農(nóng)作物品種自主測試體系存在的問題與對策

楊興強

（襄陽正大農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司，湖北襄陽 441104）

品種是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基石，也是種業(yè)企業(yè)生存和發(fā)展的核心。建立規(guī)范化的自主品種測試體系是品種在市場上安全推廣的源頭[1-2]，也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能切實降低企業(yè)利益風(fēng)險，確保農(nóng)民大田種植安全，同時體現(xiàn)出農(nóng)作物經(jīng)營企業(yè)做大做強的基礎(chǔ)是否具備科學(xué)的承載力。

隨著國家對品種試驗和審定制度的穩(wěn)步放開，一系列的種業(yè)扶持政策使得具備全國育繁推一體化資質(zhì)的企業(yè)自主研發(fā)與測試體系步入發(fā)展的快車道，且自由度越來越大。引種備案制度的迅速實施、官方區(qū)域?qū)彾ㄔ囼?、企業(yè)自主綠色通道審定試驗、各種形式的聯(lián)合體[3]，加上非主要農(nóng)作物實施品種登記制度等，雖然具有寬松扶持性的品種經(jīng)營許可制度助力了企業(yè)的快速發(fā)展，但同時也大大增加了品種推廣的風(fēng)險，出現(xiàn)任何推廣種植的風(fēng)險問題都需要由企業(yè)來承擔(dān)后果。因此，建立規(guī)范化農(nóng)作物品種自主測試體系，就顯得尤為必要，不僅能有效篩選出優(yōu)良品種，還能規(guī)避種植風(fēng)險。

1 自主測試現(xiàn)狀分析

自主多點測試包含品種區(qū)域試驗測試和推廣前所做的農(nóng)藝性狀測試，是整個品種評價的主要環(huán)節(jié)，因其測試目的不同而有所區(qū)別，通常由各企業(yè)技術(shù)和研發(fā)部門合作開展。其中農(nóng)藝性狀測試是品種推廣前的最后一步試驗，通常不納入多點區(qū)域試驗工作內(nèi)容，但其作用是掌握主推品種更細致的區(qū)域表現(xiàn)和進行配套栽培技術(shù)管理的展示示范，可在依托縣級種植大戶和經(jīng)銷商的基礎(chǔ)上，得到最貼近市場的反饋信息和完成更精準的市場投放，這項工作一般由各企業(yè)內(nèi)部專業(yè)的技術(shù)測試部門 負責(zé)。

科研系統(tǒng)則主抓品種從篩選試驗到完成生產(chǎn)試驗的品種區(qū)域試驗測試工作，相比較農(nóng)藝性狀測試，品種區(qū)域試驗測試的品種數(shù)量多、范圍廣、要求高，但從近幾年看到的情況是各企業(yè)普遍存在試驗區(qū)域相對模糊和測試點少的問題，而生產(chǎn)試驗作為區(qū)域試驗的最后一個環(huán)節(jié)，是為獲得最合適的推廣區(qū)域和確保最安全的種植區(qū)域，其功能定位與農(nóng)藝性狀測試十分相似。

嚴格控制環(huán)境型影響因子，篩選特定基因型，獲得最優(yōu)性狀表現(xiàn)型品種是區(qū)域測試的最終目的。影響品種表現(xiàn)的因素依次為年份>試點>測試人>密度>播種期>試點內(nèi)區(qū)組>小區(qū)重復(fù)，目前區(qū)域試驗?zāi)攴菰跓o大環(huán)境數(shù)據(jù)的預(yù)測下，基本上不會進行調(diào)整，在未建立生態(tài)環(huán)境預(yù)測前都是按照既定的育繁推流程依次進行。試驗環(huán)節(jié)中試驗點布局、測試隊伍以及測試后的數(shù)據(jù)采集分析建設(shè)是目前的主要薄弱環(huán)節(jié)。

2 自主測試存在問題

2.1 自主測試點數(shù)和布局缺乏合理論證目前各企業(yè)自主測試區(qū)域試驗點數(shù)量參考國家區(qū)域試驗點數(shù)量要求，但是隨著氣候變化、積溫帶北移等，試點數(shù)量確定和布局依舊沒有量化標準，隨意性較強。

大田布點自主測試采用嚴格的小區(qū)技術(shù)，試驗精度較高，品種在試點內(nèi)的評價結(jié)果較為可靠。但是，多點環(huán)境測試僅是整個區(qū)域無限目標推廣環(huán)境下的有限樣本，若測試樣本量即試驗點數(shù)不足、布點環(huán)境無代表性以及測試不充分，那么由測試樣本特征估計的品種總體特征將缺乏可靠性，而現(xiàn)階段品種多點環(huán)境測試缺乏試驗點數(shù)、布局和測試充分程度的分析方法。另外，品種推廣中表現(xiàn)“失?！蓖怯赡骋豁椫旅鼓嫘匀毕輰?dǎo)致大幅減產(chǎn)甚至絕收，但由于測試工作的基礎(chǔ)性和延續(xù)性原因，各育繁推企業(yè)乃至國家級審定測試絕大多數(shù)測試點環(huán)境條件普遍“溫和”，遭遇嚴酷測試的概率偏低，難以獲得可靠的品種抗逆性評價。隨著綠色通道規(guī)模的擴大和管理部門對品種試驗自由度的放寬，由于缺乏測試環(huán)境量化選擇與空間布局的系統(tǒng)研究方法、技術(shù)和工具等，導(dǎo)致品種測試結(jié)果缺乏代表性將是制約種業(yè)企業(yè)發(fā)展的最大障礙。

2.2 測試點不穩(wěn)定、業(yè)務(wù)水平不統(tǒng)一、部分試驗承擔(dān)單位積極性不高目前國內(nèi)測試點自建相對充足的共3 家公司：中化集團聯(lián)合依托旗下公司育種站和測試站建立了數(shù)量較為充足且穩(wěn)定的水稻、玉米區(qū)試試驗點，其中玉米依托黑龍江、長春、遼寧、山東、河北涿州、河南鄭州等育種試驗站布局近150 個試驗點，長江流域水稻試驗點120 個；華智水稻在南方稻區(qū)建立了近百個水稻測試點；中科玉科企聯(lián)合體依托成員單位建立約300 個玉米測試點。相比自建試驗點，聯(lián)合體與地方單位建立合作協(xié)議雖資源投入小，成本較少，但是存在著試驗穩(wěn)定性及可持續(xù)性差，通常難以建立長時間合作關(guān)系的問題；另外不穩(wěn)定的測試點意味著缺乏穩(wěn)定可持續(xù)的測試隊伍，隨著物價水平的上漲，不同地域測試費用支出標準也難以統(tǒng)一，各測試點承試能力及試驗?zāi)芰λ揭矃⒉畈积R。因此，大多數(shù)企業(yè)在綠色通道測試自主管理的工作基本上呈現(xiàn)出合作協(xié)議一年一簽，每年“按圖索驥”式尋找合適的試驗點，試驗點關(guān)系維護耗時耗力，占用了較大的工作精力。

2.3 自主測試環(huán)節(jié)與市場推廣脫節(jié)品種市場推廣的決定除了育種及審定部門、試驗管理人員，還有種植者。專業(yè)化的品種自主測試工作確需由專業(yè)測試人員完成，同時將具有市場推廣價值的優(yōu)良品種的測試過程及結(jié)果直觀地展現(xiàn)給種植戶，讓種植戶最大限度了解推廣品種的優(yōu)勢、特征特性和栽培技術(shù)，是將有限的試驗經(jīng)費實現(xiàn)價值最大化的重要途徑，也是完成育繁推、實現(xiàn)品種商業(yè)化價值的重要一步。但是，目前并不普及的農(nóng)藝性狀測試、品種展示示范與區(qū)試環(huán)節(jié)分離是自主測試環(huán)節(jié)與市場推廣脫節(jié)問題存在的主要原因。

2.4 自主測試的數(shù)據(jù)處理亟需智能化目前各企業(yè)自主品種測試數(shù)據(jù)的采集多為試驗人員利用Excel 統(tǒng)計田間采集的數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)集，缺乏專用統(tǒng)計分析軟件匯總分析和挖掘利用。而軟件工具是對分析方法的科學(xué)實現(xiàn)，目前的統(tǒng)計軟件，一是難以進行跨年跨區(qū)組試驗數(shù)據(jù)的持續(xù)綜合分析；二是自主測試數(shù)據(jù)存在較多的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，而現(xiàn)有軟件幾乎沒有問題數(shù)據(jù)的校驗功能，如需校驗則需要做大量的人工查錯工作；三是分析結(jié)果的展示不夠感性，往往是直接將某種統(tǒng)計方法的結(jié)果輸出，可讀性差，大大限制了其接受群體；四是軟件基本只對文本數(shù)據(jù)進行管理，缺少對試驗照片的有效管理和分析，而直觀的照片信息現(xiàn)已成為重要決策依據(jù)。針對直接管理者和種植用戶，品種完成測試后以友好的數(shù)據(jù)分析結(jié)果和可視化的圖片呈現(xiàn)更為直觀有效。

3 對策

品種自主測試體系建立的主要目標是篩選出高產(chǎn)、多抗、廣適的優(yōu)質(zhì)新品種，并預(yù)測品種未來推廣表現(xiàn)，是否將品種農(nóng)藝性狀自主測試試驗和區(qū)試進行融合需要更明確的頂層設(shè)計和規(guī)劃，在此之前需要完善自主測試的各環(huán)節(jié)建設(shè)，其測試體系設(shè)計與測試結(jié)果分析包括4 個層次。

3.1 測試生態(tài)區(qū)組層次建立環(huán)境數(shù)據(jù)預(yù)測分析方法，預(yù)測環(huán)境變化，建立不可控條件下的多點生態(tài)環(huán)境測試育種站和核心測試站。以襄陽正大農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司玉米科研為例，在東北春玉米區(qū)建立1個綜合育種站（長春），配套黑龍江、遼寧、蒙西3 個省級核心測試站；在西北春玉米區(qū)建立1 個綜合育種站（平?jīng)觯涮钻兾?、新疆、寧? 個省級核心測試站；在黃淮海玉米區(qū)建立1 個綜合育種站（河南），配套河北、山東、安徽3 個省級核心測試站；華中地區(qū)依托已建成的武漢育種站，在長江流域配套建設(shè)江蘇省級核心測試站；在西南玉米區(qū)依托西雙版納研究中心，再配套完善廣西、四川2 個省級核心測試站。兩級梯隊管理模式，育種站帶動省級核心測試站，核心測試站負責(zé)篩選聯(lián)系建立市、縣級生態(tài)亞區(qū)多環(huán)境測試點，每個核心測試站直接管理至少5～10個多環(huán)境測試點，依據(jù)生態(tài)區(qū)和適宜種植區(qū)進行品種綜合性狀與優(yōu)劣勢分析。

3.2 建立科學(xué)的測試點層次根據(jù)生態(tài)環(huán)境的特點，建立漏斗式自主試驗點和品種測試模式，明確一級篩選試驗、二級區(qū)域試驗和三級生產(chǎn)試驗的功能，實施分段管理。一級篩選試驗以核心育種站為功能主體；二級區(qū)域試驗由核心測試站負責(zé)，以生育期、產(chǎn)量、性狀適應(yīng)性等主要指標開展多點測試，配套一支專業(yè)測試隊伍；三級生產(chǎn)試驗主要以產(chǎn)量為主要指標，聯(lián)合種植大戶和經(jīng)銷商，開展聯(lián)合展示示范并測產(chǎn)，生產(chǎn)試驗點數(shù)量設(shè)置要有目的性，在目標推廣地區(qū)靈活設(shè)置，在展示示范有效帶動推廣的同時，獲得生產(chǎn)試驗的結(jié)果。

3.3 自主測試后的處理層次自主測試的品種數(shù)據(jù)是試驗結(jié)果的唯一產(chǎn)出物，在沒有科學(xué)分析硬件的情況下，建議可委托專業(yè)數(shù)據(jù)分析機構(gòu)合作開發(fā)數(shù)據(jù)自動采集、傳輸、可視化輸出的試驗軟件，是科學(xué)高效大幅度提高測試能力的重要環(huán)節(jié)。自主測試中對試驗軟件大數(shù)據(jù)的運用帶來3 個顛覆性觀念轉(zhuǎn)變：（1）它是全部數(shù)據(jù)，而不是隨機采樣。我們可以分析更多的數(shù)據(jù)，有時候甚至可以處理和某個特別現(xiàn)象相關(guān)性狀的所有數(shù)據(jù)，而不再依賴于隨機采樣。（2）它是大體方向，而不是精確制導(dǎo)。（3）它具有混雜性。隨著規(guī)模數(shù)據(jù)樣本的擴大，會提示出品種測試數(shù)據(jù)依然達不到大數(shù)據(jù)的分析標準，但是它與大數(shù)據(jù)存在許多相似性，可以利用研究大數(shù)據(jù)的方法來研究品種測試數(shù)據(jù)，并作出科學(xué)的分析結(jié)論。

3.4 積極拓展品種自主評價技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新當(dāng)前的自主品種測試多以概率論和數(shù)理統(tǒng)計為理論基礎(chǔ)，以田間試驗和統(tǒng)計方法為技術(shù)支撐。它的應(yīng)用是建立在試驗規(guī)模較小且環(huán)境變量能夠有效控制的前提下，隨著試驗規(guī)模的擴大和試驗點次的增多，對試驗環(huán)境的強有力控制明顯是不可能的；普遍采用的隨機區(qū)組試驗不能滿足規(guī)?；男枰樯钊胪诰蛟囼灁?shù)據(jù)的有效信息，更加科學(xué)地評價品種，有必要建立一個計算機網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，通過整合品種測試數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟數(shù)據(jù)等，實現(xiàn)品種評價、適應(yīng)性擬合、病蟲害預(yù)測、銷售手段優(yōu)選等功能，這樣才能建立科學(xué)的農(nóng)作物品種評價系統(tǒng)。

3.4.1 建立自主評價系統(tǒng)的主要組成要素農(nóng)作物品種自主評價系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)模塊、分析模塊、數(shù)學(xué)模型和輸出模塊構(gòu)成，各模塊再由許多子模塊構(gòu)成。原始數(shù)據(jù)經(jīng)過整理、校對后進入數(shù)據(jù)模塊；通過分析模塊分析后生成初步結(jié)果；數(shù)學(xué)模型是整個系統(tǒng)的核心，它由數(shù)據(jù)和初步結(jié)果歸納分析而來，而且它不是固定不變的，每個生長周期新充實的數(shù)據(jù)都會不斷修正數(shù)據(jù)模型?；A(chǔ)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)模型的處理后由輸出模塊生成各種綜合報告。

3.4.2 農(nóng)作物測試自主評價系統(tǒng)的創(chuàng)新優(yōu)勢自主評價系統(tǒng)中對于數(shù)據(jù)“挖掘與利用”的創(chuàng)新優(yōu)勢是在原有基礎(chǔ)上更加深入地探究數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，從中挖掘出不易直觀發(fā)現(xiàn)的信息。由評價系統(tǒng)出具的各項報告或評估結(jié)果并不是孤立的，而是彼此相關(guān)的。它實際上是以品種測試作為切入點來審視品種全開發(fā)鏈的主要環(huán)節(jié)，充分挖掘品種的經(jīng)濟價值，以期達到開發(fā)階段的風(fēng)險最小化和利潤最大化。它的現(xiàn)實意義在于能夠科學(xué)的再現(xiàn)品種、定位品種，客觀的對測試體系自身進行評價；為市場開發(fā)戰(zhàn)略的制定、配套技術(shù)服務(wù)的研制、測試體系的升級提供可靠的參考依據(jù)。

農(nóng)作物品種測試中對于自主評價系統(tǒng)工具的運用具有誘人的技術(shù)前景，能夠給農(nóng)作物育種、市場開發(fā)、栽培技術(shù)推廣提供強有力的技術(shù)支撐，而且它實現(xiàn)的技術(shù)瓶頸很少，比較容易解決。品種審定制度放開以前，統(tǒng)一試驗之外的測試體系很少，種子經(jīng)營企業(yè)基本上不需要考慮到這個問題。目前自主測試體系正隨著大數(shù)據(jù)開發(fā)系統(tǒng)工具的運用而蓬勃發(fā)展，由于種子產(chǎn)業(yè)正處于轉(zhuǎn)型期，能否建立一套科學(xué)的運用系統(tǒng)必然成為農(nóng)作物種子經(jīng)營企業(yè)長遠發(fā)展需要考慮的重要著力點。

4 結(jié)論

建設(shè)農(nóng)作物品種科學(xué)規(guī)范的自主測試與評價系統(tǒng)，是幫助農(nóng)作物經(jīng)營企業(yè)更好地選擇和推廣深受市場歡迎和適應(yīng)不同社會需求的農(nóng)作物品種，為糧食豐產(chǎn)增收奠定科學(xué)基礎(chǔ)，同時更好地促進品種優(yōu)勢性狀的改良與選擇，在中國種業(yè)發(fā)展的道路上邁出更加堅實的一步。