农机作业效果田间试验设计研究

◎梁小军

（广西机电职业技术学院 530007）

农机作业效果田间试验设计研究

◎梁小军

（广西机电职业技术学院 530007）

论述了农机作业效果田间试验的实施要点，提出了开展田间试验设计的方法。

农机作业效果；田间试验；设计研究

农机化技术推广部门在进行新型农机具推广应用过程中，为了获得不同的作业机具或不同的机械化作业模式作业效果的有关数据，往往与传统作业模式作业效果进行比对，通过田间试验来得出结论，作业效果的好坏直接用农作物的生长状况或产量等指标来衡量。一个成功的田间试验，能反映出不同的作业机具或不同的机械化作业模式的真实作业效果，为一种机具或一种机械化作业模式推广使用提供依据。反之，则有可能得出错误的结论，造成重大失误。因此，如何做好农机作业效果的田间试验设计，对于我们各级农机化技术推广部门能够科学的获得试验数据，从而获得准确的试验结论具有重要意义。下面就如何进行田间试验设计做阐述。

一、田间试验地块的选择

田间试验一般是在开放的自然条件下进行，因而田间试验的环境条件对试验结果存在试验误差的因素，同时试验材料本身也存在产生试验误差的多种因素，包括系统误差和随机误差的多种可能性。所以，研究误差产生的原因及减少试验误差对试验结果造成的影响，是田间试验首要考虑的问题。田间试验的误差主要有三方面：一是试验时环境条件的差异；二是试验材料本身固有的差异；三是试验时农机操作和技术管理的差异。所以在进行田间试验时应尽量减少这三方面的差异，要控制引起差异的外界因素、要选择同质一致的试验材料、统一操作和技术管理，使之标准化。

引起差异的因素中最重要的是试验地的一致性。由于土壤形成的基础不同，历史原因造成土壤的物理性质与化学性质方面存在差异；另外，由于在土地利用上的差异，如种植不同作物，以及在耕作、栽培、施肥等农业技术上的不一致等，造成了土壤肥力的差异。以往研究证明，土壤肥力差异具有持久性。所以在做田间试验时要选择土壤肥力尽量一致的地块进行。测定土壤肥力差异程度最简单的方法是根据前茬作物生长的情况进行判断。采用GB/T5262-2008中的五点法在试验地块中找到5个测点，（在四方形试验地块内找到两条对角线，非四方形试验地块近似按四方形对待，两条对角线的交点作为一个取样点位，两条对角线上距四个顶点距离约为对角线长四分之一处取4个点位进行取样测量。）在测点内分别测量连续10株作物的生长高度和1m2内的作物质量。一致性变异系数在10%以内的地块适于进行田间试验。

试验地块的选择应考虑以下因素：1.试验地的土壤肥力要比较均匀一致。2.选择的田块要有土地使用的历史记录。3.试验地最好选平地，在不得已的情况下，可采用同一方向倾斜的缓坡地。4.试验地的位置要适当。5.试验地采用轮换制，试验单位至少应有两组以上试验地，一组田块进行试验，另一组的田块则进行匀田种植，以备轮换。

二、田间试验设计的三原则

田间试验设计有广义和狭义之分。广义——是指整个试验研究课题的设计，包括确定试验处理的方案、小区技术以及相应的资料搜集、整理和统计分析的方法等；狭义——专指小区技术，特别是重复区和试验小区的排列方法。

（一）原则一：重复。试验中同一种处理方式的小区数即为重复次数。重复的作用：（1）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重复小区间的差异估得。同一处理有了两次以上重复，就可以从这些重复小区之间的产量（或其它性状）的差异估计误差。（2）降低试验误差，数理统计学已证明误差的大小与重复次数的平方根成反比。重复多，则误差小，有四次重复的试验，其误差将只有两次重复的同类试验的一半。此外，通过重复也能更准确地估计处理效应。

（二）原则二：随机。随机是指一个区组中每一处理都有同等的机会设置在任何一个试验小区上，避免任何主观成见。进行随机排列的方法：抽签法、计算器（机）产生随机数字法、利用随机数字表。

（三）原则三：局部控制。局部控制就是将整个试验环境分成若干个相对一致的小环境，在小环境内设置成套处理，即在田间分范围分地段地控制土壤差异等非处理因素，使之对各试验处理小区的影响达到最大程度的一致。因为在较小地段内，试验环境条件容易控制一致，是降低误差的重要手段之一。

三、试验小区的设置

试验小区——在田间试验中，设定一小块地为试验小区。

（一）试验小区的面积。试验小区面积的大小，主要是根据作物的种类一般变动范围为6～60m2。而示范性试验的小区面积通常不小于330m2。

（二）试验小区的形状。试验小区的形状是指小区长度与宽度的比例。

试验小区的长宽比可为（3～10）∶1，甚至可达20∶1，由试验地形状和面积大小等决定。在通常情形下，长方形尤其是狭长形小区，容易调匀土壤差异，使小区肥力接近于试验地的平均肥力水平，亦便于观察记载及其农事操作。而在边际效应的试验中，方形小区是有利的。

（三）重复次数。重复次数即每一处理的试验小区数，试验设置重复次数越多，试验误差越小。多于一定的重复次数，误差的减少很慢，精确度的增进不大，而人、财、物的花费会大大增加，并不经济。一般重复次数不少于3次。

（四）保护行的设置。在试验地周围设置保护行的作用是：保护试验材料不受外来因素如人、畜等的践踏和损害；防止靠近试验田四周的小区受到空旷地的特殊环境影响即边际效应，使处理间能有正确的比较。

保护行的数目视作物而定，如禾谷类作物一般至少应种植4行以上的保护行。

四、试验小区的排列

有顺序排列和随机排列两种方式。由于随机排列是各小区在各重复次数内的位置完全由随机决定，可避免系统误差，提高试验的准确度，还能提供无偏的误差估计。所以在田间试验中使用随机排列的较多。随机排列的试验设计包括完全随机设计、随机区组设计、拉丁方设计、裂区设计、再裂区设计、条区设计。

农机作业效果的田间试验小区排列一般可以使用随机区组设计。下面就以随机区组设计为例，说明如何进行研究试验小区排列设计。打个比方，要通过不同的种植行距，分析对甘蔗产量的影响试验，在种植行距0.8m、1m、1.2m、1.4m的单行种植模式、宽行为1.3m和窄行在0.5m的宽窄行种植模式共5种处理方式、3个重复次数的状态下进行试验，则试验共需要15个试验小区。对于均匀性较好的试验小区，我们可以先把15个小区编好号，然后用抽签法逐一确认每一个试验小区的处理方式及对应的第几次重复。如果试验小区均匀性较差，利用局部控制原理，先把试验小区分为3个区组，每个区组包含相对差异最小的5个试验小区，编好号，然后用抽签法逐一确认每一个区组包含的试验小区的处理方式。通过这种方式，就可以用随机方法对试验小区进行排列。

五、田间试验计划的制定

田间试验计划的内容一般包括以下项目：

1.试验名称；2.试验目的；3.试验年限和地点；4.试验地的土壤、地势等基本情况和轮作方式及前作状况；5.试验地处理情况；6.试验设计和小区技术；7.整地播种施肥及田间管理措施；8.田间观察记载、测定项目及方法；9.试验资料的统计分析方法和要求；10.收获计产方法；11.试验地面积、需要经费、人力及主要仪器设备；12.项目负责人、执行人。

六、田间试验实施的要点

以甘蔗种植不同种植行距下的田间试验为例，试验的实施过程是：

（一）试验地的准备和田间区划。把各试验小区的布局、田间道路及相关区域绘制成图。

（二）种子准备。在栽培试验中，须事先测定蔗种的自然伤芽率。蔗种品种一致。

（三）种植。甘蔗种植时应力求蔗种分布均匀，深浅一致。

整个试验区种植完毕后，应立即种植保护行。

（四）栽培管理。试验地的栽培管理措施，可按当地丰产田的标准进行，在执行各项管理措施时，除了试验设计所规定的处理间差异外，其它管理措施应力求一致，尽可能对各小区的影响没有差别。

（五）收获及计产。面积较小的试验小区，刀口平地面，对试验小区的甘蔗全数收获，（650mm以下的无效蔗株不计）按JB/T6275-2007的方法测量蔗茎的质量。面积较大的试验小区，用50m2单位面积进行计产。

［1］明道绪.田间试验与统计分析［M］.北京：科学出版社，2005.

［2］孔繁玲.田间试验与统计方法［M］.中央广播电视大学出版社，1991.