全 文 ：第 16 卷 第 4 期
Vo l. 16 No. 4
草地学报
ACT A AGREST IA SIN ICA
2008年 7 月
Jul. 2008
特邀专稿
规范牧草产量试验小区面积与测产方法
苏加楷, 张文淑
(中国农业科学院北京畜牧兽医研究所, 北京 100193 )
摘 要: 针对已发表的论文中有关牧草产草量田间试验设计中存在的小区面积过小, 测产方法中未考虑边际效应
的影响以及取样测产样方面积过小等问题, 提出规范田间试验中的小区面积和测产方法的建议。
关键词: 田间试验设计; 小区面积; 边际效应; 测产方法
中图分类号: S54; S3-33 文献标识码: A 文章编号: 1007-0435( 2008) 04-0324-04
Plot Area and Yield Estimation Methods Adopted in the Standardized Field
Experimental Design for Forage Yield Measurement
SU Jia-kai, ZHANG Wen-shu
( In st itute of Animal Science, Ch ines e Academy of Agricultural S ciences, Beijing 100193, Ch ina)
Abstract: This paper puts forw ard the suggest ions on plo t area and y ield est imation methods adopted in the
standardized f ield experimental design and fo rag e yield measurement in v iew of the problems ex isted in the
published papers such as ex t reme small plo t and sampling areas and absent consideration of mar ginal ef fect
in f ield design and forag e yield est imat ion, etc.
Key words: Field experimental design; P lot area; M ar ginal effect ; Yield est imation method
1 问题的提出
近两年在参与起草中华人民共和国农业行业标
准草品种审定技术规程[ 2] 的过程中, 查阅了有关
田间试验设计的书籍和文献。最近又看了草地学报
与草业学报多年来发表的有关牧草产草量、生物量
和种子产量的田间试验的文章。据不完全统计有
120多篇, 其中大部分文章的田间试验都能遵从重
复、随机和局部控制 3个基本原则合理设计,其小区
面积与田间试验和统计方法[ 1]一书提出的要求一
致,但有的试验小区则面积太小,而测产方法又差异
较大。大多数文章是将小区全部刈割计产,只有极
少数是在除去边行和两端后刈割计产, 也有相当多
的作者是在小区内选择样方测产, 每个样方的面积
有 1, 0. 5和 0. 25 m2 等。显然这种测产方法很不规
范,可能影响试验的准确性。下面举出几个有代表
性的例子。
1. 1苜蓿(Medicag sat iva)品种比较试验
参试品种及对照共 8 份材料, 小区面积 4 m2
( 2. 2 m 1. 8 m) ,重复 3次, 随机排列。显然, 作为
品种比较试验的小区面积太小了。
1. 2葛( Pueraria DC. )品系比较试验
参试品系 3 个, 对照 1个,共 4份材料, 小区面
积 5 m2 ,重复 3次,随机排列。区域试验参试品系 1
个和对照 1 个, 小区面积 5 m2 , 重复 3次, 顺序排
列。对于葛这种多年生藤本植物来说, 小区面积实
在太小了。
1. 3 臂形草 ( Brachiaria erucaef ormis) 品种比较
试验
参试品种 7 个, 小区面积 2. 5 m 5. 0 m =
12. 5 m2 ,重复 3次(用于产草量测定) , 小区间间隔
1m, 重复间间隔2 m。问题是测产方法,是否考虑到
收稿日期: 2007-07-27; 修回日期: 2007-08- 27
作者简介: 苏加楷( 1932- ) ,男,广东人,研究员,主要从事牧草裁培和选种工作
第 4期 苏加楷等:规范牧草产量试验小区面积与测产方法
边际效应的影响。如果不剔除两侧边行及两端受边
际效应影响的面积,以全小区面积刈割计产,则其产
草量可能高于实际产量。
1. 4燕麦(Avena sat iva)品种产草量试验
参试品种 17个,小区面积 2 m 5 m= 10 m2 ,
重复 3次, 随机排列, 每小区取 0. 5 m 0. 5 m=
0. 25 m2的样方测定产草量。该例的问题是测产的
样方只有 0. 25 m2 ,测产面积太小了。
1. 5施氮对高羊茅(Festuca elata)种子产量的影响
实验设11个处理,重复3次,小区面积10. 5 m
1. 5 m= 15. 75 m2 ,随机区组设计,条播,行距 30 cm。
实际种子产量的测定,在各小区随机选取 1 m 行长全
部刈割,风干、脱粒、清选后称重,重复3次,计算单位面
积种子产量(kg/ hm2 )。按行距30 cm计算, 1 m行长的
样方面积为0. 3 m2 ,测产样方面积也是太小了。
1. 6多年生黑麦草(Lolium perenne)引种与品比试验
试验材料共 10个品种,小区面积 2. 25 m2 , 3个
重复。用 3 5裂区试验法, 以 10个品种的变化为
主处理, 以施肥水平为副处理。施肥水平分高中低
3级, 主处理区为 5 m 15 m= 75 m2 ,内设 3个副
处理区。在整个试验中,测产样方均为 0. 1 m2。该
试验不仅小区面积太小, 而且测产样方面积就更
小了。
2边际效应与测产方法对产草量的
影响
边际效应与测产方法对牧草产量的影响很大,
下面举两个试验说明。
2. 1多年生牧草小区试验边际效应的初步探讨
作者是青海省牧科院草原所车敦仁等[ 4]。该试验以
生长第 4年的无芒雀麦( Br omus inerm is )作材料,
测试在原有试验小区进行, 小区面积 20 m2 ( 3. 2 m
6. 25 m) ,四周设畦埂(底宽 40 cm) , 有灌溉条件,
每区播种 8行(行距 40 cm)。测产时分别按小区的
边行、邻边行、小区两端 0. 5 m 和小区中间剩余部
分刈割称重。产草量以剔除边行、邻边行、小区两端
0. 5 m 后的小区实际面积分别计算。表 1 是在 36
个不施肥小区测得的数据。从表中可以看出, 全小
区刈割测产(下简称 A 法)、剔除边行( B 法)、剔除
边行和邻边行( C法)以及剔除边行、邻边行和小区
两端0. 5 m( D法) 4种方法所测产草量的高低依次
为 A> B> C> D。该数据是在施肥小区测得的, 均
设 4次重复。
根据表 2两个因子(施 N 量和测产方法)方差
分析结果表明, 施氮肥和测产方法间差异极显著
( P< 0. 01)和显著( P< 0. 05)。有关测产方法 A、
B、C 和 D的差异比较结果见表 3。
表 1 测产方法与产草量比较
T able 1 Comparison o f for age y ield measur ed by differ ent y ield estimation methods
测产方法
Yield es tim at ion meth od
A 全区测产
Whole plot
B剔除边行
Remove 1 st
border row
C 剔除边行和邻边行
Rem ove 1 s t & 2 nd
border row
D 剔除边行、邻边行和
小区两端各 0. 5 m
Remove 1st & 2nd b ord er row
and both ends of 0. 5 m
测产面积( m2)
Samplin g area( m2 )
20 15 10 8. 4
产草量(风干重) ( kg hm- 2)
H ay yield ( Air-dry weight )
2446 1799 1730 1070
差异及其显著性
Dif ferences and it s signif icance
A- B= 647**
A- C= 716**
A- D= 1376**
B- C= 69ns
B- D= 729**
C- D= 660**
以 D为 100, ABC为 D的百分数
D= 100; percentage of A, B, and C to D
228. 5 168. 1 161. 7 100
以 ABC分别为 100, D 占其百分数
A, B, or C= 100; percentage of D to A, B, or C,
respectively
43. 8 59. 5 61. 9
注: 1.无芒雀麦生长第 4年,未施肥, 2.表内产草量为 36个小区的平均值, 3. n s差异不显著, ** 差异显著( P < 0. 01)
Note: 1. Bromus inermis in 4th year; no fert iliz er applied; 2. The number of hay yield is th e average of 36 plot s; 3. Ns represents n o sig-
nif icant dif feren ce at 0. 05 level, ** repres ents ext remely signif icant dif f erence at 0. 01 level
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草地学报 第 16卷
表 2 施氮量和测产方法与产草量比较
Table 2 Forage y ield from different nitro gen application
amounts and yield estimation methods
施氮量( kg hm - 2)
Quant ity of n it rog en ap plied
产草量 ( kg hm- 2) Forage yield
A B C D
N0( CK) 3294 2364 2287 1341
N37. 5 3991. 5 3449 3371 2585
N75 5919 4650 4418 3596
N112. 5 7363 7053 7325 6743
N150 7905. 8 7751 7867 7247
注: ( 1)无芒雀麦生长第 4年,施用氮肥; ( 2) 表内产草量均为 4
次重复平均值; ( 3)测产方法A、B、C、D,同表 1; ( 4) N37. 5表示每公
顷施纯氮 37. 5 k g, N0、N75、N112. 5、N150含意相同
Note: Br omus iner mis . in 4th year, nit rogen fert ilizer applied.
2. T he value of yield is th e average of 4 repeats . 3. Yield est imation
methods of A, B, C, and D are the same wi th tab le 1. 4. T he num-
ber follow s N in dicates the applied amount of pure n itr ogen in kg
hm- 2
在表 1中只有 B与 C差异不显著,其他测产方
法间差异极显著( P< 0. 01) ; 而表 3 中则只有 A 与
D差异显著( P< 0. 05) , 其余测产方法间差异均不
显著。结果表明: 施肥小区的边际效应较不施肥区
( CK)的边际效应小。根据上述试验结果,可以得出
以下初步结论: 在小区测产时,应剔除边行, 邻边行
和小区两端 0. 5m 的面积, 按小区内部剩余的实际
面积测定并计算产草量, 才能消除边际效应的影响。
否则测产结果必然偏高。但如试验小区面积过小,
也可以不剔除邻边行, 仍能获得与实际产草量差异
不显著的结果。小区施肥后边际效应明显减小, 其
减小程度与施肥量呈正相关, 施肥区邻边行的边际
影响可以完全忽略。
2. 2施肥对草地早熟禾( Poa p r atensi s )种子生产
性能的影响(简报) ,作者是宁夏农学院草业科学研
究所的周玉香等 [ 5]。试验采用单因子随机设计, 共
设 4个施肥处理,重复 4次,小区面积 14 m2 ( 3. 35
m 4. 2 m) ,行距 30 cm , 14行区, 区间距离 1. 2 m,
施入腐熟牛粪 10000 kg / hm2 作基肥, 秋季移栽后
施追肥,其肥料配比为 N P K= 50 20 20( kg/
hm 2 ) ,翌年返青后施肥比例为 N P K = 60
40 40( kg/ hm2 ) (表 4)。种子产量用两种方法测
定,各小区测 1 m2 具有代表性的样方。同时测全小
区种子产量。不同施肥区与不同测产方法对草地早
熟禾种子产量的影响(表 5)。
表 3 根据表 2数据比较测产方法间的差异
Table 3 Compar ison among differ ent y ield estimation met hods according to the numbers in table 2
测产方法
Yield est imat ion method
干草产量( k g hm- 2 )
H ay yield
差异及显著性 Dif ference and it s s ignifi can ce
与 A 比
Comparison w ith A
与 B比
Comparison w ith B
与C比
Comparison with C
A 5635
B 5048 587ns
C 5048 587ns 0
D 4301 1334** 747n s 747ns
注: ns表示差异不显著, ** 表示差异显著( P < 0. 01)
Note: ns rep resents no signif icant dif feren ce at 0. 05 level, ** repres ents ext remely signif icant dif f erence at 0. 01 level
表 4 试验设计
Table 4 Experimental design
处理
T reatment
施肥期及施肥量 ( kg hm- 2 )
Period and quant ity of fert ilizer appl ied
返青期
Turning green stage
N P K
拔节期
Sh oot ing stage
N P K
孕穗期
Boot ing stage
N P K
C1 60 40 40
C2 30 20 20 30 20 20
C3 20 13. 3 13. 3 20 13. 3 13. 3 20 13. 3 13. 3
C4 春季不施肥 No fertil iz er in spring
从表 5数据可见, 该试验在秋季施肥的条件下,
春季返青后分 1 次、2次或 3次施肥均可提高草地
早熟禾种子产量。而不同测产方法的测定结果, 均
为各小区测1 m2具有代表性的样方,结果种子产量显
著高于全区刈割测定, 其增幅达 58. 4% ~ 69. 6%。
为什么两种测产方法的结果如此不同, 原作者未作
进一步探讨。很可能是所选择的 1 m2 样方不具有
代表性。
3 规范牧草产草量田间试验设计中的
小区面积与测产方法
如何规范牧草产草量田间试验设计中的小区面
积与测产方法, 这是一个很复杂的问题,难以作出硬
性的规定。笔者认为根据田间试验设计和统计方
法所提出的要求进行试验设计就可以达到减少
误差,提高试验准确性的要术。下面 3份文献可供
参考。
326
第 4期 苏加楷等:规范牧草产量试验小区面积与测产方法
表 5 不同测产方法和施肥制度对草地早熟禾种子产量的影响
Table 5 Effects of differ ent y ield estimation met hods and fer tilizat ion system on seed y ield of Kent ucky blueg rass
处理
T reatmen t
种子产量 1 m2 样方测产
( kg hm- 2 )
Seed yield by sampling area of 1 m2
种子产量全小区测产( kg hm- 2 )
S eed yield b y sampl ing
area of ent ir e plot
1 m2 样方测产与全小区测产之比
Seed yield rat io of samplin g
1 m 2 area to ent ire plot
C1 835. 0aA 527. 0aA 158. 4 100
C2 674. 0bB 420. 9bB 160. 5 100
C3 755. 0abAB 447. 4bB 168. 8 100
C4 573. 0cC 337. 9cC 169. 6 100
注:同列中不同小写字母间差异显著( P < 0. 05) ,不同大写字母差异极显著( P < 0. 01)
Note: Mean s w ith di ff erent sm all letters and dif ferent capital let ters w ithin the sam e column are signif icant ly dif f erent at 0. 05 level and ex-
t rem e- signif icant ly dif f erent at 0. 01 level, respectively
3. 1南京农业大学主编, 全国高等农业院校教材
田间试验和统计方法(第二版) [ 1]第六章田间试验
设计中提出, 一般小区面积的变动范围为 6. 6~ 66
m2 ,而示范性试验的小区面积通常不小于 333 m2。
联合国粮农组织的谷类种子技术一书中,提出稻、麦
品比试验,小区面积变动范围一般为 5~ 15 m2 , 玉
米品比试验为 15~ 25 m2 ,可供参考。
小区面积还应考虑边际效应和生长竞争的大
小,边际效应是指小区两边或两端的植株, 因占有较
大空间环境而生长表现的差异。生长竞争是指当相
邻小区种植不同种或相邻小区施用不同肥料时, 由
于株高、分蘖力或生长期的不同,通常将有一个边行
或更多边行受到影响。对边际效应或生长竞争的处
理办法,是在小区面积中,剔除可能受影响的边行和
两端,以减少误差。一般小区的每一边可剔除 1~ 3
行,两端各剔除 33~ 66 cm ,余下的面积称为刈割面
积或计产面积。
3. 2 中华人民共和国农业行业标准[ 2] , N Y/
T 1091-2006,第 3、8页规定。品种比较试验,采用随
机区组设计, 重复不少于 3 次。其中矮秆密行条播
牧草试验小区面积为 15~ 20 m2 , 高秆宽行条播饲
料作物小区面积为 30~ 40 m2 ,试验区周围应设 1~
2 m 保护行。产草量测定时应剔除小区两侧边行及
两端 50 cm 之内的面积。
3. 3 任继周主编 草业科学研究方法[ 3] 第 1~ 5
页,第一章草地植被特征的研究,建议对草地植被分
析的样方面积及重复次数依草原类型不同而异。其
中典型草原 0. 5 m2 的样方重复 6 次, 1 m2 的样方
重复 4次;高山草甸 0. 25 m2 的样方重复 5次; 0. 5
m2 的样方重复 3次; 荒漠草原和草原化荒漠 2 m2
的样方重复 3次; 蒿属荒漠和半荒漠 1 m2 的样方应
重复 3 次; 人工草地测产时割草机割幅宽 ( m )
10 m的样方( m2 ) 3次。并特别指出样方法常用于
测定种属组成、种的饱和度、多度、密度;在测定重量
时最好面积加大 1倍或重复增加 1倍。
上面提供的材料中, 田间试验和统计方法是
大家都比较熟悉的,只是在安排试验时考虑不够周
全,有时为了减少工作量而在测产时采用太小的样
方测产,因此不符合规范要求。牧草品种审定技术
规程是总结了 1986年牧草品种审定委员会成立 20
年来的经验并参考主要农作物品种审定办法, 经过
众多牧草育种专家共同努力制定的,适用于牧草育
种工作中品种试验阶段及品种审定。任继周主编的
草业科学研究方法一书及关于放牧草地植被调查
方法 [ 6]对草地植被分析的取样方法, 适用于草地研
究,特别提出不同草地类型要求以不同的样方面
积和重复次数并强调如果是测定重量则面积应加
大1 倍或重复增加 1倍, 都是应该重视的建议。由
于笔者掌握的材料有限, 对有关小区面积大小及
测产方法没有开展相关的试验研究, 文中错误在
所难免,请指正。
参考文献
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业出版社, 1990. 130- 131
[ 2] 中华人民共和国农业行业标准. 草品种审定技术规程 NY/
T 1091- 2006 [ M ] . 中国农业出版社, 2006. 3-8
[ 3] 任继周. 草业科学研究方法[M ] . 中国农业出版社, 1998. 2-5
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影响(简报) [ J] . 草地学报, 1999, 7: ( 1) : 81-83
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(责任编辑孟昭仪)
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