田間肥料試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則及基本要求.ppt

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1、田間肥料試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則 及基本要求,魯劍巍 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,肥料配方師肥料試驗(yàn)示范技能培訓(xùn)班,2012年4月26-27日 杭州,報(bào)告提綱,第一節(jié) 田間試驗(yàn)法概論 第二節(jié) 田間試驗(yàn)方法設(shè)計(jì) 第三節(jié) 田間試驗(yàn)的實(shí)施 第四節(jié) 常見問題與建議,一、概念,1定義:在自然的土壤、氣候條件及接近實(shí)際生產(chǎn)的條件下,在大田中研究作物對(duì)各項(xiàng)處理的反應(yīng)的科學(xué)試驗(yàn)方法。 2任務(wù):在一定的自然條件和耕作栽培條件下來研究土壤、作物和肥料三者的關(guān)系及其調(diào)節(jié)措施,為不斷培肥土壤、提高產(chǎn)量、增加效益、改善品質(zhì)、保護(hù)環(huán)境提供科學(xué)施肥依據(jù)。,第一節(jié) 田間試驗(yàn)法概論,二、特點(diǎn),1優(yōu)點(diǎn) 試驗(yàn)結(jié)果可以直接指導(dǎo)生產(chǎn),能反映當(dāng)?shù)剞r(nóng)

2、業(yè)生產(chǎn)真實(shí)情況 不需要特殊設(shè)備,適于開展群眾性科學(xué)研究 2缺點(diǎn) 應(yīng)用價(jià)值有限-試驗(yàn)結(jié)果受地區(qū)性因素影響 研究的深度和廣度有限-田間的許多因素難以控制和分開 必須與其它方法相結(jié)合才能得到滿意結(jié)果,三、類別,1根據(jù)試驗(yàn)規(guī)模 個(gè)體試驗(yàn)-只在一兩個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行的試驗(yàn) 群體試驗(yàn)-在統(tǒng)一組織下,按照統(tǒng)一的題目、統(tǒng)一的設(shè)計(jì)、統(tǒng)一的方法,在許多地點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行的試驗(yàn),如測(cè)土配方施肥項(xiàng)目中的“3414”試驗(yàn)、3區(qū)試驗(yàn) 2根據(jù)試驗(yàn)期限 一季試驗(yàn) 多年試驗(yàn)-凡在固定地段上,連續(xù)在幾茬作物或若干個(gè)輪作周期進(jìn)行的系統(tǒng)研究的試驗(yàn),也稱多年定位試驗(yàn)或定位試驗(yàn),3根據(jù)試驗(yàn)小區(qū)面積 大型小區(qū)試驗(yàn)-小區(qū)一般大于0.5畝,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,處理重

3、復(fù)少,適于示范、生產(chǎn)性試驗(yàn),適宜采用大田農(nóng)業(yè)技術(shù)措施,接近生產(chǎn)實(shí)際 小區(qū)試驗(yàn)-小區(qū)面積0.1畝左右,一般不小于0.03畝(20 m2 ) 微型小區(qū)試驗(yàn)-小區(qū)面積4m2左右,條件易控制,但農(nóng)業(yè)技術(shù)方面不具備代表性,適于探索性、觀察性或示蹤性肥料試驗(yàn),第二節(jié) 田間試驗(yàn)方法設(shè)計(jì),試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)的核心是提高試驗(yàn)精確度,而影響精確度的主要因素是試驗(yàn)誤差,誤差只能縮小,不能消除。因此,田間試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)始終有兩點(diǎn)要求:(1)盡可能縮小試驗(yàn)誤差;(2)正確估計(jì)誤差大小。,一、試驗(yàn)小區(qū)的面積設(shè)計(jì),小區(qū)是構(gòu)成試驗(yàn)的基本單位,適當(dāng)擴(kuò)大小區(qū)面積能概括模糊土壤復(fù)雜性、減少土壤差異對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響,提高試驗(yàn)精確度;但不適當(dāng)

4、擴(kuò)大小區(qū)面積,由于土壤性質(zhì)的空間變異客觀存在,反而會(huì)降低試驗(yàn)精確度。 田間試驗(yàn)小區(qū)面積宜設(shè)計(jì)在1/30-1/5畝(20-140 m2)范圍內(nèi)。,確定小區(qū)面積應(yīng)考慮的因素,1試驗(yàn)性質(zhì) 肥料品種、肥料利用率等試驗(yàn),面積可小些 長(zhǎng)期定位試驗(yàn)、涉及機(jī)具耕作的施肥技術(shù)試驗(yàn),面積應(yīng)大些 2作物種類 每一小區(qū)要求有一定數(shù)目的植株,單株數(shù)目過少,難以保證試驗(yàn)精確度 密植作物,面積可小些 棉、煙等大棵作物,小區(qū)面積宜大些,3處理數(shù) 處理數(shù)多時(shí)小區(qū)面積可小些 處理數(shù)少時(shí)小區(qū)面積可大些 4地形和土壤 丘陵、山區(qū)等地區(qū),耕地面積小、地形復(fù)雜,小區(qū)面積可小些 平原等地區(qū),小區(qū)面積宜大 總體原則:在堅(jiān)持減少處理間土壤差異

5、、提高精確度的原則下,考慮各方面因素,靈活確定小區(qū)面積。,二、小區(qū)形狀設(shè)計(jì),試驗(yàn)誤差大小與小區(qū)形狀有關(guān) 1形狀設(shè)計(jì)原則 一般情況下,小區(qū)的理想形狀為長(zhǎng)方形。 當(dāng)小區(qū)面積不變時(shí),將長(zhǎng)寬比由1:1改變3:1,則小區(qū)間土壤變異系數(shù)可由20.35%降到3.46%,原因是土壤肥力局部差異大,長(zhǎng)方形小區(qū)有利于均分它,而正方形小區(qū)可能獨(dú)占它。,2邊際效應(yīng) 小區(qū)并非越狹長(zhǎng)越好,過于狹長(zhǎng),邊際效應(yīng)影響較大 3長(zhǎng)寬比例 一般長(zhǎng)寬比例為25:1 小區(qū)面積較大時(shí)3 5:1;面積較小時(shí)2 3:1 寬行作物小區(qū)宜寬些;密行作物小區(qū)宜窄些。 機(jī)械作業(yè)時(shí),小區(qū)寬應(yīng)是施肥機(jī)、收割機(jī)的倍數(shù),4方向安置 在小區(qū)面積相等的情況下,沿

6、土壤差異大的方向放置狹長(zhǎng)小區(qū),更能包含土壤復(fù)雜性,降低試驗(yàn)誤差,設(shè)計(jì)小區(qū)長(zhǎng)邊與土壤肥力變化方向一致。,三、重復(fù),1設(shè)計(jì)原則 重復(fù)次數(shù)的確定要根據(jù)試驗(yàn)精確度要求、試驗(yàn)地土壤差異、試驗(yàn)材料、試驗(yàn)條件、處理數(shù)等來決定,一次試驗(yàn)重復(fù)36 2. 重復(fù)的實(shí)質(zhì) 重復(fù)的實(shí)質(zhì)是把每個(gè)處理所占有的面積分散在試驗(yàn)地段的不同位置;當(dāng)某個(gè)處理的總面積一定時(shí),增加重復(fù)數(shù)比增大小區(qū)面積更能降低試驗(yàn)誤差。,盡管增加重復(fù)次數(shù)可降低誤差,但重復(fù)過多時(shí)會(huì)浪費(fèi)人力物力,因此要適可而止,四、對(duì)照區(qū)設(shè)置,1. 設(shè)置對(duì)照目的 作為衡量?jī)?yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn) 估計(jì)和矯正田間試驗(yàn)誤差 2. 如何設(shè)置對(duì)照處理 評(píng)價(jià)土壤地力水平不施肥 計(jì)算肥料利用率不施某養(yǎng)

7、分為 評(píng)價(jià)某肥料效果常用推薦肥料 施肥技術(shù)改進(jìn)農(nóng)民習(xí)慣,五、保護(hù)行或保護(hù)區(qū)設(shè)置,1. 定義 在試驗(yàn)地四周種植的數(shù)行不計(jì)產(chǎn)量,起保護(hù)作用的植株,同時(shí)有利于減少小區(qū)的邊際效應(yīng) 2. 設(shè)置的作用 保護(hù)試驗(yàn)材料不受外來因素的損害 防止靠近試驗(yàn)田四周的小區(qū)受到空曠地的特殊環(huán)境的影響,即減少邊際效應(yīng) 3. 數(shù)量或大小 保護(hù)行的數(shù)目視作物和田塊大小而定,六、小區(qū)的田間排列,1. 定義 田間排列是指試驗(yàn)小區(qū)和區(qū)組在試驗(yàn)地上安排的位置與方式 2. 目的 降低誤差和正確估計(jì)試驗(yàn)誤差大小 要想達(dá)到目的,必須遵守試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)的三原則:設(shè)計(jì)重復(fù)、隨機(jī)排列、局部控制,兩個(gè)概念,區(qū)組 定義:將各處理按照一定方式排列 起來構(gòu)

8、成一次重復(fù)的試驗(yàn)單位 目的:設(shè)置區(qū)組是控制土壤差異的最簡(jiǎn)單的有效辦法 實(shí)踐:區(qū)組的排列要根據(jù)試驗(yàn)地的形狀、地勢(shì)、特別是土壤肥力差異來決定 小區(qū) 定義:一個(gè)處理在一次重復(fù)中地塊 實(shí)踐:小區(qū)的排列一般有順序和隨機(jī)排列兩種,田間排列常用方法,隨機(jī)區(qū)組法是田間試驗(yàn)應(yīng)用最廣的方法 隨機(jī)區(qū)組法原則 區(qū)組間條件容許較大差異,體現(xiàn)局部控制原則 每個(gè)區(qū)組內(nèi)條件比較一致,使區(qū)組內(nèi)各處理可以相互比較 區(qū)組內(nèi)各處理采用隨機(jī)排列,符合誤差理論隨機(jī)性的要求,可以無偏地估計(jì)誤差 隨機(jī)排列的方法可以采用以下方法實(shí)現(xiàn):抽簽、查隨機(jī)數(shù)字表,應(yīng)該選擇上面的方式, 具有局部控制,5個(gè)處理,3次重復(fù),土壤肥力變異大,土壤肥力變異大,土

9、壤肥力變異小,土壤肥力變異小,?,I,II,III,I,II,III,七、多點(diǎn)分散試驗(yàn),定義-在許多點(diǎn)設(shè)置同一方案的試驗(yàn),每點(diǎn)上并不設(shè)置重復(fù),對(duì)于整個(gè)試驗(yàn)群體,每一點(diǎn)相當(dāng)于一個(gè)重復(fù)或區(qū)組。 點(diǎn)數(shù)要求-根據(jù)FAO的經(jīng)驗(yàn),一般設(shè)置點(diǎn)數(shù)不能少于12個(gè),保證10個(gè)點(diǎn)可得到可靠數(shù)據(jù)。,田間的試驗(yàn)誤差常比工業(yè)等試驗(yàn)誤差大得多,其誤差來源主要有: 試驗(yàn)材料固有的差異 試驗(yàn)中操作和管理不一致造成的差異 外界環(huán)境不可控造成的差異,一、田間試驗(yàn)誤差的控制,第三節(jié) 田間試驗(yàn)的實(shí)施,控制田間誤差的具體措施,選擇同質(zhì)材料:生長(zhǎng)、發(fā)育;樹勢(shì);年齡;大小等等 操作和管理水平標(biāo)準(zhǔn)化 控制外界主要因素-土壤差異,試驗(yàn)地的土壤差

10、異,高,低,低,原因一:土壤形成的基礎(chǔ)不同,原因二:土地利用的差異,二、試驗(yàn)地的選擇的原則,土壤肥力要比較均勻一致 選擇的土地要有利用的歷史記錄 試驗(yàn)地最好選在平地 試驗(yàn)地的位置適當(dāng) 試驗(yàn)地最好采用輪換制-肥效試驗(yàn)田一般要經(jīng)過5年才能再布置試驗(yàn) 有空白對(duì)照,(一)試驗(yàn)地的選擇 1. 具有代表性 代表性因試驗(yàn)?zāi)康亩?,適合于解決試驗(yàn)所提出的任務(wù) 如研究某些生產(chǎn)問題產(chǎn)生的原因時(shí)(如水稻僵苗、油菜花而不實(shí)),選擇有典型癥狀的田塊布置試驗(yàn) 比較磷肥品種效應(yīng)時(shí),選擇缺磷或比較缺磷的土壤 確定某地區(qū)合理施肥量時(shí),選擇各種肥力水平的土壤,試驗(yàn)地的選擇與準(zhǔn)備,2地勢(shì)平坦 不平坦地段地力很難一致,灌水、排水都有

11、困難,若無法找到平坦地,坡度不應(yīng)超過2.5% 3廣泛一致性 指表土、底土、水文地質(zhì)條件、前茬耕種的一致性 4不受特殊條件影響 盡量避開樹木、建筑物、池塘、山谷、公路等,它們影響試驗(yàn)地的光照、水分、通氣等;距樹木30-50m,距高大建筑物40m,距公路、陰溝5-10m 5試驗(yàn)地面積與形狀 要有足夠的面積和合適的形狀,(二)試驗(yàn)地的準(zhǔn)備,1. 前季觀察 對(duì)前季作物生長(zhǎng)狀況進(jìn)行實(shí)地觀察可以判定土壤肥力變異規(guī)律,作為試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)和田間區(qū)劃的依據(jù)。 2. 農(nóng)戶調(diào)查 了解種植尤其是施肥歷史 3. 基礎(chǔ)土樣分析 布置試驗(yàn)前取土樣分析基本農(nóng)化性狀:pH、CEC、OM、N、P、K等 4. 平整土地 5. 供試驗(yàn)

12、肥料及種籽檢驗(yàn),三、試驗(yàn)的布置,1. 擬定種植計(jì)劃書-內(nèi)容包括 (1)試驗(yàn)的名稱或題目 (2)方案-處理代號(hào)與名稱 (3)方法設(shè)計(jì)-隨機(jī)區(qū)組等 (4)田間規(guī)劃-小區(qū)面積(長(zhǎng)寬) (5)供試作物名稱、播種量(或密度)、播種規(guī)格等 (6)試驗(yàn)地點(diǎn) (7)播種(或移栽)日期 (8)附上按比例尺寸繪制的田間規(guī)劃平面圖,2. 小區(qū)的劃分 試驗(yàn)必須設(shè)置保護(hù)行 小區(qū)間不需保護(hù)行 3. 施肥 4. 播種或移栽 5. 其它工作 試驗(yàn)布置后,必須重新檢查一遍,發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或缺點(diǎn),應(yīng)盡可能設(shè)法改正或補(bǔ)救,并記錄下來 每小區(qū)要有試驗(yàn)牌,上寫明小區(qū)號(hào)及處理代號(hào),四、田間管理與觀察,1. 管理 灌水、排水 防病蟲 中耕、除草

13、 2. 觀察記錄 有專門記載本 根據(jù)研究目的確定調(diào)查項(xiàng)目,認(rèn)真記錄 應(yīng)特別包括-環(huán)境變化、生長(zhǎng)狀況、意外情況 記錄一般用鉛筆,寫錯(cuò)時(shí)用鉛筆劃去重寫,五、實(shí)驗(yàn)的收獲,1. 收獲的準(zhǔn)備工作 (1)適時(shí)收獲成熟前3-5天 (2)劃出除地小區(qū)局部地方由于某些原因造成意外的損失,如牲畜踏傷、病蟲危害、缺苗斷壟等,收獲前可將該部分剔除,這種措施叫做“除地” (3)保護(hù)行清除在收獲前1-2天先收獲 (4)考種取樣收獲前一天,在小區(qū)內(nèi)隨機(jī)取樣,作好標(biāo)簽,其產(chǎn)量計(jì)入小區(qū)總產(chǎn)量 (5)其它標(biāo)簽、布(網(wǎng))袋、收獲、脫粒、工具等,2. 收獲 全區(qū)收獲法小區(qū)面積較小時(shí)盡量采用,作好標(biāo)簽;產(chǎn)量一般包括稱重兩次、前后重復(fù)之

14、差以不超過0.5%為合格 取樣收獲法小區(qū)面積大時(shí),收獲一定面積作為估產(chǎn)的樣本,估計(jì)總產(chǎn)量 3. 考種 將收回的樣本進(jìn)行植物形態(tài)的觀察、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)因子的調(diào)查、收獲物重要品質(zhì)的鑒定等 考種的具體項(xiàng)目因作物種類、試驗(yàn)任務(wù)而不同 取樣后考種工作要及時(shí),六、分析樣本的采取,1.土樣 取樣多少要根據(jù)目的而定 取樣采用系統(tǒng)抽樣法 2. 植物樣 取樣具有毀滅性,若取樣多時(shí)應(yīng)另設(shè)取樣區(qū) 也可把小區(qū)中心作計(jì)產(chǎn)區(qū),周圍做取樣區(qū) 3.肥料樣 化肥一般不必分析,但有些地方的復(fù)合肥、磷肥養(yǎng)分含量需要試驗(yàn)前分析確認(rèn) 有機(jī)肥取樣要有代表性,第四節(jié) 常見問題與相應(yīng)建議,按照田間肥料試驗(yàn)(示范)的操作步驟,試驗(yàn)方案 田塊選擇 試驗(yàn)

15、布置 田間管理,試驗(yàn)調(diào)查與記載 試驗(yàn)取樣 產(chǎn)量收獲,試驗(yàn)方案,問題:主要問題出在實(shí)施方案上,不具體,操作性不強(qiáng) 原因:高估了基層執(zhí)行人員的能力(并非所有的人都是土肥專業(yè)出身,并非所有的人此前一直長(zhǎng)期從事土肥事業(yè)) 建議:細(xì)化方案,注意細(xì)節(jié),有操作性(肥料品種、小區(qū)肥料具體用量、小區(qū)移栽密度或播種量、小區(qū)排列;調(diào)查項(xiàng)目;取樣方法;收獲方式),田塊選擇,問題:不能體現(xiàn)出試驗(yàn)?zāi)康模ǚ市г囼?yàn)的代表性、示范試驗(yàn)的展示性),選田時(shí)未作充分調(diào)查(田塊地力不均勻,試驗(yàn)前未取土分析養(yǎng)分,農(nóng)戶不合作,試驗(yàn)田有其他障礙因素:遮陰、干旱、漬水) 建議:注重試驗(yàn)前的調(diào)研工作,做好各方協(xié)調(diào)工作(試驗(yàn)一旦布置,不成功太可惜

16、,甚至任務(wù)無法完成),試驗(yàn)布置,問題:小區(qū)面積(面積沒有按方案來、各小區(qū)大小不一)、施肥(放錯(cuò)了小區(qū)、有的小區(qū)漏施、肥料施用不均勻)、播種(小區(qū)間播種量不一致、小區(qū)內(nèi)不均勻)、移栽(密度不一、深淺不一、苗大小不一、不在同一天完成)、小區(qū)排列(有重復(fù)的試驗(yàn)不隨機(jī))、水的排灌(尤其是水稻試驗(yàn)串肥串水) 建議:小區(qū)(嚴(yán)格按實(shí)施方案進(jìn)行,量一量),施肥、播種、移栽(肥料和種籽按小區(qū)計(jì)量進(jìn)行,先放好檢查無誤再實(shí)施,量少可摻土均勻、移栽工作不允許一人一區(qū),先擺苗再移栽),水的排灌(一定要有干凈的進(jìn)水口,如果一定要從田中過外圍不能施肥補(bǔ)農(nóng)民損失,水稻田田埂高出水面15cm),田間管理,問題:管理不到位(除肥

17、料外出現(xiàn)其他重大障礙因素,如草害、病害) ,出現(xiàn)人為破壞(農(nóng)戶加施了方案外的肥料,牛、豬、雞危害) 原因:溝通交待不夠、監(jiān)管指導(dǎo)不夠、感情不深信任度不夠 建議:除重大自然災(zāi)害外,其他的是可以避免的(試驗(yàn)前交待訂君子協(xié)定、試驗(yàn)過程中多去檢查和交心、提前預(yù)付部分試驗(yàn)費(fèi)讓農(nóng)戶放心有信心、農(nóng)藥等施用提前給技術(shù)和物品),試驗(yàn)調(diào)查與記載,問題:未能按方案進(jìn)行(事情太多舍棄,錯(cuò)過時(shí)間放棄,調(diào)查指標(biāo)太復(fù)雜放棄) ,根本就沒有可執(zhí)行的方案(沒有根據(jù)肥料試驗(yàn)的目標(biāo)和特點(diǎn)來制訂能體現(xiàn)肥料效果的關(guān)鍵生育期的相應(yīng)指標(biāo),簡(jiǎn)單地引用農(nóng)學(xué)專業(yè)的一些過于復(fù)雜而不能反映肥料效果的指標(biāo),例如過多的生育時(shí)期調(diào)查) ,記載不規(guī)范(有時(shí)

18、沒有一個(gè)記載本) 建議:認(rèn)真制訂調(diào)查的執(zhí)行方案,關(guān)鍵時(shí)期、關(guān)鍵指標(biāo)(如產(chǎn)量構(gòu)成因子、關(guān)鍵生長(zhǎng)指標(biāo))、樣本數(shù)適當(dāng),提供具體方法,具有可操作性,室內(nèi)制表田間填寫,認(rèn)真記載主要農(nóng)事活動(dòng)及異常情況,試驗(yàn)取樣,問題:試驗(yàn)前土壤樣品(點(diǎn)數(shù)太少、深度不夠、誤差太大、沒代表性) ,植株樣品(株數(shù)太少,樣本部位不全、代表性和隨機(jī)性不夠、取樣時(shí)間不當(dāng)、取樣后未晾干腐爛) 建議:土壤樣品(一個(gè)田間試驗(yàn)的試驗(yàn)前土壤必須由均勻分布的15個(gè)以上點(diǎn)組成、耕作層0-20cm、塑料袋裝、無污染風(fēng)干制樣),植株樣品(大棵作物10株以上地上部全部,小作物0.5m 0.5m 的樣方3個(gè),隨機(jī)且有代表性,用透氣網(wǎng)袋裝好曬干或晾干,籽實(shí)

19、部分在袋里防損失,防止運(yùn)輸和貯藏過程中污染,寫好標(biāo)簽,及時(shí)處置。研究養(yǎng)分利用率的試驗(yàn),一般作物取樣時(shí)間在成熟期收獲前1-2天取樣,不要過早,分次收獲作物的籽實(shí)部分則要分次取樣,葉片脫落量大的作物在葉片量最大時(shí)取葉樣),產(chǎn)量收獲,問題:計(jì)產(chǎn)不準(zhǔn)(只計(jì)鮮重且含水量不一致,小區(qū)產(chǎn)量低而秤太大,脫粒不干凈,浪費(fèi)太多,計(jì)產(chǎn)單位不清斤/公斤) ,取樣方估產(chǎn)(大區(qū)示范試驗(yàn)可以,小區(qū)試驗(yàn)不宜) ,養(yǎng)分利用率試驗(yàn)秸稈未計(jì)產(chǎn) 建議:原則上小區(qū)單打單收按實(shí)產(chǎn)計(jì)(產(chǎn)量以干重計(jì)而收獲時(shí)只有鮮重的,可計(jì)各小區(qū)鮮重,各小區(qū)并用塑料袋取樣1 kg左右在實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)確稱重后曬干再稱重計(jì)算含水量,折算干重;或全部曬干后稱重,防損失),小區(qū)出現(xiàn)自然異常的,如果不是試驗(yàn)錯(cuò)誤引起的,不應(yīng)放棄,如施氮過量倒伏、大風(fēng)倒伏(按類別面積比例取樣方計(jì)產(chǎn)),多次收獲作物按多次收獲計(jì)產(chǎn),做好記載,謝謝大家! 敬請(qǐng)批評(píng)指正補(bǔ)充!,

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