農作物品種區域試驗設計要點

任秀玲

（高平市國營良種場，山西 高平 048000）

品種區域試驗是新品種從選育到生產必不可少的中間環節。通過多年多點試驗，對品種的豐產性、穩產性、抗逆性、品質及適應性等做出判斷，為品種的推廣利用提供科學依據。其實質是將不同的基因型放入相同的環境以觀察其表現情況，分析基因與環境的互助關系，選擇更適應生產和社會需求的品種，這就是區域試驗的基本目的。

1 如何滿足品種區域試驗的基本要求

為了使試驗數據更加真實地反映品種在環境中的表現情況，試驗設計必須滿足四個基本要求：

1.1 區域試驗試點布局要合理

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

1.2 試驗結果要可靠

試驗結果的可靠性包括試驗的準確度和精確度兩個方面。準確性是指試驗中某一性狀的觀察值與其相應真值的接近程度，越接近越準確。精確度是指試驗中某一性狀的重復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，所以試驗的準確度不易確定，而試驗的精確度是可計算的，在沒有系統誤差的情況下其準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確度。為使試驗盡可能準確，一定要做到以下幾點：

1.2.1 力求做到試驗的同質性。主要包括以下幾點：（1）試驗條件同質。如肥力均勻，土壤類型一致，前作一致。（2）管理要同質。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完成等（收獲除外）。（3）觀察記載要同質。數據觀察要做到同一觀察內容由同一人完成。

1.2.2 試驗條件要有代表性。試驗條件應代表所屬地區的自然條件（如試驗地土壤種類、地勢、氣象條件等）與農業生產條件 （如耕作制度、肥力水平、栽培方法等）。這對于決定試驗結果在當時當地的具體條件下可能利用的程度具有重要意義。

1.2.3 試驗結果要能夠重復。在相同的條件下再進行試驗或實踐，應能重復獲得與試驗相類似的結果。這對于在生產實踐中推廣農業科學研究成果極為重要。但是，由于自然環境在不同的地區或不同的年份不盡相同，區域試驗各點間及年份間結果往往是有差異的，但是在同一年的同一試點上各處理間的觀察值應基本保持一致。

2 如何理解試驗設計的原則

試驗設計應遵循重復原則、隨機原則、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

試驗中同一處理的小區數即為重復次數。重復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間的差異估得。重復的另一個作用是減少誤差。

2.2 隨機

隨機是指一個重復的某一處理究竟安排在哪一個小區，不要有主觀成見而應該隨機取得，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，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、標準和所用工具、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、風雨影響等，它們具有隨機性質，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 選擇同質一致的試驗材料。試驗前對種子進行處理，使種子在純度、凈度、飽滿度等方面保持在相當的水平上。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 改進操作和管理技術，使之標準化。除田間操作要仔細，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、觀察測量和數據收集都應以區組為單位進行控制，減少可能發生的差異。

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）采用適當的小區技術及良好的試驗設計，確保試驗各項條件在區組內保持一致。

4 試驗設計的具體操作

4.1 小區面積

小區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的關系。一般而言，在一定的范圍內，小區面積增加，試驗誤差減少，但減少不是同比例的。小區面積太小，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，從而使小區誤差增加。小區面積擴大，則較大的小區更可能同時包括肥瘦部分，因而小區間土壤差異的程度相應縮小，從而降低了誤差。但當小區面積達到一定的面積時，其影響就不再明顯，同時小區面積增大使用地及試驗安排的壓力增大。

那么，小區面積以多大為宜呢？這個數值難以硬性規定，一般小區面積的變動范圍在0.01～0.10畝之間。生產試驗的面積不設重復，一般為0.5畝；設重復一般為0.2畝，兩次重復。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面積可適當小些，高稈或低密度的要適當大些；土壤差異大的小區面積要適當大些，反之則小些；邊際效應大和生長競爭大的小區面積應適當增大，反之則小些。

4.2 小區形狀

除小區面積外，適當的小區形狀在控制土壤差異、提高試驗精確度方面也有相當的作用。小區形狀以方形和長方形為宜，長寬比應依據試驗地的具體情況而定。當試驗地的肥力差異較大時，通常以狹長小區為宜，因為這樣的小區更能包括不同肥力的土壤，能相應地減少小區間的差異。但是，當試驗的邊際效應較大時，通常以方形小區為宜，這樣小區的周長最小，邊際效應的影響最小。當土壤差異表現得不明顯時，用方形小區較妥。

4.3 重復次數

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

4.4 對照種的設置

設置對照種的目的是以對照為標準衡量參試品種的優劣，估計和矯正試驗田的土壤誤差。通常試驗只設一個對照，并且一個區組只放一次，要求和所有參試品種一起隨機排列。

4.5 保護行的設置

為了使供試品種能在較為一致的條件下生長發育，應在試驗地周圍設置保護行。種植行數無硬性規定，一般禾谷類作物至少應種4行。保護行的品種原則上應與對應小區的品種相同。

4.6 重復和小區的排列

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

5 試驗準備中應注意的問題

接到試驗方案后，應及時準備及規劃試驗用地。按方案要求對供試種子進行檢查，如發現缺失或混雜，及時與有關單位聯系，以便采取彌補措施。

6 常見的試驗設計誤區

6.1 不完全隨機現象

所謂不完全隨機現象是指在試驗設計過程中沒有做到所有重復的小區都完全隨機排列。通常多見的現象是，試驗設計的第一個小區排列按照試驗方案中所寫的順序排列，沒有隨機。

6.2 Z型排列問題

這種現象在最近兩年出現較多，引起這種現象的原因是近兩年參試品種較多，試驗地有一定的限制，當一區組排不下時轉入下一區組，排列成Z字型，這就違背了局部控制的原則。

6.3 區組排列方向與地勢和地力的方向不一致

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

只有規范的農作物品種區域試驗，才能得出科學準確的試驗數據，從而為品種審定提供公正客觀的試驗報告，為農業生產篩選出優良新品種。