玉米試驗田一次全苗的操作規(guī)程與作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

楊萬深 丁玉萍 楊久臣 孫玉春 馬少康 石 磊 張 勇 白羊年

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，北京 100081）

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所各試驗基地玉米試驗田涵蓋了玉米的種質(zhì)資源評價與創(chuàng)新，分子遺傳與改良，優(yōu)質(zhì)抗逆育種、高產(chǎn)育種、分子育種、基因編輯育種，高產(chǎn)栽培與耕作等10余個創(chuàng)新小組的田間試驗。試驗田管理的中心任務(wù)是排除一切可能發(fā)生的非試驗因素干擾，實現(xiàn)誤差控制，力求在一致的栽培管理條件下，使每一試驗材料的“表現(xiàn)型”都得以正常表達(dá)，為科研人員進(jìn)行表型鑒定與選擇創(chuàng)造條件；同一組試驗確保一次全苗是實現(xiàn)這一中心任務(wù)的關(guān)鍵。為此，在多年試驗管理的基礎(chǔ)上，制訂了從試驗規(guī)劃、苗床構(gòu)建至試驗作物出苗管理的試驗田“縱向均勻、耕層均勻、施肥均勻、墑情均勻、施藥均勻”的農(nóng)藝操作規(guī)程與相應(yīng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

1 試驗田的規(guī)劃與落實

按試驗任務(wù)要求，在遵從田間檔案的基礎(chǔ)上合理輪作，依據(jù)上茬作物生長情況、土壤肥力測定結(jié)果等因素，構(gòu)建土壤縱向均勻、耕層均勻試驗田，安排試驗種類，確定具體作物試驗的過程。

1.1 試驗田規(guī)劃的基本條件試驗田規(guī)劃落實應(yīng)考慮的條件主要有：（1）對試驗田周邊環(huán)境進(jìn)行考察，規(guī)避樹蔭、高大建筑、河道，地上、地下設(shè)施，嚴(yán)重空氣污染、灌溉水源污染等可能對試驗作物帶來不利影響的環(huán)境因素。（2）對近3年的田間檔案進(jìn)行分析，掌握前茬作物種類、生長狀況與產(chǎn)量水平、施肥種類與數(shù)量，病蟲草害發(fā)生程度和防治所用農(nóng)藥種類與劑量，以此推斷該地塊土壤肥力水平，病蟲草害發(fā)生的可能性，及農(nóng)藥殘留影響與危害程度。（3）有良好的灌溉和排澇條件，做到旱能澆，澇能排。依據(jù)以上條件合理輪作，安排適宜作物的田間試驗。

1.2 縱向均勻要求試驗田1.5m深土層剖面縱向結(jié)構(gòu)均勻，在上茬作物生長過程中表現(xiàn)均勻一致，無“斑塊效應(yīng)”，土壤水分、養(yǎng)分上下移動不順暢的地塊在試驗安排時應(yīng)予規(guī)避。如在干旱條件下表現(xiàn)出點、片、條狀萎蔫等現(xiàn)象，表明該地塊田間縱向不均勻，土層中有較嚴(yán)重的犁底層、膠泥層或沙線等阻隔層。

1.3 耕層均勻在每套試驗的占地范圍內(nèi)，耕層土壤綜合肥力指標(biāo)不均勻度＜1%，地表平整度≤5cm。在肥水控制一致條件下，如上茬作物同一品種（或材料）生長過程中，有葉色、個體生長量等表現(xiàn)不一致現(xiàn)象，表明該地塊耕層土壤肥力不均勻；降雨過后田間有點、片積水，表明地表平整度沒有達(dá)到試驗田標(biāo)準(zhǔn)，在苗床構(gòu)建過程中應(yīng)加以修正。

2 優(yōu)質(zhì)苗床的構(gòu)建

試驗安排確定以后，從上茬作物秸稈處理開始，依據(jù)土壤肥力測定結(jié)果確定試驗作物最佳施肥配比、需肥量，均勻施肥；依據(jù)上茬作物地下病蟲害發(fā)生情況等確定合理防治措施；依據(jù)地表秸稈殘留狀況、土壤質(zhì)地、耕層土壤含水量等因素，選擇最佳耕作方式，建立耕層均勻、施肥均勻、墑情均勻、施藥均勻的待播苗床的過程。

2.1 上茬作物秸稈處理一套試驗的實施，實際上是從上茬作物收獲后秸稈處理開始的。一般采用秸稈粉碎、均勻拋撒后，與耕層土壤混拌翻壓的方法實現(xiàn)秸稈還田，不同地區(qū)秸稈種類和處理方法也不同。

北方春玉米（大豆）區(qū)秸稈處理一般采用秸稈粉碎機(jī)粉碎并均勻拋灑，混拌翻壓。試驗田要求秸稈粉碎長度＜5cm，合格率≥95%，秸稈拋撒不均勻率≤10%，殘茬高度≤3cm。粉碎后立即進(jìn)行重耙滅茬，根茬破碎率應(yīng)≥95%，耙地深度≥15cm，將粉碎后的秸稈與15cm深土體混拌均勻[1]。

黃淮海夏玉米區(qū)小麥（或油菜）收獲后的秸稈，一般采用秸稈粉碎機(jī)粉碎并均勻拋灑還田。試驗田要求秸稈粉碎標(biāo)準(zhǔn)為：粉碎長度＜5cm，合格率≥95%，秸稈拋撒不均勻率≤10%，殘茬高度≤2cm。粉碎后進(jìn)行旋耕混拌翻埋，作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為：旋耕深度≥15cm，耕深合格率≥95%，碎土率≥95%，旋耕后地表秸稈殘留量≤50g/m2，地表平整度≤5cm[2]。

2.2 底墑均勻、適墑適宜、均勻的底墑是建立優(yōu)質(zhì)苗床的主要條件，也是確保試驗材料出苗均勻一致的必要條件之一。優(yōu)質(zhì)苗床耕層土壤含水量標(biāo)準(zhǔn)為田間持水量的70%±2%，橫向不均勻度≤0.5%。

北方尤其是京津冀春玉米區(qū)，冬、春季土壤常年蒸發(fā)量大于有效降水量[3]。玉米試驗播種期基本在4月下旬至5月上旬，此時土壤含水量一般不能滿足玉米試驗正常出苗的需求，應(yīng)根據(jù)試驗田土壤墑情和耕翻、播種時土壤水分的蒸發(fā)量等因素確定，如需造墑，確定灌水量。造墑的基本要求是澆水?dāng)?shù)量準(zhǔn)確、澆灌均勻，耕翻時土壤含水量控制在相對含水量的70%～75%為宜。采用“溝灌”或“平移式噴灌”方式，滿足試驗田耕層橫向、縱向含水量均勻的要求。

2.3 底肥的施用試驗田施肥種類、數(shù)量的確定依據(jù)主要有：根據(jù)土壤類型和土壤肥力的測定結(jié)果（土壤有機(jī)質(zhì)、有效氮、磷、鉀含量檢測結(jié)果）確定試驗田的基礎(chǔ)肥力；依據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量水平和玉米需肥規(guī)律，結(jié)合“養(yǎng)分專家系統(tǒng)”（或測土配方施肥技術(shù)）和秸稈還田條件下氮肥施用技術(shù)，確定全生育期施肥種類和施肥量（肥料類試驗按試驗設(shè)計和要求實施）。

2.3.1 肥料種類、配比與數(shù)量試驗田一般需要增施純凈腐熟有機(jī)圈肥（如牛糞）45m3/hm2左右，有利于均衡土壤肥力、改良土壤結(jié)構(gòu)、協(xié)調(diào)和提高土壤養(yǎng)分的供應(yīng)水平[4]。北方春玉米試驗區(qū)與黃淮海夏玉米試驗區(qū)氣候條件、玉米生長發(fā)育進(jìn)程等特性有很大差異，需肥規(guī)律、特點也不盡相同。

北方春玉米試驗區(qū)不同產(chǎn)量水平速效氮、磷、鉀施肥總量與配比推薦參考方案：每hm2目標(biāo)產(chǎn)量大于11250kg時，N、P2O5、K2O施用量分別為240～300kg、90～120kg、75～120kg；目標(biāo)產(chǎn)量為9750～11250kg時，N、P2O5、K2O施用量分別為210～240kg、67.5～105kg、67.5～90kg；目標(biāo)產(chǎn)量為7500～9750kg時，N、P2O5、K2O施用量分別為180～195kg、60～90kg、45～75kg；目標(biāo)產(chǎn)量小于7500kg時，N、P2O5、K2O施用量分別為135～165kg、52.5～67.5kg、0～45kg[5]。

黃淮海夏玉米試驗區(qū)不同產(chǎn)量水平相應(yīng)速效氮、磷、鉀施肥配比、總量推薦參考方案：每hm2目標(biāo)產(chǎn)量大于10500kg時，N、P2O5、K2O施用量分別 為270～300kg、75～120kg、150～180kg；目 標(biāo)產(chǎn)量為9000～10500kg時，N、P2O5、K2O施用量分別為210～240kg、45～90kg、120～150kg；目標(biāo)產(chǎn) 量為7500～9000kg時，N、P2O5、K2O施用量分別為180～210kg、45～75kg、90～120kg；目 標(biāo)產(chǎn) 量為6000～7500kg時，N、P2O5、K2O施用量分別為150～180kg、30～60kg、60～80kg；目標(biāo)產(chǎn)量小于6000kg時，N、P2O5、K2O施用量分別為120～150kg、0～45kg、45～60kg[6]。

2.3.2 施肥時間和方法北方春玉米試驗區(qū)，一般在秋季上茬秸稈粉碎后，把有機(jī)肥運到田間扒堆，均勻撒施，或用拋灑車施用，結(jié)合耙地均勻混拌在0～15cm土層中，遇冬前農(nóng)耕期較緊時，也可在春季耕翻前施用。黃淮海夏玉米試驗區(qū)的上茬作物收獲至玉米播種期較短，沒有充足時間施用有機(jī)肥，可在上茬作物播種前，結(jié)合整地、耕翻施用，也能起到相應(yīng)的作用。實踐證明，采用取消種肥、追肥以外的所有肥料以底肥形式，結(jié)合耕翻一次施入的施肥方法，可確保試驗種子安全出苗，規(guī)避化肥燒種現(xiàn)象。

氮、磷、鉀及微量元素等化肥應(yīng)使用顆粒肥料，在耕地前采用大、中型施肥機(jī)施用，可有效提高施肥的均勻性和準(zhǔn)確性。施用前應(yīng)按試驗要求準(zhǔn)確調(diào)整施肥量，操作中接茬到位，不漏施、不重施，不均勻率≤0.5%，及時耙地，將肥料與土壤混拌均勻。

2.4 地下害蟲防治（播種至出苗期）影響玉米試驗全苗的地下害蟲主要有蠐螬、螻蛄、金針蟲、地老虎等[7]。不同地區(qū)害蟲的種類及發(fā)生危害程度有所不同。一般根據(jù)田間檔案中上茬作物蟲害發(fā)生的種類和危害程度及當(dāng)季田間調(diào)查結(jié)果來確定防治方案。常用防治方法有：5%辛硫磷或二嗪磷等有機(jī)磷殺蟲顆粒劑120～150kg/hm2，均勻撒施地表，結(jié)合耕地，翻埋地下深施，可起到良好的防治效果。

提高防治效果的關(guān)鍵因素在于：（1）均勻撒施?？刹捎每妫ǔ郑┦诫妱尤鍪┢鞯葯C(jī)械均勻撒施，不均勻率≤0.5%。（2）縮短農(nóng)藥在地面的裸露時間。農(nóng)藥施用應(yīng)結(jié)合耕翻進(jìn)行，施藥后立即耕翻，可有效降低農(nóng)藥有效成分揮發(fā)和光照分解的損失。（3）深施。實踐表明，有機(jī)磷類農(nóng)藥深施25～30cm可充分發(fā)揮其土壤熏蒸和觸殺作用（尤其對金針蟲、蠐螬、螻蛄等），有效期可達(dá)35d。

2.5 苗床類型與構(gòu)建主要分為壟作和平作兩種形式，應(yīng)根據(jù)具體條件及氣候特點，選擇相適應(yīng)的苗床形式。黃淮海（及北京）平原區(qū)以平作為主；有效積溫不足（如冷涼山區(qū)及部分北方春玉米區(qū)）地區(qū)，壟作苗床可有效提高早春耕層土壤溫度[8]，達(dá)到提早播種、充分利用有效積溫的目的；在海南及其他降雨充沛、易形成澇害的地區(qū)，可起到排水防澇的作用。

2.5.1 平作苗床平作苗床耕作以耕翻、旋耕為主。耕翻作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為田間耕層上虛下實，松碎平整，地表無殘留秸稈；春整地要求土壤含水量控制在70%～75%；耕翻與播種時間間隔小于2d，盡量減少田間水分散失；耕深≥30cm，以打破犁底層為佳；開壟寬度≤35cm，閉壟高度＜1/4耕深，重耕、漏耕率≤1%，立垡、回垡率≤3%；秸稈翻壓徹底，翻埋率≥98%。旋耕作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為破除明、暗坷垃，拉平土壤表面，將施入土壤中的肥料混拌均勻；旋耕深度≥15cm，耕深合格率≥95%；土壤碎土率≥95%，地表平整度≤3cm；麥茬（或油菜茬等）試驗田旋耕后地表秸稈殘留量≤50g/m2[9]。對于耕翻、旋耕不到的地邊，結(jié)合人工翻地將其平整。

2.5.2 壟作苗床相比平作苗床主要優(yōu)勢在于：（1）地表面積增加25%～30%，利于吸熱、散熱，白天耕層土溫比平作增高2～3℃[10]；（2）壟溝利于干旱時順溝灌溉、大雨后排水防澇；（3）方便集中施肥，不易板結(jié)，促進(jìn)作物根系生長、不易倒伏。冷涼地區(qū)主張冬前耕地、起壟，有利于冬季降水沉實土壤，通過凍融作用細(xì)碎表土。

目前壟作試驗田在耕翻后，旋耕、起壟聯(lián)合作業(yè)機(jī)一次成壟，主要優(yōu)點為效率高（旋耕、施肥、植保、起壟、鎮(zhèn)壓一次完成）、失墑少。起壟作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為：（1）按試驗要求調(diào)整行距和壟高，成壟行距誤差≤1cm、壟高誤差≤1cm。（2）按試驗要求調(diào)整肥料和農(nóng)藥使用量，不均勻度≤1%。（3）鎮(zhèn)壓后壟臺上平整度≤1cm，壟面土壤細(xì)碎，粒徑0.5cm以上土粒量≤5%。

3 播種

3.1 種子準(zhǔn)備首先對試驗用種進(jìn)行人工精選，去除破損粒、霉粒、雜粒、癟粒，留下顏色一致、大小均勻，具有該品種（或材料）特征的種子；其次對試驗材料測定發(fā)芽率；然后按試驗規(guī)劃密度和發(fā)芽測試結(jié)果確定每行下種量，按行裝袋、編號、排序。建議曬種和對種子包衣或藥劑拌（浸）種，預(yù)防地下害蟲為害。

3.2 播種方式主要有機(jī)器開溝人工點播、點播器人工點播和精密點播機(jī)播種等方式。

3.2.1 機(jī)器開溝人工播種（平作玉米試驗）基本操作順序：機(jī)器開溝→試驗小區(qū)田間規(guī)劃→按規(guī)劃書排種→借助點播桿（繩）精密點播→撒施殺蟲劑→覆土→鎮(zhèn)壓。此種方式優(yōu)點在于機(jī)器開溝深淺一致、行距均勻，深開溝淺覆土，提高耐旱性；培土后根節(jié)位于壟溝底以下，抗倒能力相對提高[11]，但對整地、播種時間要求較緊，一般在播種前一天傍晚開溝、規(guī)劃田間小區(qū)，第2天起早排種播種、覆土鎮(zhèn)壓，遇大風(fēng)易散墑。

作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：（1）駕駛員操作技術(shù)熟練，設(shè)備調(diào)整準(zhǔn)確，作業(yè)后行距誤差＜1cm、溝深誤差＜1cm。（2）小區(qū)規(guī)劃兩端測量準(zhǔn)確一致，行長誤差＜1cm，標(biāo)記清晰。（3）根據(jù)密度確定株距，點播桿（繩）標(biāo)記清晰、準(zhǔn)確，株距誤差＜1cm。（4）按計劃書要求和種子袋序號，準(zhǔn)確排放種子在播種溝內(nèi)一端，排后復(fù)查，確保無誤。（5）按計劃書要求密度，選用相應(yīng)的點播（繩）桿，準(zhǔn)確播放種子（頂土能力弱的甜玉米等試驗材料每穴應(yīng)適當(dāng)增加種子量）；為便于定苗，種子之間要有一定間距，播后踩實，在區(qū)頭或區(qū)尾播種適量種子備用。（6）在播種溝內(nèi)均勻撒施顆粒殺蟲劑防治地下害蟲。（7）播完后核對并確認(rèn)播種信息無誤，及時覆土，覆土深淺一致，誤差＜1cm；表層土壤見干時及時鎮(zhèn)壓，防止出現(xiàn)地面板結(jié)。

3.2.2 點播器人工播種主要程序為機(jī)械劃行（平作）→試驗小區(qū)田間規(guī)劃→按計劃書排種→調(diào)整點播器株距→播種→踩實。壟作播種省去機(jī)器劃行，其他程序與平作一致。此方法操作簡便、保墑，但易出現(xiàn)不同播種操作者播種深度不一致，播種過于集中，出苗后才能確定播種質(zhì)量等問題。

作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為：（1）劃行器調(diào)整準(zhǔn)確，駕駛員操作技術(shù)熟練，作業(yè)后行距誤差＜1cm，行跡平直清晰。（2）小區(qū)規(guī)劃兩端測量準(zhǔn)確一致，行長誤差＜1cm，標(biāo)記清晰。（3）根據(jù)種植密度準(zhǔn)確調(diào)整點播器播種穴距，誤差＜0.5cm。（4）按計劃書要求和種子袋序號準(zhǔn)確排放種子在播種行一端，排放后復(fù)查，確保無誤。（5）按計劃書要求密度選用相應(yīng)株距的點播器，同一試驗或重復(fù)安排同一人播種，按要求準(zhǔn)確播放種子；播種株距誤差＜1cm，播深誤差＜0.5cm，播后踩實；在區(qū)頭或區(qū)尾播種適量種子備用。

3.2.3 精量點播機(jī)播種使用精量點播機(jī)播種具有播量、播深均勻一致，準(zhǔn)確性高、作業(yè)效率高，出苗質(zhì)量好，施肥、施藥、播種、鎮(zhèn)壓一次完成，勞動強(qiáng)度低，節(jié)省人工等優(yōu)點，是國內(nèi)外（平作）大型品種測試類試驗播種的趨勢。

作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為：（1）精選試驗用種，田間測試出苗率≥95%。（2）播種機(jī)行距、株距、播深調(diào)整準(zhǔn)確，駕駛員操作技術(shù)熟練；作業(yè)后行距誤差＜1cm，株距誤差＜1cm，播深誤差＜0.5cm。（3）駕駛員與下種操作員配合默契，下種時機(jī)準(zhǔn)確，小區(qū)兩端整齊一致，行頭相錯＜3cm。（4）播種機(jī)肥料、農(nóng)藥施用量調(diào)整準(zhǔn)確，肥料、農(nóng)藥施用不均勻率≤1%。

4 化學(xué)除草

玉米試驗田采用播后苗前土壤封閉形式進(jìn)行化學(xué)除草。應(yīng)選擇相對試驗作物安全的除草劑，如三氮苯類、酰胺類等，對于玉米/大豆輪作試驗田，應(yīng)選用玉米、大豆通用除草劑（如酰胺類中異·丙-甲草胺等）。一般采用大中型噴藥車進(jìn)行噴施作業(yè)，具有效率高、施藥均勻、藥液量充足、地表形成藥膜完整等優(yōu)點，應(yīng)避開高溫天氣，選擇無風(fēng)條件下進(jìn)行。

作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為：按農(nóng)藥配施操作規(guī)程及最佳使用量配制藥液；噴藥機(jī)械行走平直，噴施均勻，不重噴、不漏噴，噴施藥液量≥300kg/hm2，不均勻度≤1%。

5 幼苗期管理

玉米試驗苗期誤差控制的最后階段，主要作業(yè)項目有查苗、補(bǔ)苗，鳥、鼠、蟲害防治，間、定苗等。

5.1 查苗、補(bǔ)苗出苗期是檢查播種質(zhì)量的最佳時期，播后苗前如遇降雨，易形成地表板結(jié)，應(yīng)適時破除，引苗出土。發(fā)現(xiàn)缺穴、缺苗時，應(yīng)在3葉期之前用區(qū)頭播種的備用苗，帶土、坐水移栽，移栽后第2天再補(bǔ)澆水1次，力爭苗情長勢一致。

5.2 鳥、鼠、蟲害防治玉米播種后至3葉期最易遭受鳥、鼠、蟲侵害，也是鳥為害種子、幼苗最嚴(yán)重的時期，要及時進(jìn)行人工或設(shè)施驅(qū)鳥。及時投放鼠藥或安裝塑料薄膜圍擋等有效措施防治鼠害。發(fā)現(xiàn)玉米苗有被地下害蟲咬傷、咬斷的情況時，應(yīng)扒開附近3～5cm表土查找和清除幼蟲，同時采用撒施毒餌、農(nóng)藥灌根等有效措施進(jìn)行防治。黏蟲是玉米苗期主要食葉害蟲[7]，發(fā)生嚴(yán)重時，地上部可被吃光，應(yīng)加強(qiáng)田間監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)立即進(jìn)行防治。刺吸式口器害蟲（灰飛虱、蚜蟲、薊馬等）對幼苗的為害，是玉米粗縮病等病毒病傳播的主要方式[12]，當(dāng)田間百株蟲量達(dá)到防治指標(biāo)時，應(yīng)及時進(jìn)行農(nóng)藥防治。

5.3 間苗、定苗原則為早間苗、適時定苗，一般在3～4片葉時進(jìn)行間苗，間除病、弱苗，保留具有該材料苗期特征的壯苗2～3株/穴；5～6葉時定苗，應(yīng)選擇晴天進(jìn)行，易于識別和去除受病、蟲危害或生長不良的幼苗，定苗時拔斷的幼苗應(yīng)將根節(jié)清除，防止根節(jié)再生。

玉米田間試驗的實施和管理過程是試驗誤差的控制過程，而誤差控制則貫穿在每一項操作之中，需要對每個環(huán)節(jié)制定相應(yīng)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同時嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，才能確保試驗的可靠性。各試驗基地多年試驗管理的實踐表明，以上操作規(guī)程及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定、完善與實施，對玉米試驗田一次全苗、減小試驗誤差起到了積極的支撐和保障作用。