農(nóng)機作業(yè)效果田間試驗設(shè)計研究

◎梁小軍

（廣西機電職業(yè)技術(shù)學院 530007）

農(nóng)機作業(yè)效果田間試驗設(shè)計研究

◎梁小軍

（廣西機電職業(yè)技術(shù)學院 530007）

論述了農(nóng)機作業(yè)效果田間試驗的實施要點，提出了開展田間試驗設(shè)計的方法。

農(nóng)機作業(yè)效果；田間試驗；設(shè)計研究

農(nóng)機化技術(shù)推廣部門在進行新型農(nóng)機具推廣應(yīng)用過程中，為了獲得不同的作業(yè)機具或不同的機械化作業(yè)模式作業(yè)效果的有關(guān)數(shù)據(jù)，往往與傳統(tǒng)作業(yè)模式作業(yè)效果進行比對，通過田間試驗來得出結(jié)論，作業(yè)效果的好壞直接用農(nóng)作物的生長狀況或產(chǎn)量等指標來衡量。一個成功的田間試驗，能反映出不同的作業(yè)機具或不同的機械化作業(yè)模式的真實作業(yè)效果，為一種機具或一種機械化作業(yè)模式推廣使用提供依據(jù)。反之，則有可能得出錯誤的結(jié)論，造成重大失誤。因此，如何做好農(nóng)機作業(yè)效果的田間試驗設(shè)計，對于我們各級農(nóng)機化技術(shù)推廣部門能夠科學的獲得試驗數(shù)據(jù)，從而獲得準確的試驗結(jié)論具有重要意義。下面就如何進行田間試驗設(shè)計做闡述。

一、田間試驗地塊的選擇

田間試驗一般是在開放的自然條件下進行，因而田間試驗的環(huán)境條件對試驗結(jié)果存在試驗誤差的因素，同時試驗材料本身也存在產(chǎn)生試驗誤差的多種因素，包括系統(tǒng)誤差和隨機誤差的多種可能性。所以，研究誤差產(chǎn)生的原因及減少試驗誤差對試驗結(jié)果造成的影響，是田間試驗首要考慮的問題。田間試驗的誤差主要有三方面：一是試驗時環(huán)境條件的差異；二是試驗材料本身固有的差異；三是試驗時農(nóng)機操作和技術(shù)管理的差異。所以在進行田間試驗時應(yīng)盡量減少這三方面的差異，要控制引起差異的外界因素、要選擇同質(zhì)一致的試驗材料、統(tǒng)一操作和技術(shù)管理，使之標準化。

引起差異的因素中最重要的是試驗地的一致性。由于土壤形成的基礎(chǔ)不同，歷史原因造成土壤的物理性質(zhì)與化學性質(zhì)方面存在差異；另外，由于在土地利用上的差異，如種植不同作物，以及在耕作、栽培、施肥等農(nóng)業(yè)技術(shù)上的不一致等，造成了土壤肥力的差異。以往研究證明，土壤肥力差異具有持久性。所以在做田間試驗時要選擇土壤肥力盡量一致的地塊進行。測定土壤肥力差異程度最簡單的方法是根據(jù)前茬作物生長的情況進行判斷。采用GB/T5262-2008中的五點法在試驗地塊中找到5個測點，（在四方形試驗地塊內(nèi)找到兩條對角線，非四方形試驗地塊近似按四方形對待，兩條對角線的交點作為一個取樣點位，兩條對角線上距四個頂點距離約為對角線長四分之一處取4個點位進行取樣測量。）在測點內(nèi)分別測量連續(xù)10株作物的生長高度和1m2內(nèi)的作物質(zhì)量。一致性變異系數(shù)在10%以內(nèi)的地塊適于進行田間試驗。

試驗地塊的選擇應(yīng)考慮以下因素：1.試驗地的土壤肥力要比較均勻一致。2.選擇的田塊要有土地使用的歷史記錄。3.試驗地最好選平地，在不得已的情況下，可采用同一方向傾斜的緩坡地。4.試驗地的位置要適當。5.試驗地采用輪換制，試驗單位至少應(yīng)有兩組以上試驗地，一組田塊進行試驗，另一組的田塊則進行勻田種植，以備輪換。

二、田間試驗設(shè)計的三原則

田間試驗設(shè)計有廣義和狹義之分。廣義——是指整個試驗研究課題的設(shè)計，包括確定試驗處理的方案、小區(qū)技術(shù)以及相應(yīng)的資料搜集、整理和統(tǒng)計分析的方法等；狹義——專指小區(qū)技術(shù)，特別是重復(fù)區(qū)和試驗小區(qū)的排列方法。

（一）原則一：重復(fù)。試驗中同一種處理方式的小區(qū)數(shù)即為重復(fù)次數(shù)。重復(fù)的作用：（1）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重復(fù)小區(qū)間的差異估得。同一處理有了兩次以上重復(fù)，就可以從這些重復(fù)小區(qū)之間的產(chǎn)量（或其它性狀）的差異估計誤差。（2）降低試驗誤差，數(shù)理統(tǒng)計學已證明誤差的大小與重復(fù)次數(shù)的平方根成反比。重復(fù)多，則誤差小，有四次重復(fù)的試驗，其誤差將只有兩次重復(fù)的同類試驗的一半。此外，通過重復(fù)也能更準確地估計處理效應(yīng)。

（二）原則二：隨機。隨機是指一個區(qū)組中每一處理都有同等的機會設(shè)置在任何一個試驗小區(qū)上，避免任何主觀成見。進行隨機排列的方法：抽簽法、計算器（機）產(chǎn)生隨機數(shù)字法、利用隨機數(shù)字表。

（三）原則三：局部控制。局部控制就是將整個試驗環(huán)境分成若干個相對一致的小環(huán)境，在小環(huán)境內(nèi)設(shè)置成套處理，即在田間分范圍分地段地控制土壤差異等非處理因素，使之對各試驗處理小區(qū)的影響達到最大程度的一致。因為在較小地段內(nèi)，試驗環(huán)境條件容易控制一致，是降低誤差的重要手段之一。

三、試驗小區(qū)的設(shè)置

試驗小區(qū)——在田間試驗中，設(shè)定一小塊地為試驗小區(qū)。

（一）試驗小區(qū)的面積。試驗小區(qū)面積的大小，主要是根據(jù)作物的種類一般變動范圍為6～60m2。而示范性試驗的小區(qū)面積通常不小于330m2。

（二）試驗小區(qū)的形狀。試驗小區(qū)的形狀是指小區(qū)長度與寬度的比例。

試驗小區(qū)的長寬比可為（3～10）∶1，甚至可達20∶1，由試驗地形狀和面積大小等決定。在通常情形下，長方形尤其是狹長形小區(qū)，容易調(diào)勻土壤差異，使小區(qū)肥力接近于試驗地的平均肥力水平，亦便于觀察記載及其農(nóng)事操作。而在邊際效應(yīng)的試驗中，方形小區(qū)是有利的。

（三）重復(fù)次數(shù)。重復(fù)次數(shù)即每一處理的試驗小區(qū)數(shù)，試驗設(shè)置重復(fù)次數(shù)越多，試驗誤差越小。多于一定的重復(fù)次數(shù)，誤差的減少很慢，精確度的增進不大，而人、財、物的花費會大大增加，并不經(jīng)濟。一般重復(fù)次數(shù)不少于3次。

（四）保護行的設(shè)置。在試驗地周圍設(shè)置保護行的作用是：保護試驗材料不受外來因素如人、畜等的踐踏和損害；防止靠近試驗田四周的小區(qū)受到空曠地的特殊環(huán)境影響即邊際效應(yīng)，使處理間能有正確的比較。

保護行的數(shù)目視作物而定，如禾谷類作物一般至少應(yīng)種植4行以上的保護行。

四、試驗小區(qū)的排列

有順序排列和隨機排列兩種方式。由于隨機排列是各小區(qū)在各重復(fù)次數(shù)內(nèi)的位置完全由隨機決定，可避免系統(tǒng)誤差，提高試驗的準確度，還能提供無偏的誤差估計。所以在田間試驗中使用隨機排列的較多。隨機排列的試驗設(shè)計包括完全隨機設(shè)計、隨機區(qū)組設(shè)計、拉丁方設(shè)計、裂區(qū)設(shè)計、再裂區(qū)設(shè)計、條區(qū)設(shè)計。

農(nóng)機作業(yè)效果的田間試驗小區(qū)排列一般可以使用隨機區(qū)組設(shè)計。下面就以隨機區(qū)組設(shè)計為例，說明如何進行研究試驗小區(qū)排列設(shè)計。打個比方，要通過不同的種植行距，分析對甘蔗產(chǎn)量的影響試驗，在種植行距0.8m、1m、1.2m、1.4m的單行種植模式、寬行為1.3m和窄行在0.5m的寬窄行種植模式共5種處理方式、3個重復(fù)次數(shù)的狀態(tài)下進行試驗，則試驗共需要15個試驗小區(qū)。對于均勻性較好的試驗小區(qū)，我們可以先把15個小區(qū)編好號，然后用抽簽法逐一確認每一個試驗小區(qū)的處理方式及對應(yīng)的第幾次重復(fù)。如果試驗小區(qū)均勻性較差，利用局部控制原理，先把試驗小區(qū)分為3個區(qū)組，每個區(qū)組包含相對差異最小的5個試驗小區(qū)，編好號，然后用抽簽法逐一確認每一個區(qū)組包含的試驗小區(qū)的處理方式。通過這種方式，就可以用隨機方法對試驗小區(qū)進行排列。

五、田間試驗計劃的制定

田間試驗計劃的內(nèi)容一般包括以下項目：

1.試驗名稱；2.試驗?zāi)康模?.試驗?zāi)晗藓偷攸c；4.試驗地的土壤、地勢等基本情況和輪作方式及前作狀況；5.試驗地處理情況；6.試驗設(shè)計和小區(qū)技術(shù)；7.整地播種施肥及田間管理措施；8.田間觀察記載、測定項目及方法；9.試驗資料的統(tǒng)計分析方法和要求；10.收獲計產(chǎn)方法；11.試驗地面積、需要經(jīng)費、人力及主要儀器設(shè)備；12.項目負責人、執(zhí)行人。

六、田間試驗實施的要點

以甘蔗種植不同種植行距下的田間試驗為例，試驗的實施過程是：

（一）試驗地的準備和田間區(qū)劃。把各試驗小區(qū)的布局、田間道路及相關(guān)區(qū)域繪制成圖。

（二）種子準備。在栽培試驗中，須事先測定蔗種的自然傷芽率。蔗種品種一致。

（三）種植。甘蔗種植時應(yīng)力求蔗種分布均勻，深淺一致。

整個試驗區(qū)種植完畢后，應(yīng)立即種植保護行。

（四）栽培管理。試驗地的栽培管理措施，可按當?shù)刎S產(chǎn)田的標準進行，在執(zhí)行各項管理措施時，除了試驗設(shè)計所規(guī)定的處理間差異外，其它管理措施應(yīng)力求一致，盡可能對各小區(qū)的影響沒有差別。

（五）收獲及計產(chǎn)。面積較小的試驗小區(qū)，刀口平地面，對試驗小區(qū)的甘蔗全數(shù)收獲，（650mm以下的無效蔗株不計）按JB/T6275-2007的方法測量蔗莖的質(zhì)量。面積較大的試驗小區(qū)，用50m2單位面積進行計產(chǎn)。

［1］明道緒.田間試驗與統(tǒng)計分析［M］.北京：科學出版社，2005.

［2］孔繁玲.田間試驗與統(tǒng)計方法［M］.中央廣播電視大學出版社，1991.