肥效试验(配方师培训).ppt

1、肥料效应田间试验肥料效应田间试验中国农业科学院农业资源与农业区划研究所中国农业科学院农业资源与农业区划研究所白由路白由路2006.11.282006.11.28海口海口汇报提纲汇报提纲一、引言一、引言二、肥效试验的计设与实施二、肥效试验的计设与实施三、三、“3414”试验的设计特点试验的设计特点四、四、“3414”试验的结果分析试验的结果分析五、五、一、引言一、引言测土配方施肥来源于“测土施肥”和“配方施肥”。测土施肥是根据土壤中不同的养分含量和作物吸收量来确定施肥量的一种方法。配方施肥是在土壤养分测定的基础上，根据大量的田间试验，获得肥料效应函数等配方方法。所以，配方施肥和测土施肥都是一个目

2、的，只是侧重面有所差异，这里我们概括称为测土配方施肥。测土配方施肥是：根据肥料田间试测土配方施肥是：根据肥料田间试验、土壤测试结果、作物需肥规律、土验、土壤测试结果、作物需肥规律、土壤供肥特点和农业生产要求，在合理施壤供肥特点和农业生产要求，在合理施用有机肥的基础上，提出氮、磷、钾、用有机肥的基础上，提出氮、磷、钾、中量元素、微量元素等肥料数量与配比中量元素、微量元素等肥料数量与配比及其适时、适法、施用的施肥方法。及其适时、适法、施用的施肥方法。在其测土、配方、配肥、供肥和施肥指导测土、配方、配肥、供肥和施肥指导的五个关键环节中，肥料效应的田间试验是验证和标定每个环节必备的过程。（一）研究肥料

3、效应的基本方法（一）研究肥料效应的基本方法我国每年肥料的施用量约为4700万吨，这些养分发挥了什么样的作用，必须通过田间试验的方法来确定。当季施肥量产量）作物养分含量（施肥区产量无肥区肥料当季利用率（二）田间试验是建立作物施肥指标体（二）田间试验是建立作物施肥指标体系不可缺少的环节。系不可缺少的环节。土壤速效养分的不确定性土壤速效养分的不确定性目前还没有一种化学的方法可以完目前还没有一种化学的方法可以完全准确的区分土壤的速效养分和迟效养全准确的区分土壤的速效养分和迟效养分，这给测土施肥工作带来了很大的难分，这给测土施肥工作带来了很大的难度，这样就要求：不同的测定方法必须度，这样就要求：不同的测

4、定方法必须有一个相应的评价指标和施肥推荐指标；有一个相应的评价指标和施肥推荐指标；这就需要有大量的田间试验。这就需要有大量的田间试验。在目前常用施肥模型中，无论是目标产量法，还是养在目前常用施肥模型中，无论是目标产量法，还是养分指标法，都需要通过分指标法，都需要通过田间试验田间试验来确定模型中的参数。来确定模型中的参数。率养分施用量养分利用土壤供肥量养分吸收量养分施用量测试值校正系数土壤供肥量土壤养分土壤测试值吸收量校正系数无肥区作物/（三）是验证测土配方施肥效果的最直观（三）是验证测土配方施肥效果的最直观方法。方法。通过测土配方施肥后，或施用了配方肥以后，作物的实际增产增收的效果必须通过田间

5、试验的方法获得。（四）研究与推广的必须中间环节（四）研究与推广的必须中间环节 通过田间试验一方面可以验证测土配方施肥的实际作用，另一方面可以起到一种示范作用，使测土配方施肥工作更加容易进行。二、田间试验设计与实施二、田间试验设计与实施（一）肥料效应试验的计设（一）肥料效应试验的计设 单因子回归设计单因子回归设计 多因子回归设计多因子回归设计 单因子随机区组设计单因子随机区组设计 多因子随面区组设计多因子随面区组设计 对比试验对比试验（二）肥料效应田间试验的实施（二）肥料效应田间试验的实施（一）实验地的选择（一）实验地的选择 1.有代表性，充分代表当地的生产水平，必要有代表性，充分代表当地的生产

6、水平，必要时，可选择高、中、低肥力全部实施。时，可选择高、中、低肥力全部实施。2.试验地的土壤肥力要均匀。试验地的土壤肥力要均匀。3.试验地的地势要平坦。试验地的地势要平坦。4.位置要适当位置要适当5.有足够的面积和适合的形状有足够的面积和适合的形状（二）编制计划书（二）编制计划书计划书编制的主要内容包括：区组排列、小计划书编制的主要内容包括：区组排列、小区面积与形状、小区排列、区面积与形状、小区排列、品种选定、品种选定、播种密播种密度、度、基追肥比例、每个小区实际用肥量、基追肥比例、每个小区实际用肥量、计划计划栽培管理措施等。栽培管理措施等。计划书是田间试验的重要记录档案，所以计划书是田间试

7、验的重要记录档案，所以计划书必须保留副本。计划书必须保留副本。1.区组排列区组排列肥力高肥力高肥力低肥力低2.小区面积与形状小区面积与形状小区面积的大小根据作物的种类不同有所变化，一般密植作物小区面积可小一些，而稀植作物小区面积要大一些。但最小面积不宜小于20平方米，也不宜大于667平方米。小区形状以2-5:1为宜。一般在小区布置时，长轴方向与区组方向一致，区组方向与地力变化或自然条件变化方向一致。3.小区排列小区排列一般采用随机排列的方法，当条件特别时，也可采用顺序排列。4.品种选定品种选定5.播种密度播种密度6.基追肥比例基追肥比例7.每个小区实际用肥量每个小区实际用肥量8.计划栽培管理措

8、施计划栽培管理措施（三）实验地的准备（三）实验地的准备计划书编制好后，要严格按照计划书的设计准备实验地，注意如果在实际操作中有改变时，要在计划书中注明，注意在实验地准备时，要根据实际情况设计灌溉方式，一般情况下，在灌溉时，特别是需要有排水的情况下，要先低肥水平、后高肥水平。（四）栽培管理（四）栽培管理在肥料田间试验中，在栽培管理上，小区间除肥料用量不同外，其它栽培管理措施要完全一致。管理措施要与当地相一致。（五）观察记录（五）观察记录在田间试验过程中还要对田间的情况进行观察记载，记载的主要项目有：1.气候条件2.土地情况3.农事操作4.生长动态5.收获考种试验误差主要来源有哪些？试验误差主要来

9、源有哪些？（1）试验地土壤的差异）试验地土壤的差异 （2）试验材料及田间操作差异）试验材料及田间操作差异（3）偶然性原因）偶然性原因 （4）试验地的选择的差异）试验地的选择的差异（5）试验小区的面积）试验小区的面积（6）试验小区的形状）试验小区的形状三、三、“3414”试验的设计与特点试验的设计与特点农业部“测土配方施肥技术规范”(试行)推荐的田间试验方案为“3414”试验，该试验方案吸收了回归最优设计处理少、效率高的优点，是目前国内外应用较为广泛的肥料效应田间试验方案。（一）（一）34143414试验的设计试验的设计 3个因素：个因素：N、P、K4个水平：个水平：处理水平处理水平0123养分

10、用量养分用量0最佳用量最佳用量0.5最佳用量最佳用量（当地推荐施肥量）（当地推荐施肥量）最佳用量最佳用量1.514个处理个处理如果需要为了估算有机肥作用，可以对如果需要为了估算有机肥作用，可以对“3414”试验方案试验方案进行调整，调整方法通常是增加一个进行调整，调整方法通常是增加一个“N0P0K0+OM”处处理理氮磷钾氮磷氮钾磷钾施肥效应效应效应效应效应效应参数1N0P0K000011111112N0P2K20222-22-23N1P2K21223-33-4N2P0K2202-2-4235N2P1K2212-3-543-6N2P2K222244265447N2P3K2232-5-7-5-8N

11、2P2K0220-3-6659N2P2K1221-4-7-10N2P2K3223-5-78-11N3P2K23225-88-12N1P1K2112-9-13N1P2K1121-9-14N2P1K1211-9-试验处理因子水平码值(完全实施方案)“部分实施方案”处理选择示例K2O编号代码NP2O53414试验的处理设置试验的处理设置（二）（二）“3414”试验的特点试验的特点 1.处理数量少 6414 2.灵活性强 3.获得的信息量大（三）因素（三）因素2水平设置水平设置在该试验方案中，2水平的设置是试验成败的关键，2水平的设置可根据以下几方面：1.当地推荐施肥量2.通过土壤测试所推荐的施肥量3

12、.需在验证的施肥量四、四、“3414”试验的结果分析试验的结果分析（一）统计分析的内容（一）统计分析的内容 “3414”“3414”试验结果资料的统计分析主要内容包括试验结果资料的统计分析主要内容包括:1.1.回归分析回归分析 回归分析主要是通过建立产量与施肥量之间的二次回归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；方程，寻找某个养分的最佳施肥量；2.2.方差分析方差分析 方差分析是通过方差分析是通过F F检验与多重比较，比较各个处理的的直检验与多重比较，比较各个处理的的直观效果；观效果；3.3.施肥参数计算施肥参数计算 施肥参数计算主要包括肥料施肥参数计

13、算主要包括肥料利用率、土壤贡献率、作物养利用率、土壤贡献率、作物养分需要量、分需要量、土壤养分丰缺指标、土壤养分丰缺指标、有机肥贡献率等施肥参数的有机肥贡献率等施肥参数的计算计算，目的是为了获取构建区域性作物施肥专家施肥系统需，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。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。行分析。考虑到试验数据统计分析计算工作量大，需要用到一些稍难理解的统计学知识，基层农技人员不便掌握，一般可采用现成的计算机软件来完成。如可用Excel、DPS、SAS、SSPS等统计软件来完成。

14、也可以从全国农技推广服务中心的网站上下载：(http:/ 回归分析的主要目的是建立产量与施肥量之间的二次回归方程，然后通过方程确定最大施肥量与最佳施肥量，根据施肥量预测产量。运用3414完全实施方案的14个处理，可以建立N、P、K三个因素与产量的全模型效应方程(三元二次方程)，部分实施方案(或选择完全实施方案的部分处理)可建立某一个或某二个因素与产量的效应方程(一元二次或二元二次方程)。选择那些试验处理建立回归方程在试验方案设计一节中有详细描述。如果试验有重复，为简化计算过程，作物产量通常取各重复的平均数，而不是每个重复建立一个回归方程。(1)(1)产量与施肥量的多元回归方程建立产量与施肥量的

15、多元回归方程建立 将方程的二次项(平方项或者交互项，如N2就是用原始数据中的NN，NP项就是原始数据中NP，其他项类推)作为一个单独的因素来考虑，就可将多元多次回归方程的建立转化为多元线形回归方程建立。PKbNKbNPbKbPbNbKbPbNbbY9872625243210回归方程建立的五大回归方程建立的五大“通用通用”公式公式(b)AXX(矩阵X为矩阵X的转置矩阵)(c)BXY(d)CA-1(A-1为矩阵A的逆矩阵)(e)bCB(矩阵b就是回归方程的系数矩阵,b0,b1,b2,b3,bk)序号 Y X1 X2 X3 Xj Xk 1 Y1 X11 X12 X13 X1j X1k 2 Y2 X2

16、1 X12 X22 X2j X2k 3 Y3 X31 X12 X33 X3j X3k I Yi Xi1 Xi2 Xi3 Xij Xik N Yn Xn1 Xn2 Xn3 Xnj Xnk nknnnkkkXXXXXXXXXXXXXXXXX.1.1.1.1321333321322322121131211nYYYYY.321编号NPK产量100030020810351388103994160104215164104326168104417161210419816804059168541010168154201124810412128410412138854321416454253414试验结果举例试

17、验结果举例编号NPKN2P2K2NPNKPK产量100000000030020810064100080803513881064641006480803994160102560100000421516410256161006440404326168102566410012880804417161210256144100192120120419816802566401280040591685256642512840404101016815256642251281201204201124810576641001928080412128410641610032404041213885646425644

18、04043214164525616256420204253414试验结果整理试验结果整理X=100000000010810064100080801881064641006480801 1601025601000001 16410256161006440401 1681025664100 12880801 161210256144 100 192 120 1201 1680256640128001 1685256642512840401 1681525664225 128 120 1201 2481057664100 192808018410641610032404018856464256440

19、401 16452561625642020300351399421432441419405410420412412432425Y=301.76888.09601415.396573.544531-0.32668-0.46581-0.36176-0.301810.474463-0.56017b=PKNKNPKPNKPNY56.047.030.036.047.033.05.34.151.88.301222基础产量基础产量（2）回归分析结果的应用）回归分析结果的应用 利用建立的二次回归方程，通过求导方法，可以利用建立的二次回归方程，通过求导方法，可以计算出最高产量或最佳效益施肥量。计算出最高产量或最

20、佳效益施肥量。假设，建立的回归方程为：假设，建立的回归方程为：Y=+554.1791+28.9391 XY=+554.1791+28.9391 X1 1+22.6086 X+22.6086 X2 2+9.2110 X+9.2110 X3 3 -0.6039 X -0.6039 X1 12 2 0.9590 X 0.9590 X2 22 2 0.1421 X 0.1421 X3 32 2 -0.4107 X -0.4107 X1 1X X2 2 0.1068 X 0.1068 X1 1X X3 3 0.1929 X 0.1929 X2 2X X3 3产量对各因素的偏导应该为：产量对各因素的偏导应

21、该为：D(Y/XD(Y/X1 1)=28.9391-2)=28.9391-2 0.6039 X 0.6039 X1 1 0.4107 X 0.4107 X2 2 0.1068 X 0.1068 X3 3D(Y/XD(Y/X2 2)=22.6086-2)=22.6086-2 0.9590 X 0.9590 X2 2 0.4107 X 0.4107 X1 1 0.1929 X 0.1929 X3 3D(Y/XD(Y/X3 3)=9.2110 2)=9.2110 2 0.4121 X 0.4121 X3 3 0.1068 X 0.1068 X1 1 0.1929 X 0.1929 X2 2如让，如让

22、，D(Y/XD(Y/X1 1)=0,D(Y/X)=0,D(Y/X2 2)=0,D(Y/X)=0,D(Y/X3 3)=0)=0那么，通过求解上面的线形方程组，可得到最高产量施肥量那么，通过求解上面的线形方程组，可得到最高产量施肥量X X1 1=20.2791,X=20.2791,X2 2=5.3141,=5.3141,X X3 3=21.1828=21.1828，将将X X1 1，X X2 2，X X3 3的值回代入回归方程中，就可得出最大产量的值回代入回归方程中，就可得出最大产量Y Ym m=1005.23=1005.23。2.2.方差分析方差分析 3414试验如果有重复或者无重复多点试验组合

23、在一起，按照随机区组方差分析模型进行“方差分析”。通过F检验与多重比较，可以看出各个处理的的直观效果。重复 处理 1 2。N 重复总和 Tt 重复平均 Mt 1 X11 X12 X1n T1.M1.2 X21 X22 X2n T2 M2.K Xk1 Xk2 Xkn Mn.处理总和 Tc T.1 T.2 T.k 处理平均 Mc M.1 M.2 M.k T.M.(1)(1)F F检验检验 F检验不显著，说明处理间没有差异，不必进行多重比较；F检验显著，表示处理间有差异，但是不代表每两个处理间是否有差异。变 异 来 源 自 由 度 方 差 均 方 F F0.05 F0.01 处 理 DFr SSr

24、MSr Fr F5r F1r 区 组 DFc SSc MSc Fe F5c F1c 误 差 DFe SSe MSe 总 变 异 DFt SSt 一般试验主要采用差异比较法来确一般试验主要采用差异比较法来确定试验因素的效应，要保证试验的定试验因素的效应，要保证试验的可比性，试验方案设计要遵循单一可比性，试验方案设计要遵循单一差异的原则，即除了要比较研究的差异的原则，即除了要比较研究的因素外，其它因素相对一致，以排因素外，其它因素相对一致，以排除非试验因素的干扰。除非试验因素的干扰。（二）如何采用（二）如何采用3414田间试验结果计算相对产量？田间试验结果计算相对产量？100%最佳施肥处量产量处理产量相对产量五、肥效验证试验五、肥效验证试验1习惯施肥处理2配方施肥处理3不施肥处理（对照）三个处理：习惯施肥、配方施肥、无肥三个处理：习惯施肥、配方施肥、无肥面积：习惯施肥和配方施肥不小于面积：习惯施肥和配方施肥不小于200m2、无肥区不小于无肥区不小于30m2欢迎指正！欢迎指正！