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第三部 宿根甘蔗 · RT03

出芽率与产量如何测量

一 先写清分子 分母和时间

“出芽率提高10%”至少存在三种可能含义:萌动芽占调查芽的比例增加了10个百分点;地表苗数相对对照增加10%;或者比对照提前达到某个出苗水平。三者不能互换。每个指标必须同时说明对象、分母、日期和判定方法。

表3-1 本书建议使用的基本指标

指标计算或记录口径主要注意事项
萌动芽比例同批剖蔸样品中萌动芽数÷可辨认总芽数×100%记录死伤和无法判断芽;这是样品状态比例
单位行长出苗数固定样段中已出土新梢数÷有效行长注明是否包含新增分蘖,不能称为地下芽萌发率
蔗蔸出苗比例已形成新苗的原定位蔗蔸数÷可追踪原蔗蔸数×100%蔗蔸边界难以辨认时改用固定行段指标
标记苗存活率仍存活的原标记新梢数÷最初标记数×100%后来新增分蘖另记;只适用于同一批追踪对象
缺株段比例按预设阈值识别的缺株段总长度÷调查总行长×100%先规定连续无苗段阈值,再开始调查
收获有效茎密度符合预定收获口径的茎数÷净测产面积注明是否排除严重病茎、细弱茎及残茎
净蔗产量净蔗重量÷净测产面积统一梢叶、泥土、断段和漏收口径

一般宿根田很难无损查清全部地下芽,因此不能简单以地表苗数除以估计芽数,得到一个看似精确的“田间出芽率”。生产比较可以优先使用单位行长出苗数、出苗蔸比例、缺株段比例和最终有效茎密度。地下芽抽样结果作为独立的解释资料。

同一天挖取不同蔗蔸得到的萌动芽比例,是横断面的样品状态;持续追踪同一批苗得到的存活率,是队列结果。二者回答的问题不同。若想估计早期地下芽到收获茎的转化,需要设计能够维持对象身份的专门试验。

二 布点与固定样段

试验开始前应画出地块、蔗行、灌溉分区、坡位和运输路线。将明显不同的环境放入区组或分别试验,可以减少把土壤差异误认为处理差异的风险。区组内处理位置随机安排;共用一条不可分开的灌水管路时,实际处理单位通常是整个灌溉分区,而不是其中每一株甘蔗。

固定样段应覆盖具有代表性的田内位置,并排除预先规定的边行、地头和取样破坏区。实际生产的地头若是研究对象,则应单独设层调查,不能先排除地头再宣称代表全田机械损失。每个样段有唯一编号,量清行长、行距及对应净面积。

表3-2 三类调查区的用途

区域可进行的操作不宜混用的结果
固定非破坏样段出苗计数、标记苗追踪、缺株记录、最终测产不能反复挖蔸后仍视作正常测产区
独立破坏性取样区剖芽、挖根、组织和化学检测不同日期取样植株不视为同一个体
作业影响调查区轮迹、破蔸、切口和拔蔸配对记录不能用少量无轮迹样点代表全田

调查频率应与实际生长速度匹配。本书建议试验至少包含收前基线、收割后损伤检查、连续出苗期、分蘖期和成熟收获。萌动较快时可以缩短早期间隔,冷凉季节则延长跟踪。固定写成“第7天必须出苗”会混淆环境差异。

重复次数应依据地块变异、可接受的最小差异及处理规模确定。3—4个区组可以作为小规模探索试验的讨论起点,但不是保证统计效力的标准。若一块处理区里调查了20株,这20株仍可能只是一个处理重复下的子样本。增加子样本不能替代增加独立重复。

照片记录尽量固定方向、距离、光线和标尺。全田俯视图帮助理解空间分布,近景说明具体症状,地下剖面显示结构;三者相互补充。图像用于计数时,需用人工核验样本评估漏检和重复计数,尤其要注意残叶遮挡和苗簇重叠。

三 从有效茎数计算到实测产量

在同一净收获范围和同一净蔗口径下,产量由收获茎数与平均单茎重量共同决定。设有效茎密度为N根/亩,平均净单茎重量为m公斤/根,则估算净蔗产量为N×m公斤/亩。这个关系用于检查数据是否自洽,正式测产仍优先称量完整净测产区。

若随机抽取的单茎样本只包含直立、粗壮、易取的茎,平均单茎重会偏高。病弱茎、倒伏茎和断段是否计入,应与实际收获与称量范围保持一致。采用逐小区全收称重,通常更容易避免把茎数样本和重量样本不匹配的问题带入结果。

表3-3 常用面积与产量换算

原始量换算关系用途
1公顷15亩;10 000平方米全书统一面积换算
1吨/公顷约66.667公斤/亩国际蔗产量转换
1千根/公顷约66.667根/亩国际有效茎数转换
小区净重W公斤 面积A平方米W÷A×10=吨/公顷称重测产
净蔗产量×可回收糖率得到同面积口径的可回收糖量必须把百分数换成小数

糖产量需要先辨认“糖分”的具体定义。田间锤度、蔗糖分、汁液指标和糖厂采用的可回收糖率并不相同。不能将任意一个百分数乘以蔗产量,就当成商品糖产量。跨国比较先保留原文指标名称和计算规则,能够统一时再换算。

计算例:某个假设处理的有效茎从6000根/亩增到6600根/亩,平均净单茎重量却从1.20降至1.05公斤,则估算产量从7200降至6930公斤/亩,下降3.75%。这些数字只演示算术,不是实际试验结果。它说明茎数提高10%不必然增产。

产量还应区分田间可收获量、机械实际收集量和进厂净蔗量。若一种处理增加倒伏或漏收,其田间生物量可能较高,而实际销售量未相应增加。机械损失研究与促芽研究最好使用能够衔接的测量口径。

四 日本品种试验展示的群体与产量关系

日本种子岛2015—2018年的品种试验,为理解有效茎与产量提供了连续茬次数据。Harunoogi与NiF8的结果分别按新植、第一宿根和第二宿根汇总,平均所覆盖的年份数并不相同。[10]

表3-4 日本品种试验中的茎数与产量 按文献[10]表1整理

茬次品种茎数 根/ha单茎重 g蔗产量 t/ha糖产量 t/ha
新植Harunoogi143 95068597.311.0
新植NiF893 10081875.68.4
第一宿根Harunoogi188 667619117.212.7
第一宿根NiF8110 63364971.98.2
第二宿根Harunoogi192 950583109.79.8
第二宿根NiF8134 80055874.66.7

新植为2015—2018年4年均值,第一宿根为2016—2018年3年均值,第二宿根为2017—2018年2年均值。原文采用含品种固定效应及年份、地块随机效应的模型;两茬宿根蔗产量的品种差异P<0.001。糖产量按原文定义保留。

图3-1  日本品种试验的茎数与原料蔗产量。按[10]重绘,各柱为跨年汇总均值;原摘要表未给误差范围,本图不自行添加误差线。
RT_07 · 图3-1 日本品种试验的茎数与原料蔗产量。按[10]重绘,各柱为跨年汇总均值;原摘要表未给误差范围,本图不自行添加误差线。
原有结构或数据图;见图注;来源:宿根原书对应图注及参考文献 · 点击查看原尺寸

该案例说明应把群体和单茎放在一起看。它支持在当地条件下评价品种宿根能力,不能用来证明某种肥料具有相同增产效果。跨年平均的茎数乘以跨年平均单茎重,不必严格等于原文的平均小区产量,不能据此强行改动原始数据。

五 增产幅度 误差与统计显著性

相对增产率按“处理产量减对照产量,再除以对照产量”计算,并乘以100%。对照必须写出名称、实际做法和原始产量。相对不施肥增产、相对常规施肥增产以及相对等水量清水增产,分别回答不同问题。

比例的变化应区分百分比和百分点。假设某指标从60%变为72%,增加的是12个百分点,相对增加为20%。这仍是计算示例。报告时最好同时列出处理组与对照组的原始比例,读者就可以识别比较口径。

表3-5 数据呈现中容易出现的错误

写法或做法应改为
只写增产30%列出对照、原始产量、面积和茬次,再给相对变化
把所有“±”都当标准误查明标准差、标准误或置信区间;原文不清则注明
P>0.05就写完全无效说明未检出统计显著差异,结合效应大小和精度
将组合效果拆给每种材料只归因于已实际比较的处理组合
把多年茬次当独立地块重复考虑同一小区连续观测的相关性
把多个措施增产率相加设置组合试验,检验交互作用和总收益

统计显著性不能代替生产意义。样本很大时,小到不足以抵偿成本的差异也可能显著;样本很小时,看起来可观的增产可能仍缺乏足够精度。书中优先呈现效应大小、变异或置信区间、重复设计和经济结果,原文没有报告的项目不自行补造。

同一批蔗蔸连续留宿根,适合比较跨茬表现,但年份天气与茬次同时变化。若没有合适设计,不能把第二茬低产全部归因为宿根年数。多年试验应尽量保留处理区身份,并用能够考虑区组、年份及重复观测的分析方法。

机制分析也要防止反向推断。根量与产量正相关,不等于增加任意一种根都必然增产;更旺盛的地上生长也可能向根部供应更多同化物。要判断方向,需要时间序列和能够区分路径的试验。

六 建立可复核的最小记录集

一本书中的试验表要能够追溯到原文;农场自己的试验也应做到每个数字可回到具体地块、日期和测量记录。没有这些基础,几年后无法判断一次增产究竟来自配方、降雨、品种还是收期变化。

表3-6 宿根促芽试验的最小记录集

阶段至少保存的字段
试验前地点、品种、茬次、土壤、蔗行与小区面积、原有群体和缺株分布
处理实施处理号、独立重复、随机安排、每次日期、水量、肥料产品及用量
收割日期、人工或机收、机具与路线、切口位置、破蔸拔蔸和压行
地下取样样品号、蔸数、芽状态、芽深、新根、取土尺寸、照片及检测方法
出苗与分蘖固定样段、调查时间、新增、死亡、缺株、病虫和后续管理
收获测产净面积、有效茎数、净蔗重、抽样规则、糖分口径及收获损失
经济和环境水肥与作业成本、收购价格、降雨温度、灌排和异常事件

电子记录建议同时保留原始值与换算值。例如原文是吨/公顷,整理表保留该列,再增加公斤/亩;原照片和图表重绘文件各自保留。这样可以检查单位换算,也可以在原文更正后定位受影响的数据。

对于收前微喷方案,水量与肥料量必须逐次登记。每亩同样3公斤肥料,溶入不同水量,施用浓度和湿润范围并不一样;单次投入与累计投入也不能混用。若实际受到降雨补水,应保留降雨记录,不能只比较人为灌水量。

前三章建立的共同标准,是把器官状态、群体动态和收获结果连接起来。以后每一项天气、机械、水肥或植保措施,都应回答相同的测量问题:保护了什么、改变了哪个阶段、最终带来什么结果,以及这一结果在什么条件下能够重复。

本部分完整参考资料 →

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