模糊数学原理在土壤教学中应用浅析——以评价
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】1 概述 土壤学是农、林业专业的一门重要专业基础课程,课程内容涉及面较广泛,但掌握土壤学基础知识应用于实践,解决生产中的土壤问题是学习土壤学的重要目的[1].所涉及的土壤问
1 概述
土壤学是农、林业专业的一门重要专业基础课程,课程内容涉及面较广泛,但掌握土壤学基础知识应用于实践,解决生产中的土壤问题是学习土壤学的重要目的[1].所涉及的土壤问题主要有两方面:一是土壤的合理区划和利用问题;二是土壤肥力的保持和提高问题[2].而土壤肥力(土壤能供应与协调植物生长所需要的养分和水、空气、热的能力[3])的优劣如何进行综合评价,若能以数值化的形式直观的体现出来,这将在土壤学评价土壤肥力的教学方面具有重要意义.
2 模糊数学评价土壤肥力的具体步骤[4]
2.1 选取有代表性的,能反映土壤肥力水平的肥力指标;
2.2 根据各肥力指标的隶属度函数计算各肥力指标的隶属度值;
2.3 确定单项肥力权重系数;
2.4 计算土壤肥力综合指标值(Integrated Fertility Index,简写为 IFI);
2.5 根据IFI值对土壤肥力水平进行数值化综合评价.
3 模糊数学评价土壤肥力的实施——以某试验数据为例
3.1 选取代表性的肥力指标10项,分别为有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、速效钾、土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶.
3.2 对土壤的养分含量及土壤酶活性等肥力因子建立相应的隶属度数,计算其隶属度值,以此表示各肥力指标的状态值.由于壤的养分和酶活性的作用效应曲线呈S型,所以隶属度函数也采用S型,并把曲线函数转化为相应的折线函数以利计算,相应的隶属度函数为:
式中,x为每个肥力指标含量(表1);x1和x2分别为每个肥力指标转折点的最小值和最大值(表2),x1和x2根据土壤分级标准(表3)得出).
表1 土壤各肥力指标含量指标 耕作模式处理一 处理二 处理三有机质(g.kg-1) 2.3 16.3 17.7全 N(g.kg-1) 0.21 0.67 0.56碱解 N(mg.kg-1) 14.6 15.6 15.3全 P(g.kg-1) 0.5 0.54 0.68有效 P(mg.kg-1) 1.5 1.7 1.7速效 K(mg.kg-1) 73 408 420蔗糖酶活性(mg.g-1.24h-1) 2.9 5.1 8.7脲酶活性(mg.g-1.24h-1) 0.15 0.25 0.24磷酸酶活性(mg.g-1.24h-1) 0.23 0.16 0.15过氧化氢酶活性(ml.g-1) 4.4 5.5 5.5
表2 各肥力指标隶属度函数曲线转折点的取值注:根据全国第二次土壤普查分级标准(表3),确定曲线中转折点的相应取值(表4)[5-7].由于土壤酶活性目前无统一的分级标准,为便于比较和分析,本文中土壤酶活性的S型隶属度函数曲线转折点的取值根据试验处理的土壤酶活性值确定(表 4).转折点 X1 X2有机质(g.kg-1) 6 40全 N(g.kg-1) 0.5 2碱解 N(mg.kg-1) 30 150全 P(g.kg-1) 0.2 1有效 P(mg.kg-1) 3 40速效 K(mg.kg-1) 30 200蔗糖酶活性(mg.g-1.24h-1) 3 11脲酶活性(mg.g-1.24h-1) 0.12 0.55磷酸酶活性(mg.g-1.24h-1) 0.05 0.3过氧化氢酶活性(ml.g-1) 2.3 6.1
根据上述隶属度函数以及曲线转折点的取值,计算各肥力指标的隶属度值(表4).隶属度值大小在0.1~1.0之间,反应了其隶属的程度,最大值1.0表示土壤肥力或酶活性最好,适宜作物生长,最低值0.1表示土壤肥力严重缺乏或酶活性较差.由于土壤中不可能没有某种养分,为符合生产实际,同时消除各参数指标间的量纲差异,因此将最小值定为0.1.
表3 全国第二次土壤普查养分分级标准等级 有机质(g.kg-1) 全 N(g.kg-1) 碱解 N(mg.kg-1) 全 P(g.kg-1) 有效 P(mg.kg-1) 速效 K(mg.kg-1)一>40 >2 >150 >1 >40 >200二30~40 1.5~2 120~150 0.8~1 20~40 150~200三20~30 1~1.5 90~120 0.6~0.8 10~20 100~150四10~20 0.75~1 60~90 0.4~0.6 5~10 50~100五6~10 0.5~0.75 30~60 0.2~0.4 3~5 30~50六<6 <0.5 <30 <0.2 <3 <30
表4 土壤养分的隶属度值和IFI指标 耕作模式处理一 处理二 处理三有机质(g.kg-1) 0.27 1.00 0.50全 N(g.kg-1) 0.31 1.00 0.64碱解 N(mg.kg-1) 0.18 1.00 0.43全 P(g.kg-1) 0.69 1.00 0.99有效 P(mg.kg-1) 0.23 1.00 0.89
文章来源:《土壤学报》 网址: http://www.trxbzz.cn/qikandaodu/2020/0831/335.html
上一篇:土壤学教学方法改革与研究
下一篇:“土壤学野外实习”课程教学改革与实践