混合型正交试验

参考作物蒸发蒸腾量ET0的混和型正交试验与分析农业工程周金生Z1416014在农业生产过程中，人们常常利用彭曼-蒙泰斯（P-M)公式来计算参考作物的蒸发蒸腾量ET0，并将此作为节水灌溉控制系统中的预测信息，从而实现节水灌溉的作用。联合国粮食及农业组织对作物的蒸腾蒸散量标准P-M公式进行了修定。对于P-M公式的影响因素有很多，主要包括：日最高温Tmax（℃）、日最低温Tmin（℃）、日照时间n（h）、相对湿度RH（%）、标准差异植被指数NDVI等。1.选因素、定水平，列因素水平表本次正交试验考察了日最高温Tmax、日最低温Tmin、日照时间n、相对湿度RH、标准差异植被指数NDVI对参考作物蒸发蒸腾量ET0的影响。其中，日最高温Tma温Tmax、日最低温Tmin、相对湿度RH三个因素有5水平，日照时数n、标准差异植被指数NDVI因数据采集比较困难等问题考虑3水平。因素水平如表1所示。表1因素水平表水平因素最高温Tmax（℃）最低温Tmin（℃）相对湿度RH（%）日照时间n（h）标准差异植被指数NDVI12518103.60.322619306.00.532720508.40.7428217052922902.选择合适正交表本次试验对5个因素进行了讨论，其中，3个因素选择5水平，2个因素选择3水平。不考虑影响因素之间的交互作用，如3水平列取5水平，故选用L25（56）正交试验表来安排实验，为此分别虚拟2个水平，把因素D、E凑足5个水平。第4列：1←1，2←2，3←3，4←1,5←2；第5列：1←1，2←2，3←3，4←2,5←3。拟水平列：第4列、第5列。3.表头设计、极差分析表2试验方案及试验结果分析试验号因素ET0（mm/d）TmaxTminRHnNDVI空列ABCDE11（25）1（18）1（10）1（3.6）1（0.3)15.9212（19）2（30）2(6.0)2(0.5)24.8313（20）3（50）3(8.4)3(0.7)33.4414（21）4（70）4[1]4[2]43.9515（22）5（90）5[2]5[3]52.362（26）1234[2]54.872234[1]5[3]13.682345[2]125.592451235.6102512345.1113（27）135[2]242.9123241353.71333524[2]14.31434135[3]24.1153524[1]135.7164（28）1425[3]33.5174253144.6184314[1]255.1194425[2]312.52045314[2]23.9215（29）154[1]324.7225215[2]4[2]32.92353215[3]44.6245432153.3255543214.9K120.321.823.146.725.021.2105.6K224.619.622.437.143.123.0K320.722.917.121.837.521.1K419.619.421.521.1K520.421.921.519.2k14.064.364.624.675.004.24k24.923.924.483.714.314.60k34.144.583.424.363.754.22k43.923.884.304.22k54.084.384.303.84极差R1.00.71.20.961.250.76主次顺序ECADB优水平A4B4C3D2E3优组合A4B4C3D2E34.方差分析（1）计算偏差平方和6.105251kkxT0544.4466.105*2512P86.4702512kkTxQ212.449)4.206.197.206.243.20(*5122222AQ5.447456.450,956.447同理：空列，QQQCB778.45058.21101.37107.46222DQ386.451105.37101.4350.25222EQ所以8056.24PQSSTT1576.3PQSSAA1.9016PQSSBB4016.4PQSSCC7236.4PQSSDD3316.5PQSSEE1.4456PQSSFF2896.5)()(EDCBATSSSSSSSSSSSSSS误差（2）计算自由度a总自由度为试验的自由度，TTTnnf1-db各因素自由度为各因素水平数，m1-mdjf则dfA=dfB=dfC=nA-1=4dfE=dfD=nD-1=2df空列=dfT-（dfA+dfB+dfC）-（dfE+dfD）=8（3）计算均方MSA=SSA/dfA=0.7894，MSB=SSB/dfB=0.4754，MSC=SSC/dfC=1.1004，MSD=SSD/dfD=2.3618，MSE=SSE/dfE=2.6658，MS空列=SS空列/df空列=0.3614MS误差=SS误差/df误差=0.6612由于MSB=0.4754MS误差=0.6612,可以得到B因素对正交试验的影响较小，小于误差的影响，故将B因素归入误差e△，则新误差偏差平方和SSe△=SSB+SS误差=7.1912，新误差自由度dfe△=dfB+df误差=12，新误差局方MSe△=0.5993。（4）列方差分析表，作F检验表3方差分析表方差来源偏差平方和SS自由度f均方SS/fF检验显著性A3.157640.78941.317C4.401641.10041.836D4.723622.36183.941*E5.331622.66584.448**误差e△7.1912120.5993总和T4.805624Fa=0.01（2,24）=5.61，Fa=0.01（4,24）=4.22，由方差分析表3可知，E因素（标准差异植被指数NDVI）对试验有着显著地影响。Fa=0.05（2,24）=3.40，Fa=0.05（4,24）=2.78，由方差分析表3可知，D因素（日照时间n）、E因素（标准差异植被指数NDVI）对试验有着显著地影响。