称关系。这种模型设定偏误以及模型存在的强烈多重共线性和异方差是建模成功率明显偏低的重要原因。本研究研发二... 二次多项式肥效模型假设单位养分增产量与施肥量之间为线性模型,结果导致最高施肥量之前和最高施肥量之后的施肥效应是对称关系。这种模型设定偏误以及模型存在的强烈多重共线性和异方差是建模成功率明显偏低的重要原因。本研究研发二元非结构肥效模型,旨在提高二元肥效模型的适用性。在一元非结构肥效模型基础上,根据植物营养元素功能不可相互替代原理,构建二元非结构肥效模型,并通过氮、磷、钾二元组合的田间肥效试验结果检验新模型的拟合效果和推荐施肥量的可靠性。结果表明,在水稻、花生、马铃薯、毛豆、冬小麦和夏玉米的17个氮磷、氮钾、磷钾二因素肥效田间试验结果中,二元二次多项式肥效模型均能通过统计显著性检验,但典型肥效模型仅占试验点总数的58.8%,模型一次项系数或二次项系数代数符号不合理以及推荐施肥量属于外推的非典型式占41.2%。基于二元非结构肥效模型拟合上述试验结果,同样均能通过统计显著性检验,典型肥效模型的比例占试验点总数的88.2%,非典型式模型(均属于推荐施肥量外推)比例仅占11.8%,建模成功率较二元二次多项式肥效模型提高了29.4个百分点。两种模型的最高产量施肥量之间、经济产量施肥量之间存在显著的线性正相关,但线性回归方程的一次项系数分别仅有0.9153和0.9161,表明当二元二次多项式模型推荐的最高施肥量或经济施肥量每增加1 kg时,二元非结构肥效模型的相应推荐施肥分别仅增加0.915 3 kg和0.916 1 kg,较好地克服了二次多项式模型推荐施肥量偏高的问题。分析表明,二元二次多项式肥效模型是二元非结构肥效模型的简化式和特例,新模型具有更广的适用范围。 展开更多
关键词 氮磷钾 二元非结构肥效模型 二次多项式肥效模型 田间试验 推荐施肥
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三元肥料效应模型的整合与优化建模策略 被引量：5
3
作者 章明清 李娟 +2 位作者 张立成 姚宝全 张华 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期755-766,共12页
针对当前作物肥效模型建模成功率普遍偏低的问题,探讨了提高建模成功率的优化建模策略。在分析整合三元非结构肥效模型非线性最小二乘(NLS)和三元二次多项式肥效模型普通最小二乘(OLS)、主成分回归(PCR)和可行广义最小二乘回归(FGLS)四... 针对当前作物肥效模型建模成功率普遍偏低的问题,探讨了提高建模成功率的优化建模策略。在分析整合三元非结构肥效模型非线性最小二乘(NLS)和三元二次多项式肥效模型普通最小二乘(OLS)、主成分回归(PCR)和可行广义最小二乘回归(FGLS)四种建模法的适用性基础上,根据水稻和露地蔬菜的1122个氮磷钾田间肥效试验结果,探讨三元肥效模型的综合应用方法。结果表明,三元肥效模型不同函数式及其建模法的适用性有明显差别。三元二次多项式肥效模型OLS建模法的典型式比例平均仅有19.8%,克服多重共线性危害的PCR建模法和克服异方差危害的FGLS建模法均有利于提高典型式比例,而同时克服了模型设定偏误和多重共线性危害的非结构肥效模型及其NLS建模法的典型式比例则提高至41.4%。根据不同模型及其建模法的适用性,提出三元肥效模型四步建模法,结果使典型式的比例进一步提高至57.5%,且在双季稻、单季稻和露地蔬菜中的相关比例差异很小。因此,四步建模法是大幅度提高三元肥效模型建模成功率的有效技术方法。 展开更多
关键词 非结构肥效模型 建模 非线性最小二乘(NLS) 普通最小二乘(OLS) 主成分回归(PCR) 可行广义最小二乘回归(FGLS)
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