水稻试验小区边际效应的初步研究

水稻试验小区边际效应的初步研究

水稻品种试验是在田间社区进行的，主要用于确定新品种（系）的产量。结果表明，初级试验和品种审定的推荐依据是推荐新品种（系）。为便于试验田操作管理及计产,小区及区组之间必须留有一定距离的走道,这样小区边及两端(简称边行)的植株,因占有较大的空间而表现出一定的生长及产量优势,这已被较多的试验工作者在试验过程中所觉察,但这种边行优势究竟有多大、品种间有无差异性以及对试验准确度有无影响?关于这方面的定量分析,迄今尚未见到报道。为了阐明这些问题,我们在承担各级水稻品种试验同时,对小区边际效应作了初步的研究,为今后改进试验方法、提高水稻品种试验准确性及可行性提供科学依据,现将结果介绍于下:小区面积及形状小区的产量差异实测试验采用1990年江苏省单季晚粳品种区试等试验中的下列7个品种:早单八(CK1)、秀水04(CK2)、88B225、88—122、84—15—7、86—18、9019。随机区组排列,重复3次,小区及重复之间均留于0.4米走道,保护行采用同品种延伸。小区面积:6.67×2.0=13.33米2(0.02亩),行株距0.2×0.133米,密度2.5万/亩,拉线定点移栽,小区实栽500穴,其中边行116穴,内行384穴,每穴平均4苗,基本苗10万/亩。各项测定每品种考查30穴。成熟时边行及内行单独脱粒计产。品种间产量差异性测验采用最小显著极差法(LSR法)。有关项目的概念及计算方法如下:边行优势:指边行植株比内植株的产量增加百分率,即:边际率:指小区边穴数占总穴数的百分率。不同面积及形状小区的边际率计算,可建立如下公式:上式中M为小区面积(米2),k为小区长宽比,n、m为行株距(米)。边际效应:指整个小区因边行优势引起的产量增加百分率,即:边际效应(%)=边行优势×边际率×100%本文承蒙江苏农科院粮作所王才林先生指导,审阅,谨此致谢。更优条件:不同小区的产量和边际率分布,均有一定差异,但同时进行计算更一、不同品种的边行优势及小区边际效应:将各参试品种小区的边行、内行产量及边行优势结果列于表1,并将各类计产法的亩产量及品种间差异显著性测验结果等列于表2。表1、2表明:所有品种均有明显的边行优势,其值在28.27～65.15%,平均达48.44%,并且不同品种间有着明显的差异。由于品种之间的边行优势不同,因边行优势引起的小区产量增加率即边际效应(%)各品种也有明显差异。从表2还可见,以整个小区的产量折合成的亩产均明显高于以内行计产(即剔除边行、消去边际效应)折合成的亩产量,并且各品种的产量序位及差异显著性,两种方法也有所差别,例如品种88—122以整个小区计产,产量为第3位,与对照品种早单八(第2位)相比,产量达极显著减产。而以内行计产,产量为第2位,与对照早单八(第3位)产量差异不显著。再如品种9019,也有同样的趋势。经计算,两种计产法的序相关系数r=0.6929,未达显著水准,可见边际效应对试验准确性有着明显的影响。二、品种间产量构成因素的边行优势:将各参试品种边行、内行的各产量构成因素及其边行优势列于表3。从表3可见,各参试品种的各项产量构成因素均表现有不同程度的边行优势,穗数在15.0～28.14%之间,平均为21.84%;每穗总粒数在4.07～16.17%,平均为11.4%;每穗实粒数在6.86～21.29%;平均为15.69%;结实率在1.5～5.9%,平均为3.5%;千粒重在3.08～4.70%,平均为3.86%;并且各品种的边行优势均有穗数>实粒数>千粒重的同样趋势。将参试品种产量边行优势与内行穗数、每穗总粒数、千粒重作相关分析得出:产量边行优势与穗数多少呈极显著负相关(r=-0.9221**);与每穗总粒数呈显著正相关(r=0.8191*);与千粒重呈正相关(r=0.730),但未达显著水平。三、不同小区的边际率变化:小区边际效应决定于边行优势和边际率两个因素,边行优势主要由品种决定,而边际率主要由小区面积(M)、长宽比(k)及行株距(n×m)决定,为了便于比较不同小区的边际率,作者建立上述计算边际率(%)的公式,并将不同面积及长宽比代入后计算所得的结果列于表4。表4表明:当小区面积一定时,长宽比越大,边际率则越大;当长宽比一定时,小区面积越大,边际率则越小;当面积增大到数亩(即成大田)时,边际率则极小,那么边际效应就更小,几乎可忽略不计。更有利于发挥边行优势的品种间差异目前,鉴定水稻新品种(系)产量水平的品种试验,一般都是设有对照并设多次重复的小区试验,由于参试品种数一般要有5～10个,重复3～4次,并且为了控制同一区组内各小区的土壤肥力条件尽可能一致,因此小区面积不可能设计得多大,一般均在13.33～20.0米2之间,上述结果表明,这样面积的小区无论长宽比多小,均有相当比例的边际率,所以这样的小区得到的产量,实际上还包含着相当部分由于边行优势引起的产量,而这部分产量在生产大田中所占的比例是极小的,因而在同样肥水、管理的条件下,同样长势的小区亩产量一般都比大田亩产高5～15%(即为边际效应值),对于这一点,有经验的试验者也是常常觉察到的。处于小区边行的植株,由于占于空间和地下(即光照和肥力条件)优势,各产量构成因素都表现不同程度的优势,致使成熟时产量具有明显的边行优势,但这种优势不同类型的品种表现是不同的,上述试验结果初步表明,穗数较少、粒数较多的大穗型品种比穗数较多、粒数较少的穗数型品种具有更强的边行优势。边行优势的品种间差异性,带来了不同品种小区边际效应的差异性,这种差异性遮盖或加大真实产量效应的品种间差异性,给试验准确度带来一定的影响,本试验两种计产方法的品种间产量差异性测验结果已证明了这一点。鉴于以上原因,可以认为降低小区边际效应是提高试验准确度的必要措施。从产生边际效应的因素出发,其降低的途径有二条,一