配方施肥试验中如何使用“优选法”

来源:用户上传      作者: 陈阳光

　　[摘要] 如何采用较少试验试数，取得最佳的配方施肥方案，在农业生产中十分重要。文章结合实例，分别从单因素、双因素、多因素等方面简要介绍了“优选法”在配方施肥试验中的具体应用。
　　[关键词] 配方施肥 优选法
　　
　　实行配方施肥，在广大农民传统施肥经验基础上，利用测试手段取得的分析和试验数据，指导合理施用化肥，既节约肥料，又增加农作物产量，既改善农作物品质，又减少环境污染，但由于农田试验周期长，土质复杂，作物受到环境、气候等诸多因素影响较大，如何采用较少试验次数，取得最佳的配方施肥方案，就显得极其重要。本文介绍如何在配方试验中应用“优选法”。
　　“优选法”是数学家华罗庚先生发明的。优选方法的问题处处有，常常见。在农作物的培育管理过程中也常有此类问题，例如:作物密度问题，我们都知道密植可以提高作物的产量，但过度密植又易造成倒伏、管理不便问题，那么怎样的间距是最优的？还有，施肥可以增加作物的产量，但施肥过度又会造成浪费，成本提高，作物疯长，反而减产的问题，那么怎样的施肥量最合适呢？这些就是“优选的问题”。 优选方法的目的在于减少实验次数，找到最优方案。如在一个因素时，只要做14次就可以代替传统实验统计法1600次实验。
　　
　　1 单因素
　　
　　 “折纸法”，请牢记一个数:0.618。
　　
　　用一个有刻度的纸条表达1000～2000克，在纸条长度的0.618处划一条线，在这条线所示的刻度做一次试验，也就是按1618克做一次试验。
　　
　　然后把纸条对中折起，前一线落在另一层上的地方，再划一条线，这条线在1382克处，再按1382克做一次实验，两次实验进行比较，如果1382克处好一些，我们在1618克处把纸条右边一段剪掉(如果1681克处较好，则在1382克处剪掉左边一段)。
　　
　　再依次中对折起来，又可划出一条线在1236克处：
　　
　　以1236克做实验，再和1382克的结果比较，如果还是1382克好，则在1236克处剪掉左边；再依次中对折，找出一个试点是1472，按1472克做实验，做出后再剪掉一段等等。注意:每次留下的纸条长度是上次长度的0.618(留下纸条长=0.618×上次长)。就这样，实验分析，再实验再分析，一次比一次更加接近所需要加入量，直到所能达到的精度。
　　举例:稻田每亩氮肥施量实验，据生产经验在200―300斤范围进行优选，具体实验过程见下表（单位：斤/亩）
　　
　　试验结果表明，氮肥量在238.2斤为最好(如果最佳点在端点，应适当扩大优选范围)。上世纪70年代末，由于化肥生产的大幅度增长，有些地区出现了偏肥，多施氮肥的倾向，氮肥肥效有下降趋势。1985年前后，福建省开展氮肥适应用量的检验，提出了根据土壤类型、作物品种、生产水平经验确定用氮量。福建连江县从1995年起采取了节约氮肥见降低成本的措施，1995年水稻每亩用氮量238斤(实物量)，比1992年减少69斤，三年全县共节约氮肥3000吨，节约投资217万元，平均每亩减少投资27元，水稻亩产提高8%。
　　
　　2 双因素
　　
　　假如有两个因素要考虑，我们的处理方法是：拿一张方纸对折，在折线上用单因素方法，找到最合适点“A”处后，再通过“A”横线上作试验，然后用单因素法找到最佳点“B”处。如，小麦氮磷配方施肥试验:每hm2小麦氮肥量优选范围为150～245kg，磷肥施用量优选范围为90～200kg。
　　第一步:先固定磷肥施用量160kg，用优选法来确定氮肥的施用量，其过程如下表所示（单位：kg/hm2）。试验结果表明:氮肥施用量为170kg最好。
　　
　　第二步:确定氮肥(N)施用量为170kg，对磷肥(P2O5)施用量 明:磷肥施用量为140kg最好。
　　进行优选，其过程如下表所示（单位：kg/hm2）。试验结果表
　　
　　
　　3 多因素
　　
　　以上实验方法有人称为“折纸法”，由于纸只有长和宽，只能处理两个因素 ，两个因素以上怎么办?我们可以用“降维法”思维来处理，其实以上两个因素问题处理方法就是把“二维”降为“一维”的方法。假如我们有三个因素:我们可以把它看成为对长方体的“对折”，也就是把长方体切为两半，其切法有三种，在这三个切面上找最优点，都是两个因素(固定一个因素)的优选问题。这样在三个切面上各找到一个最优点，在这三点处，比较那个点最好，把含有这一点的1/4长方体留下，再继续施行此法，这样，氮、磷、钾配方施肥方案试验就可按此进行，读者可自行分析。
　　
　　参考文献：
　　[1] 华罗庚. 优选学[M]. 北京: 科学出版社, 1984.

转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-244041.htm