4 肥料效應田間試驗

4.1試驗目的 肥 料效應田間試驗是獲得各種作物最佳施肥量、施肥比例、施肥時期、施肥方法的根本途徑，也是篩選、驗證土壤養分測試方法、建立施肥指標體系的基本環節。通過田間試驗，掌握各個施肥單元不同作物優化施肥數量，基、追肥分配比例，施肥時期和施肥方法；摸清土壤養分校正系數、土壤供肥能力、不同作物養分吸收量和肥 料利用率等基本參數；構建作物施肥模型，為施肥分區和肥料配方提供依據。

4.2 試驗設計肥料效應田間試驗設計，取決于研究目的。本技術規范推薦采用“3414”方案設計，在具體實施過程中可根據研究目的采用“3414”完全實施方案和部分實施方案。

4.2.1 “3414”完全實施方案 “3414”方案設計吸收了回歸最優設計處理少、效率高的優點，是目前國內外應用較為廣泛的肥料效應田間試驗方案。“3414”是指氮、磷、鉀3個因素、4個水平、14個處理。4個水平的含義：0水平指不施肥，2水平指當地最佳施肥量，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5（該水平為過量施肥水平）。表4-1 “3414”試驗方案處理（推薦方案）試驗編號 處理 N P K 1 N0P0K0 0 0 0 2 N0P2K2 0 2 2 3 N1P2K2 1 2 2 4 N2P0K2 2 0 2 5 N2P1K2 2 1 2 6 N2P2K2 2 2 2 7 N2P3K2 2 3 2 8 N2P2K0 2 2 0 9 N2P2K1 2 2 1 10 N2P2K3 2 2 3 11 N3P2K2 3 2 2 12 N1P1K2 1 1 2 13 N1P2K1 1 2 1 14 N2P1K1 2 1 1 該方案除了可應用14個處理，進行氮、磷、鉀三元二次效應方程的擬合以外，還可分別進行氮、磷、鉀中任意二元或一元效應方程的擬合。例如：進行氮、磷二元效應方程擬合時，可選用處理2-7、11、12，可求得在以K2水平為基礎的氮、磷二元二次肥效應方程；選用處理2、3、6、11可求得在P2K2水平為基礎的氮肥效應方程；選用處理4、5、6、7可求得在N2K2水平為基礎的磷肥效應方程；選用處理6、8、9、10可求得在N2P2水平為基礎的鉀肥效應方程。此外，通過處理1，可以獲得基礎地力產量，即空白區產量。其具體操作參照有關的試驗設計與統計技術手冊。 4.2.2 “3414”的部分實施方案要試驗氮磷鉀某一個或兩個養分的效應，或因其它原因無法實施“3414”的完全實施方案，可在“3414”方案中選擇相關處理，即“3414”的部分實施方案。這樣既保持了測土配方施肥田間實驗總體設計的完整性，又考慮到不同區域土壤養分的特點和不同試驗目的的具體要求，滿足不同層次的需要。如有些區域重點要檢驗氮、磷效果，可在K2做肥底的基礎上進行氮、磷二元肥料效應試驗，但應設置3次重復。具體處理及其與“3414”方案處理編號對應列于下表。表4-2 氮磷二元二次肥料試驗設計與“3414” 方案處理編號對應表處理編號 “3414”方案處理編號 處理 N P K 1 1 N0P0K0 0 0 0 2 2 N0P2K2 0 2 2 3 3 N1P2K2 1 2 2 4 4 N2P0K2 2 0 2 5 5 N2P1K2 2 1 2 6 6 N2P2K2 2 2 2 7 7 N2P3K2 2 3 2 8 11 N3P2K2 3 2 2 9 12 N1P1K2 1 1 2 上述方案也可分別建立氮、磷一元效應方程。在肥料試驗中，為了取得土壤養分供應量、作物吸收養分量、土壤養分豐缺指標等參數，一般把試驗設計為5個處理：無肥區（CK）、氮磷鉀區（NPK）、無氮區（PK）、無磷區（NK）和無鉀區（NP）。這5個處理分別是“3414”完全實施方案中的處理1、2、4、8和6。如要獲得有機肥料的效應，可增加有機肥處理區（M）；檢驗某種中（微）量元素的效應，在NPK基礎上，進行加與不加該中（微）量元素處理的比較。試驗要求測試土壤養分和植株養分含量，進行考種和計產。設計中，氮、磷、鉀、有機肥用量應接近效應函數計算的最高產量施肥量或用其他方法推薦的合理用量。表4-3 常規5處理與“3414”方案處理編號對應表 “3414”方案處理編號 處理 N P K 無肥區 1 N0P0K0 0 0 0 無氮區 2 N0P2K2 0 2 2 無磷區 4 N2P0K2 2 0 2 無鉀區 8 N2P2K0 2 2 0 氮磷鉀區 6 N2P2K2 2 2 2

4.3 試驗實施

4.3.1 試驗地選擇 試驗地應選擇地塊平坦、整齊、不同肥力水平、均勻，具有代表性的地塊。坡地應選擇坡度平緩，肥力差異較小的田塊；試驗地應避開道路、堆肥場所等特殊地塊。

4.3.2 試驗作物品種選擇 田間試驗應明確所用的作物品種，一般應選擇當地主栽作物品種或擬推廣的品種。護行、試驗地區劃；小區單灌單排，避免串灌串排；試驗前多點采集土壤樣品。依測試項目不同，分別制備新鮮或風干混合土樣。

4.3.4試驗重復與小區排列 為保證試驗精度，減少人為因素、土壤肥力和氣候因素的影響，田間試驗一般設3～4個重復（或區組）。采用隨機區組排列，區組內土壤、地形等條件應相對一致，區組間允許有差異。小區面積：大田作物和露地蔬菜作物小區面積一般為20～50m2，密植作物可小些，中耕作物可大些；小區寬度，密植作物不小于3m，中耕作物不小于4m。設施蔬菜作物一般為20～30 m2，至少5行以上。多年生果樹類選擇土壤肥力差異小的地塊和樹齡相同、株形和產量相對一致的單株成年果樹進行試驗，每個處理不少于4株。

4.3.5試驗記載與測試 見附件1。具體內容和要求： ——試驗地基本情況，包括：地址信息：省、縣、鄉、村、郵編、地塊、農戶姓名；位置信息：經度、緯度、海拔； 土壤分類信息：土類、亞類、土屬、土種；土壤信息：土壤質地（砂土、壤土、粘土）、土層厚度（>=60cm、30-60cm、<30cm）和土壤障礙因素（易旱、易澇、鹽害、堿害）。 ——試驗地土壤養分測試：有機質、全氮、無機氮、有效磷、速效鉀、pH值、必要時進行植株氮診斷和中微量元素測定等。 ——試驗氣象因素：多年平均及當年氣溫、降水、日照和濕度等氣侯數據。 ——填寫前一（和二）茬施肥情況，調查氮肥、磷肥、鉀肥、有機肥等肥料種類和價格。 ——生產管理信息：灌水、中耕等。 ——田間調查與監測 ——生育性狀調查：因不同作物而異，選擇關鍵生育期調查作物重要生育指標。 ——收獲期采集植株樣品、進行考種和經濟產量測試，可參照肥料效應鑒定田間試驗技術規程（NY/T 497—2002）執行。 ——植株養分測試：測試方法見附件10。

4.4 試驗統計分析 常規試驗和回歸試驗的統計分析方法參見：

（1）肥料效應鑒定田間試驗技術規程（NY/T 497—2002）；

( 2)中國肥料信息網中有關的統計方法與程序

5.樣品采集與制備

5.1 土壤樣品采集 土壤樣品采集應具有代表性，并根據不同分析項目采用相應的采樣和處理方法。 5.1.1 采樣單元采樣前要詳細了解采樣地區的土壤類型、肥力等級和地形等因素，將測土配方施肥區域劃分為若干個采樣單元，每個采樣單元的土壤要盡可能均勻一致。平均每個采樣單元為100畝（平原區、大田作物每100～500畝采一個混合樣，丘陵區、大田園藝作物每30～80畝采一個混合樣）。為便于田間示范追蹤和施肥分區需要，采樣集中在位于每個采樣單元相對中心位置的典型地塊，面積為1～10畝。

5.1.2 采樣時間 在作物收獲后或播種施肥前采集，一般在秋后；果園在果品采摘后的第一次施肥前采集。進行氮肥追肥推薦時，應在追肥前或作物生長的關鍵時期。

5.1.3 采樣周期 同一采樣單元，無機氮每季或每年采集1次，或進行植株氮營養快速診斷；土壤有效磷、速效鉀2～3年，中、微量元素3～5年，采集1次。

5.1.4 采樣點定位 采樣點參考縣級土壤圖，采用GPS定位，記錄經緯度，精確到0.1″。
5.1.5 采樣深度 采樣深度一般為0～20cm，果園為0～40cm。土壤硝態氮或無機氮含量測定，采樣深度應根據不同作物、不同生育期的主要根系分布深度來確定。
5.1.6 采樣點數量 要保證足夠的采樣點，使之能代表采樣單元的土壤特性。每個樣品采樣點的多少，取決于采樣單元的大小、土壤肥力的一致性等，一般7-20個點為宜。
5.1.7 采樣路線 采樣時應沿著一定的線路，按照“隨機”、“等量”和“多點混合”的原則進行采樣。一般采用S形布點采樣，能夠較好地克服耕作、施肥等所造成的誤差。在地形變化小、地力較均勻、采樣單元面積較小的情況下，也可采用梅花形布點取樣，要避開路邊、田埂、溝邊、肥堆等特殊部位。
5.1.8 采樣方法 每個采樣點的取土深度及采樣量應均勻一致，土樣上層與下層的比例要相同。取樣器應垂直于地面入土，深度相同。用取土鏟取樣應先鏟出一個耕層斷面，再平行于斷面下鏟取土；測定微量元素的樣品必須用不銹鋼取土器采樣。
5.1.9 樣品量 一個混和土樣以取土1公斤左右為宜（用于推薦施肥的0.5公斤，用于試驗的2公 斤），如果一個混合樣品的數量太大，可用四分法將多余的土壤棄去。方法是將采集的土壤樣品放在盤子里或塑料布上，弄碎、混勻，鋪成四方形，劃對角線將土樣分成四份，把對角的兩份分別合并成一份，保留一份，棄去一份。如果所得的樣品依然很多，可再用四分法處理，直至所需數量為止。
5.1.10 樣品標記 采集的樣品放入統一的樣品袋，用鉛筆寫好標簽，內外各一張。采樣標簽樣式見附件2。
5.2 土壤樣品制備
5.2.1 新鮮樣品 某 些土壤的成分如二價鐵、硝態氮、銨態氮等在風干過程中會發生顯著變化，必須用新鮮樣品進行分析。為了能真實地反映土壤在田間自然狀態下的某些理化性狀，新鮮樣品要及時送回室內進行處理分析，用粗玻璃棒或塑料棒將樣品混勻后迅速稱樣測定。新鮮樣品一般不宜貯存，如需要暫時貯存，可將新鮮樣品裝入塑料袋，扎緊 袋口，放在冰箱冷藏室或進行速凍保存。
5.2.2 風干樣品 從 野外采回的土壤樣品要及時放在樣品盤上，攤成薄薄的一層，置于干凈整潔的室內通風處自然風干，嚴禁暴曬，并注意防止酸、堿等氣體及灰塵的污染。風干過程中要經常翻動土樣并將大土塊捏碎以加速干燥，同時剔除土壤以外的侵入體。風干后的土樣按照不同的分析要求研磨過篩，充分混勻后，裝入樣品瓶中備用。瓶內外各 放標簽一張，寫明編號、采樣地點、土壤名稱、采樣深度、樣品粒徑、采樣日期、采樣人及制樣時間、制樣人等項目。制備好的樣品要妥為貯存，避免日曬、高溫、潮濕和酸堿等氣體的污染。全部分析工作結束，分析數據核實無誤后，試樣一般還要保存三個月至一年，以備查詢。少數有價值需要長期保存的樣品，須保存于廣口 瓶中，用蠟封好瓶口。
5.2.2.1 一般化學分析試樣 將風干后的樣品平鋪在制樣板上，用木棍或塑料棍碾壓，并將植物殘體、石塊等侵入體和新生體剔除干凈，細小已斷的植物須根，可采用靜電吸附的方法清除。壓碎的土樣要全部通過2毫米孔徑篩。未過篩的土粒必須重新碾壓過篩，直至全部樣品通過2毫米孔徑篩為止。過2毫米孔徑篩的土樣可供pH值、鹽分、交換性能及有效養分項目的測定。將通過2毫米孔徑篩的土樣用四分法取出一部分繼續碾磨，使之全部通過0.25毫米孔徑篩，供有機質、全氮，碳酸鈣等項目的測定。

5.2.2.2 微量元素分析試樣 用于微量元素分析的土樣，其處理方法同一般化學分析樣品，但在采樣、風干、研磨、過篩、運輸、貯存等諸環節都要特別注意，不要接觸金屬器具，以防污染。如采樣、制樣使用木、竹或塑料工具。過篩使用尼龍網篩等。通過2毫米孔徑尼龍篩的樣品可用于測定土壤有效態微量元素。
5.2.2.3 顆粒分析試樣 將風干土樣反復碾碎，使之全部通過2毫米孔徑篩。留在篩上的碎石稱量后保存，同時將過篩的土壤稱量，以計算石礫質量百分數，然后將土樣混勻后盛于廣口瓶內，用于顆粒分析及其他物理性質測定。若在土壤中有鐵錳結核、石灰結核、鐵子或半風化體，不能用木棍碾碎，應細心揀出稱量保存。
5.3 植物樣品的采集與制備
5.3.1 采樣要求 植物樣品分析的可靠性受樣品數量、采集方法及分析部位影響，因此，采樣應具有： ——代表性：采集樣品能符合群體情況，采樣量一般為1kg。 ——典型性：采樣的部位能反映所要了解的情況。 ——適時性：根據研究目的，在不同生長發育階段，定期采樣。 ——糧食作物一般在成熟后收獲前采集籽實部分及秸桿；發生偶然污染事故時，在田間完整地采集整株植株樣品；水果及其它植株樣品根據研究目的確定采樣要求。
5.3.2 采樣前準備工作 選 擇具有采樣經驗，明確采樣方法和要領，對采樣區域農業環境情況熟悉的技術人員負責采樣；同時要備有采樣區域的地形圖、土壤分布圖、污染源分布圖、糧食作物分布圖、交通行政圖等，準備采樣工具、采樣袋（布袋、紙袋或塑料袋）、采樣記錄等。進行野外實地考察，調查各種環境因素，核實合理布點。發現問題立即糾正 并繪制樣點分布圖，制訂采樣計劃。
5.3.3 樣品采集
5.3.3.1 糧食作物 由于糧食作物生長的不均一性，一般采用多點取樣，避開田邊2m，按梅花形（適用于采樣單元面積小的情況）或“S”形采樣法采樣。在采樣區內采取10個樣點的樣品組成一個混合樣。采樣量根據檢測項目而定，籽實樣品一般1kg左右，裝入紙袋或布袋；要采集完整植株樣品可以稍多采些，約2kg左右，用塑料紙包扎好。
5.3.3.2 水果樣品 在平坦果園中采樣時，可采用對角線法布點采樣，由采樣區的一角向另一角引一對角線，在此線上等距離布設采樣點，采樣點多少根據采樣區域面積、地形及檢測目的確定。在山地果園應按不同海拔高度均勻布點，采樣點一般不應少于10個。對于樹型較大的果樹，采樣時應在果樹的上、中、下、內、外部及果實著生方位（東南西北）均勻采摘果實1kg左右。將各點采摘的果品進行充分混合，按四分法縮分，根據檢驗項目要求，最后分取所需份數，每份1kg左右，分別裝入袋內，粘貼標簽，扎緊袋口。水果樣品采摘時要注意樹齡、長勢、載果數量等。
5.3.3.3 蔬菜樣品 蔬菜品種繁多，可大致分成葉菜、根菜、瓜果三類，按需要確定采樣對象。在菜地采樣可按對角線或“S”形法布點，采樣點不應少于10個，采樣量根據樣本個體大小確定，一般每個點的采樣量不少于1kg。從多個點采集的蔬菜樣，按四分法進行縮分，其中個體大的樣本，如大白菜等可縱向對稱切成四份或八份，取其2份的方法進行縮分，最后分取3份，每份約1kg，分別裝入塑料袋，粘貼標簽，扎緊袋口。如需用鮮樣進行測定，在采樣時，最好連根帶土一起挖出，用濕布或塑料袋裝，防止萎蔫。采集根部樣品時，在抖落泥土時或洗凈泥土過程中應盡量保持根系的完整。市場采樣，可參照市場水果取樣進行。
5.3.3.4 標簽內容 采樣序號、采樣地點、樣品名稱、作物品種、土壤名稱（或當地俗稱）、成土母質、地形地勢、耕作制度、前茬作物及產量、化肥農藥施用情況、灌溉水源、采樣點地理位置簡圖。果樹要記載樹齡、長勢、載果數量等。
5.3.4 植株樣品處理與保存 糧食籽實樣品及時曬干脫粒， 充分混勻后用四分法縮分至所需量。當需要洗滌時，注意時間不宜過長并及時風干。為了防止樣品變質，蟲咬，需要定期進行風干處理。使用不污染樣品的工具和篩將稻谷去殼制成糙米，把糙米、麥粒、玉米粒等籽實粉碎，過0.5mm 篩制成待測樣品。測定重金屬元素含量時，不要使用金屬器械或如鋼制粉碎機、金屬篩等，推薦使用竹、木和石質、瓷質、塑料制品。 完整的植株樣品先洗干凈， 根據不同污染物和糧食作物生物學特性差異，采用能反映特征的植株部位，用不污染待測元素的工具剪碎樣品，充分混勻用四分法縮分至所需的量，制成鮮樣或于60℃烘箱中烘干后粉碎備用。 在田間（或市場）所采集的新鮮水果、蔬菜、煙葉和茶葉樣品若不能馬上進行分析測定，應暫時放入冰箱保存。