基于水分管理的稻田养分流失潜力分析 及其拟合预测模型

为探明施用春插面肥后的水分管理对春耕稻田养分流失潜力的影响,采用滞水时间控制与单排单灌水分管理系统相结合的关键技术,以春插面肥种类和蓄水深度为试验因素,对田面水中氮磷养分流失潜力的动态进行分析;在此基础上以3层后向传播(back propagation,简称BP)神经网络为工具,选取春插面肥种类、蓄水深度、动态时间等3个指标作为输入结点,以氮磷等养分流失潜力作为输出指标,对采集的样本进行训练和验证.结果表明,(1)施用F1(N:P2O5:K2O=21:6:13)后,H3F1、H6F1、H9F1处理(H3、H6、H9分别表示蓄水深度为3、6、9 cm)的田面水中氮素形态以较为活跃的NO3--N为主.F2(N:P:K=3:1:1)是一种液体有机肥,不易被硝化细菌消化.施用F3(尿素17.1％、过磷酸钙12.0％、氯化钾60.0％)1 d后,H9 F3、F3 F3处理均处于低水平,反硝化作用不明显.可见,施用F2和F3可有效减少NO3--N的流失.(2)将H9 F3、H3 F3处理滞水至施肥5 d后排放,可有效减少田面水中NH4+-N的流失.(3)将H3 F2、H9 F3处理滞水至施肥5 d后排水,可有效减少总磷的流失.(4)将H3 F3、H9 F3、H6 F3处理滞水至施肥3 d后排水,可有效减少田面水中总氮的流失.(5)应用田面水中氮、磷等养分流失潜力实测数据构建BP神经网络模型,得出基于面肥种类、蓄水深度以及动态时间的春耕稻田养分流失潜力的拟合预测模型.可得出的结论:(1)施用单质混合肥蓄水9 cm,并滞水至施肥5 d后排水是一种清洁的水分管理模式;(2)应用氮、磷等养分流失潜力实测数据,构建BP神经网络模型,得出基于面肥种类、蓄水深度以及动态时间的养分流失拟合预测模型为Output=0.57×Target+0.71,r2=0.56991.该模型的建立与求解过程可为稻田水分的有效管理提供科学的基础数据.