3414试验设计

“3414”肥料效应田间试验结果统计分析

（浙江大学农业与生物技术学院唐启义）

肥料效应田间试验方案的设计，取决于研究目的。2005年农业部下发的“测土配方施肥技术规范(试行)”推荐采用“3414”方案设计。“3414”设计方案是3因素、4水平、14个处理优化的不完全实施的正交试验，该方案吸收了回归最优设计处理少、效率高的优点，是目前国内外应用比较广泛的肥料效应田间试验方案，已在全国试用多年。

“3414”完全实施方案可应用14个处理，可进行氮、磷、钾三元二次效应方程的拟合。

此外还可分别进行氮、磷、钾中任意二元或一元效应方程的拟合。例如：进行氮、磷二元效应方程拟合时，可选用处理2-7、11、12，可求得在以K2水平为基础的氮、磷二元二次肥效应方程；选用处理2、3、6、11可求得在P2K2水平为基础的氮肥效应方程；选用处理4、5、6、7可求得在N2K2水平为基础的磷肥效应方程；选用处理6、8、9、10可求得在N2P2水平为基础的钾肥效应方程。

“3414”试验结果资料的统计分析主要内容包括回归分析。回归分析主要内容包括回归方程的建立、回归方程的F检验、回归方程中回归系数的检验。其主要目的是建立产量与施肥量之间的二次回归方程，然后通过方程确定最大施肥量与最佳施肥量，根据施肥量预测产量。运用3414完全实施方案的14个处理，可以建立N、P、K三个因素与产量的三元二次效应方程，部分实施方案(或选择完全实施方案的部分处理)可建立某一个或某二个因素与产量的一元二次或二元二次效应方程。

在DPS系统中既可完成氮、磷、钾三元二次效应方程拟合功能外，还可指定当其它要素为2水平时，分别进行氮、磷、钾中任意二元或一元效应方程拟合。分析时数据编辑格式为:左边3列是各处理实验设计施肥水平值，右边是各处理各次重复产量观察值：如没有重复，就只有一列产量数据，如有重复则有多列数据，这里的例子是两次重复的产量数据。2次重复实验结果分析的数据格式如图1。

图1 “3414”实验数据编辑及定义格式

选择数据后，在菜单方式下执行“试验统计”下面的“3414实验统计分析”功能，系统显示含自动作图功能的用户界面(图2)。

图2 “3414”实验统计分析用户工作界面

开始时，系统拟合的是N、P、K三个因素与产量关系的三元二次效应方程，但是用户可在上部中间的“施肥模型”选择框中选择不同的施肥模型，然后点击“计算”按钮执行计算，可以得到部分实施方案建立起来的某一个或某二个因素与产量的一元二次或二元二次效应方程。如进行氮、磷二元效应方程拟合时，只需在“施肥模型”选择框中选择“NP肥”，然后点击“计算”按钮执行计算，系统即可自动选用处理2-7、11、12，在以K肥的2水平为基础，建立氮、磷两肥料的二元二次肥效应方程。如建立氮肥的一元二次效应方程，只需在“施肥模型”选择框中选择“N肥”，然后点击“计算”按钮执行计算，系统即可自动选用处理2、3、6、11来建立P、K肥均为2水平的氮肥效应方程。其它类型的模型也类似。

在建立了肥料的二次回归方程后，DPS采用非线性优化技术，计算出最高产量或最佳效益施肥量。操作时，只需在用户菜单右上方的“施肥用量及价格参数”下面的表中，用户可以在价格一栏中，输入各种肥料的单价，以及目标农作物产量的单价，然后点击“计算”按钮执行计算，考虑肥料成本后的各种肥料的最佳使用量。

DPS用户工作界面(图2)左边可显示单种肥料效应曲线或两种肥料互作的肥料效应等高线。这些图形既可以保存下来，又可以复制到Word文档中：即点击上部的按钮“”可将当前的图形以文件形式保存到硬盘上；点击上部“”按钮可将图形复制到剪贴板，进入Word后可将其

粘贴到Word文档中。

如分析完成，在点击右下角的“返回编辑”按钮后，可将当前施肥模型的数值结果输出到DPS 的电子工作表中。

由于回归分析是纯粹的数学方法（其实就是同一个试验，选择所有处理建立三元二次全方程和选择部分处理建立一元二方程求出的施肥量也不尽相同，还可能相差较大），而农业生产的却是条件千变万化，因此，计算出来的结果，也只是仅供参考，结果必须经过专家审核，才可运用。还有如果计算出来的施肥量在试验设计的上下限位置时更是应该认真分析后才能运用。