河南省郸城绿色农业

野外科学观测研究站规范（试行）

第一章 总则

制定土壤生化指标、微生物组成体系和作物病虫害监测监控规范，是开展农田生态系统长期试验监测和农田科学研究的依据和标准，对指导生态系统长期试验监测和农田科学研究具有科学意义。本规范对观测研究中仪器设备的使用和管理、试验场地的设置和管理，监测要素的标准与规范、数据质量控制、数据库建设等进行了界定。

第二章 仪器设备的使用和管理

一、仪器设备的管理和使用，必须实行岗位责任制。要制订操作规程、使用和维修保养制度，并有专人负责技术安全工作，做到坚持制度，责任到人。

二、仪器设备必须按精密程度分级使用，并应对性能和指标进行定期校验，计量和定标以确保仪器设备的精度和性能。

三、我站仪器设备应由管理员统一编号，分类存放。仪器保管员应精心保管仪器设备，仪器存放应有条不紊。仪器存放室应经常打扫卫生（每周2-3次），保持整洁。应根据仪器设备要求注意防火、防盗、防尘、防霉、防潮、防锈、防鼠、防老化。危险、有放射线的仪器设备应单独存放，并设置明显警示标志。

四、仪器管理员要认真学习相关知识，应懂得各种仪器的管理、保养和调试。并能对常用仪器进行简单的维修。要加强仪器设备的维修和保养工作，一般仪器设备应做到随时保养和维修；精密贵重仪器应做到精心维护、定期检修和检测，防止障碍性事故的发生。仪器设备一般不得拆改，如确须拆改时，需按各级管理权限履行审批手续。

五、精密贵重仪器和大型设备要建立技术档案，档案内容应包括仪器设备出厂的技术资料，从购置报告到报废整个寿命进程中的管理使用、维护、检修及校验等到记录和文书资料，使之成为仪器设备管理和使用的技术依据。仪器说明书是仪器的重要附件，应复印一份随机保存。说明书原件应集中保管。

六、仪器附件应随机保存，仪器易损件应及时补充。

七、每年冬季对仪器进行一次检查，查看仪器性能、保养及使用情况。

八、无论借用或在实验室使用，都必须办理登记手续。使用者应熟悉仪器性能，熟悉仪器原理和使用方法，按规定操作仪器。使用者在使用过程中要爱护仪器，避免损坏。仪器使用完毕应及时交管理员验收注销。

九、如须长期使用、频繁作业而需外借的仪器，应办理外借手续。借期一年，到期续借。使用者应妥善保管使用仪器。仪器管理员应监督仪器使用情况。续借时应检查仪器状况是否完好。

十、仪器出现故障由站统一维修，维修费原则上由相关课题承担。

十一、精密贵重仪器和大型设备，必须选派业务能力较强的科研和实验技术人员负责管理和指导使用，对上机操作人员必须进行技术培训，考核合格后，方准使用仪器。

第三章 试验场地的设置和管理

十二、农田生态系统试验场地应根据观测要求进行安排，一般分为生物监测区、土壤监测区。辅助观测区根据需要另行设置。

十三、土壤监测区控制面积10000--20000平方米，用于农田土壤物理、土壤化学监测，采用网格小区法监测土壤肥力。土壤监测项目包括：农田表层土壤养分、农田土壤矿质全量、农田土壤微量元素和重金属元素、农田不同层次土壤速效氮、农田速效土壤微量元素、农田土壤机械组成、农田土壤容重、农田土壤可溶性盐、农田作物产量和养分含量。

1.监测定位点布置

同生物监测。

2.土壤监测技术标准与规范

（1）土壤养分

土壤有机质测定：测定表层（0-10cm）和（10-20cm），采用重铬酸钾（K2Cr2O7）-硫酸消化法测定。1次/2-3年。

土壤全氮的测定：采用半微量凯式法。

土壤水解性氮的测定：测定表层（0-10cm）和（10-20cm），采用碱解扩散法测定。1次/年，收获后采样，采样3次重复。

土壤铵态氮的测定：采用靛酚蓝比色法测定。

土壤硝态氮的测定：采用酚二磺酸比色法测定。

土壤全磷的测定：采用酸溶一钼锑抗比色法。

土壤速效磷的测定：酸性土壤采用0.03NNH4F

0.025NHCl浸提-钼锑抗比色法，石灰性土壤采用0.5MNaHCO3浸提-钼锑抗比色法。

土壤有机磷的测定：采用灼烧—0.2NH2SO4浸提法。

土壤全钾的测定：采用NaOH熔融一火焰光度法。

土壤速效钾的测定：采用1NNH4OAc浸提一火焰光度法。

（2）土壤微量元素：采用姜黄素法。测定表层（0-10cm）和（10-20cm），1次/5年。

（3）土壤重金属元素：

（4）土壤机械组成：采用吸管法。剖面（0-10cm、10-20cm、20-40cm、40-60cm、60-80cm80-100cm。1次/10年。

（5）土壤容重：环刀法。表层（0-10cm）（10-20cm），1次/5年。

（6）土壤可溶性盐：采用5：l浸提法。

（7）田间持水量

田间测定（围框淹灌法）：

方法要点：在田间，经过大量降雨或灌水使土壤饱和，待排除重力水后，在没有蒸发和蒸腾的条件下，测定土壤水分达到平衡时的含水量。地下水埋深大于3m的土层所保持的主要是毛管悬着水，系真正的田间持水量。当地下水位浅到测定土层处于毛管支持水范围时，地下水位越浅，测得的田间持水量值越大，故报告测定结果是必须注明地下水的深度。

主要仪器：木框正方形，框内面积为1m2，框高20

25cm，下端削成楔形，并用白铁皮包成刀刃状，便于插入土内。

提水桶；铝盒；土钻；铁锹；l／100天平；干燥箱；塑料布（正方形，面积约为5m2）；青草或干草；米尺；木板等。

操作步骤：在田间选择一块面积为4m²有代表性的比较平坦的地块，仔细平整土面。在地块中央插入木框，一般插入10cm深（或达犁底层），框内为测试区。在其周围筑一正方形的坚实土埂，埂高40cm，埂顶宽30cm，框与土埂间为保护区。在测试区附近挖一土壤剖面，观察土壤特征，按发生层次在剖面壁采样测定各层土壤自然含水量、容重和比重。根据测得的土壤含水量算出待测土层（约1米左右）中的总贮水量，从容重和比重的结果算出待测土层中孔隙总容积，从中减去现有的总贮水量，求出待测土层全部孔隙为水充满所需补充灌入的水量。为了保证土壤湿透并达到预测深度，实际灌水量将为计算出的水量的1.5倍。按下式计算测试区和保护区的灌水量：

Q=H（a

W）×dv×S×h

式中：Q——灌水量，m3；

a——土壤饱和含水量，%;

W——土壤自然含水量，%；

dv——土壤容重，g/cm3;

S——测试区面积，m2；

h——土层需要灌水的深度，m；

H——使土壤达饱和含水量的保证系数。

土层需要灌水深度h视测定田间持水量的目的而定。为确定作物灌水定额时，h可定为1米左右；如为排水用，h应等于地下水深度。

H值大小与土壤质地和地下水位深度有关，通常为1.5—3。一般粘性土或地下水位浅的土壤选用1.5，反之选用2或3。

灌水前，在测试区和保护区各插厘米尺一根。灌水时为防止土壤冲刷，应在灌水处铺垫草或席子。先在保护区灌水，灌到一定程度后立即向测试地块灌水，使内外均保持5cm厚的水层,一直灌完为止。灌水渗入土壤后，为避免土表蒸发，可在上面覆盖青草或麦秆，再在草上盖一块塑料布，以防雨水淋入。

轻质土壤在灌水后24小时即可采样测定，而粘质土壤必须经48小时或更长时间才能采样测定。采样时在测试区上搁置一木板，人站在木板上，按木框的对角线位置掀开土表覆盖物，用土钻打三个钻孔，每个钻孔自上而下依土壤发生层次分别采土15—20g放入铝盒，盖上盒盖，带回实验室测定含水量。在保护区中取些湿土将钻孔填满，盖好覆盖物。以后每天测定一次，直到前后两天的含水量无显著差异，水分运动基本平衡时为止。一般砂土需l

2昼夜，壤土3—5昼夜，粘土5

10昼夜才基本达到平衡。

室内测定（威尔科克斯法）

方法要点：浸泡饱和的原状土样，置于风干土上，使风干土吸去土样中的重力水，测定土样的含水量。

主要仪器：天平（感量0.01g，称量200g）；环刀（容积100或200cm3）;筛子（孔径lmm）；恒温干燥箱；铝盒；干燥器等。

操作步骤：用环刀在野外采原状土样，带回室内浸泡水中，液面较环刀上缘低1～2mm，饱和一昼夜。

在与测定土样相同的土层处另外采一些土样，风干、磨碎、通过孔径lmm筛，装入环刀，轻拍击实，并且稍微装满些。

将装有饱和水分的原状土样的环刀的底盖（有孔的盖子）移去，把此环刀连同滤纸一起放在装有风干土的环刀上。为使接触紧密，可用砖头压实（一对环刀用三块砖压）。经过8小时吸水过程后，取上面环刀中的原状土15—20g，放入铝盒，立即称重，准确至0.01g。烘干，测定含水量，此值接近于该土壤的田间持水量。

本试验须进行2

3次平行测定，平行测定结果允许差±1%，取算术平均值。

（9）土壤矿质全量（P、Ca、Mg、K、Na、Fe、Al、Si、Mo、Ti、S）：采用EDTA容量法偏硼酸锂熔融。

十四、生物监测区控制面积10000--20000平方米，用于微生物组成体系和作物病虫害监测监控等项目监测。

1.监测定位点布置

根据地下水位、土壤类型、土壤肥力、作物布局、种植习惯和生产条件等情况，在试验观测场布置试验观测点1个。在周边农田布置自然农田定位观测点3-5个。

包括作物组成，农田主要作物农药、除草剂、生长剂等投入情况，历年复种指数，农田灌溉制度，典型地块作物轮换顺序，肥料投入量，作物叶面积与生物量动态，主要作物施肥情况，耕作层作物根生物量，作物根系分布，作物生育期调查，作物植株性状调查，作物生物量测定结果记录，收获期植株性状与产量。

2.生物监测技术标准与规范

（1）作物组成：作物名称，作物品种，作物类别，播种量，播种面积，占总播比率，总产，市场价。1次/年，年底调查，区域调查点（3-5个）

（2）农药、除草剂、生长剂投入量：作物名称，施用时间，施用方式，化学制剂（/农药/除草剂/生长剂等）名称，施用量。在定位观测点周边选5个自然村，每个村选1个技术员，长期记载农药、除草剂和生长剂施用量。

（3）历年复种指数：农田类型，复种指数，轮作体系、监测开始年份的作物、当年作物。1次/年；年底调查，区域调查点3-5个，选取典型地块，农户调查和自测与统计部门调查相结合获得历年复种指数。复种指数=全年作物累积播种面积/耕地面积×100%

（4）农田灌溉制度：在作物生长季节由选定的农民技术员随时记载灌溉方法和技术、灌溉时间、灌溉水量和灌溉次数等。

（5）作物轮换顺序：调查作物轮作倒茬情况。

（6）肥料投入量：作物名称，施用时间，施用方式，肥料（/有机肥/人畜粪便/氮磷钾等）名称，施用量，肥料含纯氮量，肥料含纯磷量，肥料含纯钾量等。生育期动态调查，每年都监测。野外调查和综合观测场自测相结合。

（7）作物根系生态：

根系取样：根系的观测采用根钻法:取样时,用自制活动式可调根钻(内径7cm)在作物行间和行上各打一钻,合并土样进行分析。将土样置于容器中,浸泡10～20h后,冲洗泥土并用0.50mm网筛过滤,接着浸泡于1%刚果红溶液中3min,取出后用冷水冲洗,再浸泡于95%的乙醇溶液中3min,用水冲洗后,活根染成红色或淡红色,死根和其它杂质为褐色或无色，拣出死根和杂质后,采用网格交叉法测定;测定深度为200cm,40cm以上每隔10cm取样,40～100cm每隔20cm取样,100～200cm每隔30cm取样。

根长密度：单位土壤体积的根系长度。采用网格交叉法测定。用透明塑料或玻璃制成一个浅盘，盘子大小以30cm×40cm为好。将一张方格纸置于盘底，湿根和少量水一起倒入盘内。用镊子或针把根在方格纸上分散开，使之不相重叠。计数根与方格上纵横线条的交叉点数。根长=11/14×交叉点数×方格间距（cm）。

根系干重：总根系干重。采用烘干法测定，采集根系样品,洗净,用无氮吸水纸吸干,装袋,并标记密封,带回实验室,放入烘箱,在90℃、鼓风条件下烘30ｍiｎ,然后降温至65℃烘至恒重。

根冠比：根系与地上部干重比。采用烘干法测定。

（8）作物生物量

采用干质量法测定。在作物各生育期，小麦连续取20株，玉米、取10株，用清水洗去泥土，用吸水纸把水吸干。

小麦、玉米、大豆等作物按叶片、叶鞘（叶柄）、茎（分枝）、果实（穗、荚果）各器官进行分类，未抽出的孕穗应作为穗剥出统计；分别放入挂上标签经过称重的布袋内称取鲜重。器官体积过大，可切碎分开装袋，不宜装得过满。

每个样本布袋标签上记明品种名称、器官、袋重。如一个器官有几个袋应加以注明。

样本烘干、称重：将样本袋放人恒温干燥箱内加温，第1小时温度控制在100—105℃杀青，以后维持在70

80℃，6

12小时后进行第一次称重，以后每小时称重一次，当样本前后两次重量差≤5‰时，该样本不再烘烤。烘烤温度和时间根据样本大小、老嫩程度等掌握。开始时0.5—l小时，以后1—2小时通风翻动一次，尽量排出箱内水分。如样本较多、恒温干燥箱容积小，可称出鲜重后先杀青，然后分批烘干，也可用蒸汽杀青后晒1—2天再烘干。烘干后样本称出连袋子重。样本取出烘箱后，需先放入干燥器中冷却再称重，避免冷却过程中干植株吸水影响重量。

（13）作物经济产量

经济产量可田间取样测产，也可直接向土地经营单位和个人调查统计。

十五、土壤微生物多样性

土壤微生物是评价土壤质量的重要指标．土壤微生物种群多样性及优势菌属的变化，可以在一定程度上反映出土壤质量随环境的变化过程。因此，系统研究土壤微生物的多样性，不仅是防控植物土传病害的关键环节。还是改良土壤质量的重要内容。土壤生态微生物多样性调查分析主要采用如下方法：

（1）传统生物平板培养法

在自然条件下﹐土壤中大多数微生物处于休眠状态，一旦且供给可利用的碳源（如培养基)，一些微生物将快速生长繁殖。根据在特殊培养基上生长并形成的微生物菌落数量，可以估算土壤微生物的数量。

 ①培养基配制。

根据需要测定的微生物种类（如细菌用牛肉膏蛋白豚培养基，真菌用马丁氏培养基，放线菌用高斯一号培养基等），按配方配制好培养基并在121℃灭菌20分钟。待培养基冷却至45-50℃左右时分装入灭菌后的培养皿内。

 ②接种培养。

取新鲜土样10克﹐放入装有90ml无菌水的广口瓶中振荡混匀。迅速用灭菌移液管吸取10^-1土壤稀释液10ml，放入装有90ml无菌水的广口瓶中振荡混匀，此为10^-2土壤稀释液。依次配置10^-3、10^-4、10^-5、10^-6土壤稀释液。取3个稀释倍数的土壤稀释液（根据微生物在土中的数量多少选择)，吸取0.1ml分别放入已注入培养基的培养皿中（每变换―次稀释液﹐应更换一次吸管)，并立即用灭菌玻璃刮刀将土壤稀释液均匀涂抹于琼脂表面。每个稀释倍数至少应有3个重复。然后将培养皿倒置于28℃培养箱中培养一定时间（一般细菌2-3天、真菌3-5天、放线菌7-14天）后统计菌落数。

（2）熏蒸浸提法测定土壤微生物生物量

 ①氯仿熏蒸处理（在通风橱内进行):

在低温下保存的土壤要先从冰箱中取出﹐待放置到室温时再进行分析。

称取20g过2mm筛的新鲜土样置于50 ml小烧杯中，放入真空干燥器内，并在真空干燥器内放置一个装有去乙醇氯仿的小烧杯，烧杯内可放置几片防爆沸的干净小瓷片。同时放入一小烧杯稀氢氧化钠溶液以吸收熏蒸期间释放出来的CO₂，还应放一装水的小烧杯（或在干燥器底部放一层湿滤纸）以保持湿度。用少量凡士林密封干燥器,在真空泵与干燥器之间可以加一缓冲瓶以防止氯仿爆沸或由于抽真空使干燥器内外压力变化而造成干燥器破裂等现象发生，然后用真空泵抽气至干燥器内氯仿沸腾。关闭真空干燥器阀门，在25℃下暗处放置24小时。

熏蒸完成后，打开干燥器阀门(此时应听到空气进入的声音，否则可能熏蒸不彻底，要重新熏蒸)，取出装水的小烧杯（或湿润的滤纸）、装有碱液和氯仿的烧杯（氯仿可倒回瓶中重复使用)，用真空泵反复抽真空，并打开干燥器以除去土壤中残存的氯仿(止闻不到土壤中的氯仿气味)。

另称取等量土壤样品放入另一干燥器中，但

熏蒸，作为对照土壤。

 ②K₂SO₄浸提

熏蒸结束后﹐将土壤转移到100 ml振荡瓶中﹐加入60ml（或土水比1:4 ) 0.5 m K₂SO₄溶液中速振荡60分钟以使土壤完全振荡开，静置后用中速定量滤氏过滤。对照样品除不经氯仿熏蒸处理外，其他操作同熏蒸处理。

 ③测定分析

用TOC总有机碳分析仪测定土壤浸提液中的有机碳含量。

十六、主要作物病虫害调查

（1）主要作物病虫害调查

针对危害豫东地区小麦、玉米、大豆这3种主要农作物的重要病害虫进行调查统计。

虫害预测预报主要内容如下：

 ①发生期预测：预测某种害虫或某一害虫虫态的发生期或为害期：对于具有迁飞、扩散习性的害虫，预测其迁出或迁入本地的时期，并以此作为确定防治适期的依据。

 ②发生量预测：预测害虫的发生数量或田间虫口密度,估计未来的发生趋势。

 ③灾害程度预测：在发生期、发生量预测的基础上，根据作物生长和害虫发生情况,预测害虫为害所造成的损失。

病害预测预报主要内容如下：

 ①发病期预测：预测重要病害如小麦赤霉病、白粉病等相关病原菌的发生期。依据病原菌的最适生长条件及周口当地的温度湿度变化情况，预测病原菌的发病时期。

 ②发病程度预测：在发病期预测的基础上，依据作物生长情况及病原菌的蔓延速度，预测特定病害的发病程度。

虫害调查主要内容如下：

 ①昆虫时相调查：查明郸城地区某一区域或某种作物田发生的昆虫种类，明确各种群的数量比例、发生时间及其寄主受害状况，确定防治对象和优势天敌种群的利用价值。

 ②种群分布调查：一方面查明某种昆虫的地理分布及其在不同分布区的虫口密度；对检疫对象的分布情况调查，可作为划定疫区和保护区的依据。另一方面调查昆虫的空间格局，确定正确的调查取样方法。

 ③种群动态调查：通过查明害虫种群在时间和空间上的数量动态，即它的分布与为害、越冬虫态与场所、发生世代与发生期，以及在不同时期不同农业生态环境中的数量变动等情况，以便确定害虫的防治对策、防治适期和防治方法。

 ④防治效果调查：查明防治前、后的虫口数量变化及其对作物、天敌等的影响，评价防治措施的经济效益、生态效益和社会效益。

 ⑤受害程度调查：查明害虫种群数量与作物产量和质量损 失的关系，确定害虫的防治适期和防治阈值,并分析受害原因和 估计经济损失。

病害调查主要内容如下：

 ①病害种类调查：通过调查病原菌在宿主上的发病部位、发病症状、发病对象以及发病时期，结合病原菌的分离鉴定结果等确定病原菌的种类，进一步根据病原菌的类型确定防治措施。

 ②发病程度调查：通过调查病害的发生面积、持续时间及 病原菌的蔓延速度，确定病害的发病程度，并分析病害发生原因和估计经济损失。

 ③防治效果调查：查明防治前、后病原菌蔓延速度的变化及其对农作物的影响，评价防治措施的经济效益、生态效益和社会效益。以上调查内容可根据具体的工作需要、人力、物力和时间等条件，进行适当的调整，比如单项调查或多项综合调查。

第四章 实验设计和采样方法

十七、根据实验要求，实验设计采用农业实验统计方法标准。

十八、作物生长实验采用小区法，三次重复随机排列，单作小区面积：小麦10m²（2*5）；玉米10m²（2*5）；大豆10m²（2*5）。间套作加倍。

十九、定点植株调查：小麦单行1米，玉米、大豆单行连续5株。重复3次。

二十、收获调查：小麦、玉米、大豆各10株，五点取样法。

二十一、土壤物理观测：剖面机械组成（0-10cm、10-20cm、20-40cm、40-60cm、60-80cm、80-100cm）五点取样法，混合1/4差分去除法；表层（0-10cm、10-20cm）与剖面下层(20-40cm、40-60cm、60-80cm、80-100cm）容重五点取样法。

二十二、土壤化学观测：表层（0-10cm、10-20cm）土壤的碱解氮、有机质、速效微量元素、阳离子交换量观测的采样重复数均为3次；剖面（0-10cm、10-20cm、20-40cm、40-60cm、60-80cm、80-100cm）的机械组成、有机质、硼的采样重复数均为3次。

第五章 数据采集和整编

二十三、数据采集采用自动采集和观测记录相结合。自动采集数据每10天下载记录一次；观测记录数据应制定出常用数据项目的观测标准和格式。数据计量单位应采用法定单位（GB3100-3102-93）。

二十四、数据采集之前应列出需要观测收集的数据项目，数据库没有的观测收集项目应重新制定观测标准和格式。

二十五、所有数据应及时录入数据库以便资料共享。

二十六、数据管理员及时将录入的数据资料整理归库。平时应注意维护好数据库，保证用户共享资料。应注意防病毒、防数据丢失、防非法用户侵入。做好数据库备份工作。

第六章 数据质量控制方法及操作

二十七、观测项目原始数据一律按制定的观测标准和格式用HB中性铅笔记录。数据记录要客观真实。若现场有记载错误应当场将错误的记载用铅笔划横线（为保证原始记录的真实性，不能涂黑）并在空白处填写正确的数据。原始数据不准事后涂改。

二十八、事后发现数据错误，应标记错误，应查找错误原因并改正错误。

二十九、尽量保持记载纸的整洁。并将资料分类装订成册，观测结束后交数据资料室归档保存。

三十、记录人员应及时录入数据，及时整理数据，并注明原数据文件名及整理方法。数据必须备份。