常用田間試驗設(shè)計和統(tǒng)計方法.doc

第三篇 常用田間試驗設(shè)計和統(tǒng)計方法第十章 順序排列試驗知識目標： 掌握常用的順序排列田間試驗設(shè)計方法； 掌握順序排列田間試驗結(jié)果統(tǒng)計分析方法。技能目標： 學(xué)會常用的順序排列田間試驗設(shè)計； 能夠繪制對比法、間比法設(shè)計田間布置圖； 學(xué)會順序排列田間試驗結(jié)果統(tǒng)計分析。順序排列的試驗設(shè)計主要有對比法和間比法兩種。由于各處理順序排列，不能無偏估計處理效應(yīng)和試驗誤差。因此，不宜對試驗結(jié)果進行方差分析。順序排列也有一定的優(yōu)點，如設(shè)計簡單，播種、觀察、收獲等工作不易發(fā)生差錯，可按品種的成熟期、株高等排列，以減少處理間的生長競爭。對此類試驗，主要采用百分比法進行統(tǒng)計分析。第一節(jié) 對比法試驗設(shè)計和統(tǒng)計方法一、對比法設(shè)計對比法（contrast design）是一種最簡單的試驗設(shè)計方法，常用于處理數(shù)較少的品種比較試驗及示范試驗。在田間試驗中，對比法的排列特點是：每隔兩個小區(qū)設(shè)置一個對照區(qū)，這樣，每一個小區(qū)均可排列于對照區(qū)旁，從而使得每個小區(qū)都能與相鄰對照區(qū)直接進行比較。這種排列使得試驗區(qū)與對照區(qū)相連接，降低了土壤、氣候等環(huán)境條件差異。因此，對比法不僅有利于觀察還可以提高試驗種與對照種比較的精確度。在運用對比法設(shè)計田間試驗時，必須注意以下幾個方面：（1）由于對照區(qū)過多，其面積占試驗田面積的1/3，降低了土地利用率。因此不宜設(shè)置過多處理，重復(fù)數(shù)在36次即可；（2）在同一重復(fù)內(nèi)，各小區(qū)按順序排列。但多排式重復(fù)時，采用階梯式或逆向式排列，以避免不同重復(fù)內(nèi)的相同小區(qū)排列在同一條直線上（圖10-1）。 1 CK 2 3 CK 4 5 CK 61 CK 2 3 CK 4 5 CK 66 CK 5 4 CK 3 2 CK 13 CK 4 5 CK 6 1 CK 21 CK 2 3 CK 4 5 CK 65 CK 6 1 CK 2 3 CK 4圖10-1（a）6個處理3次重復(fù)逆向式排列 （b）6個處理3次重復(fù)階梯式排列二、對比法試驗結(jié)果統(tǒng)計方法對比法設(shè)計試驗的產(chǎn)量分析，處理的結(jié)果一般都與鄰近對照比較，處理間不直接進行比較。結(jié)果分析的方法用百分比法，以對照的產(chǎn)量為100，用處理產(chǎn)量與相鄰對照產(chǎn)量相比較，計算出各處理對相鄰對照產(chǎn)量的百分比（即相對生產(chǎn)力），用以評定處理的優(yōu)劣（位次）。例10.1設(shè)有A、B、C、D、E、F 6個小麥品種的比較試驗，設(shè)標準品種為CK，采用對比法設(shè)計，小區(qū)面積35m2，3次重復(fù)，田間小區(qū)排列和產(chǎn)量（kg/35 m2）（圖10-2），試進行統(tǒng)計分析。A26CK21B22C21CK24D30E26CK25F26C31CK29D27E25CK25F30A30CK25B23E28CK27F25A29CK25B24C24CK26D30圖10-2 小麥品種比較試驗田間小區(qū)排列和產(chǎn)量（一）列產(chǎn)量結(jié)果將圖10-2中各品種及對照各次重復(fù)的產(chǎn)量列為表10-1，并計算其產(chǎn)量總和與平均小區(qū)產(chǎn)量。（二）計算各品種與鄰近對照產(chǎn)量的百分比 （10-1）表10-1 小麥品比試驗（對比法）的產(chǎn)量結(jié)果分析品種各重復(fù)小區(qū)產(chǎn)量與鄰近CK的%矯正產(chǎn)量（kg/hm2）位次總和平均ACKBCCKDECKF26212221243026252630252523293127252529252424263028272585717168799181777628.3323.6723.6722.6726.3330.3327.0025.6725.33119.72100.00100.0086.08100.00115.19105.20100.0098.7086 266.8172 057.1472 057.1462 026.7972 057.1483 002.6275 804.1172 057.1471 120.401（4）46（4）23（4）5例如：A品種對鄰近CK的%=依次類推，將算得各品種與鄰近CK的百分數(shù)填入表10-1。（三）計算各品種的矯正產(chǎn)量各品種的小區(qū)產(chǎn)量是在不同土壤肥力條件下形成的，這些產(chǎn)量可能因小區(qū)土壤肥力的差異而偏高或偏低，而對照品種在整個試驗區(qū)分布比較普遍，其平均產(chǎn)量能夠代表對照品種在試驗區(qū)一般肥力條件下的產(chǎn)量水平。又作物產(chǎn)量習(xí)慣于用每公頃產(chǎn)量表示，可用對照品種的平均產(chǎn)量為標準，計算各品種在一般肥力條件下的矯正產(chǎn)量（kg/hm2）1計算對照區(qū)的平均產(chǎn)量 （10-2）本例對照區(qū)平均產(chǎn)量2計算對照品種單產(chǎn)對照品種單產(chǎn) （10-3）對照品種單產(chǎn)3計算各品種的矯正產(chǎn)量品種的矯正產(chǎn)量=對照品種單產(chǎn)品種與鄰近CK產(chǎn)量的% （10-4）本例A品種的矯正產(chǎn)量=72 057.14119.72%=86 266.81，依此類推。并將算得各品種矯正產(chǎn)量數(shù)據(jù)列入表10-1。（四）確定位次按照品種（包括對照）矯正產(chǎn)量的高低排列名次（見表10-1）。（五）試驗結(jié)論相對生產(chǎn)力大于100的品種，其百分數(shù)愈高，就愈可能優(yōu)于對照品種。但決不能認為超過100的所有品種，都是顯著地優(yōu)于對照的，因?qū)⑵贩N與相鄰對照相比只是減少了誤差，而不能排除誤差。所以，一般田間試驗認為：相對生產(chǎn)力比對照超過10以上，可判定處理的生產(chǎn)力確實優(yōu)于對照；凡相對生產(chǎn)力僅超過5左右的品種，應(yīng)繼續(xù)試驗再作結(jié)論。當然，由于不同試驗的誤差大小不同，上述標準也僅供參考。在本例結(jié)論是：A品種產(chǎn)量最高，比對照增產(chǎn)19.72；D品種占第二位，比對照增產(chǎn)15.19，大體上可以認為他們確實優(yōu)于對照；E品種占第三位，比對照增產(chǎn)5.2，應(yīng)繼續(xù)試驗后再作結(jié)論；B與F、C品種與對照持平或低于對照，比對照減產(chǎn)，應(yīng)淘汰。第二節(jié) 間比法試驗設(shè)計和統(tǒng)計方法一、間比法設(shè)計 育種試驗的前期階段，供試品種較多，試驗要求較低時采用的試驗設(shè)計方法。CK1234CK5678CK9101112CK13141516CK1234CK5678CKIIICK16151413CK1211109CK8765CK4321CK16151413CK1211109ExCKIIIICK1234CK5678CK9101112CK13141516CK17181920CKIICK20191817CK16151413CK1211109CK8765CK4321CKIIICK1234CK5678CK9101112CK13141516CK17181920CK圖10-3 20個品種3次重復(fù)的間比法排列，逆向式（I、II、III代表重復(fù)；1、2、3、20代表品種；CK代表對照）圖10-4 16個品種3次重復(fù)的間比法排列，2行排列重復(fù)及Ex.CK的設(shè)置（I、II、III代表重復(fù)；1、2、3、16代表品種；CK代表對照；Ex.CK代表額外對照）在運用間比法設(shè)計（interval contrast design）田間試驗時，必須注意以下幾個方面：（1）在每一個試驗地上，排列的開始和最后一個小區(qū)一定是對照區(qū)（CK）；（2）在同一重復(fù)內(nèi)，各小區(qū)按順序排列，每兩個對照區(qū)之間設(shè)置同等數(shù)目的處理小區(qū)，一般設(shè)置4個、9個甚至19個；（3）重復(fù)一般為24次，各重復(fù)可以排成一排或多排；（4）當多排重復(fù)時，采用逆向式排列（圖10-3）；（5）如果一塊地內(nèi)不能安排下全部重復(fù)的小區(qū)，可以在第二塊地上接下去，但開始時必須種植一個對照區(qū)，這個對照區(qū)稱為額外對照（Ex.CK）（圖10-4）。間比法設(shè)計的優(yōu)點是：設(shè)計簡單，操作方便，可按品種的不同特性排列，能降低邊際效應(yīng)和生長競爭影響。缺點是：雖然增設(shè)了對照，但各處理在小區(qū)內(nèi)的排列并非隨機排列。因此，估計的試驗誤差有偏差。二、間比法試驗結(jié)果統(tǒng)計方法與對比法試驗設(shè)計相比，間比法設(shè)計的兩個對照區(qū)中間一般是隔4個、9個或19個處理小區(qū)，這樣有些處理與對照區(qū)不相鄰，因此，與各處理相比較的是前后兩個對照區(qū)指標值的平均數(shù)（記作），該平均數(shù)稱為理論對照標準。例10.2有12個品系的馬鈴薯品種比較試驗，以一推廣品種為對照，采用二次重復(fù)，間比法設(shè)計，小區(qū)計產(chǎn)面積15m2，每隔4個品系設(shè)一對照，田間小區(qū)排列和產(chǎn)量（kg15m2）如圖10-5所示，試分析各品系的相對生產(chǎn)力。CK27.0130.4233.6329.2430.0CK31.0536.4634.0741.6837.2CK35.0942.01034.41134.81236.4CK35.8CK271234.41130.81038.0935.2CK31.0834.0742.4627.6530.0CK29.8430.0330.8230.0126.0CK24.2圖10-5 馬鈴薯品系試驗田間小區(qū)排列和產(chǎn)量1列制產(chǎn)量結(jié)果表將圖10-5中各品系及對照各重復(fù)的產(chǎn)量列為表10-2，并計算各品系及對照產(chǎn)量的總和與平均產(chǎn)量。2計算各段平均對照產(chǎn)量品系1、2、3、4為第一段，其.0。依此類推，逐項計算，列入表10-2。3計算各品系相對生產(chǎn)力 依此類推，將算得結(jié)果列于表10-2。表10-2 馬鈴薯品系試驗（間比法）的產(chǎn)量結(jié)果分析品系代號各重復(fù)小區(qū)產(chǎn)量對照標準品系與的%CK11234CK25678CK39101112CK427.030.433.629.230.031.036.434.441.637.235.042.034.434.836.435.824.226.030.030.830.029.830.027.642.434.031.035.238.030.834.427.051.256.463.660.060.060.866.462.084.071.266.077.272.465.670.862.825.628.231.830.030.030.433.231.042.035.633.038.636.232.835.431.428.028.028.028.031.731.731.731.732.232.232.232.2100.7113.6107.1107.1104.797.8132.5112.3119.9112.4101.9109.9（四） 結(jié)論相對生產(chǎn)力超過對照10%以上的有2、7、8、9、10五個品系，其中品系7增產(chǎn)幅度最大，達到32.5%；超過對照5%以上的有3、4、12三個品系，有必要作進一步試驗觀察，其余品系可以淘汰。小 結(jié)順序排列對比法設(shè)計間比法設(shè)計百分比法分析設(shè)計步驟單因素復(fù)習(xí)思考題1對比法設(shè)計和間比法設(shè)計有何異同？各在什么情況下適用？2間比法試驗設(shè)計的特點？3大白菜品種比較試驗，對比法設(shè)計，三次重復(fù)，階梯式排列，小區(qū)田間排列和產(chǎn)量（kg/20m2）如下圖。試分析，最后結(jié)果用每667m2產(chǎn)量（kg）表示。A16CK14B13C14CK15D12F15CK12F13C13CK14D11F13CK13E14A18CK13B13E16CK14F14A17CK14B14C14CK15D134有一柑橘品系比較試驗，12個品系和一個對照品種，其代號分別為1