實驗基本理論

測土配方施肥技術

3414實驗詳解清河縣土肥站一、概念及內(nèi)容是根據(jù)作物的需肥規(guī)律、土壤供肥性能與肥料效應，在測定出土壤養(yǎng)分的條件下，提出N、P、K和微肥的比例及用量及其相應的施肥技術。它包括目標產(chǎn)量的確定、土壤養(yǎng)分測定、肥料的配方、施肥等基本環(huán)節(jié)。配方施肥的方法：

目前全國推行的方法共60多種，可概括為3大類，6種方法。地力分區(qū)配方法目標產(chǎn)量配方法：又可分為2種：1、養(yǎng)分平衡法；2、地力差減法肥料效應函數(shù)法：又分為3種方法：1、肥料效應函數(shù)法；2、養(yǎng)分豐缺指標法；3、氮、磷、鉀比例法。實施過程中要做好5個環(huán)節(jié)：劃定配方區(qū)，收集當?shù)赜嘘P技術資料；分析測定配方區(qū)土壤養(yǎng)分（N、P、K）含量；選定配方的方法，制定出施肥方案及措施；應用計算機技術（施肥軟件）指導配方施肥；搞好技術培訓及講座，加強配方施肥推廣工作的指導。通過田間試驗，掌握不同作物優(yōu)化施肥數(shù)量，基、追肥分配比例，肥料品種、施肥時期和施肥方法；摸清土壤養(yǎng)分校正系數(shù)、土壤供肥能力、不同作物養(yǎng)分吸收量和肥料利用率等基本參數(shù)；構建作物施肥模型，為施肥分區(qū)和肥料配方提供依據(jù)。二、試驗方案設計

肥料效應田間試驗方案設計，取決于研究目的。2005年農(nóng)業(yè)部下發(fā)的“測土配方施肥技術規(guī)范（試行）”推薦采用“3414”方案設計。

“3414”設計方案是3因素、4水平、14個處理優(yōu)化的不完全實施的正交試驗，該方案吸收了回歸最優(yōu)設計處理少、效率高的優(yōu)點（完全實施時＝4×4×4＝64個處理），是目前國內(nèi)外應用比較廣泛的肥料效應田間試驗方案，已在全國試用了10年，九十年代在“國際平衡施肥項目”中開始應用。在具體實施時可根據(jù)研究目的與實際條件采用“3414”完全實施方案和部分實施方案。3414試驗設計碼值方案(完全實施)處理號因子的編碼值NPKX100002022031220420205212062220723208220092210102230113220121120131210142110注：表中前11個處理為3411、前14個處理為3414。X為增加的因素，如增加某個中、微量元素?！?”為最接近合理用量的施肥用量。

（1）“3414”完全實施方案：

●“3414”完全實施方案可應用14個處理，進行氮、磷、鉀三元二次效應方程的擬合?！窨蛇x用處理2、4、8及處理6，可分別求得N、P、K缺素區(qū)的相對產(chǎn)量。此外，通過處理1，可以獲得基礎地力產(chǎn)量，即空白區(qū)產(chǎn)量?！窨煞謩e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。

（2）“3414”的部分實施方案：●要試驗氮磷鉀某一個或兩個養(yǎng)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（便于資料匯總），又考慮到不同區(qū)域土壤養(yǎng)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。3414試驗設計 進行氮、磷二元效應方程擬合時，可選用處理1-7、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。處理號因子的編碼值NPKX1000020220312204202052120622207232082200922101022301132201211201312101421103414試驗設計選用處理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4-7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；處理1建議都加進去。處理號因子的編碼值NPKX100002022031220420205212062220723208220092210102230113220121120131210142110X2222●為了取得土壤養(yǎng)分供應量、作物吸收養(yǎng)分量、土壤養(yǎng)分豐缺指標等參數(shù)，一般把試驗設計為5個處理（平常所說的“典型五處理設計”）：無肥區(qū)(CK)、氮磷鉀區(qū)(NPK)、無氮區(qū)(PK)、無磷區(qū)(NK)和無鉀區(qū)(NP)。這5個處理分別是“3414”方案中的處理1、2、4、6和8。表1試驗各處理純養(yǎng)分施肥量（kg/畝）

編號處理代號氮肥總量基肥追肥NP2O5K2O

NN1OPT15.54.72.37.77.82OPT-N04.72.3003OPT-P15.502.37.77.84OPT-K15.54.707.77.85CK0000006FP18.311.509.19.27FP-N011.50008FP-P18.3009.19.2編號處理代號氮肥總量基肥追肥尿素三料磷肥氯化鉀尿素尿素1OPT3410.223.8317172OPT-N010.223.83003OPT-P3403.8317174OPT-K3410.22017175CK0000006FP4025020207FP-N0250008FP-P40002020表2試驗各處理化肥施用量（kg/畝）

3414試驗設計 可選用處理2、4、8及處理6，可分別求得N、P、K的相對產(chǎn)量，以計算豐缺指標。 通過處理1，可以獲得基礎地力產(chǎn)量，即空白區(qū)產(chǎn)量。處理號因子的編碼值NPKX100002022031220420205212062220723208220092210102230113220121120131210142110如要獲得有機肥料的效應，可增加有機肥處理區(qū)(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。

“實際方案”確定后，各處理不同肥料養(yǎng)分量即確定了下來，再根據(jù)選用的肥料品種、肥料養(yǎng)分含量、試驗小區(qū)面積的大小計算出每個小區(qū)的各種肥料的實際用量。計算出每小區(qū)各種肥料的實際用量后，再依據(jù)作物的施肥時期與比例，確定每次施肥的肥料用量。

三、試驗實施

（1）試驗作物品種選擇

田間試驗所用的作物品種，一般應選擇當?shù)刂髟宰魑锲贩N或擬推廣的主要品種。

（2）試驗地選擇試驗地應選擇地勢平坦、整齊、肥力均勻，具有代表性的不同肥力水平的地塊。坡地應選擇坡度平緩，肥力差異較小的田塊；試驗地應避開靠近村邊、道路、堆肥場所等特殊地塊。（3）試驗小區(qū)●小區(qū)面積：大田作物和露地蔬菜作物小區(qū)面積一般為20～50m2，密植作物可小些，中耕作物可大些；我們冬小麥-夏玉米現(xiàn)在采取30m2。小區(qū)寬度，密植作物不小于3m，中耕作物不小于4m。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(chǎn)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（實際劃區(qū)時碰上特殊株可以跳過錯開）?！裥^(qū)要求單灌單排，避免串灌串排，外圍要設置保護行。小區(qū)與小區(qū)之間必須采取隔離措施保證肥水不相互滲透?！裥^(qū)除施肥措施外，實施的其他各項管理措施應一致，且符合生產(chǎn)要求，并盡量由相同的人在同一天內(nèi)完成。

（4）試驗重復●“3414”完全實施方案，由于試驗處理較多，如果試驗地塊面積較大，可以設3次重復；如果試驗地塊面積較小，可以不做重復，其試驗誤差通過多點試驗加以消除（“多點重復”）?！瘛?414”部分實施方案”，為保證試驗精度建議設置3次重復。(個人觀點僅供參考，作不作重復，用多少次重復，以方案下達為準。)

（5）小區(qū)排列

無重復時，采用完全隨機排列；有重復時，采用隨機區(qū)組排列。隨機方法可以采用“抓簽”、“隨機數(shù)字表”或用計算器(機)產(chǎn)生隨機數(shù)字等。區(qū)組內(nèi)土壤肥力、地形等條件應相對一致，區(qū)組間允許有差異。

（6）試驗田間觀察、記載與收獲試驗實施期間，選擇關鍵生育期觀察、記載各處理作物重要生長、生育指標，記錄其它相關信息。詳見相關表格。收獲時要求每個小區(qū)單打、單收、單計產(chǎn)，并對不同處理進行考種。

（7）樣品采集與分析測試試驗前，及時采集試驗田塊的混合土樣，進行分析測試。作物成熟后，采集處理2、4、6、8的植株樣品進行分析測試，收獲后采處理6的混合土樣進行分析測試。（8）試驗資料整理

試驗結束后，及時整理試驗資料，認真填寫《測土配方施肥技術規(guī)范》附件1－“田間試驗結果匯總表”，建立試驗檔案，同時將整理后的資料上報有關部門。（9）關于試驗的一些其它要求●試驗方案中“2”水平設計，為便于數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計，可以以全區(qū)為單位同一種作物設定1組或2、3組，不宜太多，以方便試驗數(shù)據(jù)合并統(tǒng)計。●區(qū)域內(nèi)，每種作物一般需要設置分布于不同土壤肥力水平上10個左右的試驗?！駷橄昃安町?，試驗一般需要做3年以上●試驗地每一個生產(chǎn)周期都要更換。

施肥量參數(shù)計算主要包括：1、肥料利用率；2、土壤養(yǎng)分校正系數(shù)；3、作物養(yǎng)分需要量；4、土壤速效養(yǎng)分含量等參數(shù)的計算，目的是為了獲取構建區(qū)域性作物施肥專家施肥系統(tǒng)需要的有關參數(shù)。3、施肥參數(shù)計算

“3414”試驗完全方案或部分實施方案(施肥參數(shù)方案)，可以計算出肥料當季利用率、土壤養(yǎng)分校正系數(shù)、作物養(yǎng)分需要量、土壤養(yǎng)分豐缺指標等施肥參數(shù)。（1）肥料利用率

可以通過“3414”肥料效應田間試驗來估算：利用施肥區(qū)作物吸收的養(yǎng)分量減去缺素區(qū)農(nóng)作物吸收的養(yǎng)分量，其差值視為肥料供應的養(yǎng)分量，再除以所用肥料養(yǎng)分量就是肥料利用率。肥料利用率（％）=（施肥區(qū)作物吸收養(yǎng)分量-缺素區(qū)作物吸收養(yǎng)分量）÷肥料養(yǎng)分施用量*100％

以計算氮肥利用率為例來進一步說明：一農(nóng)田無氮肥區(qū)小麥產(chǎn)量為250公斤/畝，施用尿素15公斤后產(chǎn)量達400公斤/畝，則尿素的利用率為：（400/100×3.0-250/100×3.0)46%×15=65.2%

（2）土壤養(yǎng)分校正系數(shù)

將土壤有效養(yǎng)分測定值乘一個校驗系數(shù)，以表達土壤供肥量。該系數(shù)稱為土壤養(yǎng)分校正系數(shù)。校正系數(shù)（%）=缺素區(qū)作物地上部分吸收該元素量(公斤/畝)÷(該元素土壤測定值(mg/kg)×0.15)

（3）作物單位養(yǎng)分吸收量(作物形成100公斤經(jīng)濟產(chǎn)量的養(yǎng)分需要量)

通過“3414”方案中處理6可以計算作物單位養(yǎng)分吸收量。

作物單位養(yǎng)分吸收量=（果實產(chǎn)量(公斤/畝)×果實中元素含量（％）+莖葉產(chǎn)量(公斤/畝)×莖葉中元素含量（％））÷經(jīng)濟產(chǎn)量(公斤/畝)×100主要作物百公斤養(yǎng)分吸收量農(nóng)作物氮（N）磷（P）鉀（K）小麥3.01.252.5玉米2.570.862.14棉花5.01.84.0油菜5.82.54.43甜菜0.40.150.6養(yǎng)分平衡法確定施肥量計算公式:

目標產(chǎn)量所需養(yǎng)分總量－土測值×

0.15×

校正系數(shù)施肥量=

肥料中養(yǎng)分含量×肥料當季利用率地力差減法確定施肥量公式：

（目標產(chǎn)量/100－無肥區(qū)產(chǎn)量/100）×

百千克作物產(chǎn)量吸肥量施肥量=肥料中養(yǎng)分含量×肥料當季利用率舉2例說明計算方法：例1：某地塊土壤速效氮含量為62.3PPm、