水稻水肥耦合田间试验的设计、方差分析及多重比较 戴琳1，金春明2 1河海大学农业工程学院，南京 （210098） 2 南京市苏地源土地整理规划设计有限公司，南京 （210029） E-mail ：darling.1983@https://www.doczj.com/doc/7e4669109.html, 摘 要：正确合理的试验设计和统计方法,对于提高田间试验水平,科学分析田间试验结果,以及为读者提供准确信息和增加试验的重演性等均有重要意义。目前,绝大多数田间试验结果都利用各种分析软件(如DPSS 、DPS 、SAS 、EXCEL 等)进行分析，虽然方便易行，但是许多人对其中含义并不了解，不能很好地达到寻求规律、指导生产的目的。本文分别用随机区组和裂区设计水稻水肥耦合田间试验，并用二因素随机区组试验和裂区试验的统计分析方法进行方差分析和多重比较。 关键词：田间试验；试验设计；方差分析；多重比较；水稻 1. 引言 试验在江苏省南京市蔬菜花卉科学研究所内修建的蒸渗仪中进行。研究水氮耦合对水稻的影响，设灌溉定额和氮肥用量两个因素，其中，灌溉定额设3个水平：300 mm 、450 mm 、600 mm ；氮肥用量设4个水平：150 kg/hm 2、200 kg/hm 2、250 kg/hm 2、300 kg/hm 2。试验过程中，除施肥和灌水因素外，其它栽培管理措施同一般大田。 2. 试验设计 设W 因素为灌溉定额，分别用A1、A2、A3来表示300 mm 、450 mm 、600 mm 三个水平(a=3)。设N 因素为施加氮肥量，分别用B1、B2、B3、B4来表示：150 kg/hm 2、200 kg/hm 2、250 kg/hm 2、300 kg/hm 2四个水平 (b=4)。共ab=3×4=12个处理，重复3次(r=3)，共abr=3×4×3=36个试验数据。土壤肥力南北向变化。 2.1 用随机区组的方法对试验进行设计 随机区组设计是随机排列设计中最常用而最基本的设计，其特点是根据“局部控制”的原则，将试验地按肥力程度划分为等于重复次数的区组，一个区组亦即一个重复，区组内各处理都独立地随机排列[1 ，2] 。本试验土壤肥力南北向变化，设三次重复。借助于随机数字表对 三个区组内各小区进行随机排列，设计结果如图1所示： 图1 水稻水肥耦合试验的随机区组设计 Ⅰ A 1B 1 A 3B 4 A 2B 3A 1B 2A 3B 3A 3B 2A 1B 3A 2B 1A 1B 4 A 2B 2 A 3B 1 A 2B 4 Ⅱ A 1B 3 A 2B 1 A 1B 2A 3B 4A 2B 2A 1B 1A 2B 3A 2B 4A 3B 2 A 1B 4 A 3B 1 A 3B 3 土壤肥力 Ⅲ A 1B 2 A 1B 4 A 3B 4A 2B 4A 2B 2A 3B 3A 1B 1A 2B 3A 2B 1 A 3B 1 A 1B 3 A 3B 2
天津大学2013~2014学年研究报告 课程名称：水库优化调度 （编号：S205E046） 研究题目：水流与水质耦合模拟 学院名称：建筑工程学院 专业名称：水利水电工程 学号：1013205068 2013205138 姓名：许红师孟庆林 2013 年12 月
目录 1 基本资料概述 (1) 1.1 研究对象 (1) 1.2 研究目标 (1) 1.3 研究要求： (1) 1.4 研究信息和约束 (2) 2 研究思路 (2) 3 技术路线 (3) 4 研究内容 (3) 4.1 模型建立 (3) 4.2 方案制定 (4) 4.3 数值模拟 (4) 4.3.1 初始条件下数值模拟结果 (4) 4.3.2 方案一系列数值模拟结果 (5) 4.3.3 方案二系列数值模拟结果 (9) 4.4 结果分析 (13) 5 总结 (13)
1 基本资料概述 1.1 研究对象 本课题研究对象为一方形湖泊，长：1000.0m、宽：500.0m。湖底为平面，底高程为0.0m，四周岸堤高程均为5.0m。上方中间位置有一排污口。左右两侧中间位置各有一节制闸，最大过闸流量20m3/s，两节制闸均可汇入和汇出流量。平面结构如下图1所示： 500m 1000m 图1 研究对象平面结构示意图 1.2 研究目标 给定湖泊初始的水质条件和水位，计算在确定排污口排入污染过程下，10天时间内的湖泊水质变化过程。判定湖泊水体水质是否满足景观四类水体水质要求、何时不满足和哪些区域不达标。如果不达标，提出合理的补水方案(补水方式、补水时间等)，即如何通过左右两侧节制闸的调控，控制进入和汇出湖泊的水流过程，使得污染物稀释同时水体水质满足景观四类水体水质要求。 1.3 研究要求： （1）采取MIKE21软件模拟，hydrodynamic module+ transport module。模拟所需参数可采取软件推荐值或自行调研信息值。 （2）不考虑风对水流作用；考虑降雨和蒸发。 （3）不考虑污染物的生化反应，不考虑降解。
水肥耦合效应研究综述 摘要土壤水分与肥料是农业生产的两大因素，两者具有协同效应，增水能够增加肥料的增产效应，增肥能够增加灌水的增产效应，两者既相互制约又相互协调促进。在农业生产中，只有合理匹配水肥因子，才能起到以肥调水、以水促肥，并充分发挥水肥因子的整体增产作用。研究水肥耦合效应，对提高肥料和水分利用效率、提高农业生产的经济效益和生态效益、保障农业可持续发展有着重要的意义。 关键词以肥调水；以水促肥；水肥耦合 1水肥耦合概念及机理 农业生产中水分和养分（肥料）是影响作物生长的两个重要环境因子，水肥之间的关系相当复杂。在农田系统中，水分与养分之间、各养分之间以及作物与水肥之间都具有相互激励与拮抗的动态平衡关系。 水肥耦合则是指农田生态系统中，水分和肥料二因素或水分与肥料中的氮、磷、钾等因素之间的相互作用对作物生长的影响及其利用效率，也可以理解为在农业生态系统中，水与土壤矿质元素这两个体系融为一体，互相影响、相互作用，对植物的生长发育产生的现象或结果。水肥耦合技术则是在考虑水分和养分对作物生长的影响，在不同水分、养分基础条件下，所使用的因水施肥、以水定肥、以肥调水等技术。 水肥是影响作物产量的两个重要因子，在育种技术、耕作技术、栽培技术等的基础上，合理的灌溉与施肥是作物增产的主要途径之一。从水、肥对作物的生理生长影响过程来看，这两个因子在很大程度上既相互制约，又互相影响，水分不足影响作物根系对肥料的吸收，并直接影响作物的的产量；养分不足则同样限制作物对水分的充分利用并降低作物产量。增水能促进肥料的增产效应；增肥可明显改善旱作物叶片水分状况，增加光合速率、延缓叶片衰老，有利于作物后期维持一定的光合面积和作用时间，减小了土壤水分不足对产量的影响。 在实际农业生产中研究和发展水肥耦合机理及其技术，对节约并高效利用有限的农业水资源对农业可持续发展具有重要意义。只有合理匹配水肥因子，才能起到以肥调水、以水促肥，达到水分和养分的高效利用，并充分发挥水肥因子的整体增产 作用。 2研究进展 Viets指出，因为水分的有效性影响着土壤微生物、物理及植物生理过程，土壤中水分与养分之间的关系复杂而密切。Lahiri认为，在土壤干旱状况下施用
水肥耦合对大豆棵间土壤蒸发及水分利用效率的影响 农学专业崔万同 指导老师王建林 摘要：本文采用分根交替灌溉技术，通过不同的水肥配合比，利用微型蒸发器，研究了水肥耦合下大豆整个生育期的土壤棵间蒸发及水分利用效率。通过对实测数据的分析，结果表明：在大豆整个生育期内，棵间蒸发占总耗水量的50.23%～56.12%，适量施肥能够有效降低无效耗水；不同水肥处理对大豆生育期棵间蒸发有一定的影响，最大相差可达6.77 mm；而对叶面蒸腾的影响较大，最大相差达到16.17mm；该地区大豆在分枝期棵间蒸发量最大；不同处理下的蒸发强度与叶面积指数呈显著负相关，同时与表层土壤含水率呈显著正相关，二者决定系数均在0.77以上。W1N1处理减少了棵间蒸发，提高了作物水分利用效率。本研究可为当地合理利用有限水资源和提高水分利用效率提供理论支持。 关键词：交替灌溉施肥大豆棵间蒸发水分利用效率
Effects of soil evaporation and water use efficiency for soybean under water and fertilizer coupling Agronomy College Cui Wan-tong Tutor Wang Jian-lin Abstract: In this paper, with the alternate partial root irrigation techniques and through the ratio of different water and fertilizer, The micro-lysimeters were employed to determine the soil evaporation and water use efficiency of soybean at its whole growth stages under water and fertilizer coupling .Analysis of the measured data, the results showed that soil evaporation in soybean field accounted for 50.23%～56.12% of water consumption in the whole growth stages，A moderate amount of fertilizer can effectively reduce the invalid water; The effects of evaporation is small under the different water and fertilizer on soybean growth, the maximum difference is only 6.77 mm；leaf transpiration，the biggest difference to16.17mm；There is the largest soil evaporation in the branches of soybean in the region；Evaporation strength and leaves area index in different treatments was significantly negatively correlated , at the same time ,with the surface soil moisture content was a significant positive correlation , both the correlation coefficient of determination were above 0.77. W1N1 processing is the best mode of water and fertilizer to decrease soil evaporation and to raise crop water use efficiency. The study can provide theoretical support for rational use of limited water resources and improvement of water use efficiency. Key words: Alternate irrigation and fertilization ,Soybean; Soil evaporation, Water use efficiency
水肥耦合效应对平原区夏玉米产量的影响 摘要:为了研究不同水肥条件对夏玉米产量的影响,在防雨棚条件下进行盆栽试验,采用3因素5水平2次通用旋转回归组合设计,建立了灌水量?氮肥和钾肥施用量对夏玉米产量影响的数学模型?因素效应分析结果表明,影响夏玉米产量的主要因素是灌水量,其次是氮肥和钾肥的施用量?各因素交互作用对玉米产量的贡献为氮?水>钾?水>氮?钾;从产量角度评价灌水量?氮肥和钾肥施用量的最佳水肥调控组合?当灌水量?氮肥和钾肥施用量分别为450 mm?180 kg/hm2?120 kg/hm2时,玉米达到高产生产指标84.63 g/盆,为水肥调控的最佳组合? 关键词:水肥耦合;二次通用旋转回归;产量;夏玉米 The Coupling Effect of Water and Fertilizer on Summer Maize Yield of in the Plain Abstract: The coupling effects of water and fertilizer on yield of summer maize in the plain were investigated by using the general quadratic rotatory regression and solution culture. The pot trials were carried out in rain-protection shed and the mathematical models were established. Analysis showed that the dosage of water irrigation significantly influenced the yield of summer maize, followed by the amount of nitrogen and potash fertilizer. The interaction effects among these factors on the corn yield according to the order as N and water>K and water>N and K. From the aspect of maize yield, sufficient water with higher level of N and K was the best combination. Maize production could achieve the high yield goal 84.63 g/pot when irragation dose, the concentrations of nitrogen and potassium were 450 mm,180 kg/hm2,120 kg/hm2,respectively. Key words: coupling effect of water and fertilizer; general quadratic rotatory regression; yield; summer maize 在严重缺水的华北平原,水分不足和养分供应不足两大因素成为该地区农业持续发展的限制因子?水分不但是作物生长所必需的条件之一,也是化肥溶解和有机肥料矿化的必要条件?养分通过扩散与质流的方式向根及地上部迁移,此过程必须有水分参与?充分说明作物对水分和养分吸收过程并不是孤立的,它们之间是相互作用和相互影响[1-3]?水肥供应不足必然会影响土壤养分的运移和作物的吸收利用,从而对作物产量产生不利的影响? 早期的研究报道多见于水肥耦合效应在不同作物和蔬菜的应用,并注重研究水肥耦合条件下干旱地区节水效应与不同作物的反应及产量效应关系?国内外已对养分和水分运移规律及增产机理等进行了大量的研究[4-6]?水肥是玉米生长发育的决定因素,尤其是在玉米的拔节时期?在旱棚条件下的水肥耦合效应也有报道,
水氮耦合效应研究 近年来，许多学者对冬小麦的水肥效应进行了研究，特别是对冬小麦进行合理施肥、提高降水利用效率等方面。作物在生长过程中，要通过根系不断从土壤中吸收养分和水分，便会在根际周围形成养分相对耗竭区。从而在近根际和远根际土壤间形成水分和养分浓度梯度。致使水分向近根区土壤迁移，以达到水势平衡。养分溶解在土壤中，也会随溶液的迁移而迁移，到达近根际，以使养分浓度梯度缩小。因此，土壤的水分状况直接影响土壤养分的迁移，水分充足，养分地迁移就容易；水分不足，养分地迁移就困难，甚至难以进行（刘芷宇等 1990）。水分既会有效的影响植物对土壤养分的吸收，也影响作物生长及产量。研究表明，施肥促进根系发育，在水分偏少的情况下，施用氮、磷肥料对作物的扎根深度和根系总量有显著促进作用，同时也促进了根系活动，有利于吸收其生长所需的养分和水分（康绍忠等 1998；沈玉芳等 2005；张喜英 1999；张玉革和姜勇 1999）。据梁银丽（1996）研究表明，在有限供水条件下，如土壤含水量在田间持水量 40%~58%范围内，随磷用量增加，而水分利用率提高。并且土壤干旱趋于严重，磷的效果越好。干旱条件下施肥可以提高植物吸收水分的效率（Mengel and Kirby1987），可以显著提高小麦对土壤贮水，特别是深层贮水的利用。增加施肥水平，可以使土壤吸纳更多肥料，提高土壤水势，使水分得以贮存，以供给小麦利用，从而提高小麦利用土壤水分的能力。 国内外研究动态 水分和养分是影响农业生产的两个主要因子，它们既有自己特殊的作用，又互相牵制、互相作用。水分对作物养分吸收和利用有一定的影响，同时养分对作物吸收水分也产生一定的影响，这就是水分和养分的相互作用。近些年来，国内外较多学者对作物水分和养分的关系进行了大量的研究，取得了许多研究成果，具体有以下几个方面： 1、水分对作物养分吸收利用的影响及其作用机制 大量研究表明，水分既影响着作物对养分的吸收，也影响着养分在作物体内的转移及分配，最终影响作物产量和养分利用率。 水分对作物养分吸收利用的影响因元素种类、营养状况而不同。研究表明，由于磷、钾主要以扩散方式迁移，当土壤干旱时，扩散受到影响，磷、钾等通过扩散向根部移动的元素进入根部的数量便会减少。而NO3-主要靠质流移动，作物对它的吸收能一直持续到植株死亡时为止。从而造成干旱条件下作物组织中含磷量降低和氮浓度提高，N/P比增大(奚振邦等，1996)。小麦试验表明，在低肥力土壤上，灌水对籽粒和茎叶中氮素比例影响不大，没有提高氮肥利用率，且水肥之间似有负交互作用；而在高肥力土壤上，灌水由于使籽粒含氮量提高，氮素在籽粒中的比重、籽粒氮素所占的百分数明显增加。肥料利用率显著提高。即使是低肥力土壤上，在高氮磷配合的情况下，灌水对提高氮肥利用率仍有突出作用(李生秀等，1995)。呈现低肥低水、高肥高水对作
水质数学模型分类 按上游来水和排污随时间的变化情况： 动态模式、稳态模式 按水质分布状况： 零维、一维、二维和三维 按模拟预测的水质组分： 单一组分、多组分耦合模式 水质数学模式的求解方法及方程形式 解析解模式、数值解模式 河流水质模型 ? 河流完全混合模式、一维稳态模式、S-P 模式（适用于河流的充分混合段） ? 托马斯模式（适用于沉降作用明显河流的充分混合段） ? 二维稳态混合模式与二维稳态混合衰减模式（适用于平直河流的混合过程段） ? 弗罗模式与弗-罗衰减模式（适用于河流混合过程段以内断面的平均水质） ? 二维稳态累积流量模式与二维稳态混合衰减累积流量模式（适用于弯曲河流的混合过程段） ? 河流pH 模式与一维日均水温模式 河流完全混合模式 C －废水与河水完全混合后污染物的浓度，mg/L Qh －排污口上游来水流量，m3/s ) /()(h p h h p p Q Q Q c Q c c ++=
C h－上游来水的水质浓度，mg/L Qp－污水流量，m3/s Cp－污水中污染物的浓度， mg/L 适用条件：（1）废水与河水迅速完全混合后的污染物浓度计算；（2）污染物是持久性污染物，废水与河水经一定的时间（距离）完全混合后的污染物浓度预测。河流为恒定流动；废水连续稳定排放 一维稳态模式 C 为污染物的浓度；Dx 为纵向弥散系数， ux 断面平均流速；K 为污染物衰减系数 模型的适用对象：污染物浓度在各断面上分布均匀的中小型河流的水质预测BOD－DO耦合模型（S－P模型） 适用条件：河流充分混合段，污染物为耗氧有机物，需要预测河流溶解氧状态；河流为恒定流动，污染物连续稳定排放 氧垂曲线与临界点(最大氧亏值处） S-P模式的适用条件： ①河流充分混合段； ②污染物为耗氧性有机污染物； ③需要预测河流溶解氧状态； ④河流恒定流动；
摘要 水环境数学模型的研究按照时间可以划分为三个阶段。对每个阶段的特点和发展情况进行了详细叙述。阐述了水质模型在水质预测、水质规划评价、水环境容量计算和水质预警预报中所起的作用,以及在国内外的实际应用情况。介绍了当前国内外在各个发展方向上的研究进展,说明水质模型未来的六个发展趋势:新模型的开发,不确定性水质模型的研究,水质模型与“3S”的结合,多介质环境生态综合模人工智能和水质模型的结合,地下水和地表水转换的水质模型。 关键词:水环境；水质模型；发展阶段
目录 引言 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。 1.水质模型的发展过程................................................................................. 错误！未定义书签。 1.1第一阶段........................................................................................ 错误！未定义书签。 1.2第二阶段 (3) 1.3第三阶段 (3) 2 水质模型的应用 (4) 2.1 污染物在水环境中行为的模拟和预测 (4) 2.2 水质管理规划与评价...................................................................... 错误！未定义书签。 2.3 水环境容量 (6) 2.4 水质预警预报 (7) 3水质模型的发展趋势 (8) 3.1 新模型的开发 (8) 3.2 不确定性水质模型的研究 (8) 3.3 水质模型与“3S”的结合 (9) 3.4 多介质环境生态综合模型 (10) 3.5 人工智能和水质模型的结合 (11) 3.6 地下水与地表水转换的水质模型 (12) 4 参考文献 (12)