2022年省级主要粮食作物化肥利用率田间试验方案

为规范小麦、玉米、马铃薯三大粮食作物化肥（氮、磷、钾）利用率田间试验，指导化肥利用率田间试验和测算工作，制定本方案。

一、试验设计

设计试验时，要统筹考虑区域内小麦、玉米、马铃薯的播种面积以及肥料新产品、施肥新方式和施用新技术推广应用等情况，兼顾土壤肥力和产量水平，试验结果应能反映当地实际情况，试验点数量应能满足测算要求。在布局上要与化肥减量增效示范区建设结合，与科研教学单位田间试验工作衔接。试验类型、数量和分布见附表1。

（一）试验类型

根据实际施肥情况，试验分为农民习惯施肥和科学施肥（包括测土配方施肥、新型肥料施用、机械深施、水肥一体化）。

测土配方施肥指按照测土配方施肥要求进行施肥，但未采用新型肥料施用、机械深施、水肥一体化等技术。

新型肥料施用、机械深施和水肥一体化分别指在测土配方施肥基础上，施用新型肥料、采用机械深施和水肥一体化技术。类型间不得交叉重复，机械深施和水肥一体化中用到新型肥料的，按机械深施和水肥一体化对待。

（二）试验处理

试验设5个处理，3次重复，随机区组排列。

处理1：空白区，即试验小区不施用化肥；

处理2：无氮区，即试验小区不施氮肥，仅施用磷、钾肥；

处理3：无磷区，即试验小区不施磷肥，仅施用氮、钾肥；

处理4：无钾区，即试验小区不施钾肥，仅施用氮、磷肥；

处理5：氮磷钾区，即试验小区施用氮、磷、钾肥。

处理5氮、磷、钾肥用量依据施肥技术模式的要求设定，且符合当地生产实际。处理2、处理3、处理4的氮、磷、钾肥种类、剂型、用法、用量尽可能与处理5保持一致。例如，处理5应用缓释氮肥时，处理3、处理4也应选用缓释氮肥。

二、试验实施

（一）试验地选择

选择平坦、齐整、肥力均匀，具有代表性的不同肥力水平的地块。试验地为坡地时，应尽量选择坡度平缓、肥力变异较小的地块。试验地块应避开居民区、道路、堆肥场所、树木遮荫、土传病害严重和有其他人为活动影响的特殊地块。

（二）试验小区设置

1农民习惯施肥

小区设置：小区形状一般为长方形，长宽比以（2—3）：1为宜。各处理的小区面积应一致，马铃薯、小麦每个小区面积一般20—30m2，玉米应扩大到40—50 m2。小区间设置隔离，小区外设置保护行。采取措施保证各小区单灌单排，避免串灌串排。

肥料施用：处理5根据当地农民习惯施肥的用法、用量施用，其他处理可用单质肥料配施。

2 科学施肥

2.1 测土配方施肥

小区设置：同农民习惯施肥小区。

肥料施用：处理5按照测土配方施肥推荐方案进行施肥，可以施用配方肥、专用肥，也可用单质肥料配施。施肥量应较农民习惯施肥减少。其他处理可用单质肥料配施。

2.2 新型肥料施用

小区设置：同农民习惯施肥小区。

肥料施用：处理5按照测土配方施肥推荐方案施用新型肥料（缓释氮肥）。施肥量应较常规测土配方施肥减少。其他处理肥料可用单质肥料配施。具体处理设置如下：

处理1：空白区，即试验小区不施用化肥；

处理2：无氮区，即试验小区不施氮肥，仅施用普通化肥的磷、钾肥；

处理3：无磷区，即试验小区不施磷肥，仅施用缓释氮肥、普通化肥的钾肥；

处理4：无钾区，即试验小区不施钾肥，仅施用缓释氮肥、普通化肥的磷肥；

处理5：氮磷钾区，即试验小区施用缓释氮肥、普通化肥的磷、钾肥。

2.3 机械深施

（1）小麦

小区设置：受机械作业影响，小区面积可适当增加。一般小区宽度不低于2个播幅（播种施肥机往返），小区长度根据实际确定，可不做随机区组排列。

肥料施用：基肥采用机械深施，可在小麦播种前，撒施肥料后用旋耕机进行旋耕后播种，或采用旋播一体机直接旋耕播种；也可直接采用播种施肥一体机一次性完成播种施肥作业。处理5按照测土配方施肥推荐方案施用颗粒型肥料，其中氮肥可选用缓控释型氮肥。施肥量应较常规测土配方施肥减少。其他处理肥料可用单质肥料配施，有条件的可统一对肥料进行造粒处理。

（2）玉米

小区设置：同小麦机械深施。

肥料施用：采用种肥同播机将种子与底肥一次性施入土壤。处理5按照测土配方施肥推荐方案施用颗粒型肥料，其中氮肥优先选用缓控释型氮肥。施肥量应较常规测土配方施肥减少。其他处理肥料可用单质肥料配施，有条件的可统一对肥料进行造粒处理。

2.4 水肥一体化

水肥一体化试验主要在玉米、小麦上开展。一般分为低压管灌、滴灌、喷灌等灌溉方式。

（1）滴灌

小区设置：滴灌条件下，小区形状一般为长方形，面积较大时，长宽比以（3—5）：1为宜；面积较小时，长宽比以（2—3）：1为宜。密度大的作物小区不应小于60m2，密度小的作物不应小于130m2。也可采用简易重力滴灌系统开展试验，小区面积不小于60 m2。考虑实际操作等问题，小区可不做随机区组排列。

肥料施用：滴灌采用文丘里施肥器、施肥机、比例施肥泵等施肥浓度均匀可控的施肥设备。肥料施用按照《灌溉施肥技术规范》（NY/T 2623）要求执行，施用前要精确称量。施肥方案按照当地水肥一体化试验结果确定，也可在当地测土配方施肥推荐用量基础上减肥20%左右，选择施用配方水溶肥。滴灌时，氮肥基施一般不超过总量的30%。各小区确保施肥设备单区单用。

（2）喷灌

小区设置：喷灌条件下，小区面积应根据喷头类型确定：采用摇臂式喷头的不应小于300m2；采用折射式喷头或微喷带灌溉的不应小于60m2。不具备喷灌条件的可以采用人工模拟方式进行喷灌，小区面积不应小于60m2。喷灌处理小区之间应有不小于2m的隔离带，在无风时进行灌水施肥，避免相互影响。

肥料施用：喷灌系统技术参数和灌溉制度按照《喷灌工程技术规范》（GB/T 50085）要求执行。肥料施用同滴灌小区。

（3）低压管灌

小区设置：低压管灌条件下，小区形状一般为长方形，小区面积不应小于60m2。面积较大时，长宽比以（3—5）：1为宜；面积较小时，长宽比以（2—3）：1为宜。

肥料施用：按照实际采用的施肥方法施肥后灌水。撒施肥料要尽量均匀。肥料施用按照《灌溉施肥技术规范》（NY/T 2623）执行，施用前要精确称量。施肥量按照测土配方施肥推荐方案确定或适当减少。氮肥基施一般不超过总量的50%。

（三）化肥施用

试验过程中，按照试验设计要求进行施肥，施肥量填入附表3。施用前要精确称量化肥，避免因施肥引起试验误差。试验施用肥料应留样检测，减少养分含量引起的误差。

（四）田间管理

各小区除施肥措施不同外，其他灌水、除草、病虫防治、化控等田间管理措施均一致且符合当地生产习惯，由专人在同一天内完成。

（五）试验记录

按照《肥料登记田间试验通则》（NY/T 3241）的有关规定进行试验记录，见附表3。

（六）采样测产

1 土壤样品采集

按照《测土配方施肥技术规程》（NY/T 2911）的有关规定进行土壤样品采集。

采样时间：前茬作物收获后，整地施基肥前。

采样点选择：在试验小区内按照“梅花”形或“S”形，选择15—20个点进行取样。取样时应避开路边、田埂、沟边、肥堆等特殊位置。

采样操作：每个采样点的深度保持一致，采集0—20cm深度的土样，取样器应垂直地面入土取样。土壤样品采集捏碎混匀后，用“四分法”取约1kg土壤装入已标记好的自封袋中。

标签记录：采集的样品放入统一的样品袋，样品袋内外均需有标记，用铅笔写明样品编号、土壤类型、采样日期、采样地块名称、采样深度、前茬作物、采样人等信息。

2 植株样品采集

按照《测土配方施肥技术规程》（NY/T 2911）的有关规定进行茎叶和籽粒样品采集。

（1）小麦

采样点选择：在小区内按照“梅花”形或“S”形设置10个采样点，每个采样点周围随机采集10穗（共计100穗）小麦全植株。采样时间为小麦完熟期，最好与收获同步。采样分为茎叶部分和籽粒部分。茎叶部分包括茎叶和脱粒后的颖壳，籽粒即为麦粒。

采样操作：采集时直接用手将小麦植株连根拔起，在根茎结合处剪除根系，然后麦穗朝内，与茎叶一并装入塑料袋中并扎紧。

标签记录：填好采样记录和标签，标签一式两份，一份装入样品包装内，一份挂在样品包装外，内容包括：样品编号、作物名称、品种名称、采样地点、采样田块、采样时间、采样人。

（2）玉米

采样点选择：在小区内按照“梅花”形或“S”形设置10个采样点，每个采样点周围随机采集2株玉米植株。采样时间为玉米完熟期，最好与收获同步。采样分为茎叶部分和籽粒部分。茎叶部分包括茎叶和玉米轴、玉米须、玉米苞叶，籽粒即为玉米粒。

采样操作：采集时用镰刀等将玉米植株在根茎结合处切断。将玉米从茎秆上掰下，以免养分转运，然后将玉米植株切断为多个部分与玉米穗一并装入塑料袋中并扎紧（每株玉米装入同一塑料袋）。

标签记录：同上。

（3）马铃薯

采样点选择：在小区内按照“梅花”形或“S”形设置10个采样点，每个采样点周围随机采集1穴马铃薯植株。采样时间为马铃薯成熟期，可在收获时同步采集。采样分为地下部分薯块和地上部分茎叶。

采样操作：采集时用铁铲将马铃薯植株连根挖出，分离薯块和茎叶。然后将薯块和茎叶装入塑料袋中并扎紧。

标签记录：同上。

3 样品处理

3.1 土壤样品处理

按照《测土配方施肥技术规程》（NY/T 2911）的规定进行土壤样品处理。

样品风干：采集的土壤样品及时放在风干盘或样品盘上自然风干，严禁暴晒，并注意防止污染。风干过程中要经常翻动土样，并将大土块捏碎以加速风干，同时剔除异物。

样品制备及贮存：风干后的土样平铺在制样板上，用木棍或塑料棍碾压，并将植物残体、石块等侵入体剔除干净，细小已断的植物根须可采用静电吸附的方法清除。压碎的土壤过2mm筛，未通过的土粒继续碾压过筛，直至全部通过。也可将土壤中的侵入体剔除后采用不锈钢土壤粉碎机制样。将过筛土样按照“四分法”取出约100g继续研磨，使之全部通过0.25mm筛，装瓶用于测定有机质、全氮等指标。余下的按照“四分法”取出约500g装瓶，用于测定pH、有效磷、速效钾等指标。制备好的样品要妥善保存，避免日晒、高温、潮湿和接触酸碱气体。

3.2 植株样品处理

按照《测土配方施肥技术规程》（NY/T 2911）的规定进行茎叶和籽粒样品处理。

（1）小麦

样品清洗：小麦样品如需洗涤，应在刚采集的新鲜状态时，用湿棉布擦净表面污染物。然后用蒸馏水或去离子水淋洗1—2 次后，尽快擦干水分。

茎叶部分处理：将小麦茎叶切碎成1cm或更短的小段，铺成薄层在60℃的鼓风干燥箱中干燥12h左右，直到茎秆容易折断为宜，样品稍冷后立即用磨样机磨碎，使之全部过0.5mm筛。脱粒后的颖壳按照茎叶部分方法处理。

籽粒处理：脱壳后的麦粒在60—70℃鼓风干燥箱干燥4h后，用磨样机磨碎，全部过0.5mm筛。

样品贮存：制成样品贮于密封袋，贴好标签备用，样品制备量应不少于100 g。分析前于90℃烘2h恒重后称取。

（2）玉米

样品清洗：同小麦样品清洗方法。

茎叶部分处理：在所取20株玉米植株样品中随机选取5株玉米植株，进行处理。玉米茎叶切碎成1—2cm或更短的小段（玉米茎秆、轴可用锋利的刀劈开后切碎），铺成薄层在60℃的鼓风干燥箱中干燥12h左右，直到茎秆容易折断为宜，样品稍冷后立即用磨样机磨碎，使之全部过0.5mm筛。

籽粒处理：玉米籽粒在60—70℃鼓风干燥箱干燥4h后，用磨样机磨碎，全部过0.5mm筛。

样品贮存：同小麦样品贮存方法。由于玉米植株较大，可单株分别处理后混合按照四分法留样。

（3）马铃薯

样品清洗：方法同小麦样品清洗。

茎叶部分处理：方法同小麦茎叶部分样品处理。

薯块处理：方法同小麦样品清洗，将薯块洗净即可。

样品贮存：将茎叶剪碎，薯块切片，至于120℃杀青30min后，80℃烘干至恒重即可。

4 收获测产

组织有经验的专家，进行收获测产和考种。每个小区单独测产。收获测产与取样同时进行。

采取样方实收测产。各处理任意选取3个样方，样方选择时避开取样点。准确量取样方的长和宽，进行实收测产。分别计算作物记录籽粒（薯块）和茎叶部分重量，并填入附表2。考种测定亩穗数、亩有效穗数（马铃薯）、穗粒数、结实率、单株结薯数（马铃薯）、单薯重（马铃薯）、商品薯率（马铃薯）等指标，并填入附表3。

（三）化验分析

1 土壤样品检测

按照《土壤检测第2部分：土壤pH的测定》（NY/T 1121.2）测定土壤pH；

按照《土壤检测第6部分：土壤有机质的测定》（NY/T 1121.6）测定土壤有机质含量；

按照《土壤检测第24部分：土壤全氮的测定自动定氮仪法》（NY/T 1121.24）测定土壤全氮含量；

按照《土壤检测第25部分：土壤有效磷的测定连续流动分析仪法》（NY/T 1121.25）测定土壤有效磷含量；

按照《土壤速效钾和缓效钾含量的测定》（NY/T 889）测定土壤速效钾含量。

测定结果分别填入附件表3。

2 植株样品检测

按照《植株全氮含量测定自动定氮仪法》（NY/T 2419）分别测定各处理茎叶、籽粒全氮的含量；

按照《植株全磷含量测定钼锑抗比色法》（NY/T 2421）或采用钒钼黄比色法分别测定各处理茎叶、籽粒全磷的含量；

按照《植株全钾含量测定火焰光度计法》（NY/T 2420）分别测定各处理茎叶、籽粒全钾的含量；

测定的上述数值分别填入附表2。

五、数据汇总分析

（一）数据统计

统计农民习惯施肥、测土配方施肥、新型肥料施用、机械深施、水肥一体化的小麦、玉米、马铃薯的播种面积（以最新的统计年鉴数据为准），

（二）数据审核

组织专家认真审核数据，对异常数据逐一进行核实、查找原始记录，剔除异常数据，确保数据质量。数据审核可参考以下参数：

1．各处理产量水平

关注各处理产量水平是否符合当地生产实际，与土壤养分含量和肥料效应是否相符。

2．植株和籽粒养分含量

重点关注测试的作物茎叶及籽粒的氮、磷、钾含量是否在合理区间内，是否存在数量级的差异。

3．草谷比

关注作物茎叶部分与籽粒部分产量数据是否合理。

（三）数据分析与评价

结合关键施肥技术推广应用情况和各要素在提高化肥利用率中的贡献，按影响化肥利用率的肥料新产品、施用新技术、施肥新方式的推广应用面积确定权重。

六、结果计算

（一）单个试验化肥利用率计算化肥利用率（%）=（氮磷钾区作物吸收的养分量-缺素区作物吸收的养分量）/养分施入量×100%。

1.氮肥利用率（）:式中：UNPK为氮磷钾区植株全氮吸收量，UPK为无氮区植株全氮吸收量，FN为氮肥投入量。

2 磷肥利用率（）:式中：UNPK为氮磷钾区植株全磷吸收量，UNK为无磷区植株全磷吸收量，FP为磷肥投入量。

3 钾肥利用率（）:式中：UNPK为氮磷钾区植株全钾吸收量，UNP为无钾区植株全钾吸收量，FK为钾肥投入量。

（二）区域化肥利用率测算

第一步：分别计算每种作物农民习惯施肥、测土配方施肥、新型肥料施用、机械深施、水肥一体化的平均利用率RE1，RE2，RE3，RE4，RE5。

第二步：按照区域内农民习惯施肥、测土配方施肥、新型肥料施用、机械深施、水肥一体化的面积进行权重赋值（Q1，Q2，Q3，Q4，Q5），加权计算得出每种作物氮（磷、钾）肥利用率：

小麦/玉米/马铃薯（w/c/r）RE=RE1×Q1+RE2×Q2+RE3×Q3+RE4×Q4 +RE5×Q5。

第三步：按照区域内小麦、玉米、马铃薯三大作物播种面积进行权重赋值，加权平均得到区域三大粮食作物的化肥利用率。

氮肥利用率（REN）：

REN=wREN×权重1+cREN×权重2+rREN×权重3；

磷肥利用率（REP）：

REP=wREP×权重1+cREP×权重2+rREP×权重3；

钾肥利用率（REK）：

REK=wREK×权重1+cREK×权重2+rREK×权重3。

注：权重1：小麦播种面积占三大粮食作物总播种面积的比重；权重2：玉米播种面积占三大粮食作物总播种面积的比重；权重3：马铃薯播种面积占三大粮食作物总播种面积的比重。

七、报告撰写

撰写省级粮食作物化肥利用率测算报告，内容主要包括五个部分：

一是化肥利用率测算方法。包括测算工作开展情况、田间试验布置实施、试验数据汇总审核、影响因素权重确定、化肥利用率测算等。

二是化肥利用率测算结果。包括三大粮食作物化肥利用率测算结果和较往年的变化情况，以及对化肥利用率水平的总体评价。

三是化肥利用率提升的支撑因素分析。包括施肥新技术、施用新方式、肥料新产品等因素的影响，以及有机肥替代化肥技术的应用等。

四是化肥利用率提升取得的效益。包括经济、社会和生态效益等，特别是对节本增收、提质增效、节能减排、绿色发展等方面的贡献。

五是存在问题和意见建议。

八、其他事项

为保障省级粮食作物化肥利用率田间试验科学、有效开展，试验中涉及到的作物专用配方肥、复合肥以及单质肥料等可选择规模大、品牌优、信誉良好、质量可靠的肥料企业统一供应。选择在当地试验示范效果较好的肥料产品，或根据当地主推配方由企业进行生产。

 来源：甘肃省耕地质量建设保护总站

编辑：王松柱