试验设计与分析应用

测土配方施肥

肥料效应田间试验设计、实施与结果分析应用

广西区土肥站陈松

一、试验目的

肥料效应田间试验是测土配方施肥的基础，因为其既是获得各种作物最佳施肥量、施肥比例、施肥时期、施肥方法的首要途径，也是筛选土壤养分测试方法、建立测土配方施肥指标体系的基本环节。通过田间试验，掌握不同作物优化施肥数量，基、追肥分配比例，肥料品种、施肥时期和施肥方法；摸清土壤养分校正系数、土壤供肥能力、不同作物养分吸收量和肥料利用率等基本参数；构建作物施肥模型，为施肥分区和肥料配方提供依据。

二、试验方案设计

肥料效应田间试验方案的设计，取决于研究目的。2005年农业部下发的“测土配方施肥技术规范（试行）”推荐采用“3414”方案设计。“3414”设计方案是3因素、4水平、14个处理优化的不完全实施的正交试验，该方案吸收了回归最优设计处理少、效率高的优点（完全实施时＝4×4×4＝64个处理），是目前国内外应用比较广泛的肥料效应田间试验方案，已在全国试用了10年，最早在“国际平衡施肥项目”中应用。在具体实施时可根据研究目的与实际条件采用“3414”完全实施方案和部分实施方案。

1、试验处理设计

（1）“3414”完全实施方案：

●“3414”完全实施方案可应用14个处理，进行氮、磷、钾三元二次效应方程的拟合。

●可分别进行氮、磷、钾中任意二元或一元效应方程的拟合。例如：进行氮、磷二元效应方程拟合时，可选用处理2-7、11、12，可求得在以K

2

水平为基础的氮、磷

二元二次肥效应方程；选用处理2、3、6、11可求得在P

2K

2

水平为基础的氮肥效应方

程；选用处理4、5、6、7可求得在N

2K

2

水平为基础的磷肥效应方程；选用处理6、8、

9、10可求得在N

2P

2

水平为基础的钾肥效应方程。

●可选用处理2、4、8及处理6，可分别求得N、P、K缺素区的相对产量。此外，通过处理1，可以获得基础地力产量，即空白区产量。

（2）“3414”的部分实施方案：

●要试验氮磷钾某一个或两个养分的效应，或因其它原因无法实施“3414”的完全实施方案，可在“3414”方案中选择相关处理，即“3414”的部分实施方案。这样既保持了测土配方施肥田间实验总体设计的完整性（便于资料汇总），又考虑到不同区域土壤养分的特点和不同试验目的的具体要求，满足不同层次的需要。如有些区域重点要检验氮、磷效果，可在K

2

做肥底的基础上进行氮、磷二元肥料效应试验（选择“3414”的完全实施方案中的1、2、3、4、5、6、7、11、12）。

●为了取得土壤养分供应量、作物吸收养分量、土壤养分丰缺指标等参数，一般把试验设计为5个处理（平常所说的“典型五处理设计”）：无肥区(CK)、氮磷钾区(NPK)、无氮区(PK)、无磷区(NK)和无钾区(NP)。这5个处理分别是“3414”方案中的处理1、

2、4、6和8。

●如要获得有机肥料的效应，可增加有机肥处理区(M)；检验某种中(微)量元素的效应，在NPK基础上，进行加与不加该中(微)量元素处理的比较。

2、“码值方案”到“实际方案”的计算

在编制具体的试验处理方案时，应该将“码值方案”换算成“实际方案”。在换算过程中，首先要确定因子“2”水平施肥量“X 2”(X 2＝当地的通过试验或调查得出的最佳施肥量或相对较为合理的施肥量)，然后再计算因子X 的“1”水平施肥量X 1(X 1＝X 2*0.5)、“3”水平施肥量X 3(X 3＝X 2*1.5)（“3”水平为过量施肥水平）。X 的“0”水平指不施肥水平(X 0＝0)。

“实际方案”确定后，各处理不同肥料养分量即确定了下来，再根据选用的肥料品种、肥料养分含量、试验小区面积的大小计算出每个小区的各种肥料的实际用量。

计算出每小区各种肥料的实际用量后，再依据作物的施肥时期与比例，确定每次施肥的肥料用量。

三、试验实施

（1）试验作物品种选择

田间试验所用的作物品种，一般应选择当地主栽作物品种或拟推广的主要品种。 （2）试验地选择

试验地应选择地势平坦、整齐、肥力均匀，具有代表性的不同肥力水平的地块。坡地应选择坡度平缓，肥力差异较小的田块；试验地应避开靠近村边、道路、堆肥场所等特殊地块。

这里强调一下，试验要安排在具有代表性的不同肥力水平的地块上进行。不同肥力水平可以参照常年亩产结合其它条件大体划分，代表性可以从农业生产水平、土壤环境条件等方面在本区域是否具有较高代表性来考虑。

（3）试验小区

●小区面积：大田作物和露地蔬菜作物小区面积一般为20～50m 2，密植作物可小些，中耕作物可大些；小区宽度，密植作物不小于3m ，中耕作物不小于4m 。多年生果树类选择土壤肥力差异小的地块和树龄相同、株形和产量相对一致的单株成年果树进行试验，每个处理不少于4株（实际划区时碰上特殊株可以跳过错开）。

●小区要求单灌单排，避免串灌串排，外围要设置保护行。小区与小区之间必须采取隔离措施保证肥水不相互渗透。

●小区除施肥措施外，实施的其他各项管理措施应一致，且符合生产要求，并尽量由相同的人在同一天内完成。

（4）试验重复

●“3414”完全实施方案，由于试验处理较多，如果试验地块面积较大，可以设

3次重复；如果试验地块面积较小，可以不做重复，其试验误差通过多点试验加以消除（“多点重复”）。

●“3414”部分实施方案”，为保证试验精度建议设置3次重复。

(作不作重复，作多少次重复，以方案下达为准。)

（5）小区排列

无重复时，采用完全随机排列，有重复时，采用随机区组排列。随机方法可以采用“抓签”、“随机数字表”或用计算器(机)产生随机数字等。

区组内土壤肥力、地形等条件应相对一致，区组间允许有差异。

（6）试验田间观察、记载与收获

试验实施期间，选择关键生育期观察、记载各处理作物重要生育指标，记录其它相关信息。详见相关表格。

收获时每个小区单打、单收、单计产，并对不同处理进行考种。

（7）样品采集与分析测试

试验前，及时采集试验田块的混合土样，进行分析测试。

作物成熟后，采集处理2、4、6、8的植株样品进行分析测试，收获后采处理6的混合土样进行分析测试。

（8）试验资料整理

试验结束后，及时整理试验资料，认真填写《测土配方施肥技术规范》附件1－“田间试验结果汇总表”，建立试验档案，同时将整理后的资料上报有关部门。

（9）关于试验的一些其它要求

●试验方案中“2”水平设计，为便于数据汇总统计，可以以全区为单位同一种作物设定1组或2、3组，不宜太多，以方便试验数据合并统计。

●为消除年景差异，试验一般需要做3年以上。

●试验地每一个生产周期都要更换。

四、试验结果的统计分析与利用

“3414”试验结果资料的统计分析主要内容包括回归分析、方差分析、施肥参数计算等。回归分析主要是通过建立产量与施肥量之间的二次回归方程，寻找某个养分的最佳施肥量；“方差分析”是通过F检验与多重比较，比较各个处理的的直观效果；施肥参数计算主要包括肥料利用率、土壤贡献率、作物养分需要量、土壤养分丰缺指标、有机肥贡献率等施肥参数的计算，目的是为了获取构建区域性作物施肥专家施肥系统需要的有关参数。根据需要，可运用其中的一种或多种方法对试验数据进行分析。