《试验基础知识》PPT课件.ppt

第二章 试验设计的基本知识 第一节试验设计的几个基本概念 一、 指标 ：在试验设计中把判断试验效果好坏 的标准称为试验指标。 1、径流量或径流模数、侵蚀量和侵蚀模 数； 2、成活率、生长量、生物量、蓄积量； 3、单株产量、单位面积产量； 4、温度、湿度、风速、土壤水分、土壤肥 力等。 二、 试验因素 ：指可能影响试验指标的条件。 1、影响土壤侵蚀的因素：降雨量、雨强；地 形、坡度、坡长；耕作方式；植被类型 等。 2、影响苗木产量的因素：施肥量、灌水量、 种植密度等。 3、影响幼树成活生长的因素：树种特性（抗 旱性、耐涝性、喜光性、耐荫性、速生性 等）；苗木质量（根系、地径、树高）； 立地条件（土壤水分、土壤养分等）。 三、 处理与水平 ： 1、在单因素试验中，将因素分成不同的等 级，称为处理或水平。 如研究同一立地条件上不同树种的造林造 林技术时，树种为处理或水平。 2、在双因素或多因素试验中，各因素的不同 等级，称为水平；各水平的组合，称为处 理组合（简称处理）。 如苗圃水肥调控试验，灌水因素有 A1和 A2 两个水平，施肥因素有 B1和 B2 两个水平。 处理组合为 A1 B1、 A1 B2、 A2 B1和 A2B2 。 。 四、试验的基本要求 1、明确试验目的，选择试验对象； 2、确定试验因素和水平； 3、采用适宜的试验设计方法布设试验； 4、对试验指标进行测定和记录； 5、汇总和整理数据，用 SPSS软件对数据进 行统计分析； 6、得出试验结果，并对其进行分析和评价。 。 第二节试验误差及其控制 一、试验误差：按照误差产生的原因及性质，可分 为系统误差和随机误差。 1、系统误差 也称片面误差，指试验处理以外 的其它条件明显不一致所造成的误差。 它是由于试验的初始条件相差较大，立地条件 不同 ，苗木参差不齐、修剪、施肥、灌水、松 土锄草不一致，测量的仪器不准 、 标准试剂未 经校正，以及观测、记载、抄录、计算中的错 误所引起。系统误差影响试验的准确性。 2、 随机误差：指通过控制，使 试验条件相对一 致后不能消除的误差。 它是由许多无法控制的内在和外在的偶然因素 所造成 。随机误差带有偶然性质，在试验中， 即使十分小心也难以消除。随机误差影响试验的 精确性。如苗木大小、土壤肥力、水分不均匀性， 试验小区的微小差异，病虫害的影响等。这种误 差有时大，有时小，有时正，有时负，方向不定。 当测量次数足够多时，随机误差完全符合统计 规律，误差的大小和正负是由概率决定的。 二、误差来源 1、 试验材料固有的差异 试验中所采用的试验材料，在遗传和生长 发育等方面存在的差异，如试验材料基因、 种子大小或苗木大小的差异等等。 2、 管理和操作不一致所引起的差异 试验过程中整地、种子处理、播种、间苗、 施肥、灌水、起苗、栽植、松土除草、修 枝不一致所造成的差异；观测时间和仪器 操作不一致所造成的误差。 3、外界条件的差异 试验地土壤结构、质地、理化性质及 肥力的差异，地势高低起伏，生物群落 不同；病虫害不同，人畜践踏，风雨影 响等的试验误差。这些误差较难控制。 因此，要选择合适的试验地，并采用适 宜的试验设计和精确的小区技术，使误 差减少到最小程度。 三 、 控制误差的途径 1、 选择均匀一致的试验材料，控制试验材料 误差 树木是多年生的木本植物，繁殖方法不同，如 种子繁殖和营养繁殖，种子繁殖的苗木变异很 大，扦插、嫁接繁殖因插穗、砧木及接穗的差 异，必然引起植株的差异，加之多年环境（气 候、土壤等）差异的积累，试验材料差异很大。 因此，造林试验应选择同一年龄、同一繁殖方 法、生长健壮、整齐一致的苗木作为试验材料， 控制试验材料误差。 2、 选择有代表性的试验地，控制外界环境 条件 不一致引起的差异 （ 1）选择有代表性的试验地 试验地的自然条件因具有典型性，能代表该地区 的气候、地势、土壤等方面。 山区试验地要考虑地形、坡向、坡度、海拔及土 壤水分、温度等因子，尽可能选环境条件一致的 试验地。 （ 2）试验地不要太靠近大的建筑物、公路、铁 路、水塘等，以免受遮荫、人畜践踏和积水的影 响 。 4、选择适宜的试验设计方法控制误差 （ 1）调查分析试验地的环境影响因子， 从中找出差异较大的主导因子。 （ 2）根据主导因子的差异，选择适宜 的 试验设计方法对误差进行控制 。 3、改进管理和操作技术控制误差 （ 1）管理的质量和数量要一致。 （ 2）技术操作要一致。 第四节 试验设计的原则与小区、区组设置技术 一、 试验设计的原则 （一） 重复 （ replication) 指在一个试验中每个处 理出现的次数或同一处理安排的小区数。其作用 为： 1、估算试验误差： 如果两个处理各有一个重复，则二者之间的差异只有一个 数值，无法判断这一差异是由两处理本身产生的，还是由 试验误差的。 如果每个处理设置两个或两个以上的重复， 则可以断定同一处理间的差异是由不易控制的试 验误差 引起的。因此，试验重复可以估算误差。 2、 降低试验误差，提高试验的精确性 平均 数标准误 Sx = S/ n，即误差的大小与重复 次数的平方根成反比，重复次数多误差小。通 过增加重复次数，增大自由度，可降低显著性 水平 的临界值，从而易反映处理间的差异。 所以，重复能提高试验的精确性 。 3、 扩大试验的代表性 只有增加重复才能得到代表性较大的试验结果， 为示范和推广提供科学依据。 一般来说，苗圃试验设 5-10个重复，造林试验 占地面积大，可设 10-20个重复。 （二） 随机排列： 指处理的重复或小区排 列次序的随机化。 在统计分析中，如果从总体中随机抽取样本，对 每个样本随机地施以不同的处理，或把各个处理 随机地安排在试验小区上，就满足了观测值及误 差的独立分布，使差异显著性检验有效，这就是 随机排列的作用。 如果用随机排列和重复相结合，就能提供无偏 的试验误差估计值。随机排列可用抽签法和随 机数字表进行。 （三） 局部控制 指在试验地内分段控制非处理 因素的差异，使各种非处理因素的影响趋于一致， 致从而减少试验误差，提高试验的精确性。 重复虽能降低误差，但由于重复的增加，试验面 积增大，某一主要影响因素，如土壤水分或肥力 的差异随之增大，这样，即使增加重复次数，也 不会有效地降低误差。 因此，造林时可将试验地（土壤水分的高低 ） 按重复次数划分为几个区组，使同一区组内的土 壤水分基本相同，区组之间差异较大。这就要采 用局部控制的原则。 二、试验小区、重复和区组的设置技术 （一） 试验小区 ：在试验中，安排一个处理的小块 地段称为小区。 1、小区的大小 适当的增加小区面积会减少误差，当小区面积增 加到一定程度后，试验误差的降低就不明显。对 于一块一定面积的试验地而言，增大小区面积势 必减少重复次数，从而降低试验的精确性。因此， 小区面积应按试验的性质和要求、试验材料和试 验地环境条件等进行确定。 一般来说，造林试验小区面积为 1-2亩，生产试验 小区面积可扩大到 5亩以上。 2、小区的形状和方向 (1) 形状 : 一般为长方形和正方形。在通常情况 下，长方形小区的试验误差比正方形小。 (2)方向： 在坡地，小区的方向应与坡面上下方向平行；风 大的地区，小区的方向应与主风向平行。设计时 作到小区与小区之间的条件一致，可降低误差， 提高试验的精确性。就林木而言，小区的株数为： 乔木 4 20株，灌木 20 40株，苗圃苗木 50 100 株。果树研究也可用单株小区。 小区的排列按随机法进行排列。 (二）重复次数 重复次数应按精确度的要求、试验地的立地条件、小区的 大小等具体条件而定，当精确度要求高、立 地条件差异 大、小区面积较小时，重复次数应增多，否则可少些。对 造林试验而言，一般设 置 5 10个重复。 （三）设置对照区 试验研究中，常把对照作为与处理比较的标准。目的是： 有利于观察比较和衡量处理的优劣；估计和矫正试验地土 壤的好坏。 设置对照的方式为随机排列设置 。 （五）设置保护行 1、试验地周围设置保护行，其宽度与小区相当或 稍宽。 2、区组两侧或周围（分散区组）设置保护行。 （四）区组的设置 不同处理的每一个小区组成一个区组。因试验立 地条件的差异，区组可设置一排、两排、多排或 分散排列。其原则为同一区组内立地条件应尽可 能一致，不同区组之间可存在较大差异。