采用既“长期”又“定位”的独特研究方法，验证某一学说或者揭示受试验因素影响变化极为缓慢的规律，回答短期试验无法完全解决的一些战略性问题。长期定位试验在农业化学研究中应用最早。通过长期施肥定位试验，可以全面评价肥料的单项效应、复合效应以及连续施用后的累加效应和平均效应。短期试验结果易受气候因素及人为条件的影响而产生波动，长期定位试验可以总结年度演变的规律，取得的结果经得起农业生产实践检验，是农业生产和农业科学的一项重要的基础工作。

长期定位试验已有悠久的历史。最早的长期定位试验是英国罗桑试验站（今罗桑研究所）1843年开始布置的小麦连种施肥试验，法国的格里尼翁^[注]（1875）、德国的E.赖伊^[注]（1878）、美国的莫罗^[注]（1876）和桑博恩^[注]（1888）、丹麦的阿斯考^[注]（1894）也是世界著名的持续至今的长期肥料试验地。所有这些试验和研究的结果都对阐明植物营养需求、指导化肥生产应用和作物持续生长起到积极作用，为现代农业奠定了实践依据。中国的定位试验起步较晚，自20世纪50年代起曾设置过长期定位试验，但没有持续下来，70年代末布置的长期定位试验少量持续至今。1987年，在国家计划委员会和农业部支持下，由中国农业科学院主持在全国重点农区不同类型的土壤上建立了九个土壤肥力和肥料效益长期定位监测基地。同期，中国科学院也在全国建立了含有土壤养分循环和平衡长期定位试验的中国生态系统研究网络，相关研究结果已经为中国农业发展和决策发挥了重要作用。

长期肥料定位试验主要是在一定自然和人为条件下，长期系统监测土壤肥力演变趋势、养分循环、施肥的作物产量和品质效应、施肥对土壤和环境的效应乃至全球气候变化的影响、气候与肥料效应等，进行长期评估，找出演变的规律，为维持农业高效持续和制订国民经济发展的总体方案提供决策依据。长期肥料定位试验以长期固定的土壤管理模式使土壤性质按不同的方向不断地改变，从而形成具有不同肥力性状和生物活性的各种土壤类型，记录着人类活动和环境变迁的丰富信息。不论是追踪上述发展变化的过程，还是比较发展变化后的结果，都为土壤学及其相关学科提供了研究对象，已被公认为多学科交叉研究平台和应用研究平台，是其他任何实验都无法替代的。利用长期定位试验，有可能对一些十分复杂或似是而非的问题给以深入的认识并给予科学的阐明。

长期定位试验也并非一定要进行几十年甚至更长时间，而是按研究任务和目的来确定。例如，涉及各主要农业土壤肥力演变规律、农业生产中营养物质的循环和能量平衡、农作物高产稳产的合理施肥制度以及有机和无机肥料的最适施肥方案等重大课题，应属长期定位试验的主要内容，年限必须长些。而有些试验，如区域性低产土壤改良，短期试验难以奏效，需通过相当年限的定位试验才能提出合理的改良措施，农作物产量达到预期目标后，试验就可以告一段落。

长期定位试验的方案设计、田间布置和管理措施等与普通田间试验类似，但也有特殊的要求：①长期定位试验维持耗资耗时，不可随意设立。设立长期定位试验需要长远的目光，稳定的科研队伍、科研条件和经费保障。需要充分进行可行性论证，有明确的科学问题，还要有足够的灵活性允许将来探索新的问题。②选择试验地时一定要事先进行土壤调查，避免土地不匀导致试验失败，也不可在城郊或个体农户田块上进行，防止耕地用途改变导致试验被迫中断。③正式布置试验前，要进行两三年的匀地。④适当考虑采用较大的小区面积，以便将来需要时进行裂区处理。中国的长期定位试验小区面积都较小，故要求小区间做永久性田埂，防止小区间水、肥、作物根系的互相渗透。⑤试验排列设计符合统计分析要求，每个处理至少设置4次重复。⑥试验布置前采集土壤样品、试验过程中逐年采集土壤、植物及肥料样品，并长期保存，以供后期开启新的科学问题研究之用。⑦试验过程中的各种原始监测数据，包括土壤性状、作物生长及养分吸收、气象资料等，所有资料都应长期妥善保存，做到书面记录和计算机录入，并做好备份。⑧长期施肥试验不能轻易更改实验方案，但也不是坚持不做任何改进。若过于陈旧的某些设计与当前生产实际严重脱节，需及时做出调整、更改或补充。区域面积大的试验，可以进行裂区，增补新的试验内容；区域面积小的试验点，可新建一些与当前较吻合的试验处理。