盘点美国玉米产量测试体系的迭代变迁

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1980年代以前的测试（Before 1980’s）：种业的产量测试包括三个阶段，初步测试（筛选），进级测试，以及条带测试。测试的特点如下：

1） 测查田作业与农民实际作业过程脱节：选择均匀平整，肥沃，高产，管理良好土地做为测产田。使用手工播种，间苗，除草，管理及收获。种植密度低，重复的数目比较高，4重复。测试地点少，以及每一列行与行的间距比较大。测试条件落后农民栽培条件的变化。

2） 测产环境条件与实际生产环境条件脱节：测查依据少数几个地点测试环境来代表变化无穷的不同生态环境。将杂交种按产量高低排列，评级及筛选。因为资料有限，没有考虑环境的变化，比如早播及晚播，低密度及高密度，肥沃及贫瘠土壤对产量的影响。耐逆性比较差，适应性比较窄，产品数量比较多，产品表现不稳定。因此推出去的杂交种比较容易发生问题。因为杂交种表现不如预期。农民对杂交种信任及满意的程度比较低。这种情况比较类似中国现在推广的杂交种。

3） 测试地点资料分别计算：测产偏重于少数测试点产量资料的准确性。中国种子论坛bbs.cnseeds.com.cn 分析使用计算器。每一测试地点资料分别统计分析。地点与地点资料没有整合在一起分析考虑。年与年间资料不能整合。产量按高低排列，与对照商业化杂交种产量比较。平均产量的功用不大。如果产量比对照高出5%，则该杂交种就可以获选。产量核算使用收获时产量，含水量，以及干物质净产量。含水量高低代表杂交种成熟期早晚。干物质净产量代表杂交种实际产量。特别高产或特别低产视为异常资料淘汰。不予考虑。由于每年测试杂交种数目及内容不同，因此不能进行多年之间的杂交种产量测试评比。或是电脑不能有效储存资料，以致不能进行多年，多点之间的产量测试比较分析。

1980年代以前的产量测试，使用手工播种及收获。通常8到10个临时工（打工的学生），每人负责播种两行小区。每一行长度25尺到30尺，播种55粒到65粒种子。临时工熟练的程度，差别很大。因此每一行种子播种的深浅，间隔，以及是否成一直线，各不相同。种子发芽之后，可以看出有些地方2，3粒种子聚集在一起。有些地方则种子的距离太远。可能的情况是在播种时，土壤湿度比较大，部分粘土粘结在手播机口上，以致数粒种子粘在开口处，没有及时落在该播种的位置，而一起掉落在同一地点。幼苗在3到4片叶片时要去计算每一行出苗数量。然后将每一行间苗至50株。比如临时工计算两行出苗分别是61株及63株，他可以依据出苗数量而切掉11株及13株。依据植株间距大小而决定去掉那些植株。作业比较粗放。产量测试结果的误差会比较大。所以测产的地点比较少，中国种子论坛bbs.cnseeds.com.cn 而重复的数量比较多。测产偏重于少数测试点产量资料的准确性。这是学术界测试理念的延伸。就是从有限的环境资料中来分析出最大可能的有用信息。实验设计加大每一年，每一测试地点产量资料的可靠性。这种把环境固定，忽略环境变化效果，测定杂交种在无限变化环境中，单一环境产量表现效果，只能估计杂交种现在的良好表现，而不能预测杂交种在未来环境的产量表现。

另外一个问题是选择最好的高产环境及土壤来进行产量测试。避免使用不良生育环境条件的测试点。结果是所有杂交种都能生育良好，不能表现一个杂交种在逆境时的适应性，产量稳定性及产量潜能。异常资料（产量超越测产预期太多）通常会去掉。如果环境条件影响测试结果，则该测试点的结果不能采用。大部分实验经费用于减少测试点的误差。测试条件落后农民栽培条件的变化。小区与小区中间走道太宽，种植密度太稀，中国种子论坛bbs.cnseeds.com.cn 小区使用人工播种及收获。测试地点很少，大概每一个主要生育带只有一个测试点。单一测试点的资料与所有测试点的结果同样重要。因为单一测试点的结果代表那个特定生育环境的表现。所有杂交种在单一生育环境及所有环境表现资料总合在一起，依据单一测试点来进行杂交种之间的比较。由于每年测试杂交种内容不同，因此不能进行多年之间的杂交种产量测试评比。或是电脑不能有效储存资料，以致不能进行多年，多点之间的产量测试比较。

种业产量测试包括三个阶段，初步测试（筛选），进级测试（多年多阶段测试）以及商业化测试（杂交种生育观察及条带实验）。依据每年资料来做总结。年与年间资料不能整合。杂交种升级完全依赖当年资料。依据统计最小平方偏值及邓肯氏多变域分析，杂交种在所有测试点平均资料总结，展示给育种家，由育种家投票决定升级的杂交种。依据过去这种测试体系，进入生产线的获选高产杂交种，通常是在高产环境条件下的反应结果。这些杂交种可能有很多防御性而没有表现的缺陷，比如空秆，雌穗发育延迟，药害，茎秆折断，落果，不耐寒，不抗病，以及根倒伏等。这些性状可能在逆境时才会表现。通常不会有系统的取样，分析，记录及追踪。由于测试环境良好，以及测试规模有限，因此许多杂交种的产量都高于对照种而获选进入生产线。生产的种子数量庞大，因此杂交种的寿命延长，直到杂交种发生严重问题而淘汰。农民对大多数杂交种的接受程度都比较差，因为杂交种在田间的表现不好。

1980年代的测试（1980’s）: 1980年代的产量测试特性如下：

1） 增加测试地点数量，减少重复：强调测试地点间资料的准确性，减少强调单一测试地点资料的准确性。或是说强调未来表现的可能性，而不是解释过去的表现。了解农民对产品接受的程度，主要建立在杂交种在不同生育环境条件下产量表现的稳定性，因此而导致多点测试的推广。就是测试杂交种在农民无限不同生育环境条件下的产量表现，来预测该杂交种的产量。设计的变化是减少每一测试地点的重复数量（从4重复减少为3到2重复），增加测试地点的数量。在不增加种子使用量下，使用交替种植的条带实验来减少田间变异产生的环境误差。强调扩大环境变异，导致在同一测试地点，中国种子论坛bbs.cnseeds.com.cn 使用不同播种期及种植密度来测试杂交种的反应。

2） 模拟不同生态的测试环境，测试条件符合农民栽培环境条件：选择可以代表所有可能不同的生育环境条件。必需包括一些低产，高逆境的生育环境。这些环境是选拔优良杂交种的必要工具。可以显露并确定杂交种防御的缺陷，包括空秆，雌穗发育延迟，药害，茎秆折断，落果，不耐寒，不抗病，以及根倒伏等。高逆环境虽然低产，增大实验误差，以及增加协方差（Co-Variance），但是可以表现不同环境条件的显著反应。异常资料（产量超越测产预期太多）依然存在，但是可以依据其他重复结果调整而归入总结，除非资料明显错误。比如种植错误等。少量经费用于减少单一测试地点资料误差，大部分经费用于测定所有测试环境的遗传与环境交感。测试条件与农民栽培环境条件相符。小区与小区中间走道变窄，种植密度加大，小区使用机械播种及收获。

3） 资料分析侧重产量的稳定表现：单一测试地点资料总结相对来说不太重要。杂交种在单一环境或单一地点的优良表现，没有在所有测试点的整体表现重要。重点放在所有测试地点及所有各年总结。所有各测试点，实验及各年相同的杂交种测试资料可以放在一起分析，而不是将所有测试资料放在一起分析。每一个测试品种的种子最佳分布比种子数量更重要。现在最佳的资料是两个品种在所有生育环境一对一的测试比较。每一次只有两个杂交种在所有地点的比较。使用杂交种测试地点产量平均，以t-测试来分别两个杂交种产量平均值差异。结果包括两个杂交种的基因与环境互作的效果。一对一的稳定性?归分析，可以有效比较两个杂交种产量及其他表现性状在不同环境条件的反应。

种业的产量测试仍然包括三个阶段，初步测试（筛选），进级测试，以及条带测试。取消进级的不同时期。使用现代资料库技术，将初步测试及进级测试资料整合在一起。所有资料可以一对一的分析任何两个杂交种的比较结果。杂交种是依据所有地区完整及多年累积资料分析而进级到条带测试。而不是使用一年，以及一个测试地点的资料结果。图表资料表达技术的进步，使得我们可以让科研及非科研人员看一眼资料，就可以抓住重点，得出结论。主要资料是用粗体字，使用杂交种平均产量差异值，而不是产量平均值。使用星号代表差异。稳定性?归及杂交种表现剖析图表，让人一看就了解。现在是公司每一个人都可以选择杂交种。

现在选拔的杂交种，产量在不同生育环境比较稳定。以及带有良好的防御性状基因。特别性状的杂交种很少，比如抗特定病害地区的杂交种。杂交种数量明显减少，因为能适应不同生育环境并高产的杂交种毕竟很少。优良杂交种的寿命还是很长。顾客接受程度相对增加。

1990年以后及未来（After 1990’s）：

1） 机械播种，管理，收获及资料收集，完全与农民实际操作过程相同：种业强化测试系统的结果是增加农民对新杂交种推出的满意程度。因为测试环境条件符合农民实际种植的环境条件。产量非常可能达到农民种植环境条件下的要求，以及在逆境异常环境条件下表现出产量的稳定性。填补空隙的杂交种不存在。减少错误推广的杂交种数量。简化仓储预估。可以推广的杂交种数量减少。杂交种寿命减少。遗传获得增加。因为在复杂环境测试条件下，可以充分显露优良遗传基因效果。加速改良玉米基因组成。种业将繁衍昌盛。因为种业可以适时推出农民需要的品种。

2） 强调杂交种在多环境，多年产量的稳定性：未来依然是强调测试地点间资料的准确性，减少对单一测试地点资料准确性的依赖。特别强调杂交种在无限环境表现的预测。广泛区域的测试观念，在经费许可条件下，将扩展至包括所有可能环境的测试。因此测试地点可以增加到数百个，数千个。每一测试地点只有一个重复，可以有效将测试种子分散在更多测试地点上面。强调环境变异，导致对同一测试地点的错期播种及不同密度种植。中国种子论坛bbs.cnseeds.com.cn 选拔可以代表各种不同生态环境的测试地点来测试杂交种的稳产特性及对逆境的耐受性。估计一个测试地点误差大小以及比较对照品种与某些杂交种成熟期差异大小。使用限制的完全逢机设计，就是依据杂交种性状表现及成熟期等，将类似的杂交种安排在一起比较。就是说，植株高度相同，成熟期相同的杂交种放在一起。测试地点的重复，使用错期播种，改变种植密度，改变肥料使用量，以及其他栽培或环境变化的方法来测试杂交种对不同环境的反应。

3） 资料可以整合及分开来分析：使用大型电脑存储，计算及分析资料。所有资料可以有效分离整合。因此所有测试地点资料可以有效整合在一起与对照品种产量比较，也可以做一对一的比较。就是任何一个杂交种在所有测试地点表现，与对照品种比较。可以得到环境变化对产量稳定性的影响。以及计算推广时所担负风险的大小等。

考虑杂交种所有可能面对的生育环境来决定测试地点。这些测试地点可以分级为优良，良好，可，差，及很差的测试环境。以获得最大的现在及未来预测的相关结果。强调从一个测试地点是否适合高产的考虑，改变为一个杂交种是否未来可能遇到这样不好的栽培环境。主效环境（非常可能发生的生育环境）应该比微效环境（比较不可能发生的生育环境）的取样及比重更大。所有测试地点资料都是整体资料的一部分。这些资料都代表可能发生的生育环境。因此保存所有资料。除非资料错误。加大测试地点之间资料的预测能力。比如在干旱条件下，平均减产30%等。单一测试地点的数字用于调整协方差。单一测试地点只代表无数环境中的一个环境表现。因此杂交种分析侧重在多点，多年产量测试表现综合结果。对相同生育期表现良好杂交种进行与商业化杂交种一对一的比较。中国种子论坛bbs.cnseeds.com.cn 以及与一群生育期相同商业化品种间的比较。依据环境变化情况，比如生育期长短，降雨量，温度，病虫害，以及肥料等，合理解释基因与环境互作的影响效果。

测试系统改为两个阶段，实验测试及条带测试。实验杂交种升级还是需要一定年限。任何一对杂交种的测试及条带测试都是在相同测试环境条件下进行。条带测试资料与产品表现资料可以整合在一起。使用3度空间图表，可以显示不同生育期杂交种未来表现的稳定性。以及遗传基因与环境的效果。（资料来源：布莱德里，尼托及特洛伊，农业生产月刊 1：34-38，1988）

私营测产服务公司（Private Testing Service Company）: 美国有一些小型测产公司，专门替小型种业测产。现在以“农民独立种子技术研究公司（FIRST 或Farmers Independent Research of Seed Technology）“为例，说明如下。FIRST在16个州设有测试点。这16州是德拉瓦，伊利诺，印第安纳，衣阿华，堪萨斯，马里兰，密西根，明尼苏达，密苏里，内布拉斯加，北达科达，俄亥俄，宾夕法尼亚，南达科达，维吉尼亚及威斯康辛州。主要测试玉米产量及农艺性状表现（包括抗病，抗虫，倒伏等）。杂交种成熟期差距在10天以内，放在一个成熟区测试。测试分早，中，晚熟组。将16个州划分为35个试验区域（Region）。每一个试验区域大约等于半个州的面积。每一个试验区域设6个测试地点（Location）。重复3次。这些测试地点模拟代表某一生育条件下的环境变化。可以比较有效测定环境变异对产量的影响效果。玉米带以西各州，测试6个不同成熟期玉米品种，分为85-94天，91到102天，95-106天，99-110天，105-114天，中国种子论坛bbs.cnseeds.com.cn 以及107到116天。玉米带以东各州，测试6个不同成熟期玉米品种，分为92-101天，96到108天，101-112天，105-114天，99-115天，以及107到116天。小型种业公司一般都是选育区域性或地方型品种。没有能力选育全国性的大品种。因此小型公司的产量测试，局限于特定生育条件的小环境。没有必要做全国性大规模产量测试。因为没有市场。

测试地点选择的条件是必需位于同一积温或生育带，生育环境具有显著差异，土质均匀，排水良好农地。所有测试材料都种植在同一地点，以降低产量的变异。使用CK代表对照种。比如先锋P3842 CK，就是对照。每一测试重复3次，6地点，4行区。行长45尺，行距30英寸。中国种子论坛bbs.cnseeds.com.cn 每行用种量100粒，4行400粒。6地点，3重复，需要7200粒种子。事实上需要提供8000粒种子。杂交种产量由中间两行决定。测定产量及含水量。产量是含水量15%籽粒的重量。农艺性状调查包括倒伏数量。计算45度角度倒伏及折断植株数量，包括根倒伏及秆倒伏。种植密度是直立植株数量乘1000。产值是玉米产量乘市场价格，减去烘干费用。将杂交种依据总收入多少排名。使用收入多少，选出前30名杂交种，然后再依据产量高低排名。确定杂交种在单一生育环境的高产特性，以及在所有测试地点所表现的稳产特性。并使用杂交种种植表现比较来决定取舍。私人测产公司的收费很贵。这个公司没有将收费标准列出，表示价格还有一定的谈判空间。表四是农民独立种子技术研究公司2014年DMNO组参试杂交种的基本资料。

中国种子论坛bbs.cnseeds.com.cn非常感谢M.T. Chang先生的贡献。

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