對農作物品種田間試驗機械化的思考

黨政平李歲勞李安民雷 力

（1陜西省農作物品種試驗站，富平711700；2陜西省富平縣種子技術推廣中心，富平711700）

對農作物品種田間試驗機械化的思考

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（1陜西省農作物品種試驗站，富平711700；2陜西省富平縣種子技術推廣中心，富平711700）

針對目前田間試驗用機械的應用現狀及存在問題，提出了創新品種試驗模式的合理化建議，主張通過引進改裝設備、借鑒交流經驗等切實可行的方法，大力配置小型專用農機，力爭部分或全部實現田間試驗機械化，以期提高工作效率，盡可能減少品種試驗對勞動力的過度依賴；同時應重點培訓試驗人員掌握農機技術，鼓勵探索，大膽嘗試，逐漸摸索出適于機械化操作的試驗方法，積累經驗，創新試驗技術，為區試站（點）今后可持續發展創造條件。

品種；試驗；模式；農業；機械化；技術融合

種子技術、農業機械化技術作為現代農業重要的物質組成部分，對我國農業生產的發展起到了極大的促進作用。將二者有機融合，集成配套，應用于農業生產；在節約、高效的前提下，提高農作物單產水平，用有限的耕地生產出更多糧食，以滿足社會發展需求；這是實現農業可持續發展極為重要的步驟。

田間試驗機械化是以新品種、新技術試驗為基礎，以集成農機技術為抓手，突出實用農機在田間試驗中的廣泛應用，以達到提高區試工作效率，改善區試工作環境的目的。大批實用農業機械應用于田間試驗，必然給種子試驗工作注入強勁動力，用機械代替人力，減少了對勞動力的過度依賴，降低了生產費用，提高了生產效率。解決了長期以來困擾區試站機械裝備少、田間作業進展慢、工作效率低的難題，使按期收獲、適時播種的愿望成為現實，確保了品種試驗與大田生產同期進行，對新品種的選育及推廣工作起到了極大的助推作用，為今后創新品種試驗模式奠定了基礎。

1 田間試驗現狀

所謂農作物品種試驗是新品種選育后、推廣前的中間性試驗，是連接品種育成到生產應用的紐帶和橋梁，一般都是通過品種試驗確定品種的生態適應性、豐產性、穩產性、抗逆性及有別于其他品種的異質性等。它包括品比試驗、區域試驗、生產試驗等3個階段。

品比試驗屬初級試驗階段，其參試品種較多，多采用間比法排列，設立1～2個對照品種，小區面積大約20m2左右。區域試驗是品種的核心試驗，參加品種10～15個，采用隨機區組設計，3次重復，小區面積20m2左右，試驗年限設置一般為2～3年。生產試驗鑒定品種表現，確定品種的利用前景，多采用間比法或兩次重復的方式進行，試驗面積一般≥300m2。以上各類試驗均需全區單獨收獲計產，依據品種在田間的綜合表現及比對照增產幅度來確定其晉級或淘汰。

鑒于新品種試驗涉及品種多、種植面積小、多次重復且設計復雜的特點，決定了田間試驗必須定量播種無殘留，精準收獲無混雜。通過細致管理、精心操作，嚴格控制試驗誤差，確保試驗精度。但由于受試驗地眾多小區網格限制，大型農機在狹小區域難以展開，小型農機又因為拋撒率、混雜率及殘留量等技術參數不過關而遭淘汰。在農業機械化大發展的今天，品種試驗依然擺脫不了傳統的人工生產模式。

近年來不斷發展的工業化、城鎮化建設，加快了農村勞動力轉移，誘發農業領域產生深刻地變化。受農村勞動力缺乏、農業勞動力人口老齡化以及惡劣氣候影響，新品種田間試驗工作也遇到了嚴峻挑戰。首先是前茬作物不能按期收獲，下茬作物無法適期播種，品種試驗與大田生產不能同步；其次是收獲遲、播種晚形成惡性循環，導致試驗報告難以按期提交，影響品種數據匯總，遲滯新品種選拔速度。面對如此不利因素，區試人員應積極探索，通過引進、改裝小型機械，力爭在部分環節實現機械化或半機械化操作，以提高效率，減輕對勞動力的過分依賴。經過多年努力雖取得一定進步，但從總體來看其農業機械的利用率依然很低。

2 品種試驗機械化的方向及目標

田間試驗機械化作為農業機械化的有效補充，極大地豐富了農業機械化的內涵，但品種試驗自身特點決定了其對農機要求極為嚴格，理想中的小區專用農機應該在播種階段能夠精準播種，達到機械系統無殘留、無混雜的要求；收獲時保證系統無拋撒、無殘留、無混雜，同時還應具備在狹小區域靈活作業的能力。這類機械在國內市場很難找到，國外雖有生產但由于售價不菲，大多區試站（點）難以承受，因而僅有少數農業院校及科研單位購買使用。在大型農機無法使用，小區專用機械嚴重匱乏的背景下，要實現田間試驗機械化并非易事，目前較為穩妥的做法恐怕只有立足實際，對山地機械、園林機械、蔬菜種植機械等小型農機深入考察，按照高效節約的原則，突出簡單實用，通過引進、改裝小型農機，從影響田間試驗進度的關鍵環節入手，探索出適合農作物品種試驗機械化的路徑。當然，在條件允許的情況下，適度購買少量國外先進設備先行試點，吸收、借鑒其成功經驗，為農機研究機構收集、提供信息和技術指標，爭取國產專用機械早日出現，達到洋為中用，人為我用的目的。

品種試驗與農機技術有機融合，將技術人員主觀能動性以及先進生產力發揮到了極致，也更有利于篩選出符合農業機械化要求的新品種。因此通過實現田間試驗機械化能夠一舉多得，收到事半功倍的效果。

品種試驗機械化的方向及目標：縮短田間作業時間，做到適時播種、按期收獲，確保各項農作物品種田間試驗同大田生產同期進行，使田間試驗的代表性、準確性得到保障。減少對勞動力的過分依賴，節約降耗，有利于區試站良性發展。品種試驗引入農業機械，提高了工作效率，減輕了試驗人員思想壓力，從而改善了區試工作環境。消化吸收國外先進專用設備，吃透其工作原理及技術指標，為國內農機廠家將來制造國產專用機械提供經驗或借鑒。

3 品種試驗機械化的進展

受各種條件限制，應用于田間試驗的農業機械較少，目前僅在整地、施肥、部分作物的播種及收獲環節使用農機，其余環節依舊采用人工作業。近年來迫于勞動力缺乏的壓力，試驗人員不斷摸索、引進改裝現有農機，同時借助各種平臺，通過會議、微博、微信互相交流，及時分享使用小型農機的心得，在品種試驗機械化的方面也取得了一些進展。

3.1 改裝小型農機實現小麥試驗播種、收獲機械化

通過對播蘭特機械播種輪的改進，雖然其極限播量依然難以符合小區基本苗的要求，但通過縮短小區內行距，增加播種行數的方法可有效解決，且功效驚人。為了更直觀說明情況，有必要引入工時概念，即勞動力個體利用工具在田間工作8h則為1工時。

表1所示：采用傳統方式播種1hm2小麥試驗，經歷播前分種、人工開溝、人工播種及人工覆土等程序，需要60工時（24人×2．5d）。采用半機械化播種只需3臺機械9名勞力就能一次完成，需要13．5工時（9人×1．5d），比人工操作提高功效3．5倍，節約時間1d，且該機械經進一步完善技術后還可播種油菜、大豆等作物試驗。原來采用傳統方式收獲1hm2小麥試驗，經歷人工收割、人工打捆及機械脫粒等程序，需要60工時（15人×4d）。而使用2臺4LZ-0．6型小麥聯合收割機只需15工時（6人×2．5d），比傳統方式提高功效4倍，節約時間1．5d。

表1 1hm2小麥試驗不同播種、收獲方式工效比較

3.2 根據小型農機特點，合理調整田間設計，實現玉米播種及中耕除草機械化同樣1hm2玉米試驗，使用2BTG-2×8滾動式型玉米播種器每次穴播1～2粒，為滿足試驗一播全苗的要求，可采用重復播種的辦法，增大全苗幾率。由于機械自身局限，其最小株距雖不能滿足條件，但可以在間苗期采用局部保留雙株的方式達到密度要求。同人工播種相比提高功效2．6倍，節約時間1．5d。如果在田間試驗設計期間，充分預留機械作業空間，并使玉米行距與微耕機輪距相匹配，那么中耕除草的功效更是驚人，達到人工作業的12倍，節約時間3d。詳細數據參看表2。

表2 1hm2玉米試驗部分環節采用不同方式管理工效比較

3.3 精準施肥、均勻灌溉采用播種播肥機進行精準施肥，1次可條施2種肥料，不但提高了功效，更為重要的是機械定量施肥優于人工施肥，可保證土壤肥力均勻一致。利用微噴灌溉技術替代大水漫灌方式省去人工作畦、平整土地等程序，更加節約、合理利用水資源，整個灌溉作業僅需極少人員定時開關閥門即可，省工省時。同時精準施肥、均勻灌溉對于保證田間試驗的統一性至關重要。

3.4 運用國外先進設備，提高考種工作效率

引進美國LPR型小區脫粒機配套田間測產系統（LRX+DAP），與電腦終端連接進行小區測產工作，集脫粒、水分測量、稱量于一體，在使用同等勞力前提下每天可處理300個小區，是人工作業的5倍。缺點是前端缺乏合適的小區收獲機，以及該型脫粒機在含水量高于25%工作時子粒破損率會不斷增加。

合理搭配前后茬作物，適當提前作物收獲期，為下茬作物播種贏得寶貴時間。這是當今試驗采取的常用做法。在此基礎上應用機械化操作，合理運用試驗規則，創造性微調、變通種植方式，讓試驗技術與機械特性有機融合，用機械化思維創新試驗方法，這是田間試驗今后應該重點研究的課題。

4 實現田間試驗機械化的難點與解決辦法

田間試驗機械化絕不是簡單的機械集會，而是高度完美的人機結合，很難想象曾經飽受缺乏農機之苦的區試人員，當夢寐以求的品種試驗機械化突然降臨時，他們會作何感想？因為單個機械的使用只能解決某一環節的問題，對傳統試驗模式并不構成威脅，但大批農機的集中應用勢必會對整個試驗體系造成很大沖擊。事實證明，每次新技術革命的出現都會對傳統的規則造成顛覆，而品種試驗也不例外，自動數粒儀、微噴技術的使用就是一個很好的例證。新型自動數粒儀、微噴灌溉并不需要人員時刻關照，僅在品種或對象轉換時需要人工瞬間干預處理，因此傳統的8小時工作制并不適合此類工作，相信今后隨著各類設備的投入使用，各種新狀況、新問題會隨時出現，原來行之有效的方法能否應對？多年累積的經驗是否靈驗？新的試驗體系如何建立？這些問題都需要試驗人員重新評估、深入研究。

在田間試驗中任何儀器設備的初次使用，人們常用懷疑的目光審視其工作誤差、機械殘留及機械拋撒是否過關。其實無論是機械作業模式，還是人工耕作模式都會造成誤差損失，只不過農業機械造成的誤差是一次性的，且非常直觀；而人工操作模式帶來的誤差常分布于各個操作環節，雖然有些無法看見，但它卻是客觀存在的，最終會形成累積誤差。因此從理論上講，如果機械誤差≤人工累積誤差，那么農業機械就可以應用。但從情感上講，突然丟棄多年駕輕就熟的傳統經驗，轉而去觸摸那些冰冷陌生的農業機械，如此復雜糾結的情緒會讓技術人員感到困惑與無奈。因此實現品種試驗機械化仍需破解3個難題：（1）缺乏既精通品種試驗，又能熟悉掌握農機技術的復合型人才；（2）缺乏適合小區作業的農機設備及相應的購置資金；（3）缺乏一套與農機技術相配套的田間試驗操作規程?；谶@些實際困難，各試驗站（點）應立足實際，創新思維，先易后難，從部分作物試驗入手，由人工方式—半機械化—機械化操作—全程機械化逐漸過渡；優先解決播種、收獲環節機械化，力爭在關鍵環節上實現突破，再由點到面，逐步擴大，通過技術對接，不斷磨合，在實踐中形成一整套機械化操作模式。

4.1 加快實用機械引進、改裝及資金配套工作在大量實踐、調研的基礎上，積極爭取政策支持，以項目實施為牽引，多方籌集資金，優先解決急需裝備。然后按照輕重緩急，有計劃分步驟實施。這樣既可保證田間試驗的機械化進程，也能讓試驗人員有充足時間了解熟悉各類農機設備，使其盡快達到人機合一的狀態。

4.2 適度引進農機能手，大力培養農機農技復合型人才傳統模式的田間試驗加強了技術人員的手工操作能力，但同時也弱化了其對農業機械的悟性和熟悉程度，因此培訓試驗人員掌握農機技術就成為當務之急；在此基礎上還應適度引進農機能手，雙方通過不斷摸索，取長補短，互相交流，進而實現農技、農機技術深度融合。

4.3 創新品種試驗方法，建立機械化條件下的試驗模式裝備了大批農機設備的田間試驗，如果繼續沿用傳統的試驗模式，那么無疑是對先進生產力的巨大浪費。但創新試驗模式不可能一蹴而就，這絕對是一個漫長而又艱辛的歷程。鑒于品種試驗的重要性和特殊性，應允許個別站（點）先行試驗，通過不斷的摸索實踐、總結提煉，待取得成功經驗后再大力推廣，這樣可以少走彎路，既規避了風險，又能保證試驗質量。

5 今后發展前景

從不奢望田間試驗機械化能夠彎道超車，領先于大田機械化水平，只要能與其同步已是相當不易。盡管如此，品種試驗機械化也為廣大試驗人員提供了無限遐想空間。隨著機械裝備的不斷提升，新的試驗模式得到完善，熟練使用可與電腦終端連接的考種、田間觀察記載儀器，借助試驗數據自動化處理技術及時完成數據匯總和試驗報告，實現高含水量條件下品種快速脫粒，并準確、及時測定真實產量水平，為實地考察及時提供技術支持等等，經過不斷探索、創新，最終實現品種試驗全程機械化、自動化。把這些遙不可及的想法變為實現，這就是對田間試驗機械化更進一步的要求和期待。

[1] 黨政平，黨琳，張建軍．田間試驗機械的應用現狀及發展前景[J]．陜西農業科學，2013（6）：140-142

[2] 鐘波．廣西農作物品種區域試驗體系現狀與發展對策思考[J]．廣西農學報，2014，29（4）：69-71

[3] 向劼，孫穎，粟亮，等．雜交水稻種子海南純度種植鑒定技術的探討[J]．中國種業，2011（9）：38-39

[4] 吳崇友，朱成強，張敏，等．油菜機械化生產技術要點[J]．農業裝備技術，2012（6）：20-21

2016-11-21）