“3414”肥料效应试验的设计与统计分析吴志勇1,闫静1,施维新1,曾胜河2(11新疆兵团农业技术推广总站,乌鲁木齐 830011;21新疆农垦科学院水土所,新疆石河子 832000)
摘 要:介绍了“3414”肥料效应试验的设计和特点,“3414”肥料效应试验完全设计和不完全设计内容,用常见的统计分析软件Excel对“3414”肥料效应试验的部分实施方案和完全实施方案结果进行统计分析,并用具体例子对分析过程中每一步骤、分析结果中各参数意义进行了详细解释,并根据参数拟合了一元二次、二元二次、三元二次肥料效应方程。关键词:肥料试验;统计分析中图分类号:S14-33 文献标识码:A 文章编号:1001-4330(2008)01-0135-07
TheDesignandStatisticAnalysisofEffectExperimentofFertilizer“3414”
WUZhi-yong1,YANJing1,SHIWei-xin1,ZENGSheng-he2(1.MasterStationofAgriculturalTechniques,XinjiangProductionandConstructionCorps,Urumqi830011
,
China;2.InstituteofWaterandSoilAcademyofSciencesofXJPCG,ShihhotzeXinjiang832000,China)Abstract:Thedesignandcharacteroftheeffectexperimentofthefertilizer“3414”wereintroducedandthecompleteanduncompletedesignoftheeffectexperimentatofthefertilizer“3414”wereanalyzedinthisarticle,theresultofthepartandentireapllyingprojectofthetheeffectexperimentationofthefertilizer“3414”wasanalyzedbyExcel.Everystepoftheanalysisandthemeaningofeachparameterintheresultwasexplainedbyexamples.Keywords:experimentoffertilizer;statisticanalysis
“3414”肥料效应试验方案是农业部《测土配方施肥技术规范(试行)修订稿》中推荐采用的方案设计[1],在实施农业部、财政部“测土配方施肥财政专项补帖项目”中每个项目试点单位实施10个肥效试
验,在具体实施过程中根据研究目的采用“3414”完全实施方案和部分实施方案。“3414”试验处理多,难度大,操作复杂,工作量大,成功率低,对试验人员素质要求高,特别是对试验结果的统计和分析尤为重要。Excel是一种常见的、可操作性强的统计分析软件,电脑在安装有MSOffice办公软件中已包含有Excel;打开Excel后检查是否安装有“分析工具库”,在默认的情况下Excel是没有安装“分析工具库”的,没有“分析工具库”就不能进行统计分析,此时就要安装后方能正常使用[2～3]。
1 “3414”肥料效应田间试验的基本特点“3414”设计是在国外“3411”多点肥料试验方案的基础上,加了12～14三个处理后得到的方案,该方案设计吸收了回归最优设计处理少,效率高的优点,又符合肥料试验和施肥决策的专业要求。不仅可以作为一个完整的三因素试验用于建立三元二次肥料效应回归方程,而且还可以作为三个二因素或三个单因素试验建立二元或一元肥料效应回归方程[4]。同时,即使某一个或某几个处理出问题,仍可以获得一些用于施肥决策的有价值信息,提高了试验效率。此外,该方案的另一个优点是编码值取整数,有较直观的可比性,便于实施与示范推广,是目前国内外应用较为广泛的肥料效应田间试验方案。在具体实施过程中可根据不同目的采用“3414”完全实施方案和部分实施方案。
收稿日期:2007-01-08;修回日期:2007-03-21
基金项目:国家测土配方施肥财政专项补贴项目(2005～2007年);新疆生产建设兵团农业技术推广项目(2005～2007年,1.2
)
作者简介:吴志勇(1972-),男,江苏人,高级农艺师,研究方向为土壤、植物营养及施肥技术,(E-mail)tfz8103@163.com
新疆农业科学 2008,45(1):135-141
XinjiangAgriculturalSciences
2 “3414”肥料效应田间试验完全实施方案“3414”肥效试验方案是二次回归D—最优设计的一种,具体指氮、磷、钾3个因素,4个水平,14个处理。4个水平的含义:0水平指不施肥,2水平指当地推荐施肥量,1水平=2水平×0.5,3水平=2水平×1.5(该水平为过量施肥水平)[5]。为便于汇总,同一作物、同一区域内施肥量要保持一致。如果需要研究有机肥料和中、微量元素肥料效应,可在此基础上增加处理。表1
表1 “3414”试验方案处理(推荐方案)试验编号No.处理TreatmentNPK
1N0P0K00002N0P2K20223N1P2K21224N2P0K22025N2P1K22126N2P2K22227N2P3K22328N2P2K02209N2P2K122110N2P2K322311N3P2K232212N1P1K211213N1P2K112114N2P1K1211
该方案除可应用14个处理进行氮、磷、钾三元二次效应方程的拟合以外,还可分别进行氮、磷、钾中任意二元或一元效应方程的拟合。例如:进行氮、磷二元效应方程拟合时,可选用处理2～7、11、12,求得在以K2水平为基础的氮、磷二元二次效应方程;选用处理2、3、6、11可求得在P2K2水平为基础的氮肥效应方程;选用处理4、5、6、7可求得在N2K2水平为基础的磷肥效应方程;选用处理6、8、9、10可求得在N2P2水平为基础的钾肥效应方程。此外,通过处理1,可以获得基础地力产量,即空白区产量[6]。
3 “3414”肥料效应田间试验部分实施方案试验氮、磷、钾某一个或两个养分的效应,或因其它原因无法实施“3414”完全实施方案,可在“3414”方案中选择相关处理,即“3414”的部分实施方案[7]。这样既保持了测土配方施肥田间试验总体设计的完整性,又考虑到不同区域土壤养分特点和不同试验目的要求,满足不同层次的需要。如有些区域重点要试验氮、磷效果,可在K2做肥底的基础上进行氮、磷二元肥料效应试验,但应设置3次重复。表2
表2 氮、磷二元二次肥料试验设计与“3414”方案处理编号对应处理编号No.“3414”方案处理编号Numberoftreatment3414处理TreatmentNPK
11N0P0K000022N0P2K202233N1P2K212244N2P0K220255N2P1K221266N2P2K222277N2P3K2232811N3P2K2322912N1P1K2112
上述方案也可分别建立氮、磷一元效应方程。在肥料试验中,为了取得土壤养分供应量、作物吸收养分量、土壤养分丰缺指标等参数,一般把试验设计为5个处理:空白对照(CK)、无氮区(PK)、无磷区(NK)、无钾区(NP)和氮、磷、钾区(NPK)。这5个
・631・ 新疆农业科学 45卷处理分别是“3414”完全实施方案中的处理1、2、4、8和6。如要获得有机肥料的效应,可增加有机肥处理区;试验某种中(微)量元素的效应,在NPK基础上,进行加与不加该中(微)量元素处理的比较。试验要求测试土壤养分和植株养分含量,进行考种和计产。试验设计中,氮、磷、钾、有机肥等用量应接近效应肥料函数计算的最高产量施肥量或用其他方法推荐的合理用量。表3
表3 常规5处理试验设计与“3414”方案处理编号对应“3414”方案处理编号Numberoftreatment“3414”处理TreatmentNPK
空白对照CK1N
0P0K0000
无氮区PK2
N
0P2K2022
无磷区NK4
N
2P0K2202
无钾区NP8
N
2P2K0220
氮磷钾区NPK6
N
2P2K2222
4 利用Excel进行“3414”部分实施方案结果的统计与分析“3414”部分实施方案可分为单因素方程的拟合、二因素效应方程的拟合及常规处理。如氮、磷适量水平下钾肥的效应方程的拟合;钾适量水平为基础进行氮、磷二元效应方程拟合;“3414”方案选取处理1无肥区(CK)、处理6氮磷钾区(N
2P2K2)、处理2缺氮区(N0P2K2)、处理4缺磷区(N2P0K2)、处理8缺
钾区(N
2P2K2)部分实施,可获得土壤养分丰缺指标、土壤养分供应量、作物养分吸收量等参数。下面就
这三种情况的试验结果的统计分别说明。在“3414”试验设计中,一般将第2水平作为可能的最佳用量。研究单因素的肥料效应时不应受其它因素因不足或过量而造成的影响,因此,将其它两个因素定在2水平上应该是合理的。采用一元肥料效应模型进行拟合时,选用处理2、3、6、11可求得以P2K2水平为基础的氮肥效应方程;选用处理4、5、6、7可求得在N2K2水平基础上的磷肥效应方程;选用处理6、8、9、10可求得在N2P2基础上的钾肥效应方
程,但应设置3次重复。采用的单因素肥料效应模型采用一元二次效应模型为:
Y=a+bX+cX2
式中Y为产量,X为肥料用量,a为截距;b为一次回归系数,c为二次回归系数。进行氮、磷二元效应方程拟合时,可选用处理2～7、11、12,可求得以K2水平为基础的氮、磷二元二次肥效方程。二元二次效应模型的方程为:
Y=a+bX1+cX2+dX12+eX22+fX1X2
下面在Excel中对“3414”部分实施的肥料效应试验进行一元二次拟合。
4.1 一元二次肥料效应的拟合选用处理2、3、6、11求在当地最佳施PK肥量下的小麦氮肥效应方程。1、输入2、3、6、11,并计算X
1
2。表4
表4 最佳施肥量下的小麦氮肥效应编号No.NN2产量Yield
20031238643856162564431124576412
2、打开Excel工具下拉菜单→数据分析→回归,确定。3、在“Y值输入区域”输入产量,“X值输入区域”输入X1、X12,若选中表头,在标志框处打“√”,并选择任意位置为输出区域,确定。得如下结果。表5
・731・1期 吴志勇等:“3414
”肥料效应试验的设计与统计分析