农作物品种区域试验设计要点

任秀玲

（高平市国营良种场，山西 高平 048000）

品种区域试验是新品种从选育到生产必不可少的中间环节。通过多年多点试验，对品种的丰产性、稳产性、抗逆性、品质及适应性等做出判断，为品种的推广利用提供科学依据。其实质是将不同的基因型放入相同的环境以观察其表现情况，分析基因与环境的互助关系，选择更适应生产和社会需求的品种，这就是区域试验的基本目的。

1 如何满足品种区域试验的基本要求

为了使试验数据更加真实地反映品种在环境中的表现情况，试验设计必须满足四个基本要求：

1.1 区域试验试点布局要合理

区域试验首先要求试点分布合理，各试点环境尽可能同质，即对不同的基因一定要放入相同的环境进行评测。这就要求试验设计时一是大的生态环境要一致，二是试点要放置在能代表该生态环境的地块。

1.2 试验结果要可靠

试验结果的可靠性包括试验的准确度和精确度两个方面。准确性是指试验中某一性状的观察值与其相应真值的接近程度，越接近越准确。精确度是指试验中某一性状的重复观察值彼此接近的程度，即试验误差的大小。由于试验中各性状的真实值是未知数，所以试验的准确度不易确定，而试验的精确度是可计算的，在没有系统误差的情况下其准确度与精确度是一致的。因此，我们常以试验的精确度来估计试验的准确度。为使试验尽可能准确，一定要做到以下几点：

1.2.1 力求做到试验的同质性。主要包括以下几点：（1）试验条件同质。如肥力均匀，土壤类型一致，前作一致。（2）管理要同质。对所有参试品种要同等对待，各项管理措施要一致，同一管理措施要在相同的时间内完成等（收获除外）。（3）观察记载要同质。数据观察要做到同一观察内容由同一人完成。

1.2.2 试验条件要有代表性。试验条件应代表所属地区的自然条件（如试验地土壤种类、地势、气象条件等）与农业生产条件 （如耕作制度、肥力水平、栽培方法等）。这对于决定试验结果在当时当地的具体条件下可能利用的程度具有重要意义。

1.2.3 试验结果要能够重复。在相同的条件下再进行试验或实践，应能重复获得与试验相类似的结果。这对于在生产实践中推广农业科学研究成果极为重要。但是，由于自然环境在不同的地区或不同的年份不尽相同，区域试验各点间及年份间结果往往是有差异的，但是在同一年的同一试点上各处理间的观察值应基本保持一致。

2 如何理解试验设计的原则

试验设计应遵循重复原则、随机原则、局部控制原则，这三个原则也是我们过程控制的基本手段。

2.1 重复

试验中同一处理的小区数即为重复次数。重复的最主要作用是估计试验误差。试验误差是客观存在的，但只能由同一处理的几个小区间的差异估得。重复的另一个作用是减少误差。

2.2 随机

随机是指一个重复的某一处理究竟安排在哪一个小区，不要有主观成见而应该随机取得，这样便于获得较真实的试验误差估计值。

2.3 局部控制

局部控制就是分范围分地段控制非处理因素，使对各处理的影响趋向于最大程度的一致，因为在较小地段内，影响误差的因素的一致性较易控制。这是降低误差的重要手段。

3 了解试验误差的来源，采取相应控制方法

在田间试验中，误差是不可避免的，但是误差是可以减少的。因此，我们有必要了解试验误差的来源，通过试验设计减少试验误差。

3.1 试验误差的来源

3.1.1 试验各项操作及管理技术不一致所引起的差异。这种差异是指在试验过程中，对各处理的整地、播种、灌水、施肥等操作方面的质量不一致所带来的误差。另外，是在观察记载时，由于观察时间、标准和所用工具、仪器或人员不一致等引起的误差。

3.1.2 外界条件的差异。主要是指由于试验地的土壤差异及肥力不均匀所引起的误差，这是试验误差中最有影响、也是最难以控制的。其它还有病虫侵袭、人畜践踏、风雨影响等，它们具有随机性质，各处理遭受的影响不完全相同。

3.2 控制误差的途径

3.2.1 选择同质一致的试验材料。试验前对种子进行处理，使种子在纯度、净度、饱满度等方面保持在相当的水平上。如果育苗移栽，要尽可能选择长势一致的幼苗种植在同一处理中。

3.2.2 改进操作和管理技术，使之标准化。除田间操作要仔细，一丝不苟，把各项操作尽可能做到完全一样外，一切管理操作、观察测量和数据收集都应以区组为单位进行控制，减少可能发生的差异。

3.2.3 控制引起差异的外界条件。外界差异最主要的是土壤差异，减少这一差异要从以下两方面着手：（1）选择好试验地。选择土地平整、肥力均匀、前作一致等有代表性的土壤。（2）采用适当的小区技术及良好的试验设计，确保试验各项条件在区组内保持一致。

4 试验设计的具体操作

4.1 小区面积

小区面积的大小对于减少土壤差异的影响和提高试验的精确度有相当的关系。一般而言，在一定的范围内，小区面积增加，试验误差减少，但减少不是同比例的。小区面积太小，由于土壤差异，会造成较大误差。因为较小的试验小区更有可能恰巧或大部分占有较瘦或较肥的部分，尤其在有斑块状土壤差异时，从而使小区误差增加。小区面积扩大，则较大的小区更可能同时包括肥瘦部分，因而小区间土壤差异的程度相应缩小，从而降低了误差。但当小区面积达到一定的面积时，其影响就不再明显，同时小区面积增大使用地及试验安排的压力增大。

那么，小区面积以多大为宜呢？这个数值难以硬性规定，一般小区面积的变动范围在0.01～0.10亩之间。生产试验的面积不设重复，一般为0.5亩；设重复一般为0.2亩，两次重复。在具体试验时主要考虑以下因素：矮秆作物或密度大的作物小区面积可适当小些，高秆或低密度的要适当大些；土壤差异大的小区面积要适当大些，反之则小些；边际效应大和生长竞争大的小区面积应适当增大，反之则小些。

4.2 小区形状

除小区面积外，适当的小区形状在控制土壤差异、提高试验精确度方面也有相当的作用。小区形状以方形和长方形为宜，长宽比应依据试验地的具体情况而定。当试验地的肥力差异较大时，通常以狭长小区为宜，因为这样的小区更能包括不同肥力的土壤，能相应地减少小区间的差异。但是，当试验的边际效应较大时，通常以方形小区为宜，这样小区的周长最小，边际效应的影响最小。当土壤差异表现得不明显时，用方形小区较妥。

4.3 重复次数

试验重复次数越多，试验误差越小。一般地力差异较大时重复次数要多些，反之可少些。在试验中一般要求不低于3次重复，通常为3次重复。

4.4 对照种的设置

设置对照种的目的是以对照为标准衡量参试品种的优劣，估计和矫正试验田的土壤误差。通常试验只设一个对照，并且一个区组只放一次，要求和所有参试品种一起随机排列。

4.5 保护行的设置

为了使供试品种能在较为一致的条件下生长发育，应在试验地周围设置保护行。种植行数无硬性规定，一般禾谷类作物至少应种4行。保护行的品种原则上应与对应小区的品种相同。

4.6 重复和小区的排列

重复及小区的排列其实就是采用局部控制的原则控制试验误差，即将同一重复的小区尽可能地安排在同质的环境内。原则是同一重复或区组内的土壤肥力应尽可能一致，而不同重复之间可存在尽可能大的差异。区组间的差异大，并不增大试验误差；而区组内的差异小，能有效地减少试验差异。

5 试验准备中应注意的问题

接到试验方案后，应及时准备及规划试验用地。按方案要求对供试种子进行检查，如发现缺失或混杂，及时与有关单位联系，以便采取弥补措施。

6 常见的试验设计误区

6.1 不完全随机现象

所谓不完全随机现象是指在试验设计过程中没有做到所有重复的小区都完全随机排列。通常多见的现象是，试验设计的第一个小区排列按照试验方案中所写的顺序排列，没有随机。

6.2 Z型排列问题

这种现象在最近两年出现较多，引起这种现象的原因是近两年参试品种较多，试验地有一定的限制，当一区组排不下时转入下一区组，排列成Z字型，这就违背了局部控制的原则。

6.3 区组排列方向与地势和地力的方向不一致

区组排列的方向应与肥力梯度的方向一致。如果土地不够平整，有一定的坡度，区组排列的方向应与其坡势保持一致。

只有规范的农作物品种区域试验，才能得出科学准确的试验数据，从而为品种审定提供公正客观的试验报告，为农业生产筛选出优良新品种。