田间肥料试验设计原则及基本要求.ppt

田间肥料试验设计原则 及基本要求,鲁剑巍 华中农业大学资源与环境学院,肥料配方师肥料试验示范技能培训班,2012年4月26-27日 杭州,报告提纲,第一节 田间试验法概论 第二节 田间试验方法设计 第三节 田间试验的实施 第四节 常见问题与建议,一、概念,1定义：在自然的土壤、气候条件及接近实际生产的条件下，在大田中研究作物对各项处理的反应的科学试验方法。 2任务：在一定的自然条件和耕作栽培条件下来研究土壤、作物和肥料三者的关系及其调节措施，为不断培肥土壤、提高产量、增加效益、改善品质、保护环境提供科学施肥依据。,第一节 田间试验法概论,二、特点,1优点 试验结果可以直接指导生产，能反映当地农业生产真实情况 不需要特殊设备，适于开展群众性科学研究 2缺点 应用价值有限-试验结果受地区性因素影响 研究的深度和广度有限-田间的许多因素难以控制和分开 必须与其它方法相结合才能得到满意结果,三、类别,1根据试验规模 个体试验-只在一两个点上进行的试验 群体试验-在统一组织下，按照统一的题目、统一的设计、统一的方法，在许多地点同时进行的试验，如测土配方施肥项目中的“3414”试验、3区试验 2根据试验期限 一季试验 多年试验-凡在固定地段上，连续在几茬作物或若干个轮作周期进行的系统研究的试验，也称多年定位试验或定位试验,3根据试验小区面积 大型小区试验-小区一般大于0.5亩，设计简单，处理重复少，适于示范、生产性试验，适宜采用大田农业技术措施，接近生产实际 小区试验-小区面积0.1亩左右，一般不小于0.03亩（20 m2 ） 微型小区试验-小区面积4m2左右，条件易控制，但农业技术方面不具备代表性，适于探索性、观察性或示踪性肥料试验,第二节 田间试验方法设计,试验方法设计的核心是提高试验精确度，而影响精确度的主要因素是试验误差，误差只能缩小，不能消除。因此，田间试验方法设计始终有两点要求：（1）尽可能缩小试验误差；（2）正确估计误差大小。,一、试验小区的面积设计,小区是构成试验的基本单位，适当扩大小区面积能概括模糊土壤复杂性、减少土壤差异对试验结果的影响，提高试验精确度；但不适当扩大小区面积，由于土壤性质的空间变异客观存在，反而会降低试验精确度。 田间试验小区面积宜设计在1/30-1/5亩（20-140 m2）范围内。,确定小区面积应考虑的因素,1试验性质 肥料品种、肥料利用率等试验，面积可小些 长期定位试验、涉及机具耕作的施肥技术试验，面积应大些 2作物种类 每一小区要求有一定数目的植株，单株数目过少，难以保证试验精确度 密植作物，面积可小些 棉、烟等大棵作物，小区面积宜大些,3处理数 处理数多时小区面积可小些 处理数少时小区面积可大些 4地形和土壤 丘陵、山区等地区，耕地面积小、地形复杂，小区面积可小些 平原等地区，小区面积宜大 总体原则：在坚持减少处理间土壤差异、提高精确度的原则下，考虑各方面因素，灵活确定小区面积。,二、小区形状设计,试验误差大小与小区形状有关 1形状设计原则 一般情况下，小区的理想形状为长方形。 当小区面积不变时，将长宽比由1：1改变3：1，则小区间土壤变异系数可由20.35%降到3.46%，原因是土壤肥力局部差异大，长方形小区有利于均分它，而正方形小区可能独占它。,2边际效应 小区并非越狭长越好，过于狭长，边际效应影响较大 3长宽比例 一般长宽比例为25：1 小区面积较大时3 5：1；面积较小时2 3：1 宽行作物小区宜宽些；密行作物小区宜窄些。 机械作业时，小区宽应是施肥机、收割机的倍数,4方向安置 在小区面积相等的情况下，沿土壤差异大的方向放置狭长小区，更能包含土壤复杂性，降低试验误差，设计小区长边与土壤肥力变化方向一致。,三、重复,1设计原则 重复次数的确定要根据试验精确度要求、试验地土壤差异、试验材料、试验条件、处理数等来决定，一次试验重复36 2. 重复的实质 重复的实质是把每个处理所占有的面积分散在试验地段的不同位置；当某个处理的总面积一定时，增加重复数比增大小区面积更能降低试验误差。,尽管增加重复次数可降低误差，但重复过多时会浪费人力物力，因此要适可而止,四、对照区设置,1. 设置对照目的 作为衡量优劣的标准 估计和矫正田间试验误差 2. 如何设置对照处理 评价土壤地力水平不施肥 计算肥料利用率不施某养分为 评价某肥料效果常用推荐肥料 施肥技术改进农民习惯,五、保护行或保护区设置,1. 定义 在试验地四周种植的数行不计产量，起保护作用的植株，同时有利于减少小区的边际效应 2. 设置的作用 保护试验材料不受外来因素的损害 防止靠近试验田四周的小区受到空旷地的特殊环境的影响，即减少边际效应 3. 数量或大小 保护行的数目视作物和田块大小而定,六、小区的田间排列,1. 定义 田间排列是指试验小区和区组在试验地上安排的位置与方式 2. 目的 降低误差和正确估计试验误差大小 要想达到目的，必须遵守试验方法设计的三原则：设计重复、随机排列、局部控制,两个概念,区组 定义：将各处理按照一定方式排列 起来构成一次重复的试验单位 目的：设置区组是控制土壤差异的最简单的有效办法 实践：区组的排列要根据试验地的形状、地势、特别是土壤肥力差异来决定 小区 定义：一个处理在一次重复中地块 实践：小区的排列一般有顺序和随机排列两种,田间排列常用方法,随机区组法是田间试验应用最广的方法 随机区组法原则 区组间条件容许较大差异，体现局部控制原则 每个区组内条件比较一致，使区组内各处理可以相互比较 区组内各处理采用随机排列，符合误差理论随机性的要求，可以无偏地估计误差 随机排列的方法可以采用以下方法实现：抽签、查随机数字表,应该选择上面的方式, 具有局部控制,5个处理，3次重复,土壤肥力变异大,土壤肥力变异大,土壤肥力变异小,土壤肥力变异小,？,I,II,III,I,II,III,七、多点分散试验,定义-在许多点设置同一方案的试验，每点上并不设置重复，对于整个试验群体，每一点相当于一个重复或区组。 点数要求-根据FAO的经验，一般设置点数不能少于12个，保证10个点可得到可靠数据。,田间的试验误差常比工业等试验误差大得多，其误差来源主要有： 试验材料固有的差异 试验中操作和管理不一致造成的差异 外界环境不可控造成的差异,一、田间试验误差的控制,第三节 田间试验的实施,控制田间误差的具体措施,选择同质材料：生长、发育；树势；年龄；大小等等 操作和管理水平标准化 控制外界主要因素-土壤差异,试验地的土壤差异,高,低,低,原因一：土壤形成的基础不同,原因二：土地利用的差异,二、试验地的选择的原则,土壤肥力要比较均匀一致 选择的土地要有利用的历史记录 试验地最好选在平地 试验地的位置适当 试验地最好采用轮换制-肥效试验田一般要经过5年才能再布置试验 有空白对照,（一）试验地的选择 1. 具有代表性 代表性因试验目的而定，适合于解决试验所提出的任务 如研究某些生产问题产生的原因时（如水稻僵苗、油菜花而不实），选择有典型症状的田块布置试验 比较磷肥品种效应时，选择缺磷或比较缺磷的土壤 确定某地区合理施肥量时，选择各种肥力水平的土壤,试验地的选择与准备,2地势平坦 不平坦地段地力很难一致，灌水、排水都有困难，若无法找到平坦地，坡度不应超过2.5% 3广泛一致性 指表土、底土、水文地质条件、前茬耕种的一致性 4不受特殊条件影响 尽量避开树木、建筑物、池塘、山谷、公路等，它们影响试验地的光照、水分、通气等；距树木30-50m，距高大建筑物40m，距公路、阴沟5-10m 5试验地面积与形状 要有足够的面积和合适的形状,（二）试验地的准备,1. 前季观察 对前季作物生长状况进行实地观察可以判定土壤肥力变异规律，作为试验方法设计和田间区划的依据。 2. 农户调查 了解种植尤其是施肥历史 3. 基础土样分析 布置试验前取土样分析基本农化性状：pH、CEC、OM、N、P、K等 4. 平整土地 5. 供试验肥料及种籽检验,三、试验的布置,1. 拟定种植计划书-内容包括 （1）试验的名称或题目 （2）方案-处理代号与名称 （3）方法设计-随机区组等 （4）田间规划-小区面积（长宽） （5）供试作物名称、播种量（或密度）、播种规格等 （6）试验地点 （7）播种（或移栽）日期 （8）附上按比例尺寸绘制的田间规划平面图,2. 小区的划分 试验必须设置保护行 小区间不需保护行 3. 施肥 4. 播种或移栽 5. 其它工作 试验布置后，必须重新检查一遍，发现错误或缺点，应尽可能设法改正或补救，并记录下来 每小区要有试验牌，上写明小区号及处理代号,四、田间管理与观察,1. 管理 灌水、排水 防病虫 中耕、除草 2. 观察记录 有专门记载本 根据研究目的确定调查项目，认真记录 应特别包括-环境变化、生长状况、意外情况 记录一般用铅笔，写错时用铅笔划去重写,五、实验的收获,1. 收获的准备工作 （1）适时收获成熟前3-5天 （2）划出除地小区局部地方由于某些原因造成意外的损失，如牲畜踏伤、病虫危害、缺苗断垄等，收获前可将该部分剔除，这种措施叫做“除地” （3）保护行清除在收获前1-2天先收获 （4）考种取样收获前一天，在小区内随机取样，作好标签，其产量计入小区总产量 （5）其它标签、布（网）袋、收获、脱粒、工具等,2. 收获 全区收获法小区面积较小时尽量采用，作好标签；产量一般包括称重两次、前后重复之差以不超过0.5%为合格 取样收获法小区面积大时，收获一定面积作为估产的样本，估计总产量 3. 考种 将收回的样本进行植物形态的观察、产量结构因子的调查、收获物重要品质的鉴定等 考种的具体项目因作物种类、试验任务而不同 取样后考种工作要及时,六、分析样本的采取,1.土样 取样多少要根据目的而定 取样采用系统抽样法 2. 植物样 取样具有毁灭性，若取样多时应另设取样区 也可把小区中心作计产区，周围做取样区 3.肥料样 化肥一般不必分析，但有些地方的复合肥、磷肥养分含量需要试验前分析确认 有机肥取样要有代表性,第四节 常见问题与相应建议,按照田间肥料试验（示范）的操作步骤,试验方案 田块选择 试验布置 田间管理,试验调查与记载 试验取样 产量收获,试验方案,问题：主要问题出在实施方案上，不具体，操作性不强 原因：高估了基层执行人员的能力（并非所有的人都是土肥专业出身，并非所有的人此前一直长期从事土肥事业） 建议：细化方案，注意细节，有操作性（肥料品种、小区肥料具体用量、小区移栽密度或播种量、小区排列；调查项目；取样方法；收获方式）,田块选择,问题：不能体现出试验目的（肥效试验的代表性、示范试验的展示性），选田时未作充分调查（田块地力不均匀，试验前未取土分析养分，农户不合作，试验田有其他障碍因素：遮阴、干旱、渍水） 建议：注重试验前的调研工作，做好各方协调工作（试验一旦布置，不成功太可惜，甚至任务无法完成）,试验布置,问题：小区面积（面积没有按方案来、各小区大小不一）、施肥（放错了小区、有的小区漏施、肥料施用不均匀）、播种（小区间播种量不一致、小区内不均匀）、移栽（密度不一、深浅不一、苗大小不一、不在同一天完成）、小区排列（有重复的试验不随机）、水的排灌（尤其是水稻试验串肥串水） 建议：小区（严格按实施方案进行，量一量），施肥、播种、移栽（肥料和种籽按小区计量进行，先放好检查无误再实施，量少可掺土均匀、移栽工作不允许一人一区，先摆苗再移栽），水的排灌（一定要有干净的进水口，如果一定要从田中过外围不能施肥补农民损失，水稻田田埂高出水面15cm）,田间管理,问题：管理不到位（除肥料外出现其他重大障碍因素，如草害、病害） ，出现人为破坏（农户加施了方案外的肥料，牛、猪、鸡危害） 原因：沟通交待不够、监管指导不够、感情不深信任度不够 建议：除重大自然灾害外，其他的是可以避免的（试验前交待订君子协定、试验过程中多去检查和交心、提前预付部分试验费让农户放心有信心、农药等施用提前给技术和物品）,试验调查与记载,问题：未能按方案进行（事情太多舍弃，错过时间放弃，调查指标太复杂放弃） ，根本就没有可执行的方案（没有根据肥料试验的目标和特点来制订能体现肥料效果的关键生育期的相应指标，简单地引用农学专业的一些过于复杂而不能反映肥料效果的指标，例如过多的生育时期调查） ，记载不规范（有时没有一个记载本） 建议：认真制订调查的执行方案，关键时期、关键指标（如产量构成因子、关键生长指标）、样本数适当，提供具体方法，具有可操作性，室内制表田间填写，认真记载主要农事活动及异常情况,试验取样,问题：试验前土壤样品（点数太少、深度不够、误差太大、没代表性） ，植株样品（株数太少，样本部位不全、代表性和随机性不够、取样时间不当、取样后未晾干腐烂） 建议：土壤样品（一个田间试验的试验前土壤必须由均匀分布的15个以上点组成、耕作层0-20cm、塑料袋装、无污染风干制样），植株样品（大棵作物10株以上地上部全部，小作物0.5m 0.5m 的样方3个，随机且有代表性，用透气网袋装好晒干或晾干，籽实部分在袋里防损失，防止运输和贮藏过程中污染，写好标签，及时处置。研究养分利用率的试验，一般作物取样时间在成熟期收获前1-2天取样，不要过早，分次收获作物的籽实部分则要分次取样，叶片脱落量大的作物在叶片量最大时取叶样）,产量收获,问题：计产不准（只计鲜重且含水量不一致，小区产量低而秤太大，脱粒不干净，浪费太多，计产单位不清斤/公斤） ，取样方估产（大区示范试验可以，小区试验不宜） ，养分利用率试验秸秆未计产 建议：原则上小区单打单收按实产计（产量以干重计而收获时只有鲜重的，可计各小区鲜重，各小区并用塑料袋取样1 kg左右在实验室准确称重后晒干再称重计算含水量，折算干重；或全部晒干后称重，防损失），小区出现自然异常的，如果不是试验错误引起的，不应放弃，如施氮过量倒伏、大风倒伏（按类别面积比例取样方计产），多次收获作物按多次收获计产，做好记载,谢谢大家！ 敬请批评指正补充！,