数学建模论文施肥效果分析.pdf

1、科技信息2 0 0 7年第2 9期S C I E N C E&T E C H N O L O G YI N F O R MA T I O N一、问题的提出某地区作物生长所需要的营养素主要是氮(N)、钾(K)、磷(P),某作物研究所在该地区对土豆做了一定数量的实验,实验数据如表1所示,其中h a表示公顷,t表示吨,k g表示公斤。当一个营养素的施肥量变化时,总将另两个营养素的施肥量保持在第七个水平上,如对土豆产量关于N的施肥量做实验时,P与K的施肥量分别取为1 9 6 k g/h a与3 7 2 k g/h a。试分析施肥量与产量之间的关系。表1不同施肥水平下土豆的产量二、问题分析与模型建立(1

2、)利用散点图,对所拟合问题的曲线类型做出判断当需要拟合两个变量之间的函数关系时,首先需要确定所求函数对应曲线的类型,然后根据曲线类型对所求函数的对应关系进行假设,并利用已知数据计算所需参数,从而形成对两个变量之间函数关系的最终确定。考虑函数所对应曲线的类型,通常有三个参照指标:一是绘制两个变量的散点图,从图象的角度判断函数关系的类型;二是根据给出变量的数据关系以及数据走向来判断;三是根据所考虑变量之间内在的规律来讨论。本问题中,我们需要考察的是土豆产量与各营养素之间的函数关系,因此其间的内在规律是未知的,所以我们采用前两种策略来进行。绘制土豆与三种营养素之间的散点图如图1。图1土豆产量与氮肥、

3、磷肥、钾肥施用量之间关系的散点图考虑土豆产量与氮肥之间的数据变化,可以看到,当保持磷肥和钾肥施放水平不变时,随着氮肥施用量的增加,土豆产量也随之增加,但当施肥量达到一定程度(3 3 6 k g/h a)后,再增加施肥量时,就会造成产量的下滑,结合散点图,可以判断土豆产量与氮肥施用量之间应该可以用二次函数关系来拟合。其次考虑土豆产量与磷肥的关系,当氮肥和钾肥都保持在确定的水平时,可以看到,随着磷肥施用量的增加,土豆产量总体呈上升趋势,但产量总的上升量仅为9.2 7,说明磷肥的变化对土豆产量的影响比较小,观察数据可以发现,虽然随着磷肥施用量的增加,土豆产量偶有下降的情况,但基本上还是平稳上升,结合

4、散点图,可以将二者的关系拟合为分式关系。最后,钾肥与土豆产量之间的关系比较复杂,总体来看,依然是随着施肥量的增加,土豆产量也随之增加,但增幅很大,而且尽管增加过程中有一次较大起伏(78水平),但最终趋势是趋向于平稳,结合散点图,可认为其函数为指数关系,取不同钾肥水平下产量的对数,描绘散点图如图2:图2土豆产量取对数后与钾肥施放水平关系的散点图由该图可以看出,产量的对数与钾肥的施用水平(下转第6 1 4页)施肥效果分析刘志芳(福建金融职业技术学院福建福州3 5 0 0 0 7)【摘要】肥料选择以及施用量的选取无疑对于作物生长有着重要的影响。本文针对土豆产量与施肥量之间的关系进行曲线拟合,针对不同

5、的散点图,考察选择拟合函数的类型。用M A T L A B编制相应的程序进行计算,并得出了相应的结论。对施肥效果作出了分析,给予田间生产一定的参考作用。【关键词】施肥效果;最小二乘法;土豆施肥量(k g/h a)产量(t/h a)01 5.1 83 42 1.3 66 72 5.7 21 0 13 2.2 91 3 53 4.0 32 0 23 9.4 52 5 94 3.1 53 3 64 3.4 64 0 44 0.8 34 7 13 0.7 5施肥量(k g/h a)产量(t/h a)03 3.4 62 43 2.4 74 93 6.0 67 33 7.9 69 84 1.0 41 4

6、74 0.0 91 9 64 1.2 62 4 54 2.1 72 9 44 0.3 63 4 24 2.7 3施肥量(k g/h a)产量(t/h a)01 8.9 84 72 7.3 59 33 4.8 61 4 03 8.5 21 8 63 8.4 42 7 93 7.7 33 7 23 8.4 34 6 54 3.8 75 5 84 2.7 76 5 14 6.2 2农业科学苑6 1 8科技信息2 0 0 7年第2 9期S C I E N C E&T E C H N O L O G YI N F O R MA T I O N科有关领导或部门召集有关人员调查分析原因,并采取相应的安全措施

7、。5.锚杆支护质量的检查:(1)班组日检:对锚杆支护质量班组进行自查,锚杆支护质量检测范围:锚杆外露、锚杆间排距、网片压茬、锚杆角度、锚杆拉拨力、锚杆扭矩力(交接班2小时内必须对施工的锚杆进行二次紧固)、锚索外露长度、锚索间排距、锚索涨紧力等。检测人员对当班施工的锚杆逐根进行检测并把所检测的数据填入锚杆记录台帐(当班对所施工的锚杆、锚索由班队长安排专人逐一进行编号管理并采取留名制),对现场发现的问题能及时补救的进行补救;不能及时补救的反馈到区长、技术人员那里,由技术人员分析整理提出解决方案。(2)区队日检:由区长指定业务熟悉人员负责对当天施工的锚杆进行抽检,进行初锚扭矩抽检的锚杆不少于施工总数

8、的8 0%,锚杆拉拨力每小班抽测一组(顶一根,两帮各一根),并检测的各项数据填入锚杆记录台帐。对采用锚索加固锚杆支护巷道,锚索每1 0根(不足1 0根按一组计算)抽检一组,每组随机抽样不少于3根,并做好记录填入锚索记录台帐(内容包括:锚索编号、施工日期、施工人员、岩性描述等)。(3)技术人员进行抽检:技术人员不定期对井下各掘进头锚杆施工质量进行抽检,检测的数据与班组自检和区队日检进行对照;另技术人员对顶板离层仪进行观测,技术人员和队长每周观测一次,并把观测的数据填入顶板离层仪记录台帐并把测得数据填入顶板离层仪台帐,发现异常及时采取补救措施。(4)技术人员对检测的数据进行分析处理:对当天检测的数

9、据进行分析处理,发现异常能处理的及时处理,不能处理的及时上报技术科。技术人员每月对检测的数据进行汇总装订,上报技术科。(5)对三班锚杆施工情况实行闭合管理:三班队长带质量验收单入井,对上班工程质量进行验收并对当班工程质量进行评估。对发现的问题能处理的及时处理,不能处理的上井后交到队长及区长处进行落实兑现。(6)区部管理人员下井带工程质量检查单,对所去掘进头进行验收,对发现的问题进行及时落实整改,现场不能及时落实的,上报区长处进行落实兑现。(7)由区技术人员对各队锚杆台帐、锚索台帐进行不定期检查,对发现的问题进行落实整改并采取必要的处罚措施。(8)检验锚杆抗拨力应遵守以下规定:A、拉拨计必须定期

10、校验,仪器误差不得大于1 0%。拉拨计必须固定牢固。B、拉拨锚杆时,与锚杆轴向一致的方向严禁站人、行人。C、除对锚杆进行破坏性抗拨进行抗拨外,锚杆不得出现颈缩状况。6.抗拨实验后,必须及时拧紧螺母;如果锚杆失效必须及时补打锚杆。7.煤巷锚杆支护巷道必须坚持日常巡查制度。四、奖罚办法1.区里成立以区长、技术员为组长的工程质量监督小组,对小班自检、区队日检记录表进行监督落实。每项记录不得陋填、虚填,否则根据情节给予责任人5 0 1 0 0元罚款;2.由区长对每班收交的工程质量验收单结合区管理制度进行落实兑现。3.锚杆螺母扭矩达不到设计要求的,每根对责任人罚款5 0元;当班发现4根以上不合格的,责成

11、跟班队长进“三违”学习班;锚杆拉拨力达不到设计要求的,每根罚款5 0元,锚索预紧力达不到设计要求的,每根罚款1 0 0元,责任者按“三违”论处。造成事故的,追究责任者责任。五、锚网梁索支护注意事项1.顶板在围岩硬度较好的情况下,5 0 m安装一个顶板离层仪;顶板差时2 5 m安装一个顶板离层仪观测顶板离层情况;2.顶板破碎围岩,缩小锚索的间排距或由锚杆支护改为锚索支护;3.顶板离层仪要时常观察,发现下沉达到预警位置时,挑棚要及时跟上(必须穿鞋)。4.过顶板淋水带的锚网梁索支护是主要观察对象。5.过断层,顶板有煤的,锚网梁支护后要及时喷浆、注浆,保证煤顶板的完整性。六、结语通过对锚网梁支护质量进

12、行过程控制管理,祁东煤矿锚网梁支护巷道的锚杆支护质量得到了极大的提高。因此对于提高锚网梁支护质量,锚杆支护质量过程控制管理具有很好的推广价值。【参考文献】1 中国矿业大学等编,井巷工程(M)I S B N 7-5 0 2 0-0 5 6 6-8/T D.5 2 1。煤炭工业出版社,1 9 9 1年.作者简介:马建荣(1 9 7 8),男,安徽灵璧人,大专学历,采矿助理工程师,2 0 0 4年7月毕业于淮南职业技术学院采矿工程专业,现在皖北煤电集团公司祁东煤矿综掘区从事掘进技术管理工作。责任编辑:张艳芳(上接第6 1 8页)间几乎呈线性关系,因此考虑拟合该曲线为指数函数是合理的。(2)确定各变量

13、间函数关系由上段的讨论,可以确定土豆产量与各营养素施用水平之间的函数关系为:y=a1n2+b1n+c1y=pa2p+b2y=a3+b3ec3k其中n,p,k为氮肥、磷肥和钾肥的不同施用水平,y是土豆产量,ai,bi,ci等为待拟合常数。三、编制程序并求解编制M A T L A B程序,对上述拟合问题进行求解,可以解得:a1=-0.0 0 0 3 b1=0.1 9 7 1 c1=1 4.7 4 1 6a2=0.0 2 2 2b2=0.6 6 7 5a3=4 2.6 6 4 4 b3=-2 3.3 9 4 5 c3=-0.0 0 9从而所拟合的函数为:氮肥:y(n)=-0.0 0 0 3 n2+1

14、 9 7 1 n+1 4.7 4 1 6磷肥:y(p)=p0.0 2 2 2 p+0.6 6 7 5钾肥:y(k)=4 2.6 6 4 4-2 3.3 9 4 5 e-0.0 0 9 k四、说明在实际工作中,三种肥料之间除了与产量有直接的数量关系外,还有彼此之间的交互作用。因此,本模型只是一个初步的探讨,要得到三种营养素与产量之间的准确关系,应该在实验之初就采取正交实验或均匀设计的方法,得到更有价值的实验数据,从而更好的把握变量间的数量关系,以达到直到农业生产实践的目的。【参考文献】1 李尚志、陈发来、吴耀华、张韵华.数学实验 M.北京:高等教育出版社,1 9 9 9.2 薛定宇、陈阳泉著.高等应用数学问题M A T L A B求解 M.北京:清华大学出版社,2 0 0 0.3 姜启源,谢金星,叶俊.数学模型(第三版)M.北京:高等教育出版社,2 0 0 4.作者简介:刘志芳(1 9 7 2),女,汉族,福建仙游人,福建金融职业技术学院信息系讲师,研究方向为应用数学、数学教育。责任编辑:汤静煤矿天地科6 1 4