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春小麦产量与主要生态因子间关系的计算机模型
2010-02-14 07:50:11 来源:作物所 作者:李德明1 崔桂华2 李晓红3 【 】 浏览:4817次 评论:0

(1 黑龙江省农垦科学院作物所,佳木斯 154007 2 黑龙江省国营胜利农场 3 黑龙江省农垦科学院农机鉴定站)

    摘要:黑龙江省农垦科学院作物所,从1994年开始,收集并整理了79个农场小麦产量和生态因子的资料,用多元二次回归的方法进行筛选,建立了春小麦产量与主要生态因子间关系的计算机模型。该模型可用于产量预报和生态区划等方面。
    关键词:春小麦 生态因子 计算机 模型。
  一、引言
  春小麦是黑龙江垦区的主栽作物之一,种植面积约占当地耕地面积的30%,其产量的高低对垦区农业具有举足轻重的作用。
  春小麦多年的种植结果表明,其单位面积产量的高低与当地的生态条件密切相关。1987--1993年,黑龙江省农垦科学院作物所李德明等,曾针对个别农场对春小麦与气象条件的关系进行了研究,建立了春小麦产量与雨量、气温、日照间的计算机模型[1],并用于产量预报和生态区划等。但是,在对个别农场逐年资料分析中,很难考虑土壤参数,因为土壤参数各年间的变化是很小的。为了较全面地分析春小麦产量与生态条件间的关系,从1994年开始,我们收集并整理了79个农场春小麦产量和生态因子资料,用多元二次回归的方法进行筛选,建立了黑龙江垦区春小麦产量与主要生态因子间关系的计算机模型。
  二、资料来源
  (1)1983-1995年期间,黑龙江垦区各农场土壤普查资料;
  (2)1995年以前,黑龙江垦区近四十年的气象资料汇编;
  (3)1995年以前,黑龙江省农场统计年鉴。
  三、生态因子的筛选与计算机模型的建立
  (1)通过多元二次回归方法的筛选,入选因子有土壤有机质含量、年降水量和年平均气温等3个因子。
  (2)多元二次回归方程如下:
Y=A0+A1*X1+A2*X2+A3*X3+A12*X1*X2+A13*X1*X3+A23*X2*X3+A11*X1*X1+A22*X2*X2+A33*X3*X3 (1)
  式中,
  X1--土壤有机质含量(%);
  X2--年平均气温(℃);
  X3--年降水量(毫米);
  Y --春小麦产量(公斤/亩);  
  A0、A1、A2、A3、A12、A13、A23、A11、A22、A33--- 均为模型参数,其值如下:
  A0 =-961.23
  A1 =-37.379391
  A2 =-26.31184
  A3 =5.380197
  A12=-1.071559
  A13=0.18325
  A23=0.124123
  A11=-3.470388
  A22=-8.422245
  A33=-0.006546
  该模型的自由度α1=9,α2=69,统计检验值F=2.730231,达到0.01的极显著标准,方程可靠。
用极值判别法可判定,该模型有极大值,并可求出,当X1=9,X2=2,X3=555时,Y取得最高值338.4。
  四、对模型的分析
  1.春小麦产量与生态条件关系的单因子曲线
  (1)春小麦产量与土壤有机质含量关系的单因子曲线
  当令年平均气温、年降水量为79个农场的平均值(即X2=1.5、X3=524.0)时,模型(1)变成 Y与X1的一元二次方程,可用图1来描述(方程从略)。图中纵座标为产量,横座标为土壤有机质。

  (2)春小麦产量与年平均气温关系的单因子曲线
  当令土壤有机质、年降水量为79个农场的平均值(即X1=5.1、X3=524.0)时,模型( 1)变成Y与X2的一元二次方程,可用图2来描述(方程从略)。图中纵座标为产量,横座标为年平均气温。
  (3)春小麦产量与年降水量关系的单因子曲线
  当令土壤有机质、年平均气温为79个农场的平均值(即X1=5.1、X3=1.5)时,模型(1)变成Y与X2的一元二次方程,可用图3来描述(方程从略)。图中纵座标为产量,横座标为年降水量。




  2.春小麦产量与生态条件关系的双因子等产量线图
  (1)春小麦产量与土壤有机质含量、年平均气温关系的双因子等产量线图
当令年降水量为79个农场的平均值(即X3=524)时,模型(1)变成 Y与X1、X2的二元二次方程,可用图4来描述(方程从略)。图中纵座标为年平均气温,横座标为土壤有机质。椭圆曲线为产量等值线,内圈及以内区域亩产≥300公斤,向外分别是250、200…50


  (2)春小麦产量与土壤有机质含量、年降水量关系的双因子等产量线图
  当令年平均气温为79个农场的平均值(即X2=1.5)时,模型(1)变成Y与X1、X3的二元二次方程,可用图5来描述(方程从略)。图中纵座标为年降水量,横座标为土壤有机质。椭圆曲线为产量等值线,内圈及以内区域亩产≥300 公斤,向外分别是250、200…50公斤。



  (3)春小麦产量与年平均气温、年降水量关系的双因子等产量线图当令土壤有机质为79个农场的平均值(即X1=5.1)时,模型(1)变成Y与X2、X3的二元二次方程,可用图6来描述(方程从略)。图中纵座标为年降水量,横座标为年平均气温。椭圆曲线为产量等值线,内圈及以内亩产≥300公斤,向外分别是250、200…50公斤。



  五、应用前景及讨论
  春小麦产量与主要生态因子间关系的计算机模型除可用于产量预报、生态区划以外,还对定向育种、土壤改良、气候变化等研究工作有重要意义。
  参考文献
1 李德明等.运用正态回归模型研究春小麦与气象条件的关系.黑龙江气象,1987.1
[注]本文出处:许越先,周义桃,刘世洪主编.面向21世纪的信息技术与农业.中国农业科技出版社,1998.10:104~107

Tags:春小麦 产量 生态因子 计算机模型 责任编辑:lidm
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