灌溉試驗與試驗小區(qū)布置

郭麗萍

(哈爾濱市呼蘭區(qū)河道管理站，哈爾濱150500)

進入21世紀以來，黑龍江省農(nóng)田灌溉事業(yè)得到了長足的發(fā)展。據(jù)省水利廳提供信息資料，至2010年，我省水田面積已達到292.3萬hm2(4 385萬畝);計劃 2015年達到333.3萬hm2(5 000萬畝);2010年旱田灌溉面積達到112.7萬hm2(1 691萬畝)，計劃 2015年達到333.3萬hm2(5 000萬畝)，其農(nóng)田水利工程設(shè)施和建設(shè)成就水資源利用水平可見不一般。在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，在不同地區(qū)，不同條件，不同作物建成的灌溉試驗站所形成的歷年試驗分析研究成果，對指導(dǎo)推廣我省的節(jié)水灌溉、豐產(chǎn)灌溉起到相當大的作用，本文概述灌溉試驗內(nèi)容與試驗小區(qū)的布置，愿為同仁參考。

1 灌溉試驗的內(nèi)容與目的

灌溉試驗是研究作物需水規(guī)律，揭示水分與作物生長發(fā)育及產(chǎn)量的關(guān)系，探求經(jīng)濟合理的灌溉制度和灌水技術(shù)等問題的科學(xué)試驗，它為灌溉工程的規(guī)劃、設(shè)計和管理提供基本資料;為農(nóng)田合理灌溉、水資源合理利用以及進行灌溉經(jīng)濟分析提供基本依據(jù)。

2 田間對比試驗是灌溉試驗的主體

灌溉田間對比試驗是灌溉試驗的主體。其方法是在田間劃分成許多個對比的試驗小區(qū)，每個小區(qū)的面積為30～700m2，把需要進行比較的因素，劃分成若干個水平，組成一些能夠相互比較的試驗處理，把各處理安排到試驗小區(qū)之中，對各小區(qū)進行試驗指標(判別處理優(yōu)劣及選擇最優(yōu)處理的依據(jù))以及作物性狀、土壤性狀、田間小氣候的觀測，統(tǒng)計、分析各處理的觀測成果，以判別各處理的優(yōu)劣，確定優(yōu)良處理及其產(chǎn)的原因和適用條件。

按田間對比試驗因素的多少，有單因素試驗(單因子試驗)和多因素試驗(多因子試驗)。單因素試驗只研究一種因素造成的影響，在各處理之間，只有一種因素的水平不同，通過試驗比較其優(yōu)劣。這種試驗比較簡單，所得結(jié)果易于分析，但不能了解幾個因素之間的相互關(guān)系。多因素都分為不同的水平，各因素的不同水平組合成為試驗處理。這種試驗比較復(fù)雜，但有利于探求幾種主要因素之間的關(guān)系。

3 選取有代表性的試驗處理項目

在進行多因素試驗時，如將每個的因素的各個水平與其余因素各水平之間可能遇到的所有組合全部安排成處理，得出的成果是比較全面和可靠的。但由于處理較多，試驗析規(guī)模很大，只適用于因素和水平數(shù)較少的一些試驗項目。一般的作法是從所有可能的組合方案中抽取一部分有代表性的方案作為處理，從而減少處理的數(shù)目。

按抽取代表性方案方法的不同，有綜合試驗和正交試驗兩種。前者是根據(jù)試驗者的知識和經(jīng)驗，首先把不同因素之間的一些明顯不好的水平組合淘汰掉，再將若干個因素的某些水平結(jié)合在一起作為處理。后者不是憑借經(jīng)驗，而是利用數(shù)理統(tǒng)計中的一套規(guī)格化的表格——正交表來抽取代表性處理。它是用數(shù)理統(tǒng)計理論安排試驗處理和分析試驗成果的一種科學(xué)的方法，可以大大減少處理的數(shù)目，提高試驗產(chǎn)效率。

試驗處理不宜過多，要便于相互進行比較和鑒別。各因素所取的最高與最低水平以及各水平之間的差異恰當，以避免處理中漏掉適宜的水平或找不出規(guī)律。處理的水平既應(yīng)與當?shù)厣a(chǎn)水平和試驗條件相適應(yīng)，又要具有先進性。為了探求各種因素之間的定第，有時要安排一些惡劣狀況或受害水平的處理。安排處理還應(yīng)考慮到試驗的連續(xù)性。

為了減少試驗誤差，提高試驗精度，各個處理應(yīng)設(shè)置3次以上的重復(fù)，即同一處理應(yīng)安排3塊以上的試驗小區(qū)進行試驗。然后，根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計的原則，分析試驗資料，鑒別各處理的差異，從而選擇出最優(yōu)處理。

4 試驗小區(qū)的布置

1)應(yīng)根據(jù)試驗場地總面積、土壤肥力分布狀況，并結(jié)合試驗的設(shè)計任務(wù)，統(tǒng)一規(guī)劃試驗小區(qū)。試驗小區(qū)規(guī)劃包括各項試驗的試區(qū)布置，第不念舊惡試區(qū)的小區(qū)排列，保護區(qū)、隔離區(qū)的布置，渠道、溝道及附屬建筑物的布置，并應(yīng)繪出田間規(guī)劃布置平面圖。

2)在同一重復(fù)試區(qū)內(nèi)，各處理試驗小區(qū)的開關(guān)、方向、面積應(yīng)一致。每個試區(qū)的面積應(yīng)根據(jù)試驗項目、作物種類、試驗地總面積和土壤肥力差異程度以及數(shù)和重復(fù)數(shù)等因素來確定。對于作物蒸發(fā)蒸騰量、灌溉制度、作物水分生產(chǎn)函數(shù)、劣質(zhì)水安全利用、灌溉方法、灌水技術(shù)和灌溉效益試驗，低矮或種植密度大的作物每個試驗小區(qū)面積應(yīng)＞60 m2，植株高大或種植密度小的作物每個試驗小區(qū)面積應(yīng)＞130 m2，中間示范性試驗每個試區(qū)的面積宜＞300 m2。

灌溉方法試驗中若有噴灌，其試區(qū)面積應(yīng)根據(jù)噴頭類型和組合方式確定:采用搖臂式噴頭，試區(qū)面積應(yīng)＞300 m2;采用折射式噴頭，試區(qū)面積應(yīng)＞60 m2。設(shè)施農(nóng)業(yè)條件下的灌溉試驗，應(yīng)結(jié)合溫室或大棚內(nèi)的小氣候條件和栽培管理要求等安排試區(qū)，小區(qū)面積可適當減小。

3)對于矩形試驗小區(qū)，其長邊應(yīng)順著土壤差異的方向。

4)布設(shè)小區(qū)時應(yīng)使同一重復(fù)試區(qū)內(nèi)各處理小區(qū)之間的自然條件(土壤、地形、水文地質(zhì)、前茬作物等)差異最小。

5)小區(qū)排列應(yīng)有利用于消減土壤差異帶來的誤差，宜采用隨機排列、隨機區(qū)組排列或拉丁方向排列，不應(yīng)采用順序排列和集中排列。

6)整個試驗區(qū)中與小區(qū)長邊平行的兩端應(yīng)設(shè)保護區(qū)，每一保護區(qū)的寬度不宜小于小區(qū)寬度的一半。與小區(qū)短邊方向平行的兩端應(yīng)設(shè)保護帶，寬度宜為1～2 m。保護區(qū)中應(yīng)安排與相鄰小區(qū)同樣的處理，保護帶的處理應(yīng)與所在的小區(qū)相同。保護區(qū)、保護帶不計入試區(qū)面積。

對于旱作，當田埂防滲條件差時，應(yīng)在每兩個小區(qū)之間設(shè)置1～2 m寬的隔離帶。噴灌試驗各小區(qū)之間以及噴灌與其他灌溉方法的試區(qū)之間，應(yīng)設(shè)置隔離區(qū)，其它度的確定應(yīng)使相鄰小區(qū)的噴灑水滴不發(fā)生相互交叉。隔離帶及隔離區(qū)中種植與試驗區(qū)內(nèi)相同的作物，但不度入試驗區(qū)面積。

7)試驗區(qū)的灌溉渠道(管道)與排水溝道(管道)應(yīng)分開布設(shè)。

[1]水利部農(nóng)村水利司.水利部農(nóng)田灌溉研究所.節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社，2004.

[2]趙仁鎔，余松烈.田間試驗方法[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社，1978.