施肥效果分析.doc

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1、施肥效果分析摘要本文研究了營(yíng)養(yǎng)素對(duì)作物的產(chǎn)量的影響，分析了不同營(yíng)養(yǎng)素對(duì)不同作物生長(zhǎng)產(chǎn)量的差異，建立了施肥效果模型。并采用控制變量法和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)擬合法建立了營(yíng)養(yǎng)素對(duì)作物生長(zhǎng)影響的模型。根據(jù)研究所所得的營(yíng)養(yǎng)素與作物產(chǎn)量的數(shù)據(jù)，運(yùn)用MATLAB得到營(yíng)養(yǎng)素與作物產(chǎn)量關(guān)系的散點(diǎn)圖。進(jìn)一步運(yùn)用擬合工具進(jìn)行擬合數(shù)據(jù)，得到多項(xiàng)式的二次，三次函數(shù)和正弦函數(shù)一項(xiàng)，兩項(xiàng)和三項(xiàng)函數(shù)。利用方差比較，得到N在三次多項(xiàng)式時(shí)擬合度最好，而P和K在二次多項(xiàng)式時(shí)擬合度最好。本文最后總結(jié)了模型的優(yōu)點(diǎn)和不足之處，并對(duì)施肥效果改進(jìn)意見(jiàn)。關(guān)鍵詞：散點(diǎn)圖，方

2、差比較，擬合方程，控制變量一．問(wèn)題重述作物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)素主要是氮（N）、鉀（K）、磷（P）。為研究三種營(yíng)養(yǎng)素對(duì)作物生長(zhǎng)的影響，某作物研究所在該地區(qū)選取土豆與生菜做了一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中當(dāng)一個(gè)營(yíng)養(yǎng)素的施肥量變化時(shí)，總將另二個(gè)營(yíng)養(yǎng)素的施肥量保持在最適宜植物生長(zhǎng)狀態(tài)。分析數(shù)據(jù)得出施肥量與產(chǎn)量之間關(guān)系，并對(duì)所得結(jié)果從應(yīng)用價(jià)值與如何改進(jìn)等方面作出估價(jià)。二．問(wèn)題分析氮元素可促進(jìn)植株莖葉的生長(zhǎng)，更好的進(jìn)行光合作用。磷元素具有一部分促根發(fā)育的作用還具有促進(jìn)開(kāi)花的作用。鉀元素主要是促進(jìn)果實(shí)的干物質(zhì)積累，用來(lái)膨大果實(shí)。增加產(chǎn)

3、量。由施肥量與產(chǎn)量的關(guān)系表格可得營(yíng)養(yǎng)素對(duì)土豆生菜的產(chǎn)量有明顯的促進(jìn)作用。根據(jù)農(nóng)業(yè)期刊《Biologyandfertilityofsoils》，一般來(lái)說(shuō)，產(chǎn)量W可以用營(yíng)養(yǎng)素施肥量的多項(xiàng)正弦函數(shù)表示，故做擬合曲線并代入試驗(yàn)數(shù)據(jù)求得關(guān)系表達(dá)式；同時(shí)聯(lián)想到Logistic函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)曲線為二次多項(xiàng)式（也是隨著自變量先增后減），因此作一次二次以及三次多項(xiàng)式擬合，并進(jìn)行比較。三．基本假設(shè)①每次試驗(yàn)獨(dú)立且試驗(yàn)條件（如環(huán)境條件，種植密度，土壤條件）相同；②由于數(shù)據(jù)由研究所提供，所以假設(shè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)不會(huì)出現(xiàn)較大誤差；③三種元素的使施用

4、量同作物產(chǎn)量有一定的函數(shù)關(guān)系，同一種元素對(duì)不同作物的作用表現(xiàn)為同一類(lèi)的函數(shù)關(guān)系；④忽略土壤中原有的N、P、K對(duì)作物生長(zhǎng)的影響；⑤三種元素對(duì)作物增長(zhǎng)的作用是相互獨(dú)立的；四．名詞解釋和符號(hào)說(shuō)明名詞解釋:種植密度：?jiǎn)挝幻娣e作物種植量符號(hào)說(shuō)明：①（i=1,2,3.....)多項(xiàng)式系數(shù)②，，正弦函數(shù)各項(xiàng)系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)五.模型建立和求解采用MATLAB2012b中配置的curvefittingtool（曲線擬合工具），直接輸入數(shù)據(jù)，進(jìn)行曲線擬合。二、N對(duì)作物生長(zhǎng)的影響1.N對(duì)土豆生長(zhǎng)的影響數(shù)據(jù)散點(diǎn)圖根據(jù)圖像可進(jìn)行大致估計(jì)，其函

5、數(shù)關(guān)系應(yīng)為二次（或更高次）多項(xiàng)式函數(shù)，此函數(shù)關(guān)系亦有可能為三角函數(shù)。根據(jù)實(shí)際，現(xiàn)假設(shè)其函數(shù)關(guān)系可能為二次多項(xiàng)式函數(shù)、三次多項(xiàng)式函數(shù)、一項(xiàng)正弦函數(shù)、兩項(xiàng)正弦函數(shù)。根據(jù)已有數(shù)據(jù)建立回歸模型，進(jìn)行曲線擬合。（以下關(guān)于其他幾組數(shù)據(jù)的討論皆為這幾種模型，不再贅述）（1）二次多項(xiàng)式函數(shù)回歸模型結(jié)果如下LinearmodelPoly2:f(x)=p1*x^2+p2*x+p3Coefficients(with95%confidencebounds):（95%致信區(qū)間內(nèi)的擬合常數(shù)）p1=-0.0003395(-0.0003886,

6、-0.0002905)p2=0.1971(0.1736,0.2207)p3=14.74(12.63,16.85)Goodnessoffit:SSE:11.33R-square:0.9863AdjustedR-square:0.9824RMSE:1.272（2）三次多項(xiàng)式函數(shù)回歸模型LinearmodelPoly3:f(x)=p1*x^3+p2*x^2+p3*x+p4Coefficients(with95%confidencebounds):p1=-2.666e-07(-5.998e-07,6.655e-08)p2

7、=-0.0001532(-0.0003899,8.347e-05)p3=0.1645(0.1189,0.2102)p4=15.71(13.5,17.91)Goodnessoffit:SSE:6.914R-square:0.9916AdjustedR-square:0.9875RMSE:1.073(3)單項(xiàng)正弦函數(shù)回歸模型GeneralmodelSin1:f(x)=a1*sin(b1*x+c1)Coefficients(with95%confidencebounds):a1=43.76(42.27,45.25)b1

8、=0.004162(0.003909,0.004416)c1=0.3586(0.3058,0.4115)Goodnessoffit:SSE:10.32R-square:0.9875AdjustedR-square:0.984RMSE:1.214(4)兩項(xiàng)正弦函數(shù)回歸模型GeneralmodelSin2:f(x)=a1*sin(b1*x+c1)+a2*sin(b2*x+c2