農(nóng)作物品種區(qū)域試驗設(shè)計要點

任秀玲

（高平市國營良種場，山西 高平 048000）

品種區(qū)域試驗是新品種從選育到生產(chǎn)必不可少的中間環(huán)節(jié)。通過多年多點試驗，對品種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、抗逆性、品質(zhì)及適應(yīng)性等做出判斷，為品種的推廣利用提供科學(xué)依據(jù)。其實質(zhì)是將不同的基因型放入相同的環(huán)境以觀察其表現(xiàn)情況，分析基因與環(huán)境的互助關(guān)系，選擇更適應(yīng)生產(chǎn)和社會需求的品種，這就是區(qū)域試驗的基本目的。

1 如何滿足品種區(qū)域試驗的基本要求

為了使試驗數(shù)據(jù)更加真實地反映品種在環(huán)境中的表現(xiàn)情況，試驗設(shè)計必須滿足四個基本要求：

1.1 區(qū)域試驗試點布局要合理

區(qū)域試驗首先要求試點分布合理，各試點環(huán)境盡可能同質(zhì)，即對不同的基因一定要放入相同的環(huán)境進(jìn)行評測。這就要求試驗設(shè)計時一是大的生態(tài)環(huán)境要一致，二是試點要放置在能代表該生態(tài)環(huán)境的地塊。

1.2 試驗結(jié)果要可靠

試驗結(jié)果的可靠性包括試驗的準(zhǔn)確度和精確度兩個方面。準(zhǔn)確性是指試驗中某一性狀的觀察值與其相應(yīng)真值的接近程度，越接近越準(zhǔn)確。精確度是指試驗中某一性狀的重復(fù)觀察值彼此接近的程度，即試驗誤差的大小。由于試驗中各性狀的真實值是未知數(shù)，所以試驗的準(zhǔn)確度不易確定，而試驗的精確度是可計算的，在沒有系統(tǒng)誤差的情況下其準(zhǔn)確度與精確度是一致的。因此，我們常以試驗的精確度來估計試驗的準(zhǔn)確度。為使試驗盡可能準(zhǔn)確，一定要做到以下幾點：

1.2.1 力求做到試驗的同質(zhì)性。主要包括以下幾點：（1）試驗條件同質(zhì)。如肥力均勻，土壤類型一致，前作一致。（2）管理要同質(zhì)。對所有參試品種要同等對待，各項管理措施要一致，同一管理措施要在相同的時間內(nèi)完成等（收獲除外）。（3）觀察記載要同質(zhì)。數(shù)據(jù)觀察要做到同一觀察內(nèi)容由同一人完成。

1.2.2 試驗條件要有代表性。試驗條件應(yīng)代表所屬地區(qū)的自然條件（如試驗地土壤種類、地勢、氣象條件等）與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件 （如耕作制度、肥力水平、栽培方法等）。這對于決定試驗結(jié)果在當(dāng)時當(dāng)?shù)氐木唧w條件下可能利用的程度具有重要意義。

1.2.3 試驗結(jié)果要能夠重復(fù)。在相同的條件下再進(jìn)行試驗或?qū)嵺`，應(yīng)能重復(fù)獲得與試驗相類似的結(jié)果。這對于在生產(chǎn)實踐中推廣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究成果極為重要。但是，由于自然環(huán)境在不同的地區(qū)或不同的年份不盡相同，區(qū)域試驗各點間及年份間結(jié)果往往是有差異的，但是在同一年的同一試點上各處理間的觀察值應(yīng)基本保持一致。

2 如何理解試驗設(shè)計的原則

試驗設(shè)計應(yīng)遵循重復(fù)原則、隨機(jī)原則、局部控制原則，這三個原則也是我們過程控制的基本手段。

2.1 重復(fù)

試驗中同一處理的小區(qū)數(shù)即為重復(fù)次數(shù)。重復(fù)的最主要作用是估計試驗誤差。試驗誤差是客觀存在的，但只能由同一處理的幾個小區(qū)間的差異估得。重復(fù)的另一個作用是減少誤差。

2.2 隨機(jī)

隨機(jī)是指一個重復(fù)的某一處理究竟安排在哪一個小區(qū)，不要有主觀成見而應(yīng)該隨機(jī)取得，這樣便于獲得較真實的試驗誤差估計值。

2.3 局部控制

局部控制就是分范圍分地段控制非處理因素，使對各處理的影響趨向于最大程度的一致，因為在較小地段內(nèi)，影響誤差的因素的一致性較易控制。這是降低誤差的重要手段。

3 了解試驗誤差的來源，采取相應(yīng)控制方法

在田間試驗中，誤差是不可避免的，但是誤差是可以減少的。因此，我們有必要了解試驗誤差的來源，通過試驗設(shè)計減少試驗誤差。

3.1 試驗誤差的來源

3.1.1 試驗各項操作及管理技術(shù)不一致所引起的差異。這種差異是指在試驗過程中，對各處理的整地、播種、灌水、施肥等操作方面的質(zhì)量不一致所帶來的誤差。另外，是在觀察記載時，由于觀察時間、標(biāo)準(zhǔn)和所用工具、儀器或人員不一致等引起的誤差。

3.1.2 外界條件的差異。主要是指由于試驗地的土壤差異及肥力不均勻所引起的誤差，這是試驗誤差中最有影響、也是最難以控制的。其它還有病蟲侵襲、人畜踐踏、風(fēng)雨影響等，它們具有隨機(jī)性質(zhì)，各處理遭受的影響不完全相同。

3.2 控制誤差的途徑

3.2.1 選擇同質(zhì)一致的試驗材料。試驗前對種子進(jìn)行處理，使種子在純度、凈度、飽滿度等方面保持在相當(dāng)?shù)乃缴?。如果育苗移栽，要盡可能選擇長勢一致的幼苗種植在同一處理中。

3.2.2 改進(jìn)操作和管理技術(shù)，使之標(biāo)準(zhǔn)化。除田間操作要仔細(xì)，一絲不茍，把各項操作盡可能做到完全一樣外，一切管理操作、觀察測量和數(shù)據(jù)收集都應(yīng)以區(qū)組為單位進(jìn)行控制，減少可能發(fā)生的差異。

3.2.3 控制引起差異的外界條件。外界差異最主要的是土壤差異，減少這一差異要從以下兩方面著手：（1）選擇好試驗地。選擇土地平整、肥力均勻、前作一致等有代表性的土壤。（2）采用適當(dāng)?shù)男^(qū)技術(shù)及良好的試驗設(shè)計，確保試驗各項條件在區(qū)組內(nèi)保持一致。

4 試驗設(shè)計的具體操作

4.1 小區(qū)面積

小區(qū)面積的大小對于減少土壤差異的影響和提高試驗的精確度有相當(dāng)?shù)年P(guān)系。一般而言，在一定的范圍內(nèi)，小區(qū)面積增加，試驗誤差減少，但減少不是同比例的。小區(qū)面積太小，由于土壤差異，會造成較大誤差。因為較小的試驗小區(qū)更有可能恰巧或大部分占有較瘦或較肥的部分，尤其在有斑塊狀土壤差異時，從而使小區(qū)誤差增加。小區(qū)面積擴(kuò)大，則較大的小區(qū)更可能同時包括肥瘦部分，因而小區(qū)間土壤差異的程度相應(yīng)縮小，從而降低了誤差。但當(dāng)小區(qū)面積達(dá)到一定的面積時，其影響就不再明顯，同時小區(qū)面積增大使用地及試驗安排的壓力增大。

那么，小區(qū)面積以多大為宜呢？這個數(shù)值難以硬性規(guī)定，一般小區(qū)面積的變動范圍在0.01～0.10畝之間。生產(chǎn)試驗的面積不設(shè)重復(fù)，一般為0.5畝；設(shè)重復(fù)一般為0.2畝，兩次重復(fù)。在具體試驗時主要考慮以下因素：矮稈作物或密度大的作物小區(qū)面積可適當(dāng)小些，高稈或低密度的要適當(dāng)大些；土壤差異大的小區(qū)面積要適當(dāng)大些，反之則小些；邊際效應(yīng)大和生長競爭大的小區(qū)面積應(yīng)適當(dāng)增大，反之則小些。

4.2 小區(qū)形狀

除小區(qū)面積外，適當(dāng)?shù)男^(qū)形狀在控制土壤差異、提高試驗精確度方面也有相當(dāng)?shù)淖饔谩Ｐ^(qū)形狀以方形和長方形為宜，長寬比應(yīng)依據(jù)試驗地的具體情況而定。當(dāng)試驗地的肥力差異較大時，通常以狹長小區(qū)為宜，因為這樣的小區(qū)更能包括不同肥力的土壤，能相應(yīng)地減少小區(qū)間的差異。但是，當(dāng)試驗的邊際效應(yīng)較大時，通常以方形小區(qū)為宜，這樣小區(qū)的周長最小，邊際效應(yīng)的影響最小。當(dāng)土壤差異表現(xiàn)得不明顯時，用方形小區(qū)較妥。

4.3 重復(fù)次數(shù)

試驗重復(fù)次數(shù)越多，試驗誤差越小。一般地力差異較大時重復(fù)次數(shù)要多些，反之可少些。在試驗中一般要求不低于3次重復(fù)，通常為3次重復(fù)。

4.4 對照種的設(shè)置

設(shè)置對照種的目的是以對照為標(biāo)準(zhǔn)衡量參試品種的優(yōu)劣，估計和矯正試驗田的土壤誤差。通常試驗只設(shè)一個對照，并且一個區(qū)組只放一次，要求和所有參試品種一起隨機(jī)排列。

4.5 保護(hù)行的設(shè)置

為了使供試品種能在較為一致的條件下生長發(fā)育，應(yīng)在試驗地周圍設(shè)置保護(hù)行。種植行數(shù)無硬性規(guī)定，一般禾谷類作物至少應(yīng)種4行。保護(hù)行的品種原則上應(yīng)與對應(yīng)小區(qū)的品種相同。

4.6 重復(fù)和小區(qū)的排列

重復(fù)及小區(qū)的排列其實就是采用局部控制的原則控制試驗誤差，即將同一重復(fù)的小區(qū)盡可能地安排在同質(zhì)的環(huán)境內(nèi)。原則是同一重復(fù)或區(qū)組內(nèi)的土壤肥力應(yīng)盡可能一致，而不同重復(fù)之間可存在盡可能大的差異。區(qū)組間的差異大，并不增大試驗誤差；而區(qū)組內(nèi)的差異小，能有效地減少試驗差異。

5 試驗準(zhǔn)備中應(yīng)注意的問題

接到試驗方案后，應(yīng)及時準(zhǔn)備及規(guī)劃試驗用地。按方案要求對供試種子進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)缺失或混雜，及時與有關(guān)單位聯(lián)系，以便采取彌補措施。

6 常見的試驗設(shè)計誤區(qū)

6.1 不完全隨機(jī)現(xiàn)象

所謂不完全隨機(jī)現(xiàn)象是指在試驗設(shè)計過程中沒有做到所有重復(fù)的小區(qū)都完全隨機(jī)排列。通常多見的現(xiàn)象是，試驗設(shè)計的第一個小區(qū)排列按照試驗方案中所寫的順序排列，沒有隨機(jī)。

6.2 Z型排列問題

這種現(xiàn)象在最近兩年出現(xiàn)較多，引起這種現(xiàn)象的原因是近兩年參試品種較多，試驗地有一定的限制，當(dāng)一區(qū)組排不下時轉(zhuǎn)入下一區(qū)組，排列成Z字型，這就違背了局部控制的原則。

6.3 區(qū)組排列方向與地勢和地力的方向不一致

區(qū)組排列的方向應(yīng)與肥力梯度的方向一致。如果土地不夠平整，有一定的坡度，區(qū)組排列的方向應(yīng)與其坡勢保持一致。

只有規(guī)范的農(nóng)作物品種區(qū)域試驗，才能得出科學(xué)準(zhǔn)確的試驗數(shù)據(jù)，從而為品種審定提供公正客觀的試驗報告，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)篩選出優(yōu)良新品種。