“3414”肥料试验结果统计方法的讨论与分析

　　自2005年起，国家在全国范围内广泛开展测土配方施肥工作，试验与生产相结合，指导科学施肥，以推动粮食增产、农民增收，减少肥料成本，提高经济效益和土壤肥力，促进生态环境优化。“3414”肥料试验设计是国家测土配方施肥工作推荐的试验设计方案，旨在通过“3414”试验，应用肥料效应函数法、养分平衡法、土壤养分丰缺指标法[1-3]，在全国范围内以较快的速度建立起测土配方施肥专家系统，指导农民科学施肥。
　　肥料效应函数法是测土配方施肥技术中最常用的方法。通过统计分析，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函数，而且还可以建立三个两因素的二元二次肥料效应函数和三个单因素的一元二次肥料效应函数[4-6]。即使某一个或几个处理出问题，仍可以获得一些用于肥料决策的价值信息，提高了试验效率。
　　近年来，笔者查阅了大量关于“3414”肥料试验及相关文章，发现由于不同的工作者对试验分析的侧重点不同，肥料试验结本文由论文联盟http://收集整理果的分析方法存在很大的差异，甚至个别文章分析方法是错误的。肥料效应函数既关系到肥料效应，又属于数学函数范畴。作为一名农业工作者，一般对一种肥料或两种肥料研究的较多，对肥料效应函数分析求解比较熟悉。而“3414”试验涉及到了3种肥料，在进行最高产量（求极值）和最佳产量求解时，三元二次函数涉及到一些较深层次的问题。www.11665.CoM而一般农业工作人员可能对此了解不深，故出现简单模仿一元二次函数的极值求解方法计算三元二次函数的做法，获得了错误的分析结果。因此，把“3414”试验设计的原理、结果分析步骤与方法、应用效果及存在的问题及原因分析总结如下，与大家共同探讨。
　　1 “3414”试验设计特点
　　2 试验结果分析步骤及方法
　　2.1 单因素效应的分析
　　（2）dps分析
　　选中数据块后，“试验统计”菜单下选择“二次多项式分析”求最大值。直接可以获得一元二次效应方程及f检验值、相关系数等参数，同时获得最高产量对应的n用量。
　　（2）dps分析
　　选中14个处理因素编码值和产量的矩阵，在“多元分析”菜单下选择“回归分析” →“二次多项式逐步回归”，以相关系数r值最大为原则，逐步添加变量和剔除变量，最后获得三元二次肥料相应函数、相关系数、f值、p值、最高产量及对应变量编码值。采取dps逐步回归分析法，可以有选择的引进贡献大的变量和剔除贡献小的变量，求解的方程更具有统计意义。其中dps系统求得的最高产量是按照函数模拟分析获得的。
　　（3）三元二次肥料效应函数拟合的判断
　　根据肥料报酬递减律和二次数学函数曲线的特点，一般认为方程f检验达到显著水平（p<0.05）以上且符合肥料报酬递减律（b1、b3和b5均为正值，b2、b4和b6均为负值）时，认为该三元二次方程拟合成功[8-9]。这是最理想的结果，一般称为典型肥料效应函数[6]。
　　实际上，田间试验影响因素较多，模拟的肥料效应方程会出现多种情况。可能不符合报酬递减律，即方程中二次项系数可能为正值，一次项系数可能为负值。有的研究者认为，只要方程f检验达显著水平（p<0.05）以上，也可认为拟合成功[8]，一般称这类函数为非典型肥料效应函数。
　　绝大多数肥料研究者基本认同，肥料效应函数应为典型的效应函数。出现非典型效应函数的原因可能来自试验的系统误差，如土壤地力不均匀、水分不均匀、管理操作不严格（施肥不均匀、浇水串畦等）、试验控制（小区间仅用畦梗隔离、小区间通风条件不一致等）、干旱天气（干旱缺水、灌溉水养分含量高）、生育期间光照时间不足、低温时间长等，诸多因素都会影响肥料的溶解、移动以及作物对肥料的吸收、利用和转化，因此，非典型肥料效应函数具有非典型性和不确定性，一般认为是由特殊背景原因造成的。我们认为，当模拟回归分析出非典型肥料效应函数时，应谨慎分析和使用。
　　特别值得注意的是，在实际运算中，求最高产量施肥量时，会出现施肥量编码值小于0或大于3的情况，即出现内延或外推的情况。遇到这种情况就无法采纳该分析结果，同样也无法采用同样的方法进行最佳产量施肥量的分析，只能采用“模型模拟分析”法进行分析。由于肥料试验的效应函数是限制条件（即试验结果必须在试验设计范围内）的数学函数，仅采用某一特定的分析方法对肥料效应函数进行分析，在实践上存在一定的的局限性。“模型模拟分析”法可以进行变量有任何限制条件下的模型分析。
　　“3414”肥料试验，涉及到3个肥料因素，通过三元二次方程模拟、求解，获得的只是一个肥料配比组合，在肥料效应曲面上只是一个点，在实际操作中很难把握。因此，设定一个最高产量区段，采取95%的置信范围，求得一组一定范围的高产施肥用量和配比方案，对于指导生产更具有指导意义。
　　在dps系统“文本编辑区”粘贴方程（1），在下方分三行输入各因素取值范围及步长：“0 3 0.1”、 “0 3 0.1”、 “0 3 0.1”。全部选中，在菜单“数学模型”下选择“模型模拟分析” →“连续数学模型模拟”，即可获得模拟分析结果。首先结合实际地力水平和产量表现设定目标高产区段，比如玉米一般设定大于等于600 kg，小麦设定大于等于550 kg 为目标产量区段。把模拟分析的结果粘贴到excel中，添加对应表头后，全选，在菜单“数据”下选择 “筛选”→“自动筛选”，即可获得目标区段的全部组合。然后利用dps系统的“数据统计” →“基本数据参数估计”功能，即可获得对应肥料的均值、极差、标准差、标准误、变异系数、平均数的95%和99%置信区间。