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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(biāo): 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(biāo): 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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(yùn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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?jǐn)?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(biāo)準(zhǔn),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?jǐn)?shù)愈高,就愈可能優(yōu)于對照品種。但決不能認(rèn)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(rèn)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(dāng)然,由于不同試驗的誤差大小不同,上述標(biāo)準(zhǔn)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(rèn)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(yùn)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(dāng)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(jī)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(biāo)值的平均數(shù)(記作),該平均數(shù)稱為理論對照標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)準(zhǔn)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(dá)到32.5%;超過對照5%以上的有3、4、12三個品系,有必要作進(jìn)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
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