生物统计第一章田间试验课件

大家好大家好1第一章第一章 田间试验田间试验2 2科科 学学 试试 验验科学试验的首要任务在于解决生产科学试验的首要任务在于解决生产或实践中或实践中需要解决的问题。需要解决的问题。田间试验田间试验实验室试验实验室试验3 3当前玉米生产的一个主要问题是机械化收获的问题，当前玉米生产的一个主要问题是机械化收获的问题，围绕这个问题的解决，育种目标就要做相应的调整。围绕这个问题的解决，育种目标就要做相应的调整。抗倒，茎秆坚韧；抗倒，茎秆坚韧；籽粒含水量，影响机收籽粒的破碎率；籽粒含水量，影响机收籽粒的破碎率；穗位高度要尽可能的一致；穗位高度要尽可能的一致；果穗苞叶不能太紧；果穗苞叶不能太紧；4 4科学研究科学研究科学试验科学试验一种新型一种新型肥料肥料的的使用效果使用效果如何如何？一种新型一种新型施肥方法施肥方法的使用效果？的使用效果？新产品新产品优越性优越性5 5n在解决农业生产实际问题而进行的科学研在解决农业生产实际问题而进行的科学研究中，田间试验占有重要的和不可替代的究中，田间试验占有重要的和不可替代的地位。地位。n田间试验是大面积推广农业科技成果的准田间试验是大面积推广农业科技成果的准备阶段，是农业科学试验的重要形式。备阶段，是农业科学试验的重要形式。6 6l田间试验概述田间试验概述 l田间试验的误差及其控制田间试验的误差及其控制l田间试验方案田间试验方案l常用的田间试验设计方法常用的田间试验设计方法l田间试验的实施步骤（自学）田间试验的实施步骤（自学）l田间试验的抽样方法（自学）田间试验的抽样方法（自学）本 章 主 要 内 容7 7实验 与 试验【实验实验】为了检验某种科学理论或假设而进行某种为了检验某种科学理论或假设而进行某种操作或从事某种活动。操作或从事某种活动。【试验试验】为了察看某事的结果或某物的性能而从事】为了察看某事的结果或某物的性能而从事某种活动。某种活动。试验：是对已经成型产品进行性能测试；试验：是对已经成型产品进行性能测试；对已知产品或对已知产品或成果的验证。成果的验证。实验：是指对某项理论或者设计进行局部的深入分析；实验：是指对某项理论或者设计进行局部的深入分析；对未知世界的探索。对未知世界的探索。8 89 9一、田间试验的意义、任务与要求一、田间试验的意义、任务与要求（一）田间试验的意义与特点（一）田间试验的意义与特点 田间试验（田间试验（field experimentfield experiment）是指在田间是指在田间土壤、自然气候等环境条件下栽培作物，并土壤、自然气候等环境条件下栽培作物，并进行与作物有关的各种科学研究的试验。进行与作物有关的各种科学研究的试验。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 1010 （二）田间试验的任务（二）田间试验的任务 田间试验的根本任务田间试验的根本任务是在自然或田间条件是在自然或田间条件下选育和鉴定新的作物品种和改进农业生产技下选育和鉴定新的作物品种和改进农业生产技术；客观地评定优良品种及其适应区城；研究术；客观地评定优良品种及其适应区城；研究各项增产技术措施及其应用范围，使科研成果各项增产技术措施及其应用范围，使科研成果能够合理地应用和推广，尽快转化为生产力，能够合理地应用和推广，尽快转化为生产力，发挥其在农业生产上的作用。发挥其在农业生产上的作用。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 1111田间试验主要特点：田间试验主要特点：试验的复杂性试验的复杂性 试验的地区性试验的地区性 试验周期长，具有季节性试验周期长，具有季节性 田间试验普遍存在试验误差。田间试验普遍存在试验误差。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 通常以作物生长发育的反应作为试验指通常以作物生长发育的反应作为试验指标研究其生长发育规律、探索其高产栽标研究其生长发育规律、探索其高产栽培技术或条件的效果培技术或条件的效果。农业生产的最大特点之一是地区性很强。任何农业生产的最大特点之一是地区性很强。任何品种、栽培技术、病虫害防治措施等，都会因品种、栽培技术、病虫害防治措施等，都会因时间、地点和条件的不同而表现出不同效果时间、地点和条件的不同而表现出不同效果。由于作物生长发育受气候条由于作物生长发育受气候条件的影响和限制，所以田间件的影响和限制，所以田间试验的季节性也很强。试验的季节性也很强。1212（三）田间试验的要求（三）田间试验的要求 u试验目的要明确试验目的要明确；u试验要有代表性和先进性试验要有代表性和先进性；u试验结果要正确可靠试验结果要正确可靠；u试验结果要具有重演性试验结果要具有重演性。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 1313 在进行田间试验的过程中，必须严格控在进行田间试验的过程中，必须严格控制试验条件，尽可能减少试验误差，要努力制试验条件，尽可能减少试验误差，要努力提高试验的提高试验的准确性准确性和和精确性精确性，使试验结果正，使试验结果正确、可靠。确、可靠。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 准确性准确性 也叫准确度，指在试验中某一也叫准确度，指在试验中某一试验指标或性状的观测值与其真值接近的程试验指标或性状的观测值与其真值接近的程度。度。1414 精确性精确性 也叫精确度也叫精确度，指试验中同一试验，指试验中同一试验指标或性状的重复观测值彼此接近的程度。指标或性状的重复观测值彼此接近的程度。试验的试验的准确性、精确性合称为准确性、精确性合称为正确性正确性。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 A B C1515 试验结果的重演性试验结果的重演性：试验结果的重演性是指在相同的条件下试验结果的重演性是指在相同的条件下再次进行同一试验，应能获得与原试验再次进行同一试验，应能获得与原试验相同的结果。只有试验结果符合客观规相同的结果。只有试验结果符合客观规律、能够重演，才有推广应用价值。律、能够重演，才有推广应用价值。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 1616 二、田间试验常用术语二、田间试验常用术语 （一）试验指标（一）试验指标(experimental index)(experimental index)用来衡量试验结果的好坏或处理效应用来衡量试验结果的好坏或处理效应用来衡量试验结果的好坏或处理效应用来衡量试验结果的好坏或处理效应 的的的的高低、在试验中具体测定的性状或观测的项目高低、在试验中具体测定的性状或观测的项目高低、在试验中具体测定的性状或观测的项目高低、在试验中具体测定的性状或观测的项目称为称为称为称为试验指标试验指标试验指标试验指标。农业试验中许多数量性状和质。农业试验中许多数量性状和质。农业试验中许多数量性状和质。农业试验中许多数量性状和质量性状都可以作为试验指标。量性状都可以作为试验指标。量性状都可以作为试验指标。量性状都可以作为试验指标。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 1717 产量是农业生产试验中最常用的试验指标。产量是农业生产试验中最常用的试验指标。1818（二）试验因素（二）试验因素(experimentalfactor)(experimentalfactor)指试验中能够改变，并能引起试验指标发生变指试验中能够改变，并能引起试验指标发生变指试验中能够改变，并能引起试验指标发生变指试验中能够改变，并能引起试验指标发生变化，而且在试验中需要加以考察的各种条件。试化，而且在试验中需要加以考察的各种条件。试化，而且在试验中需要加以考察的各种条件。试化，而且在试验中需要加以考察的各种条件。试验因素常用大写字母验因素常用大写字母验因素常用大写字母验因素常用大写字母AA、BB、C C、等表示。等表示。等表示。等表示。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 l8个不同玉米品种的产量比较试验；个不同玉米品种的产量比较试验；l川单川单14玉米品种的种植密度试验（产量）；玉米品种的种植密度试验（产量）；l川单川单14的施肥试验（产量）；的施肥试验（产量）；l川单川单14不同种植密度和不同施肥方案（产量）；不同种植密度和不同施肥方案（产量）；1919u单因素试验：试验中只研究某一个因素的处理效应。单因素试验：试验中只研究某一个因素的处理效应。单因素试验：试验中只研究某一个因素的处理效应。单因素试验：试验中只研究某一个因素的处理效应。u多因素试验：试验中同时研究两个或两个以上试验多因素试验：试验中同时研究两个或两个以上试验多因素试验：试验中同时研究两个或两个以上试验多因素试验：试验中同时研究两个或两个以上试验 因素的效应。因素的效应。因素的效应。因素的效应。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 l5个不同玉米品种的产量比较试验；个不同玉米品种的产量比较试验；l川单川单14不同播期（不同播期（3个播期）和不同密度试验（个播期）和不同密度试验（4个密度）个密度）（产量）；（产量）；2020（三）水平（factorlevel）对试验因素所设定的量的不同级别或质的不同状态称为因对试验因素所设定的量的不同级别或质的不同状态称为因素的水平，简称水平。素的水平，简称水平。试验因素的水平用代表该因素的字母添加数字下标来表示。试验因素的水平用代表该因素的字母添加数字下标来表示。如如 A1、A2、，B1、B2、，等。，等。l5个不同玉米品种的产量比较试验；个不同玉米品种的产量比较试验；l川单川单14玉米品种的玉米品种的4种种植密度试验（产量）；种种植密度试验（产量）；2121（四）试验处理（四）试验处理（experimentaltreatmentexperimentaltreatment）试验中具体的比较项目叫试验中具体的比较项目叫试验处理试验处理(处理处理)。川单川单14不同播期（不同播期（3个播期）和不同密度个播期）和不同密度试验（试验（4个密度）（个密度）（产量产量）；）；2222u单因素试验时，试验因素的一个水平就是一个处理。单因素试验时，试验因素的一个水平就是一个处理。单因素试验时，试验因素的一个水平就是一个处理。单因素试验时，试验因素的一个水平就是一个处理。u在多因素试验时，试验因素的一个水平组合就是一在多因素试验时，试验因素的一个水平组合就是一在多因素试验时，试验因素的一个水平组合就是一在多因素试验时，试验因素的一个水平组合就是一 个处理。个处理。个处理。个处理。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 l5个不同玉米品种的产量比较试验；个不同玉米品种的产量比较试验；l川单川单14不同播期（不同播期（3个播期）和不同密度试验（个播期）和不同密度试验（4个密度）个密度）（产量）；（产量）；2323（五）试验小区（experimentialplot）安排一个试验处理的小块地段称为试验小区，简称小区安排一个试验处理的小块地段称为试验小区，简称小区。2424下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 是指施加试验处理的材料单位，也称试验单元。可是指施加试验处理的材料单位，也称试验单元。可以是一个试验小区，也可以是一盆植物、一株植物、以是一个试验小区，也可以是一盆植物、一株植物、一片叶子、一个果穗等。一片叶子、一个果穗等。（六）试验单位（六）试验单位 （experimential unit）2525（七）总体（population）根据试验研究目的确定的研究对象的全体称为总体，根据试验研究目的确定的研究对象的全体称为总体，其中的一个研究单位称为个体其中的一个研究单位称为个体 。有限总体有限总体(finite population)包含有限个个体的总体称为有限总体。包含有限个个体的总体称为有限总体。无限总体无限总体(infinite population)包含无穷多个个体的总体称为无限总体；包含无穷多个个体的总体称为无限总体；例如：某批玉米种子的发芽率？长虹电视的使用寿命？2626下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张（八）样本（sample）从总体中抽取的一部分供观察测定的个体组成的集合，从总体中抽取的一部分供观察测定的个体组成的集合，称为样本。称为样本。例如：一批灯泡的使用寿命。例如：测定某玉米品种不同保存年限的种子的发芽率。2727 下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张（九）样本容量（samplesize）样本所包含的个体数目称为样本容量，常记为样本所包含的个体数目称为样本容量，常记为n。农业或生物学研究中：农业或生物学研究中：将样本容量将样本容量 n 30 的样本称为大样本的样本称为大样本；将样本容量将样本容量 n 30 的样本称为小样本。的样本称为小样本。社会学研究中所说的样本容量应该更大社会学研究中所说的样本容量应该更大2828n由样本特征来推断其总体性质是统由样本特征来推断其总体性质是统计分析的基本手段。计分析的基本手段。n从总体中采用随机方法抽取的样本从总体中采用随机方法抽取的样本称为称为随机样本随机样本。n随机样本具有较好的代表性。随机样本具有较好的代表性。2929（十）观测值（observation）对样本中各个体的某种性状、特性加以考察，对样本中各个体的某种性状、特性加以考察，如称量、度量、计数或分析化验所得的结果称如称量、度量、计数或分析化验所得的结果称为观测值。为观测值。观测值是试验指标的调查结果。观测值是试验指标的调查结果。调查调查20个主推玉米品种的穗行数；个主推玉米品种的穗行数；调查调查15个主推水稻品种的分蘖数；个主推水稻品种的分蘖数；调查某试验田有效磷的含量；调查某试验田有效磷的含量；3030 试验试验试验试验因素内不同水平对试验指标所起的因素内不同水平对试验指标所起的因素内不同水平对试验指标所起的因素内不同水平对试验指标所起的增加或减少的作用增加或减少的作用增加或减少的作用增加或减少的作用。（十一）试验效应（十一）试验效应【例如例如例如例如】对某水稻品种进行施肥试验，对某水稻品种进行施肥试验，对某水稻品种进行施肥试验，对某水稻品种进行施肥试验，每亩施氮每亩施氮每亩施氮每亩施氮10kg10kg10kg10kg，亩产量为，亩产量为，亩产量为，亩产量为350kg350kg350kg350kg，每亩施氮每亩施氮每亩施氮每亩施氮15kg15kg15kg15kg，亩产量为，亩产量为，亩产量为，亩产量为450kg450kg450kg450kg。则在每亩施氮则在每亩施氮则在每亩施氮则在每亩施氮10kg10kg10kg10kg的基础上增施的基础上增施的基础上增施的基础上增施5kg5kg5kg5kg的效的效的效的效应即为应即为应即为应即为450450450450350350350350100kg/100kg/100kg/100kg/亩。亩。亩。亩。简单效应：简单效应：在同一因素内两种水在同一因素内两种水 平间试验指标的差异平间试验指标的差异。3131若增产若增产若增产若增产低于低于低于低于75kg75kg75kg75kg，则氮与磷有负的交互作用。，则氮与磷有负的交互作用。，则氮与磷有负的交互作用。，则氮与磷有负的交互作用。【例如例如】有一水稻品种的施肥试验，单施有一水稻品种的施肥试验，单施有一水稻品种的施肥试验，单施有一水稻品种的施肥试验，单施5kg5kg5kg5kg氮氮氮氮增产增产增产增产50kg50kg50kg50kg，单施，单施，单施，单施4kg4kg4kg4kg磷增产磷增产磷增产磷增产25kg25kg25kg25kg；假定在施假定在施假定在施假定在施5kg5kg5kg5kg氮的同时又施氮的同时又施氮的同时又施氮的同时又施4kg4kg4kg4kg磷：磷：磷：磷：若增产恰为若增产恰为若增产恰为若增产恰为75kg75kg75kg75kg，则氮与磷没有交互作用，则氮与磷没有交互作用，则氮与磷没有交互作用，则氮与磷没有交互作用；若增产若增产若增产若增产高于高于高于高于75kg75kg75kg75kg，则氮与磷有正的交互作用；，则氮与磷有正的交互作用；，则氮与磷有正的交互作用；，则氮与磷有正的交互作用；交互作用交互作用：因素内：因素内简单效应的差异。简单效应的差异。3232某作物施用氮、磷两种肥料的实验某作物施用氮、磷两种肥料的实验结果结果的的数据模型数据模型P N水平水平 N1 N2 平平 均均 N2-N1 P1 10 16 13 6P2 18 24 21 6平均平均 14 20 6P2-P1 8 8 8 0,0/2=0因素因素之一之一N1 N2302010 0P2P1互作效应：互作效应：两个简单效应两个简单效应差数的平均值。差数的平均值。主要效应：主要效应：因素内各简单因素内各简单效应的平均值效应的平均值3333因素因素 NP水平水平 N1 N2 平平 均均 N2-N1P1 10 16 13 6P2 18 28 23 10平均平均 14 22 8P2-P1 8 12 10 4,4/2=2之二N1 N2302010 0P2P13434之三因素因素 N水平水平 N1 N2 平平 均均 N2-N1P1 10 16 13 6P2 18 20 19 2平均平均 14 18 4P2-P1 8 4 6 -4,-4/2=-2PN1 N2302010 0P2P13535平均平均 14 15 1P2-P1 8 -2 3 -10,-10/2=-5 水平水平 N1 N2 平平 均均 N2-N1P1 10 16 13 6P2 18 14 16 -4因素因素 NP之四N1 N2302010 0P1P23636单因素试验单因素试验-简单效应；简单效应；多因素试验多因素试验-简单效应，交互作用；简单效应，交互作用；一级互作：两个因素间的互作。一级互作：两个因素间的互作。二级互作：三个因素间的互作二级互作：三个因素间的互作。3737一一个个因因素素，如如果果是是不不可可控控制制的的（在在田田间间条条件件下下，光光、温温等等自自然然因因素素），或或者者不不能能在在数数量量上上或或质质量量上上划划分分成成不不同同的的水水平平的的，就就不不能能成成为为试试验验因因素素或或处处理因素。理因素。试试验验因因素素必必须须是是：可可控控的的；在在数数量量上上或或质质量量上上具具有有不不同同等等级级或或水水平平的。的。3838第二节第二节 田间试验的误差及其控制田间试验的误差及其控制 3939一、试验误差及其控制一、试验误差及其控制（一）试验误差（一）试验误差 （experimental errorexperimental error）n n受非处理因素的影响使观测值与试验处理受非处理因素的影响使观测值与试验处理真值之间产生的差异称为真值之间产生的差异称为试验误差试验误差。pp田间试验误差田间试验误差:系统误差系统误差和和随机误差随机误差。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 40401 1、系统误差、系统误差（systematic errorsystematic error）p 系统误差是试验过程中产生的误差，它的值或系统误差是试验过程中产生的误差，它的值或恒定不变、或遵循一定的变化规律，其产生的恒定不变、或遵循一定的变化规律，其产生的原因往往是可知的或可掌握的。原因往往是可知的或可掌握的。p 系统误差影响试验的准确性。系统误差影响试验的准确性。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 4141 2 2、随机误差、随机误差 （random errorrandom error）p由多种偶然的、无法控制的因素所引起的误由多种偶然的、无法控制的因素所引起的误差称为随机误差。差称为随机误差。p随机误差带有偶然性质，在试验中，即使十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。分小心也难以消除。随机误差影响试验的精随机误差影响试验的精确性。确性。p统计上的试验误差指随机误差。这种误差愈统计上的试验误差指随机误差。这种误差愈小，试验的精确性愈高。小，试验的精确性愈高。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 4242例如：测定某例如：测定某2 2个大豆品种的蛋白质含量。个大豆品种的蛋白质含量。品种品种品种品种样品样品样品样品仪器仪器仪器仪器AA仪器仪器仪器仪器BB南农南农南农南农88881 142.35%42.35%43.89%43.89%2 241.98%41.98%43.27%43.27%南农南农南农南农98981 145.31%45.31%46.73%46.73%2 244.90%44.90%46.02%46.02%随机误差，系统误差，试验效应（处理效应）随机误差，系统误差，试验效应（处理效应）4343 （二）（二）田间试验误差的来源田间试验误差的来源 1、试验材料本身所存在的差异；、试验材料本身所存在的差异；2、试验操作和田间管理技术的不一致所、试验操作和田间管理技术的不一致所 引起的差异；引起的差异；3、环境条件的差异。、环境条件的差异。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 4444 （三）田间试验误差的控制途径（三）田间试验误差的控制途径 1、选择同质一致的试验材料；、选择同质一致的试验材料；2、改进操作管理技术，使之标准化；、改进操作管理技术，使之标准化；3、控制引起差异的主要外界因素；、控制引起差异的主要外界因素；田间试验引起误差的主要外界因素是土壤差异。田间试验引起误差的主要外界因素是土壤差异。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 4545 控制土壤差异的主要措施：控制土壤差异的主要措施：(1)选择土壤质地和肥力均匀的试验；选择土壤质地和肥力均匀的试验；(2)采用适当的小区技术；采用适当的小区技术；(3)应用正确的试验设计和相应的统计应用正确的试验设计和相应的统计 分析方法。分析方法。4646二、土壤差异与试验地的选择二、土壤差异与试验地的选择 （一）土壤差异（一）土壤差异 下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 土壤差异的表现形式：土壤差异的表现形式：呈呈梯度变化梯度变化，即肥力高低有规则地从大田的，即肥力高低有规则地从大田的一边到另一边逐渐变化；一边到另一边逐渐变化；呈呈斑块状变化斑块状变化，有的地块肥，有的地块瘦，有的地块肥，有的地块瘦，变化无规则。变化无规则。4747（二）试验地的选择 l试验地的位置要适当。试验地的位置要适当。试验地的位置要适当。试验地的位置要适当。l试验地最好选用平地。试验地最好选用平地。试验地最好选用平地。试验地最好选用平地。l试验地的土壤结构和肥力要均匀一致。试验地的土壤结构和肥力要均匀一致。试验地的土壤结构和肥力要均匀一致。试验地的土壤结构和肥力要均匀一致。l选择的试验地应有土地利用的历史记录。选择的试验地应有土地利用的历史记录。选择的试验地应有土地利用的历史记录。选择的试验地应有土地利用的历史记录。l试验地采用轮换制。试验地采用轮换制。试验地采用轮换制。试验地采用轮换制。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 4848 三、田间试验设计的基本原则三、田间试验设计的基本原则田间试验设计（广义）田间试验设计（广义）：试验研究课题的设试验研究课题的设计计，包括确定试验方案、小区技术、资料搜，包括确定试验方案、小区技术、资料搜集和整理分析方法等。集和整理分析方法等。田间试验设计（狭义）田间试验设计（狭义）：指指小区技术小区技术，特别，特别是是重复区重复区和和小区的排列方法小区的排列方法。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 4949p按照试验的目的要求和试验地的具体情况，按照试验的目的要求和试验地的具体情况，将各试验小区在试验地上作最合理的设置将各试验小区在试验地上作最合理的设置和排列，称为和排列，称为田间试验设计田间试验设计.p田间试验设计的主要作用是田间试验设计的主要作用是控制、降低试控制、降低试验误差验误差，提高试验的精确性，提高试验的精确性，获得试验误获得试验误差的无偏估计差的无偏估计，从而对试验处理进行正确，从而对试验处理进行正确而有效的比较。而有效的比较。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 5050 田间试验设计的三个基本原则：田间试验设计的三个基本原则：（一）重复（一）重复 p重复是指试验中将同一试验处理设置在重复是指试验中将同一试验处理设置在两个或两个以上的试验单位上。两个或两个以上的试验单位上。p同一试验处理所设置的试验单位数称为同一试验处理所设置的试验单位数称为重复数重复数。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 5151重复的作用：重复的作用：p估计试验误差估计试验误差p降低试验误差降低试验误差5252（二）随机排列（二）随机排列 随机排列是指试验中的每一处理都有同随机排列是指试验中的每一处理都有同等机会设置在一个重复中的任何一个试等机会设置在一个重复中的任何一个试验小区上。验小区上。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 5353田间试验中，当试验小区数目较多、整个试验田间试验中，当试验小区数目较多、整个试验需要面积较大，而试验环境或试验单位差异较需要面积较大，而试验环境或试验单位差异较大时，如果仅根据大时，如果仅根据重复重复和和随机随机两个原则进行试两个原则进行试验设计，试验误差大，试验的精确性与检验的验设计，试验误差大，试验的精确性与检验的灵敏度低。灵敏度低。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张（三）局部控制（三）局部控制5454为解决这一问题，可将整个试验环境或试为解决这一问题，可将整个试验环境或试验单位分成若干个小环境，验单位分成若干个小环境，在小环境内使在小环境内使非处理因素尽可能一致，实现试验条件的非处理因素尽可能一致，实现试验条件的局部一致性，这就是局部控制局部一致性，这就是局部控制。例如，某研究需了解5个品种的生产能力，设3次重复。如仅考虑重复和随机的原则，田间排列的方式有哪些？如果重复、随机和局部控制3个原则都考虑则田间排列方式又会是怎样？5555土壤肥力梯度方向肥瘦区组1区组2区组356565757重复重复随机排列随机排列局部控制局部控制降低试验误差降低试验误差无偏估计试验误差无偏估计试验误差 田间试验设计的三个基本原则的关系和作用田间试验设计的三个基本原则的关系和作用下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 5858四、控制土壤差异的小区技术四、控制土壤差异的小区技术（一）试验小区的面积（一）试验小区的面积 原则原则：在保证一定重复次数的基础上，适当增在保证一定重复次数的基础上，适当增 大小区面积大小区面积。u 研究性试验小区面积一般在研究性试验小区面积一般在 6-30m2，u 示范性试验的小区面积通常不小于示范性试验的小区面积通常不小于300m2。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 5959 确定试验的小区面积，应考虑以下因素：确定试验的小区面积，应考虑以下因素：1、试验种类、试验种类2、作物类别、作物类别 u 稻稻稻稻 麦品种比较试验的小区面积一般为麦品种比较试验的小区面积一般为麦品种比较试验的小区面积一般为麦品种比较试验的小区面积一般为5 5-15m15m2 2；uu 棉花、玉米品种比较试验的小区面积一般为棉花、玉米品种比较试验的小区面积一般为棉花、玉米品种比较试验的小区面积一般为棉花、玉米品种比较试验的小区面积一般为1515-25m25m2 2。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 6060 3、试验地面积、土壤差异程度及形式、试验地面积、土壤差异程度及形式 4、育种工作的不同阶段、育种工作的不同阶段 5、保证试验收获计产面积的需要、保证试验收获计产面积的需要 必须考虑必须考虑取样需要取样需要、边际效应边际效应。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 61616262 （二）小区的形状（二）小区的形状 长方形小区；正方形小区；长方形小区；正方形小区；（三）重复次数（三）重复次数 实际研究工作中，常采用实际研究工作中，常采用35次重复。次重复。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 6363 （四）对照区的设置（四）对照区的设置（四）对照区的设置（四）对照区的设置 对照区（对照区（对照区（对照区（CKCK）作为与处理比较的标准。）作为与处理比较的标准。）作为与处理比较的标准。）作为与处理比较的标准。设置对照的作用：设置对照的作用：设置对照的作用：设置对照的作用：p 在田间对各处理进行观察比较时作为衡量处理优在田间对各处理进行观察比较时作为衡量处理优在田间对各处理进行观察比较时作为衡量处理优在田间对各处理进行观察比较时作为衡量处理优劣的标准。劣的标准。劣的标准。劣的标准。p 估计和矫正试验地的土壤差异。估计和矫正试验地的土壤差异。估计和矫正试验地的土壤差异。估计和矫正试验地的土壤差异。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 一批外引玉米品种能否在四川表现高产？当地骨干品种作对照一批外引玉米品种能否在四川表现高产？当地骨干品种作对照6464（五）保护行的设置（五）保护行的设置 在试验地的周围设置保护行。在试验地的周围设置保护行。保护行种植的品种，可用对照品种，或比供试品种略保护行种植的品种，可用对照品种，或比供试品种略保护行种植的品种，可用对照品种，或比供试品种略保护行种植的品种，可用对照品种，或比供试品种略为早熟的品种，以减少试验小区收获时发生的误差。为早熟的品种，以减少试验小区收获时发生的误差。为早熟的品种，以减少试验小区收获时发生的误差。为早熟的品种，以减少试验小区收获时发生的误差。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 小区与小区之间一般不设小区与小区之间一般不设小区与小区之间一般不设小区与小区之间一般不设保护行，重复区之间一般保护行，重复区之间一般保护行，重复区之间一般保护行，重复区之间一般也不设保护行。也不设保护行。也不设保护行。也不设保护行。6565 将一个重复的全部试验小区分配于具有将一个重复的全部试验小区分配于具有相对同质的一小块土地上，称为一个相对同质的一小块土地上，称为一个区组区组。设置区组是控制土壤差异和其它田间管设置区组是控制土壤差异和其它田间管理最简单最有效的方法之一。理最简单最有效的方法之一。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张（六）重复区（区组）和小区的排列（六）重复区（区组）和小区的排列6666田间试验一般设置田间试验一般设置 34次重复，分别安排次重复，分别安排在在 34个区组上，这时重复与区组等同。个区组上，这时重复与区组等同。每一区组包括全部处理，称为每一区组包括全部处理，称为完全区组完全区组。当。当处理数较多时，每个区组只安排部分处理，处理数较多时，每个区组只安排部分处理，称为称为不完全区组不完全区组。6767区组的排列，当小区数不太多时，每区组的排列，当小区数不太多时，每一区组一区组可排成一行可排成一行，试验地呈长方形；，试验地呈长方形；试验地为正方形而长度摆设不下整个区组时，试验地为正方形而长度摆设不下整个区组时，一个区组也可分排成二行一个区组也可分排成二行，相邻在一起。，相邻在一起。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 6868p试验地本身为坡地时，同一区组的各小区设试验地本身为坡地时，同一区组的各小区设置在置在同一等高线同一等高线上；上；区组方向与小区的方向区组方向与小区的方向?p当肥力呈梯度变化时，当肥力呈梯度变化时，区组要与肥力变化方区组要与肥力变化方向垂直，向垂直，即同一区组的各小区设置在同一肥即同一区组的各小区设置在同一肥力水平带。力水平带。小区在各区组内的排列有小区在各区组内的排列有顺序式顺序式和和随机式随机式。6969第三节第三节 田间试验方案田间试验方案7070一、田间试验的种类一、田间试验的种类 （一）按试验因素的多少分类（一）按试验因素的多少分类 1 1、单因素试验、单因素试验 只研究一个试验因素的试验称为只研究一个试验因素的试验称为单因素试验单因素试验。单因素试验设计简单，试验目的明确，试验单因素试验设计简单，试验目的明确，试验结果容易分析。结果容易分析。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 7171包含所有水平组合称为包含所有水平组合称为全面试验全面试验。多因素。多因素不仅可以考察不同因素的不仅可以考察不同因素的简单效应简单效应和和主效主效，还可探索因素间的还可探索因素间的交互作用交互作用，以确定各试，以确定各试验因素的验因素的最优水平组合最优水平组合。2 2、多因素试验、多因素试验 是指在同一试验中同时研究两个或两个以是指在同一试验中同时研究两个或两个以上试验因素的试验，各因素的不同水平相上试验因素的试验，各因素的不同水平相互组成平衡的水平组合。互组成平衡的水平组合。7272多因素试验的效率高于多个单因素试验的效率多因素试验的效率高于多个单因素试验的效率多因素试验的效率高于多个单因素试验的效率多因素试验的效率高于多个单因素试验的效率多因素全面试验的主要不足，是当试验因素和水平多因素全面试验的主要不足，是当试验因素和水平多因素全面试验的主要不足，是当试验因素和水平多因素全面试验的主要不足，是当试验因素和水平数较多时，组成的水平组合数太多数较多时，组成的水平组合数太多数较多时，组成的水平组合数太多数较多时，组成的水平组合数太多 ，在进行试验时，在进行试验时，在进行试验时，在进行试验时，人力、物力、财力、土地等都难以承受，试验误差人力、物力、财力、土地等都难以承受，试验误差人力、物力、财力、土地等都难以承受，试验误差人力、物力、财力、土地等都难以承受，试验误差也不易控制。因而也不易控制。因而也不易控制。因而也不易控制。因而多因素全面试验多因素全面试验多因素全面试验多因素全面试验宜在因素个数和宜在因素个数和宜在因素个数和宜在因素个数和水平数都较少时应用。水平数都较少时应用。水平数都较少时应用。水平数都较少时应用。7373只包含部分水平组合的试验称为只包含部分水平组合的试验称为综合性试验综合性试验。综合性试验是多因素试验的一种，综合性试验是多因素试验的一种，因为它是将试验因素的某些水平组合在一起因为它是将试验因素的某些水平组合在一起形成少数几个水平组合，所以综合性试验实质形成少数几个水平组合，所以综合性试验实质上是一个上是一个不全面试验或称为部分试验。不全面试验或称为部分试验。这种试验的这种试验的目的在于探讨试验因素中某些水目的在于探讨试验因素中某些水平组合的综合作用平组合的综合作用，而不在于考察各试验因素，而不在于考察各试验因素对试验指标的影响和交互作用。对试验指标的影响和交互作用。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 3 3、综合性试验、综合性试验7474综合性试验综合性试验是针对起主导作用、且相互关是针对起主导作用、且相互关系已基本清楚的因素设置的试验，它的水系已基本清楚的因素设置的试验，它的水平组合就是一系列经过实践初步证实的平组合就是一系列经过实践初步证实的优优良水平的组装配套良水平的组装配套。提示：综合试验在生产当中很有用，但在本门课程中所提示：综合试验在生产当中很有用，但在本门课程中所涉及到的所有例子都为全面试验，包括试验设计和后面涉及到的所有例子都为全面试验，包括试验设计和后面的统计分析。的统计分析。7575 （二）根据试验的内容分类（二）根据试验的内容分类 1 1、品种试验、品种试验 2 2、栽培试验、栽培试验 3 3、品种和栽培相结合的试验、品种和栽培相结合的试验 下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 7676（三）按试验的年份分类（三）按试验的年份分类l l一年试验一年试验 l l多年试验多年试验（四）按试验的地点分类（四）按试验的地点分类uu单点试验单点试验 uu多点试验多点试验 下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 7777 (五）按试验区的大小分类五）按试验区的大小分类 下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张（六）按试验进程分类（六）按试验进程分类预备试验正式试验示范试验小区试验小区试验 大区试验大区试验7878 二、拟定试验方案的基本要求二、拟定试验方案的基本要求试验方案是指根据试验目的与要求而拟定的进试验方案是指根据试验目的与要求而拟定的进行比较的一组试验处理行比较的一组试验处理。l l 单因素试验方案就是指该因素的各个水平。单因素试验方案就是指该因素的各个水平。l l 多因素试验方案就是指各因素的水平组合。多因素试验方案就是指各因素的水平组合。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 7979【例如例如】有一氮肥施用量试验，共设有一氮肥施用量试验，共设亩施纯氮亩施纯氮0kg0kg，2kg2kg，4kg4kg，6kg 6kg 四个四个水平，这四个水平的总合就是该试水平，这四个水平的总合就是该试验的试验方案。验的试验方案。8080【例如】对A1、A2、A3三个品种（A）进行不同种植密度的比较试验，种植密度（B）设高B1、中B2、低B3三个水平，该试验的比较项目有：A1B1、A1B2、A1B3;A2B1、A2B2、A2B3;A3B1、A3B2、A3B3;这9个水平组合就是该试验的试验方案。8181 在拟定试验方案时，应注意：在拟定试验方案时，应注意：（一）明确试验目的（一）明确试验目的 （二）精选参试因素（二）精选参试因素 （三）合理确定参试因素的水平（三）合理确定参试因素的水平（四）（四）应用应用唯一差异原则唯一差异原则（五）（五）设置对照设置对照 下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 8282 各因素水平间各因素水平间间距间距的确定方法：的确定方法：1.1.等差法等差法 各相邻两个水平数量之差相等各相邻两个水平数量之差相等。水稻全生育期的尿素用量可设水稻全生育期的尿素用量可设3个水平，个水平，分别为分别为20、40、60（kg/666.7m2）。）。玉米种植密度可设玉米种植密度可设3500、4000、4500（株（株/666.7m2）。）。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 83832、等比法等比法 各相邻两个水平的数量比值相同各相邻两个水平的数量比值相同。油菜喷施不同浓度硼肥的各水平分别为油菜喷施不同浓度硼肥的各水平分别为 7.5、15、30、60（mg/kg）。）。3、随机法随机法 用随机的方法确定因素内的数量水平用随机的方法确定因素内的数量水平。例如把喷施调节剂的浓度随机设定为例如把喷施调节剂的浓度随机设定为 0，0.5，2，6，9（mg/kg）。）。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 8484唯一差异原则：唯一差异原则：为保证试验结果的严格为保证试验结果的严格可比性可比性，在试在试验中进行处理间比较时，验中进行处理间比较时，除了处理因素除了处理因素设置不同的水平外，其余因素或其它所设置不同的水平外，其余因素或其它所有条件均应保持一致，有条件均应保持一致，以排除非试验因以排除非试验因素对试验结果的干扰，才能使处理间的素对试验结果的干扰，才能使处理间的比较结果可靠。比较结果可靠。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 8585 一一、顺序排列设计顺序排列设计(自学自学)下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 第四节第四节 常用的田间试验设计方法常用的田间试验设计方法二、随机排列设计二、随机排列设计 完全随机设计随机区组设计拉丁方设计裂区设计8686 （一）完全随机设计（一）完全随机设计1、设计方法、设计方法 完全随机设计完全随机设计是将各处理完全随机地分配给是将各处理完全随机地分配给不同的试验单位（如试验小区），每一处理不同的试验单位（如试验小区），每一处理的重复次数可以相等也可以不相等。的重复次数可以相等也可以不相等。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 8787例如，欲研究某种生长调节剂对水稻株高的影响，进例如，欲研究某种生长调节剂对水稻株高的影响，进例如，欲研究某种生长调节剂对水稻株高的影响，进例如，欲研究某种生长调节剂对水稻株高的影响，进行行行行6 6个处理（包括对照个处理（包括对照个处理（包括对照个处理（包括对照:施用清水）的施用清水）的施用清水）的施用清水）的盆栽试验盆栽试验盆栽试验盆栽试验，每处，每处，每处，每处理理理理4 4盆（重复盆（重复盆（重复盆（重复4 4次），共次），共次），共次），共2424盆盆盆盆 。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 设计时先将每盆水稻（试验单位）随机编号设计时先将每盆水稻（试验单位）随机编号1、2、3、24；然后用抽签法从所有编号中随机抽取然后用抽签法从所有编号中随机抽取4个编号作个编号作 为实施第为实施第1处理的处理的4盆盆；再从余下的再从余下的20个编号中随机抽取个编号中随机抽取4个编号作为实个编号作为实 施第施第2处理的处理的4盆；盆；如此进行下去，直到确定出实施第如此进行下去，直到确定出实施第6处理的处理的4盆。盆。8888第第1处理：处理：13、2、7、22第第2处理：处理：5、18、24、12第第3处理：处理：17、20、11、1第第4处理：处理：10、3、15、19第第5处理：处理：4、16、9、14第第6处理：处理：21、23、6、8各处理实施的盆号如下：各处理实施的盆号如下：需要注意的是需要注意的是:同样的试验，不同设计者会有不同的设计方案同样的试验，不同设计者会有不同的设计方案和排列方式！和排列方式！8989 2、设计特点、设计特点 l l完全随机设计应用了试验设计的完全随机设计应用了试验设计的完全随机设计应用了试验设计的完全随机设计应用了试验设计的重复重复重复重复和和和和随机随机随机随机两个原则，两个原则，两个原则，两个原则，其其其其优点优点优点优点是设计容易，处理数与重复次数都不受限制，统是设计容易，处理数与重复次数都不受限制，统是设计容易，处理数与重复次数都不受限制，统是设计容易，处理数与重复次数都不受限制，统计分析也比较简单。计分析也比较简单。计分析也比较简单。计分析也比较简单。l l完全随机设计的完全随机设计的完全随机设计的完全随机设计的主要缺点主要缺点主要缺点主要缺点是没有应用是没有应用是没有应用是没有应用局部控制局部控制局部控制局部控制的原则，的原则，的原则，的原则，试验环境条件差异较大时，试验误差较大，试验的精确试验环境条件差异较大时，试验误差较大，试验的精确试验环境条件差异较大时，试验误差较大，试验的精确试验环境条件差异较大时，试验误差较大，试验的精确度较低。度较低。度较低。度较低。l l完全随机设计常用于土壤肥力均匀一致的田间试验和完全随机设计常用于土壤肥力均匀一致的田间试验和完全随机设计常用于土壤肥力均匀一致的田间试验和完全随机设计常用于土壤肥力均匀一致的田间试验和在实验室、温室、网室中进行的试验。在实验室、温室、网室中进行的试验。在实验室、温室、网室中进行的试验。在实验室、温室、网室中进行的试验。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 9090 （二）随机区组设计（二）随机区组设计 1 1、设计方法、设计方法 先将试验地划分成若干个区组，区组先将试验地划分成若干个区组，区组数等于重复数；再将每一个区组划分成若数等于重复数；再将每一个区组划分成若干个小区，小区数等于处理数；然后将各干个小区，小区数等于处理数；然后将各个试验处理独立随机地安排在每一区组的个试验处理独立随机地安排在每一区组的各个小区上各个小区上。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 9191实施步骤：实施步骤：1.划分区组划分区组 区组数重复数；区组数重复数；区组的走向与土壤肥力梯度相垂区组的走向与土壤肥力梯度相垂 直；区组内的差异尽可能的小，直；区组内的差异尽可能的小，区组间的差异尽可能的大。区组间的差异尽可能的大。9292小区的长边与土壤肥力梯度平行；小区的长边与土壤肥力梯度平行；3.3.处理的设置处理的设置区组内每一个小区随机安排一个处理，各区区组内每一个小区随机安排一个处理，各区组内的随机独立进行；组内的随机独立进行；4.4.区组的设置区组的设置不同的区组可以设置在不同的地段上，而同不同的区组可以设置在不同的地段上，而同一区组内的各个小区必须设置在同一地段上。一区组内的各个小区必须设置在同一地段上。2.2.小区的划分小区的划分小区数处理数；小区数处理数；9393【例如例如】假定有假定有A A、B B、C C、D D、E E五个处理，五个处理，每个处理重复每个处理重复3 3次，采用随机完全区组设次，采用随机完全区组设计，则田间排列为：计，则田间排列为：肥瘦ABCDECBAEDECDAB94942 2、设计特点、设计特点 随机区组设计在完全随机设计的基础上随机区组设计在完全随机设计的基础上增加了增加了局部控制局部控制的原则，从而将试验环境均的原则，从而将试验环境均匀性的控制范围匀性的控制范围从整个试验地缩小到一个个从整个试验地缩小到一个个区组区组，区组间的差异可以通过统计分析方法，区组间的差异可以通过统计分析方法使其与试验误差分离。随机区组设计试验的使其与试验误差分离。随机区组设计试验的精确度较高。精确度较高。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 9595 随机区组设计的优点：随机区组设计的优点：（1）设计简单，容易掌握；）设计简单，容易掌握；（2）灵活性大，单因素、多因素以及综合）灵活性大，单因素、多因素以及综合性试验都可以采用；性试验都可以采用；（3）符合试验设计的三原则，能提供无偏）符合试验设计的三原则，能提供无偏的误差估计，能有效地减少单向的土壤肥力差的误差估计，能有效地减少单向的土壤肥力差异对试验的影响，降低试验误差，提高试验的异对试验的影响，降低试验误差，提高试验的精确度；精确度；下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 9696 （4）对试验地的形状和大小要求不严，）对试验地的形状和大小要求不严，必要时不同区组可以分散设置在不同的田块必要时不同区组可以分散设置在不同的田块或地段上；或地段上；（5）易于分析，当因某种偶然事故而损）易于分析，当因某种偶然事故而损失某一处理或区组时，可以除去该处理或区失某一处理或区组时，可以除去该处理或区组进行分析。组进行分析。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 9797 随机区组设计的缺点：随机区组设计的缺点：（1）处理数不能太多，因为处理数太多，）处理数不能太多，因为处理数太多，区组必然增大，区组内的环境变异增大，从而区组必然增大，区组内的环境变异增大，从而丧失区组局部控制的功能，增大试验误差。在丧失区组局部控制的功能，增大试验误差。在田间试验中，处理数一般不超过田间试验中，处理数一般不超过20个个，最好最好为为10个左右。个左右。（2）只能控制一个方向的土壤差异，试验）只能控制一个方向的土壤差异，试验精确度低于拉丁方设计。精确度低于拉丁方设计。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 9898 （三）拉丁方设计（三）拉丁方设计1 1、设计方法、设计方法 拉丁方设计是从横行和直列两个方向对试验拉丁方设计是从横行和直列两个方向对试验环境条件进行局部控制，使每个横行和直列都成环境条件进行局部控制，使每个横行和直列都成为一个区组，在每一区组内随机安排全部处理的为一个区组，在每一区组内随机安排全部处理的试验设计。试验设计。在拉丁方设计中在拉丁方设计中，同一处理在每一横行区同一处理在每一横行区组和每一直列区组出现且只出现一次，所以组和每一直列区组出现且只出现一次，所以拉丁拉丁方设计的处理数、重复数、横行区组数和直列区方设计的处理数、重复数、横行区组数和直列区组数均相同组数均相同。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 9999 拉丁方拉丁方是一个由是一个由n个拉丁字母构成的个拉丁字母构成的nn阶方阵，各字母在每一横行和每一直列出现且阶方阵，各字母在每一横行和每一直列出现且只出现一次。只出现一次。第一横行和第一直列的拉丁字母均按顺序第一横行和第一直列的拉丁字母均按顺序排列的拉丁方称为排列的拉丁方称为标准拉丁方标准拉丁方。33标准拉丁方只有一个，即标准拉丁方只有一个，即下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 ABCB