玉米试验田一次全苗的操作规程与作业标准

杨万深 丁玉萍 杨久臣 孙玉春 马少康 石 磊 张 勇 白羊年

（中国农业科学院作物科学研究所，北京 100081）

中国农业科学院作物科学研究所各试验基地玉米试验田涵盖了玉米的种质资源评价与创新，分子遗传与改良，优质抗逆育种、高产育种、分子育种、基因编辑育种，高产栽培与耕作等10余个创新小组的田间试验。试验田管理的中心任务是排除一切可能发生的非试验因素干扰，实现误差控制，力求在一致的栽培管理条件下，使每一试验材料的“表现型”都得以正常表达，为科研人员进行表型鉴定与选择创造条件；同一组试验确保一次全苗是实现这一中心任务的关键。为此，在多年试验管理的基础上，制订了从试验规划、苗床构建至试验作物出苗管理的试验田“纵向均匀、耕层均匀、施肥均匀、墒情均匀、施药均匀”的农艺操作规程与相应作业标准。

1 试验田的规划与落实

按试验任务要求，在遵从田间档案的基础上合理轮作，依据上茬作物生长情况、土壤肥力测定结果等因素，构建土壤纵向均匀、耕层均匀试验田，安排试验种类，确定具体作物试验的过程。

1.1 试验田规划的基本条件试验田规划落实应考虑的条件主要有：（1）对试验田周边环境进行考察，规避树荫、高大建筑、河道，地上、地下设施，严重空气污染、灌溉水源污染等可能对试验作物带来不利影响的环境因素。（2）对近3年的田间档案进行分析，掌握前茬作物种类、生长状况与产量水平、施肥种类与数量，病虫草害发生程度和防治所用农药种类与剂量，以此推断该地块土壤肥力水平，病虫草害发生的可能性，及农药残留影响与危害程度。（3）有良好的灌溉和排涝条件，做到旱能浇，涝能排。依据以上条件合理轮作，安排适宜作物的田间试验。

1.2 纵向均匀要求试验田1.5m深土层剖面纵向结构均匀，在上茬作物生长过程中表现均匀一致，无“斑块效应”，土壤水分、养分上下移动不顺畅的地块在试验安排时应予规避。如在干旱条件下表现出点、片、条状萎蔫等现象，表明该地块田间纵向不均匀，土层中有较严重的犁底层、胶泥层或沙线等阻隔层。

1.3 耕层均匀在每套试验的占地范围内，耕层土壤综合肥力指标不均匀度＜1%，地表平整度≤5cm。在肥水控制一致条件下，如上茬作物同一品种（或材料）生长过程中，有叶色、个体生长量等表现不一致现象，表明该地块耕层土壤肥力不均匀；降雨过后田间有点、片积水，表明地表平整度没有达到试验田标准，在苗床构建过程中应加以修正。

2 优质苗床的构建

试验安排确定以后，从上茬作物秸秆处理开始，依据土壤肥力测定结果确定试验作物最佳施肥配比、需肥量，均匀施肥；依据上茬作物地下病虫害发生情况等确定合理防治措施；依据地表秸秆残留状况、土壤质地、耕层土壤含水量等因素，选择最佳耕作方式，建立耕层均匀、施肥均匀、墒情均匀、施药均匀的待播苗床的过程。

2.1 上茬作物秸秆处理一套试验的实施，实际上是从上茬作物收获后秸秆处理开始的。一般采用秸秆粉碎、均匀抛撒后，与耕层土壤混拌翻压的方法实现秸秆还田，不同地区秸秆种类和处理方法也不同。

北方春玉米（大豆）区秸秆处理一般采用秸秆粉碎机粉碎并均匀抛洒，混拌翻压。试验田要求秸秆粉碎长度＜5cm，合格率≥95%，秸秆抛撒不均匀率≤10%，残茬高度≤3cm。粉碎后立即进行重耙灭茬，根茬破碎率应≥95%，耙地深度≥15cm，将粉碎后的秸秆与15cm深土体混拌均匀[1]。

黄淮海夏玉米区小麦（或油菜）收获后的秸秆，一般采用秸秆粉碎机粉碎并均匀抛洒还田。试验田要求秸秆粉碎标准为：粉碎长度＜5cm，合格率≥95%，秸秆抛撒不均匀率≤10%，残茬高度≤2cm。粉碎后进行旋耕混拌翻埋，作业标准为：旋耕深度≥15cm，耕深合格率≥95%，碎土率≥95%，旋耕后地表秸秆残留量≤50g/m2，地表平整度≤5cm[2]。

2.2 底墒均匀、适墒适宜、均匀的底墒是建立优质苗床的主要条件，也是确保试验材料出苗均匀一致的必要条件之一。优质苗床耕层土壤含水量标准为田间持水量的70%±2%，横向不均匀度≤0.5%。

北方尤其是京津冀春玉米区，冬、春季土壤常年蒸发量大于有效降水量[3]。玉米试验播种期基本在4月下旬至5月上旬，此时土壤含水量一般不能满足玉米试验正常出苗的需求，应根据试验田土壤墒情和耕翻、播种时土壤水分的蒸发量等因素确定，如需造墒，确定灌水量。造墒的基本要求是浇水数量准确、浇灌均匀，耕翻时土壤含水量控制在相对含水量的70%～75%为宜。采用“沟灌”或“平移式喷灌”方式，满足试验田耕层横向、纵向含水量均匀的要求。

2.3 底肥的施用试验田施肥种类、数量的确定依据主要有：根据土壤类型和土壤肥力的测定结果（土壤有机质、有效氮、磷、钾含量检测结果）确定试验田的基础肥力；依据目标产量水平和玉米需肥规律，结合“养分专家系统”（或测土配方施肥技术）和秸秆还田条件下氮肥施用技术，确定全生育期施肥种类和施肥量（肥料类试验按试验设计和要求实施）。

2.3.1 肥料种类、配比与数量试验田一般需要增施纯净腐熟有机圈肥（如牛粪）45m3/hm2左右，有利于均衡土壤肥力、改良土壤结构、协调和提高土壤养分的供应水平[4]。北方春玉米试验区与黄淮海夏玉米试验区气候条件、玉米生长发育进程等特性有很大差异，需肥规律、特点也不尽相同。

北方春玉米试验区不同产量水平速效氮、磷、钾施肥总量与配比推荐参考方案：每hm2目标产量大于11250kg时，N、P2O5、K2O施用量分别为240～300kg、90～120kg、75～120kg；目标产量为9750～11250kg时，N、P2O5、K2O施用量分别为210～240kg、67.5～105kg、67.5～90kg；目标产量为7500～9750kg时，N、P2O5、K2O施用量分别为180～195kg、60～90kg、45～75kg；目标产量小于7500kg时，N、P2O5、K2O施用量分别为135～165kg、52.5～67.5kg、0～45kg[5]。

黄淮海夏玉米试验区不同产量水平相应速效氮、磷、钾施肥配比、总量推荐参考方案：每hm2目标产量大于10500kg时，N、P2O5、K2O施用量分别 为270～300kg、75～120kg、150～180kg；目 标产量为9000～10500kg时，N、P2O5、K2O施用量分别为210～240kg、45～90kg、120～150kg；目标产 量为7500～9000kg时，N、P2O5、K2O施用量分别为180～210kg、45～75kg、90～120kg；目 标产 量为6000～7500kg时，N、P2O5、K2O施用量分别为150～180kg、30～60kg、60～80kg；目标产量小于6000kg时，N、P2O5、K2O施用量分别为120～150kg、0～45kg、45～60kg[6]。

2.3.2 施肥时间和方法北方春玉米试验区，一般在秋季上茬秸秆粉碎后，把有机肥运到田间扒堆，均匀撒施，或用抛洒车施用，结合耙地均匀混拌在0～15cm土层中，遇冬前农耕期较紧时，也可在春季耕翻前施用。黄淮海夏玉米试验区的上茬作物收获至玉米播种期较短，没有充足时间施用有机肥，可在上茬作物播种前，结合整地、耕翻施用，也能起到相应的作用。实践证明，采用取消种肥、追肥以外的所有肥料以底肥形式，结合耕翻一次施入的施肥方法，可确保试验种子安全出苗，规避化肥烧种现象。

氮、磷、钾及微量元素等化肥应使用颗粒肥料，在耕地前采用大、中型施肥机施用，可有效提高施肥的均匀性和准确性。施用前应按试验要求准确调整施肥量，操作中接茬到位，不漏施、不重施，不均匀率≤0.5%，及时耙地，将肥料与土壤混拌均匀。

2.4 地下害虫防治（播种至出苗期）影响玉米试验全苗的地下害虫主要有蛴螬、蝼蛄、金针虫、地老虎等[7]。不同地区害虫的种类及发生危害程度有所不同。一般根据田间档案中上茬作物虫害发生的种类和危害程度及当季田间调查结果来确定防治方案。常用防治方法有：5%辛硫磷或二嗪磷等有机磷杀虫颗粒剂120～150kg/hm2，均匀撒施地表，结合耕地，翻埋地下深施，可起到良好的防治效果。

提高防治效果的关键因素在于：（1）均匀撒施。可采用挎（持）式电动撒施器等机械均匀撒施，不均匀率≤0.5%。（2）缩短农药在地面的裸露时间。农药施用应结合耕翻进行，施药后立即耕翻，可有效降低农药有效成分挥发和光照分解的损失。（3）深施。实践表明，有机磷类农药深施25～30cm可充分发挥其土壤熏蒸和触杀作用（尤其对金针虫、蛴螬、蝼蛄等），有效期可达35d。

2.5 苗床类型与构建主要分为垄作和平作两种形式，应根据具体条件及气候特点，选择相适应的苗床形式。黄淮海（及北京）平原区以平作为主；有效积温不足（如冷凉山区及部分北方春玉米区）地区，垄作苗床可有效提高早春耕层土壤温度[8]，达到提早播种、充分利用有效积温的目的；在海南及其他降雨充沛、易形成涝害的地区，可起到排水防涝的作用。

2.5.1 平作苗床平作苗床耕作以耕翻、旋耕为主。耕翻作业标准为田间耕层上虚下实，松碎平整，地表无残留秸秆；春整地要求土壤含水量控制在70%～75%；耕翻与播种时间间隔小于2d，尽量减少田间水分散失；耕深≥30cm，以打破犁底层为佳；开垄宽度≤35cm，闭垄高度＜1/4耕深，重耕、漏耕率≤1%，立垡、回垡率≤3%；秸秆翻压彻底，翻埋率≥98%。旋耕作业标准为破除明、暗坷垃，拉平土壤表面，将施入土壤中的肥料混拌均匀；旋耕深度≥15cm，耕深合格率≥95%；土壤碎土率≥95%，地表平整度≤3cm；麦茬（或油菜茬等）试验田旋耕后地表秸秆残留量≤50g/m2[9]。对于耕翻、旋耕不到的地边，结合人工翻地将其平整。

2.5.2 垄作苗床相比平作苗床主要优势在于：（1）地表面积增加25%～30%，利于吸热、散热，白天耕层土温比平作增高2～3℃[10]；（2）垄沟利于干旱时顺沟灌溉、大雨后排水防涝；（3）方便集中施肥，不易板结，促进作物根系生长、不易倒伏。冷凉地区主张冬前耕地、起垄，有利于冬季降水沉实土壤，通过冻融作用细碎表土。

目前垄作试验田在耕翻后，旋耕、起垄联合作业机一次成垄，主要优点为效率高（旋耕、施肥、植保、起垄、镇压一次完成）、失墒少。起垄作业标准为：（1）按试验要求调整行距和垄高，成垄行距误差≤1cm、垄高误差≤1cm。（2）按试验要求调整肥料和农药使用量，不均匀度≤1%。（3）镇压后垄台上平整度≤1cm，垄面土壤细碎，粒径0.5cm以上土粒量≤5%。

3 播种

3.1 种子准备首先对试验用种进行人工精选，去除破损粒、霉粒、杂粒、瘪粒，留下颜色一致、大小均匀，具有该品种（或材料）特征的种子；其次对试验材料测定发芽率；然后按试验规划密度和发芽测试结果确定每行下种量，按行装袋、编号、排序。建议晒种和对种子包衣或药剂拌（浸）种，预防地下害虫为害。

3.2 播种方式主要有机器开沟人工点播、点播器人工点播和精密点播机播种等方式。

3.2.1 机器开沟人工播种（平作玉米试验）基本操作顺序：机器开沟→试验小区田间规划→按规划书排种→借助点播杆（绳）精密点播→撒施杀虫剂→覆土→镇压。此种方式优点在于机器开沟深浅一致、行距均匀，深开沟浅覆土，提高耐旱性；培土后根节位于垄沟底以下，抗倒能力相对提高[11]，但对整地、播种时间要求较紧，一般在播种前一天傍晚开沟、规划田间小区，第2天起早排种播种、覆土镇压，遇大风易散墒。

作业标准：（1）驾驶员操作技术熟练，设备调整准确，作业后行距误差＜1cm、沟深误差＜1cm。（2）小区规划两端测量准确一致，行长误差＜1cm，标记清晰。（3）根据密度确定株距，点播杆（绳）标记清晰、准确，株距误差＜1cm。（4）按计划书要求和种子袋序号，准确排放种子在播种沟内一端，排后复查，确保无误。（5）按计划书要求密度，选用相应的点播（绳）杆，准确播放种子（顶土能力弱的甜玉米等试验材料每穴应适当增加种子量）；为便于定苗，种子之间要有一定间距，播后踩实，在区头或区尾播种适量种子备用。（6）在播种沟内均匀撒施颗粒杀虫剂防治地下害虫。（7）播完后核对并确认播种信息无误，及时覆土，覆土深浅一致，误差＜1cm；表层土壤见干时及时镇压，防止出现地面板结。

3.2.2 点播器人工播种主要程序为机械划行（平作）→试验小区田间规划→按计划书排种→调整点播器株距→播种→踩实。垄作播种省去机器划行，其他程序与平作一致。此方法操作简便、保墒，但易出现不同播种操作者播种深度不一致，播种过于集中，出苗后才能确定播种质量等问题。

作业标准为：（1）划行器调整准确，驾驶员操作技术熟练，作业后行距误差＜1cm，行迹平直清晰。（2）小区规划两端测量准确一致，行长误差＜1cm，标记清晰。（3）根据种植密度准确调整点播器播种穴距，误差＜0.5cm。（4）按计划书要求和种子袋序号准确排放种子在播种行一端，排放后复查，确保无误。（5）按计划书要求密度选用相应株距的点播器，同一试验或重复安排同一人播种，按要求准确播放种子；播种株距误差＜1cm，播深误差＜0.5cm，播后踩实；在区头或区尾播种适量种子备用。

3.2.3 精量点播机播种使用精量点播机播种具有播量、播深均匀一致，准确性高、作业效率高，出苗质量好，施肥、施药、播种、镇压一次完成，劳动强度低，节省人工等优点，是国内外（平作）大型品种测试类试验播种的趋势。

作业标准为：（1）精选试验用种，田间测试出苗率≥95%。（2）播种机行距、株距、播深调整准确，驾驶员操作技术熟练；作业后行距误差＜1cm，株距误差＜1cm，播深误差＜0.5cm。（3）驾驶员与下种操作员配合默契，下种时机准确，小区两端整齐一致，行头相错＜3cm。（4）播种机肥料、农药施用量调整准确，肥料、农药施用不均匀率≤1%。

4 化学除草

玉米试验田采用播后苗前土壤封闭形式进行化学除草。应选择相对试验作物安全的除草剂，如三氮苯类、酰胺类等，对于玉米/大豆轮作试验田，应选用玉米、大豆通用除草剂（如酰胺类中异·丙-甲草胺等）。一般采用大中型喷药车进行喷施作业，具有效率高、施药均匀、药液量充足、地表形成药膜完整等优点，应避开高温天气，选择无风条件下进行。

作业标准为：按农药配施操作规程及最佳使用量配制药液；喷药机械行走平直，喷施均匀，不重喷、不漏喷，喷施药液量≥300kg/hm2，不均匀度≤1%。

5 幼苗期管理

玉米试验苗期误差控制的最后阶段，主要作业项目有查苗、补苗，鸟、鼠、虫害防治，间、定苗等。

5.1 查苗、补苗出苗期是检查播种质量的最佳时期，播后苗前如遇降雨，易形成地表板结，应适时破除，引苗出土。发现缺穴、缺苗时，应在3叶期之前用区头播种的备用苗，带土、坐水移栽，移栽后第2天再补浇水1次，力争苗情长势一致。

5.2 鸟、鼠、虫害防治玉米播种后至3叶期最易遭受鸟、鼠、虫侵害，也是鸟为害种子、幼苗最严重的时期，要及时进行人工或设施驱鸟。及时投放鼠药或安装塑料薄膜围挡等有效措施防治鼠害。发现玉米苗有被地下害虫咬伤、咬断的情况时，应扒开附近3～5cm表土查找和清除幼虫，同时采用撒施毒饵、农药灌根等有效措施进行防治。黏虫是玉米苗期主要食叶害虫[7]，发生严重时，地上部可被吃光，应加强田间监测，一旦发现应立即进行防治。刺吸式口器害虫（灰飞虱、蚜虫、蓟马等）对幼苗的为害，是玉米粗缩病等病毒病传播的主要方式[12]，当田间百株虫量达到防治指标时，应及时进行农药防治。

5.3 间苗、定苗原则为早间苗、适时定苗，一般在3～4片叶时进行间苗，间除病、弱苗，保留具有该材料苗期特征的壮苗2～3株/穴；5～6叶时定苗，应选择晴天进行，易于识别和去除受病、虫危害或生长不良的幼苗，定苗时拔断的幼苗应将根节清除，防止根节再生。

玉米田间试验的实施和管理过程是试验误差的控制过程，而误差控制则贯穿在每一项操作之中，需要对每个环节制定相应的作业标准，同时严格按标准执行，才能确保试验的可靠性。各试验基地多年试验管理的实践表明，以上操作规程及作业标准的制定、完善与实施，对玉米试验田一次全苗、减小试验误差起到了积极的支撑和保障作用。