黨政平李歲勞李安民雷 力

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

對農(nóng)作物品種田間試驗機械化的思考

黨政平1，2李歲勞1李安民1雷 力1

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

針對目前田間試驗用機械的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題，提出了創(chuàng)新品種試驗?zāi)Ｊ降暮侠砘ㄗh，主張通過引進改裝設(shè)備、借鑒交流經(jīng)驗等切實可行的方法，大力配置小型專用農(nóng)機，力爭部分或全部實現(xiàn)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(yīng)重點培訓(xùn)試驗人員掌握農(nóng)機技術(shù)，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(jīng)驗，創(chuàng)新試驗技術(shù)，為區(qū)試站（點）今后可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件。

品種；試驗；模式；農(nóng)業(yè)；機械化；技術(shù)融合

種子技術(shù)、農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)重要的物質(zhì)組成部分，對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展起到了極大的促進作用。將二者有機融合，集成配套，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；在節(jié)約、高效的前提下，提高農(nóng)作物單產(chǎn)水平，用有限的耕地生產(chǎn)出更多糧食，以滿足社會發(fā)展需求；這是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展極為重要的步驟。

田間試驗機械化是以新品種、新技術(shù)試驗為基礎(chǔ)，以集成農(nóng)機技術(shù)為抓手，突出實用農(nóng)機在田間試驗中的廣泛應(yīng)用，以達到提高區(qū)試工作效率，改善區(qū)試工作環(huán)境的目的。大批實用農(nóng)業(yè)機械應(yīng)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(chǎn)費用，提高了生產(chǎn)效率。解決了長期以來困擾區(qū)試站機械裝備少、田間作業(yè)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(xiàn)實，確保了品種試驗與大田生產(chǎn)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(chuàng)新品種試驗?zāi)Ｊ降於嘶A(chǔ)。

1 田間試驗現(xiàn)狀

所謂農(nóng)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(chǎn)應(yīng)用的紐帶和橋梁，一般都是通過品種試驗確定品種的生態(tài)適應(yīng)性、豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、抗逆性及有別于其他品種的異質(zhì)性等。它包括品比試驗、區(qū)域試驗、生產(chǎn)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(shè)立1～2個對照品種，小區(qū)面積大約20m2左右。區(qū)域試驗是品種的核心試驗，參加品種10～15個，采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積20m2左右，試驗?zāi)晗拊O(shè)置一般為2～3年。生產(chǎn)試驗鑒定品種表現(xiàn)，確定品種的利用前景，多采用間比法或兩次重復(fù)的方式進行，試驗面積一般≥300m2。以上各類試驗均需全區(qū)單獨收獲計產(chǎn)，依據(jù)品種在田間的綜合表現(xiàn)及比對照增產(chǎn)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(fù)且設(shè)計復(fù)雜的特點，決定了田間試驗必須定量播種無殘留，精準(zhǔn)收獲無混雜。通過細致管理、精心操作，嚴(yán)格控制試驗誤差，確保試驗精度。但由于受試驗地眾多小區(qū)網(wǎng)格限制，大型農(nóng)機在狹小區(qū)域難以展開，小型農(nóng)機又因為拋撒率、混雜率及殘留量等技術(shù)參數(shù)不過關(guān)而遭淘汰。在農(nóng)業(yè)機械化大發(fā)展的今天，品種試驗依然擺脫不了傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)模式。

近年來不斷發(fā)展的工業(yè)化、城鎮(zhèn)化建設(shè)，加快了農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移，誘發(fā)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生深刻地變化。受農(nóng)村勞動力缺乏、農(nóng)業(yè)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(yán)峻挑戰(zhàn)。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(chǎn)不能同步；其次是收獲遲、播種晚形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致試驗報告難以按期提交，影響品種數(shù)據(jù)匯總，遲滯新品種選拔速度。面對如此不利因素，區(qū)試人員應(yīng)積極探索，通過引進、改裝小型機械，力爭在部分環(huán)節(jié)實現(xiàn)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(jīng)過多年努力雖取得一定進步，但從總體來看其農(nóng)業(yè)機械的利用率依然很低。

2 品種試驗機械化的方向及目標(biāo)

田間試驗機械化作為農(nóng)業(yè)機械化的有效補充，極大地豐富了農(nóng)業(yè)機械化的內(nèi)涵，但品種試驗自身特點決定了其對農(nóng)機要求極為嚴(yán)格，理想中的小區(qū)專用農(nóng)機應(yīng)該在播種階段能夠精準(zhǔn)播種，達到機械系統(tǒng)無殘留、無混雜的要求；收獲時保證系統(tǒng)無拋撒、無殘留、無混雜，同時還應(yīng)具備在狹小區(qū)域靈活作業(yè)的能力。這類機械在國內(nèi)市場很難找到，國外雖有生產(chǎn)但由于售價不菲，大多區(qū)試站（點）難以承受，因而僅有少數(shù)農(nóng)業(yè)院校及科研單位購買使用。在大型農(nóng)機無法使用，小區(qū)專用機械嚴(yán)重匱乏的背景下，要實現(xiàn)田間試驗機械化并非易事，目前較為穩(wěn)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(nóng)機深入考察，按照高效節(jié)約的原則，突出簡單實用，通過引進、改裝小型農(nóng)機，從影響田間試驗進度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)入手，探索出適合農(nóng)作物品種試驗機械化的路徑。當(dāng)然，在條件允許的情況下，適度購買少量國外先進設(shè)備先行試點，吸收、借鑒其成功經(jīng)驗，為農(nóng)機研究機構(gòu)收集、提供信息和技術(shù)指標(biāo)，爭取國產(chǎn)專用機械早日出現(xiàn)，達到洋為中用，人為我用的目的。

品種試驗與農(nóng)機技術(shù)有機融合，將技術(shù)人員主觀能動性以及先進生產(chǎn)力發(fā)揮到了極致，也更有利于篩選出符合農(nóng)業(yè)機械化要求的新品種。因此通過實現(xiàn)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(biāo)：縮短田間作業(yè)時間，做到適時播種、按期收獲，確保各項農(nóng)作物品種田間試驗同大田生產(chǎn)同期進行，使田間試驗的代表性、準(zhǔn)確性得到保障。減少對勞動力的過分依賴，節(jié)約降耗，有利于區(qū)試站良性發(fā)展。品種試驗引入農(nóng)業(yè)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(qū)試工作環(huán)境。消化吸收國外先進專用設(shè)備，吃透其工作原理及技術(shù)指標(biāo)，為國內(nèi)農(nóng)機廠家將來制造國產(chǎn)專用機械提供經(jīng)驗或借鑒。

3 品種試驗機械化的進展

受各種條件限制，應(yīng)用于田間試驗的農(nóng)業(yè)機械較少，目前僅在整地、施肥、部分作物的播種及收獲環(huán)節(jié)使用農(nóng)機，其余環(huán)節(jié)依舊采用人工作業(yè)。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(xiàn)有農(nóng)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(nóng)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(nóng)機實現(xiàn)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(qū)基本苗的要求，但通過縮短小區(qū)內(nèi)行距，增加播種行數(shù)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(tǒng)方式播種1hm2小麥試驗，經(jīng)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(jié)約時間1d，且該機械經(jīng)進一步完善技術(shù)后還可播種油菜、大豆等作物試驗。原來采用傳統(tǒng)方式收獲1hm2小麥試驗，經(jīng)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(lián)合收割機只需15工時（6人×2．5d），比傳統(tǒng)方式提高功效4倍，節(jié)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(jù)小型農(nóng)機特點，合理調(diào)整田間設(shè)計，實現(xiàn)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(fù)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(jié)約時間1．5d。如果在田間試驗設(shè)計期間，充分預(yù)留機械作業(yè)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(yè)的12倍，節(jié)約時間3d。詳細數(shù)據(jù)參看表2。

表2 1hm2玉米試驗部分環(huán)節(jié)采用不同方式管理工效比較

3.3 精準(zhǔn)施肥、均勻灌溉采用播種播肥機進行精準(zhǔn)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(yōu)于人工施肥，可保證土壤肥力均勻一致。利用微噴灌溉技術(shù)替代大水漫灌方式省去人工作畦、平整土地等程序，更加節(jié)約、合理利用水資源，整個灌溉作業(yè)僅需極少人員定時開關(guān)閥門即可，省工省時。同時精準(zhǔn)施肥、均勻灌溉對于保證田間試驗的統(tǒng)一性至關(guān)重要。

3.4 運用國外先進設(shè)備，提高考種工作效率

引進美國LPR型小區(qū)脫粒機配套田間測產(chǎn)系統(tǒng)（LRX+DAP），與電腦終端連接進行小區(qū)測產(chǎn)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(qū)，是人工作業(yè)的5倍。缺點是前端缺乏合適的小區(qū)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(dāng)提前作物收獲期，為下茬作物播種贏得寶貴時間。這是當(dāng)今試驗采取的常用做法。在此基礎(chǔ)上應(yīng)用機械化操作，合理運用試驗規(guī)則，創(chuàng)造性微調(diào)、變通種植方式，讓試驗技術(shù)與機械特性有機融合，用機械化思維創(chuàng)新試驗方法，這是田間試驗今后應(yīng)該重點研究的課題。

4 實現(xiàn)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(jié)合，很難想象曾經(jīng)飽受缺乏農(nóng)機之苦的區(qū)試人員，當(dāng)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(huán)節(jié)的問題，對傳統(tǒng)試驗?zāi)Ｊ讲⒉粯?gòu)成威脅，但大批農(nóng)機的集中應(yīng)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(shù)革命的出現(xiàn)都會對傳統(tǒng)的規(guī)則造成顛覆，而品種試驗也不例外，自動數(shù)粒儀、微噴技術(shù)的使用就是一個很好的例證。新型自動數(shù)粒儀、微噴灌溉并不需要人員時刻關(guān)照，僅在品種或?qū)ο筠D(zhuǎn)換時需要人工瞬間干預(yù)處理，因此傳統(tǒng)的8小時工作制并不適合此類工作，相信今后隨著各類設(shè)備的投入使用，各種新狀況、新問題會隨時出現(xiàn)，原來行之有效的方法能否應(yīng)對？多年累積的經(jīng)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(shè)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(guān)。其實無論是機械作業(yè)模式，還是人工耕作模式都會造成誤差損失，只不過農(nóng)業(yè)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(huán)節(jié)，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(nóng)業(yè)機械就可以應(yīng)用。但從情感上講，突然丟棄多年駕輕就熟的傳統(tǒng)經(jīng)驗，轉(zhuǎn)而去觸摸那些冰冷陌生的農(nóng)業(yè)機械，如此復(fù)雜糾結(jié)的情緒會讓技術(shù)人員感到困惑與無奈。因此實現(xiàn)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(nóng)機技術(shù)的復(fù)合型人才；（2）缺乏適合小區(qū)作業(yè)的農(nóng)機設(shè)備及相應(yīng)的購置資金；（3）缺乏一套與農(nóng)機技術(shù)相配套的田間試驗操作規(guī)程?；谶@些實際困難，各試驗站（點）應(yīng)立足實際，創(chuàng)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(yōu)先解決播種、收獲環(huán)節(jié)機械化，力爭在關(guān)鍵環(huán)節(jié)上實現(xiàn)突破，再由點到面，逐步擴大，通過技術(shù)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(diào)研的基礎(chǔ)上，積極爭取政策支持，以項目實施為牽引，多方籌集資金，優(yōu)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(nóng)機設(shè)備，使其盡快達到人機合一的狀態(tài)。

4.2 適度引進農(nóng)機能手，大力培養(yǎng)農(nóng)機農(nóng)技復(fù)合型人才傳統(tǒng)模式的田間試驗加強了技術(shù)人員的手工操作能力，但同時也弱化了其對農(nóng)業(yè)機械的悟性和熟悉程度，因此培訓(xùn)試驗人員掌握農(nóng)機技術(shù)就成為當(dāng)務(wù)之急；在此基礎(chǔ)上還應(yīng)適度引進農(nóng)機能手，雙方通過不斷摸索，取長補短，互相交流，進而實現(xiàn)農(nóng)技、農(nóng)機技術(shù)深度融合。

4.3 創(chuàng)新品種試驗方法，建立機械化條件下的試驗?zāi)Ｊ窖b備了大批農(nóng)機設(shè)備的田間試驗，如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的試驗?zāi)Ｊ?，那么無疑是對先進生產(chǎn)力的巨大浪費。但創(chuàng)新試驗?zāi)Ｊ讲豢赡芤货矶停@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(yīng)允許個別站（點）先行試驗，通過不斷的摸索實踐、總結(jié)提煉，待取得成功經(jīng)驗后再大力推廣，這樣可以少走彎路，既規(guī)避了風(fēng)險，又能保證試驗質(zhì)量。

5 今后發(fā)展前景

從不奢望田間試驗機械化能夠彎道超車，領(lǐng)先于大田機械化水平，只要能與其同步已是相當(dāng)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?zāi)Ｊ降玫酵晟?，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(shù)據(jù)自動化處理技術(shù)及時完成數(shù)據(jù)匯總和試驗報告，實現(xiàn)高含水量條件下品種快速脫粒，并準(zhǔn)確、及時測定真實產(chǎn)量水平，為實地考察及時提供技術(shù)支持等等，經(jīng)過不斷探索、創(chuàng)新，最終實現(xiàn)品種試驗全程機械化、自動化。把這些遙不可及的想法變?yōu)閷崿F(xiàn)，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(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]．陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（6）：140-142

[2] 鐘波．廣西農(nóng)作物品種區(qū)域試驗體系現(xiàn)狀與發(fā)展對策思考[J]．廣西農(nóng)學(xué)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(shù)的探討[J]．中國種業(yè)，2011（9）：38-39

[4] 吳崇友，朱成強，張敏，等．油菜機械化生產(chǎn)技術(shù)要點[J]．農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2012（6）：20-21

2016-11-21）