在田间试验中，安排一个处理或处理组合的一小块地段称为试验小区，简称小区。根据试验设计的原则，正确设置试验小区，既可减少试验误差，也可节省人力和物力，缩短研究时间。试验小区技术包括确定小区面积、形状、重复次数以及保护区（行）和对照区的设置等方面。

一般来讲，小区面积适当，可以减少土壤肥力差异所引起的误差。小区面积大，可以避免某些小区恰好落在土壤特别肥沃或特别瘠薄的地段，因而可减少试验误差。但另一方面，小区面积增加到一定程度后，面积再增加，试验误差的减少速度递减，人力和物力的耗费却越来越大。有人曾对适当的小区面积做过研究，结果表明，小区面积较小时，随着面积的增加，试验误差下降很快，随着面积的逐渐增大，试验误差的下降速度逐渐减小，在100平方米以上，试验小区面积再增加，试验误差的降低就很少了。可见，100平方米是田间试验中理想的小区面积。实际上，小区面积还要考虑到试验种类、育种工作的不同阶段、试验地肥力差异的程度与形式、作物类别、试验过程中的取样需要等一些具体因素。耕作栽培试验、水肥试验和病虫害防治试验，一般要求小区面积要大些。栽培试验的田间操作要求与大田相同，面积太小则操作困难，特别是混作、间作、套作以及机械化耕作试验，小区面积都应较大。水肥试验由于小区间可以互相渗透、互相干扰，小区面积也应大些。病虫害防治试验，由于害虫有移动的本能，孢子可随风传播，所以小区面积也应大些。植物育种早代试验受种子量限制，且株系或品系较多，所以小区面积往往较小，但育种的高代试验品系较少，种子量较多，要求接近大田试验条件，小区面积也应较大。试验地土壤肥力差异大，小区面积应该大；土壤肥力差异小，小区面积可以小。如盐碱地肥力差异大，小区面积不应少于333.3平方米。小麦、水稻等小棵作物，小区面积可以小些；玉米、烟草等大棵作物，小区面积可以大些。一般地讲，大棵作物小区面积以15～25平方米为宜，小棵作物小区面积以5～15平方米为宜。另外，如需在试验过程中取样进行各种测定，则应相应增大小区面积。

常见的小区形状有长方形和正方形两种。一般认为，长方形小区有较大的准确性，且长宽比为3:1～5:1比较合适。因为采用长方形小区不易独占肥力斑块，而且处理数较多时，各试验小区按窄边排在一起，不致占地太宽，可以减少趋向式肥力差异引起的试验误差。另外，田间作业也都以长方形比较方便，若为机器操作，优点更多。对邻区影响较大的肥料试验、灌溉试验等，为减少边际效应，宜采用正方形或接近正方形的试验小区。边际效应是指生长在小区两边或两端的植株因占较大的空间而表现出的差异。

试验中每一处理或处理组合种植的试验小区数。一般地讲，重复次数越多，试验误差越小。重复次数的多少一般应根据试验所要求的精确度、试验地土壤肥力差异大小、试验材料的数量、试验地面积和试验小区大小等具体而定。对于精确度要求较高的试验，重复次数应多一些；土壤肥力差异较大的试验，重复次数应多一些；试验地面积大时，可以在保证足够小区面积的同时增加重复次数。小区面积较小的试验通常需重复3～6次，小区面积较大时一般可重复3～4次。

田间试验一般应在试验地周围设置保护区（行），这样既可保护试验材料免受人、畜、禽的践踏和损害，又可消除边际效应，使处理或处理组合间有正确的比较。保护区（行）大小无硬性规定，视情况而定。保护区（行）种植的品种，最好比较早熟，以便提前收获，避免收获时与试验的各处理或处理组合混杂。

田间试验应设置对照区，作为衡量各处理优劣的标准或用于估计和矫正试验地的土壤肥力差异。对于品种试验，一般应选用当地推广的最主要的优良品种作对照；对于耕作栽培试验，一般选用最广泛使用或增产效果最好的耕作栽培技术措施作对照；对于施肥或灌溉试验，一般选用不施肥或不灌溉作对照；对于根外喷肥或化控剂试验，一般选用喷等量清水作对照，或设置根外喷等量清水和不喷两个对照；对于植物病虫害防治试验，一般应选用生产上已广泛使用的杀虫剂或杀菌剂作对照，而不使用不喷或喷清水作对照。对照区的排列位置有顺序式和随机式。一般在顺序排列的试验中，按试验设计的特点顺序式排列对照；在随机排列的试验中，对照同处理或处理组合一样随机排列。一个试验一般设置一个对照，有特殊需要时，可设置两个对照。

植物病虫害防治的药效试验结果，有时与大田应用效果存在较大的差异，田间小区试验有低估药效的趋势，这叫代表性误差。存在代表性误差是由于植物病害的孢子会随风传播，害虫有移动的本能，一方面不喷药的对照小区产生的孢子或害虫多，吹跑的孢子或迁出的害虫较吹入或迁入的多，其他条件不变，则其受害程度降低；另一方面喷药小区产生的孢子或害虫少，吹跑的孢子或迁出的害虫较吹入或迁入的少，其他条件不变，则其受害程度有所提高。两者都可导致药效低估。一般地讲，后者的影响大于前者。为此，进行病虫害防治药效试验，应注意两个问题：①药效试验中所包括的处理，其效应不应相差太大。如果可能，最好不用不喷药作对照，而用生产上广泛使用的农药作对照，这样可以减少从对照小区吹出过多的孢子，迁出过多的害虫造成的代表性误差。如果试验中一定要用不喷药作对照，可以把其设置在试验以外的下风方向。②有的杀菌剂试验既要包括不喷药作对照，又要设置在试验中，可以将各重复排成单排式，排的走向与发病时的风向相垂直。此外，各处理小区之间都设一个或两个保护区，这样对照区过多的孢子就不会过分干扰临近的处理小区。

在田间试验中，若试验地存在单向趋向式肥力差异或缓坡，各重复（区组）的排列走向应与土壤肥力趋向或坡向相一致；重复（区组）内试验小区排列走向应与肥力趋向或坡向相垂直。这样可使同一重复（区组）内土壤肥力比较均匀一致，不同重复（区组）间土壤肥力存在差异，实现试验误差的局部控制。根据试验地的具体情况，也可将各重复（区组）排成一排或两排，而不是一个重复（区组）一排。必要时，也可以把不同的重复（区组）安排在不同地块的试验地。若在前茬作物不同的试验地上设置试验，可将不同的重复（区组）分别安排在不同的前作上，使同一个重复内的各个处理或处理组合能处于相同的前作条件。若重复内试验小区太多，也可将同一重复内的试验小区排成两排以上，这样一排即为一个不完全区组，一个重复包含两个以上不完全区组。