数学在种植业上的应用

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   《农业数学基础》是一本由内蒙古大学出版社出版的教材式的专业书籍,它面向农业类各专业的学生,系统讲述了与农业相关的数学知识。本书深刻揭示了数学与农业的相关性,结合农业生产的不同过程,具体介绍了函数、数列、数理统计、概率统计以及线性回归等数学计算方法在农业领域中的运用。此书在保持数学自身的严密性的同时,又注重与专业课程的结合,有助于培养学生全面分析问题和解决问题的能力,加深了学生对于数学与农业关系的认识。
   种植业一直是社会发展的重要部分,伴随着人类实践有悠久的历史。在生产力还不发达的时代,传统种植业以自然经济为条件,依靠世代积累下来的经验进行种植,具有自给自足的特点。但是它依靠家庭为单位,生产规模较小;生产技术水平低,抗御自然灾害能力差;并且耕作结构单一、商品经济薄弱。随着社会发展水平的提高,人们对种植业提出了更高的要求,传统种植业也渐渐向现代种植业发展,表现出了更科学、更专业化的特点。现代种植业强调与其他学科结合,数学作为一门基础学科,其科学的方法被广泛应用在种植业中。种植业以土地为生产资料,所栽培的作物生长周期长,对外界生态环境依赖大,土壤、肥料、气温、日照、降水等都是影响种植业作物生长过程的要素。这些要素之间的关系如何,对作物的影响程度如何,传统种植业在面对这些问题时,只是单纯依靠传统经验进行栽培种植,常常导致作物产量、质量低下。而现代种植业引进数学方法,对这些因素进行统计和数量分析,可以得出它们之间的关系,从而做出合理决策,正确引导栽培种植过程,能促进种植业高质量、高效益发展。《农业数学基础》一书对于指导数学方法在种植业中的应用实践具有很高的借鉴价值。
   我们首先来看一下函数和数列在种植业上的应用。如某地研究磷肥用量X和马铃薯产量W之间之间具有二次函数W=25.6 18.7X–0.5X2关系,试问在施用多少磷肥时能使马铃薯的产量最高。这时通过数学上求函数最值的方法就可以计算出施肥量,从而更好地引导实践。数列则常被应用在培育新品种的实践中,如一个水稻新品种,如果第一代能得到130粒种子。假设以后各代每粒种子都能得到一下代种子130粒,那么第5代能得到多少粒种子。这时就需要运用数列知识计算得出结果。
   其次,数理统计的方法也被普遍运用在种植业中。农作物的生长受外界生态环境影响大,在实际种植过程中容易受到很多随机因素的影响,很多时候是许多因素共同作用的结果,我们很难做出准确地判断和处理。这时只有根据数理统计学的原理,采用合理的抽样实验设计,运用科学的统计方法才能做出合理的判断、得出可靠的结果。如在探究玉米和种植土壤、肥料之间的关系时,首先制定一个实验方案,选取不同环境的土壤,将玉米种植并施以肥料,通过观察后期的数据,进行统计运算,就可以得出玉米生长适合的土壤环境,以及不同土壤所需的施肥量。数理统计在探究优良品种方面也发挥着大作用,很多种植业科研人员通过实验设计,发现了种子发育的影响因素,從而设计出能够实现高产的优良品种;
   接下来是概率论在种植业上的应用。概率论本质上是一种逻辑归纳推理,是基于历史数据所做出的合理判断。在影响植物生长的过程中,很多是不确定因素,这就需要运用概率统计法。如气候的变化是影响作物的重要因素,其中降水量和气温在很多程度决定农作物的收成,但气候是不可控因素,我们无法对它做出准确预测,只能做出概率上的统计。一般来说,统计的数据样本越大,概率统计准确度越高。如要探求一个地区气候对小麦生长造成的影响,首先引进该地区所管辖的气象站观测得来的关于降水和气温的数据,数据尽量横跨时间长,以提高预测未来气候条件的准确性。最后运用线性回归和检验法分别进行趋势和阶段性分析,通过分析历年数据,得出气候条件变化总趋势,预测未来几年的气候环境。
   数学在种植业领域的应用是科学技术进步的表现,《农业数学基础》一书有助于数学知识在种植业各个环节中得到应用。借助于数学这种辅助工具,我们可以有效克服传统种植业的弊端,实现农作物的高产量、高质量发展。
  (梅霞,女,教育教学督导处副教授,研究方向:数学教育与教育教学管理)
  书名: 《农业数学基础》
  作者: 刘俊英,张保霞,杨海波
  出版社: 内蒙古大学出版社
  出版时间: 2018年8月
  ISBN: 9787566514431
  定价: 32.0元
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