第一章田間試驗方法

1、第一章第一章 田間試驗田間試驗第一節(jié)第一節(jié) 田間試驗概述田間試驗概述第二節(jié)第二節(jié) 試驗誤差及其控制途徑試驗誤差及其控制途徑第三節(jié)第三節(jié) 田間試驗方案田間試驗方案第四節(jié)第四節(jié) 常用的田間試驗設(shè)計方法常用的田間試驗設(shè)計方法 第五節(jié)第五節(jié) 田間試驗的實施步驟田間試驗的實施步驟第六節(jié)第六節(jié) 田間試驗的抽樣方法田間試驗的抽樣方法l常用田間試驗術(shù)語常用田間試驗術(shù)語;l試驗誤差的概念及其特點試驗誤差的概念及其特點,與精確度和準確度的與精確度和準確度的關(guān)系關(guān)系;l試驗誤差的來源及控制途徑試驗誤差的來源及控制途徑;l試驗方案試驗方案,怎樣制定試驗方案怎樣制定試驗方案;l常用的田間試驗設(shè)計方法及特點常用的田間試驗

2、設(shè)計方法及特點,l試驗設(shè)計的三個基本原則試驗設(shè)計的三個基本原則;l怎樣抽樣才能使樣本對總體具有很好的代表性怎樣抽樣才能使樣本對總體具有很好的代表性;l本章難點本章難點:試驗誤差概念試驗誤差概念,重復(fù)、隨機、局部控重復(fù)、隨機、局部控制在試驗設(shè)計中的運用以及怎樣控制試驗誤差制在試驗設(shè)計中的運用以及怎樣控制試驗誤差。 一、田間試驗的意義、任一、田間試驗的意義、任 務(wù)與要求務(wù)與要求 二、田間試驗的特點二、田間試驗的特點 三、田間試驗常用術(shù)語三、田間試驗常用術(shù)語 田間試驗田間試驗 (field experiment)(field experiment)是是指在田間土壤、自然氣候等環(huán)境條件下指在田間土壤、

3、自然氣候等環(huán)境條件下栽培作物，并進行與作物有關(guān)的各種科栽培作物，并進行與作物有關(guān)的各種科學研究的試驗。學研究的試驗。 農(nóng)業(yè)科學試驗形式多種多樣，除田間試驗外，還實驗室試驗、溫室試驗等。 （一）（一） 意義意義 在非常接近大田生產(chǎn)條件下，對新成在非常接近大田生產(chǎn)條件下，對新成果、新技術(shù)進行田間試驗，以明確其是否果、新技術(shù)進行田間試驗，以明確其是否增產(chǎn)顯著，是否具有推廣應(yīng)用前景。因此，增產(chǎn)顯著，是否具有推廣應(yīng)用前景。因此，田間試驗在解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際問題中占有田間試驗在解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際問題中占有重要的和不可替代的地位。重要的和不可替代的地位。 因此，田間試驗是農(nóng)業(yè)科學研究的主因此，田間試驗是農(nóng)業(yè)科學

4、研究的主要形式，是驗證新成果或新技術(shù)的必要手要形式，是驗證新成果或新技術(shù)的必要手段，是大田推廣的準備階段，是聯(lián)系農(nóng)業(yè)段，是大田推廣的準備階段，是聯(lián)系農(nóng)業(yè)科 學 理 論 與 生 產(chǎn) 實 踐 的 橋 梁 ?？?學 理 論 與 生 產(chǎn) 實 踐 的 橋 梁 。（二）任務(wù)（二）任務(wù)1 1、促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科學向前發(fā)展。、促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科學向前發(fā)展。2 2、擔負著農(nóng)業(yè)科學研究與生產(chǎn)實踐相結(jié)合、擔負著農(nóng)業(yè)科學研究與生產(chǎn)實踐相結(jié)合 的任務(wù)。的任務(wù)。3 3、研究各項新技術(shù)、新品種及推廣應(yīng)用前、研究各項新技術(shù)、新品種及推廣應(yīng)用前景，使其盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。景，使其盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。(三三) 田間試驗的田間試驗

5、的基本要求基本要求：1.試驗試驗?zāi)康囊鞔_目的要明確(objective) (objective) 提出的試驗項目要有明確目的提出的試驗項目要有明確目的;對試對試驗預(yù)期結(jié)果和作用要心中有數(shù)驗預(yù)期結(jié)果和作用要心中有數(shù);立項要有立項要有發(fā)展的觀點和以生產(chǎn)為本的觀點。發(fā)展的觀點和以生產(chǎn)為本的觀點。2.2.要有代表性要有代表性(representative)(representative)和先進性和先進性 包括生物學和自然條件、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件兩包括生物學和自然條件、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件兩方面的代表性。代表性既要考慮當前情況又方面的代表性。代表性既要考慮當前情況又要預(yù)見未來發(fā)展。要預(yù)見未來發(fā)展。3.3.試驗結(jié)果要

6、正確試驗結(jié)果要正確 一是避免人為錯誤一是避免人為錯誤; ;二是降低試驗誤差，二是降低試驗誤差，提高試驗的提高試驗的準確度準確度(accuracy)(accuracy)和精確度和精確度(precision)(precision)。 準確度準確度是指試驗中某一性狀是指試驗中某一性狀( (小區(qū)產(chǎn)量或小區(qū)產(chǎn)量或其它性狀其它性狀) )的觀察值與其相應(yīng)真值的觀察值與其相應(yīng)真值(true (true value)value)的接近程度。的接近程度。 精確度精確度是指試驗中同一性狀重復(fù)觀察值彼是指試驗中同一性狀重復(fù)觀察值彼此接近的程度。此接近的程度。4.試驗結(jié)果能夠試驗結(jié)果能夠重復(fù)重復(fù)( (replicati

7、on) 指田間試驗的結(jié)果必須經(jīng)受得起重復(fù)指田間試驗的結(jié)果必須經(jīng)受得起重復(fù)試驗的檢驗。這就是田間試驗結(jié)果能夠運試驗的檢驗。這就是田間試驗結(jié)果能夠運用于大田生產(chǎn)的保證，只有把握了試驗的用于大田生產(chǎn)的保證，只有把握了試驗的正確性和代表性，才能確保試驗結(jié)果的重正確性和代表性，才能確保試驗結(jié)果的重復(fù)性。復(fù)性。 田間試驗是在大田自然環(huán)境條件下田間試驗是在大田自然環(huán)境條件下進行的進行的, ,其多樣性和不斷變化性造成了田其多樣性和不斷變化性造成了田間試驗具有以下特點間試驗具有以下特點: : 1、進行試驗的、進行試驗的復(fù)雜性復(fù)雜性; 2、具有、具有地區(qū)性和季節(jié)性地區(qū)性和季節(jié)性; 3、存在、存在試驗誤差試驗誤差。

8、 在進行試驗的全過程中，在進行試驗的全過程中，必須遵循唯必須遵循唯一差異原則一差異原則. .即除了將所研究的因素有意識即除了將所研究的因素有意識地分成不同處理外，其它條件及一切管理地分成不同處理外，其它條件及一切管理措施都應(yīng)盡可能一致措施都應(yīng)盡可能一致(consistency)(consistency) 。 從試驗技術(shù)，材料的選擇，取樣技術(shù)等從試驗技術(shù)，材料的選擇，取樣技術(shù)等方面入手，盡量減少試驗誤差方面入手，盡量減少試驗誤差; ;用統(tǒng)計方法用統(tǒng)計方法正確估計誤差，從而對處理效應(yīng)做出可靠正確估計誤差，從而對處理效應(yīng)做出可靠結(jié)論。結(jié)論。試驗指標試驗指標試驗因素試驗因素水平水平(level)(le

9、vel)4、處理處理（treatment）：試驗中具體比較項：試驗中具體比較項目叫處理。目叫處理。品品 種種 A1 A2 A3施氮肥施氮肥 B1 B2 B1 B2 B1 B2處處 理理 A1 A1 A2 A2 A3 A3 B1 B2 B1 B2 B1 B25、試驗小區(qū)試驗小區(qū)（experimental plot）：）： 安安排一個試驗處理的小塊地段稱為試驗小區(qū)，排一個試驗處理的小塊地段稱為試驗小區(qū)，簡稱小區(qū)。簡稱小區(qū)。6、試驗單位試驗單位（experimental unit）：）： 亦亦稱稱試驗單元試驗單元，是指施加一個試驗處理的材，是指施加一個試驗處理的材料單位。如一個小區(qū)，也可以是一穴、一

10、料單位。如一個小區(qū)，也可以是一穴、一株、一穗、一個器官等。從一個試驗單位株、一穗、一個器官等。從一個試驗單位可以獲得一個具有獨立隨機誤差的觀察值?？梢垣@得一個具有獨立隨機誤差的觀察值。 輸入輸入（處理）（處理）試驗單元試驗單元 輸出輸出（試驗指標）（試驗指標）隨機隨機干擾干擾 輸入輸入（i）Xij=(i, ij) 輸出輸出（xij）ij效應(yīng)效應(yīng)施氮量施氮量(/畝畝) 10 15 增施增施5 氮的效應(yīng)氮的效應(yīng)產(chǎn)產(chǎn) 量量(/畝畝) 350 450 100單因素試驗的這種效應(yīng)或多因素試驗同單因素試驗的這種效應(yīng)或多因素試驗同一因素水平下另一因素不同水平間的差異稱一因素水平下另一因素不同水平間的差異稱為

11、簡單效應(yīng)（為簡單效應(yīng)（simple effectsimple effect ）。）。主效主效施肥處理施肥處理 0 N P NP N的主效的主效小區(qū)產(chǎn)量小區(qū)產(chǎn)量 10 20 16 30 =（10+14）/ 2 N的簡單效應(yīng)的簡單效應(yīng) N-0=10 NP-P=14 =12?P的簡單效應(yīng)及主效應(yīng)的簡單效應(yīng)及主效應(yīng),NP互作效應(yīng)互作效應(yīng)互作互作( (interaction)反映反映觀察值觀察值變量變量1111、總體總體（populationpopulation）：根據(jù)試驗研究）：根據(jù)試驗研究目的確定的同類事物或?qū)ο蟮娜w稱為總目的確定的同類事物或?qū)ο蟮娜w稱為總體體(population)(popul

12、ation)。其中的一個研究單位稱。其中的一個研究單位稱為個體為個體(individual)(individual)。個體是統(tǒng)計分析中。個體是統(tǒng)計分析中的最基本單位，根據(jù)研究目的，它可以是的最基本單位，根據(jù)研究目的，它可以是一株植物，一個稻穗，也可以是一種作物，一株植物，一個稻穗，也可以是一種作物，一個作物品種等。一個作物品種等。有限總體（有限總體（finite populationfinite population）無限總體（無限總體（infinite populationinfinite population） 1212、樣本樣本（samplesample）：）： 從總體中抽取的一部分供觀

13、察測定的從總體中抽取的一部分供觀察測定的 個體組成的集合，稱為樣本。個體組成的集合，稱為樣本。 由樣本特征來推斷其總體性質(zhì)是統(tǒng)計由樣本特征來推斷其總體性質(zhì)是統(tǒng)計分析的基本手段，因此，樣本必須具有較分析的基本手段，因此，樣本必須具有較好的代表性，即抽樣應(yīng)隨機和獨立進行。好的代表性，即抽樣應(yīng)隨機和獨立進行。 1313、樣本容量樣本容量（sample size）：）：樣本所樣本所包含的個體數(shù)目稱為樣本容量，常記為包含的個體數(shù)目稱為樣本容量，常記為n。 n 30n 30為大樣本，為大樣本，n n3030的為小樣本。的為小樣本。 用上述專業(yè)術(shù)語解釋轉(zhuǎn)基因黃金大用上述專業(yè)術(shù)語解釋轉(zhuǎn)基因黃金大米米胡蘿卜素含

14、量是否比普通大米顯胡蘿卜素含量是否比普通大米顯著提高的對比試驗，試設(shè)計此試驗。著提高的對比試驗，試設(shè)計此試驗。一、試驗誤差一、試驗誤差二、土壤差異與試驗地的選擇二、土壤差異與試驗地的選擇三、田間試驗設(shè)計的基本原則三、田間試驗設(shè)計的基本原則四、控制土壤差異的小區(qū)技術(shù)四、控制土壤差異的小區(qū)技術(shù)1、概念、概念 由于非處理因素的影響，使試驗的由于非處理因素的影響，使試驗的實際觀測值與處理真值之間產(chǎn)生的差異實際觀測值與處理真值之間產(chǎn)生的差異稱為稱為試驗誤差試驗誤差（experiment error）,簡簡稱稱誤差誤差(error) 。 (1) (1)系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差(systematic error):

15、 (systematic error): 準確性準確性隨機誤差隨機誤差精精確性確性 統(tǒng)計上的試驗誤差是指隨機誤差。統(tǒng)計上的試驗誤差是指隨機誤差。1）試驗材料固有的差異試驗材料固有的差異。各供試材料遺傳上。各供試材料遺傳上的不純和發(fā)育狀況的差異。的不純和發(fā)育狀況的差異。2）試驗實施的不一致性試驗實施的不一致性。包括栽培管理上的。包括栽培管理上的不一致性和觀察測量上的不一致性。不一致性和觀察測量上的不一致性。3）外界條件的差異外界條件的差異。指自然環(huán)境的差異，具。指自然環(huán)境的差異，具有隨機性，難以控制，特別是土壤差異。有隨機性，難以控制，特別是土壤差異。1 1）選擇）選擇同質(zhì)同質(zhì)的試驗材料。的試驗

16、材料。2 2）統(tǒng)一統(tǒng)一操作和管理技術(shù)。使時間上的差異和操作和管理技術(shù)。使時間上的差異和 因人的差異以區(qū)組的劃分而得以控制。因人的差異以區(qū)組的劃分而得以控制。3 3）努力控制引起差異的外界主要因素，特別）努力控制引起差異的外界主要因素，特別是是土壤差異土壤差異的控制。選肥力均勻的試驗地；的控制。選肥力均勻的試驗地；采用適當?shù)男^(qū)技術(shù)；運用正確的試驗設(shè)計采用適當?shù)男^(qū)技術(shù)；運用正確的試驗設(shè)計和統(tǒng)計分析方法。和統(tǒng)計分析方法。 1、土壤差異表現(xiàn)：梯度差異和斑塊差異。、土壤差異表現(xiàn)：梯度差異和斑塊差異。2、土壤差異的估測：目測或空白試驗，按、土壤差異的估測：目測或空白試驗，按劃分的若干相同面積單元分開收

17、獲計產(chǎn)，劃分的若干相同面積單元分開收獲計產(chǎn)，通過計算誤差并進行比較，通過計算誤差并進行比較，發(fā)現(xiàn)相鄰單元發(fā)現(xiàn)相鄰單元土壤肥力最為相似。土壤肥力最為相似。3 3、試驗地的選擇和培養(yǎng)：、試驗地的選擇和培養(yǎng)： 1 1）試驗地要有代表性；）試驗地要有代表性； 2 2）土壤質(zhì)地均勻、肥力一致；）土壤質(zhì)地均勻、肥力一致； 3 3）地勢平整、位置適當；）地勢平整、位置適當； 4 4）有土地利用的歷史記錄；）有土地利用的歷史記錄； 5 5）空白試驗；）空白試驗； 6 6）采用輪換制。）采用輪換制。田間試驗設(shè)計田間試驗設(shè)計（field experimental design）廣義是指整個試驗研究課題的設(shè)計，包括

18、試驗廣義是指整個試驗研究課題的設(shè)計，包括試驗處理方案、小區(qū)技術(shù)以及資料整理和統(tǒng)計分析處理方案、小區(qū)技術(shù)以及資料整理和統(tǒng)計分析方法等；狹義上專指小區(qū)技術(shù)，特別是重復(fù)區(qū)方法等；狹義上專指小區(qū)技術(shù)，特別是重復(fù)區(qū)和試驗小區(qū)的排列方法。和試驗小區(qū)的排列方法。為什么要進行試驗設(shè)計為什么要進行試驗設(shè)計 前已述及，試驗設(shè)計就是小區(qū)技術(shù)，小前已述及，試驗設(shè)計就是小區(qū)技術(shù)，小區(qū)上的試驗單元是提供處理的一個具有獨區(qū)上的試驗單元是提供處理的一個具有獨立隨機誤差的觀察值的單元，如果試驗單立隨機誤差的觀察值的單元，如果試驗單元間存在系統(tǒng)性偏差，會導(dǎo)致觀察值出現(xiàn)元間存在系統(tǒng)性偏差，會導(dǎo)致觀察值出現(xiàn)系統(tǒng)誤差，引起處理真值與系

19、統(tǒng)誤差混淆，系統(tǒng)誤差，引起處理真值與系統(tǒng)誤差混淆，使試驗得不出正確結(jié)論。使試驗得不出正確結(jié)論。 因此，為了做好試驗，需對試驗單元的因此，為了做好試驗，需對試驗單元的設(shè)置和排列進行設(shè)計。設(shè)置和排列進行設(shè)計。 試驗設(shè)計的主要作用試驗設(shè)計的主要作用： 避免系統(tǒng)誤差，縮小隨機誤差，以保避免系統(tǒng)誤差，縮小隨機誤差，以保證試驗的準確度和精確度。證試驗的準確度和精確度。 如果試驗沒有系統(tǒng)誤差，只有隨機誤差，則如果試驗沒有系統(tǒng)誤差，只有隨機誤差，則可用該處理多次重復(fù)觀察值的參差不齊程度來估可用該處理多次重復(fù)觀察值的參差不齊程度來估計隨機誤差。只有一個重復(fù)則無法估計隨機誤差。計隨機誤差。只有一個重復(fù)則無法估計隨

20、機誤差。同一處理的多次觀察值的平均值，是處理真同一處理的多次觀察值的平均值，是處理真值的最好估計值。因為隨機誤差時高時低、時正值的最好估計值。因為隨機誤差時高時低、時正時負，平均起來在統(tǒng)計學上假定為零。時負，平均起來在統(tǒng)計學上假定為零。如果如果x是每次觀察值的誤差，則用該處理的是每次觀察值的誤差，則用該處理的n次觀察平均值作為處理真值估計時的誤差如下。次觀察平均值作為處理真值估計時的誤差如下。xxn重復(fù)的作用如下：重復(fù)的作用如下：1）估計試驗誤差估計試驗誤差；2）降低試驗誤差降低試驗誤差。因此若兩個處理進行比較，都用其平因此若兩個處理進行比較，都用其平均數(shù)比較，均數(shù)比較，n合理大時，均數(shù)誤差就

21、足夠合理大時，均數(shù)誤差就足夠小，這樣兩個處理比較主要就是真值估計小，這樣兩個處理比較主要就是真值估計值間比較，結(jié)論會客觀可靠。值間比較，結(jié)論會客觀可靠。隨機是指試驗中的不同處理都有同等隨機是指試驗中的不同處理都有同等機會設(shè)置在任何一個試驗小區(qū)上，即重復(fù)機會設(shè)置在任何一個試驗小區(qū)上，即重復(fù)中的某一處理究竟安排在哪一小區(qū)，不能中的某一處理究竟安排在哪一小區(qū)，不能有主觀成見，完全用隨機的辦法確定。隨有主觀成見，完全用隨機的辦法確定。隨機是為了獲得機是為了獲得無偏的誤差估計值。無偏的誤差估計值。當環(huán)境變異較大時，僅實行隨機和重復(fù)，當環(huán)境變異較大時，僅實行隨機和重復(fù)，環(huán)境的全部變異都被歸入誤差，使試驗誤

22、差變環(huán)境的全部變異都被歸入誤差，使試驗誤差變大，試驗靈敏度降低。大，試驗靈敏度降低。在田間試驗中，實施局部控制，就是將整在田間試驗中，實施局部控制，就是將整個試驗環(huán)境分成若干個最為一致的小環(huán)境，稱個試驗環(huán)境分成若干個最為一致的小環(huán)境，稱為區(qū)組（為區(qū)組（block）。每一區(qū)組再按處理數(shù)目劃）。每一區(qū)組再按處理數(shù)目劃分小區(qū)，一個小區(qū)隨機安排一個處理。分小區(qū)，一個小區(qū)隨機安排一個處理。重復(fù)重復(fù)局部控制局部控制有效降有效降低誤差低誤差隨機排列隨機排列無偏估無偏估計誤差計誤差這三個基本原則是試驗設(shè)計創(chuàng)始人這三個基本原則是試驗設(shè)計創(chuàng)始人R.A.Fisher首首次提出，因此也稱次提出，因此也稱Fisher試

23、驗設(shè)計原理。試驗設(shè)計原理。小區(qū)技術(shù)是根據(jù)田間試驗設(shè)計的基本原則，對試小區(qū)技術(shù)是根據(jù)田間試驗設(shè)計的基本原則，對試驗小區(qū)進行科學的設(shè)計和布置。驗小區(qū)進行科學的設(shè)計和布置。1、小區(qū)面積、小區(qū)面積 一定范圍內(nèi)增大小區(qū)面積可以減少一定范圍內(nèi)增大小區(qū)面積可以減少誤差。誤差。邊際效應(yīng)邊際效應(yīng)(marginal effect) 指小區(qū)兩端或兩邊植株指小區(qū)兩端或兩邊植株因占較大空間而表現(xiàn)的差異。因占較大空間而表現(xiàn)的差異。生長競爭生長競爭(growth competition)指相鄰小區(qū)因品種、指相鄰小區(qū)因品種、株高或生長期等不同，導(dǎo)致有的小區(qū)擠占相鄰小區(qū)的陽株高或生長期等不同，導(dǎo)致有的小區(qū)擠占相鄰小區(qū)的陽光、養(yǎng)

24、分的現(xiàn)象。光、養(yǎng)分的現(xiàn)象。 小區(qū)面積(研究性6-30m2;示范性300m2)大小不可硬性規(guī)定，可從以下幾方面綜合考慮。 試驗種類 作物類別 試驗地面積與土壤差異程度及形式種類 育種工作的不同階段 保證試驗收獲計產(chǎn)面積的需要 適當小區(qū)形狀在控制土壤差異方面具有相適當小區(qū)形狀在控制土壤差異方面具有相當作用（長形優(yōu)于方形）。小區(qū)形狀指長寬比當作用（長形優(yōu)于方形）。小區(qū)形狀指長寬比例例,小區(qū)方向指長方形小區(qū)長邊所沿的方向。小區(qū)方向指長方形小區(qū)長邊所沿的方向。 1 4 6 2 5 3 7 肥力方向4、設(shè)置對照、設(shè)置對照 試驗中作為處理間比較試驗中作為處理間比較的標準稱為對照（的標準稱為對照（check）

25、。以對照衡量）。以對照衡量處理優(yōu)劣處理優(yōu)劣;估計和矯正土壤差異。估計和矯正土壤差異。5、設(shè)置保護行、設(shè)置保護行(guard row)重復(fù)次數(shù)重復(fù)次數(shù)平平均均數(shù)數(shù)誤誤差差6 6、重復(fù)區(qū)（區(qū)組）與試驗小區(qū)的排列、重復(fù)區(qū)（區(qū)組）與試驗小區(qū)的排列 區(qū)組的排列原則是區(qū)組內(nèi)土壤肥力盡可區(qū)組的排列原則是區(qū)組內(nèi)土壤肥力盡可能一致，土壤差異排列在區(qū)組之間。能一致，土壤差異排列在區(qū)組之間。 小區(qū)在區(qū)組內(nèi)的排列有順序式和隨機式。小區(qū)在區(qū)組內(nèi)的排列有順序式和隨機式。隨機式可提供無偏的誤差估計值，順序式有隨機式可提供無偏的誤差估計值，順序式有可能產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，不能作出無偏的誤差估可能產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，不能作出無偏的誤差估計

26、。計。一、田間試驗的種類一、田間試驗的種類二、擬定試驗方案的基本要求二、擬定試驗方案的基本要求 三、擬定試驗方案的方法三、擬定試驗方案的方法（一）按試驗因素的多少分類（一）按試驗因素的多少分類1、單因素試驗（、單因素試驗（single-factor experiment） 2、多因素試驗（、多因素試驗（multiple-factor experiment） 3、綜合性試驗（、綜合性試驗（comprehensive experiment （二）根據(jù)試驗的內(nèi)容分類（二）根據(jù)試驗的內(nèi)容分類 1、品種試驗、品種試驗 2、栽培試驗、栽培試驗 3、品種和栽培相結(jié)合的試驗、品種和栽培相結(jié)合的試驗 （三）按試

27、驗的年份分類（三）按試驗的年份分類 1、一年試驗、一年試驗 2、多年試驗、多年試驗 （四）按試驗的地點分類（四）按試驗的地點分類 1、單點試驗、單點試驗 2、多點試驗、多點試驗 （五）按試驗進程分類（五）按試驗進程分類 1、預(yù)備試驗、預(yù)備試驗 2、主要試驗、主要試驗 3、示范試驗、示范試驗 （六）按試驗場所分類（六）按試驗場所分類 1、田間試驗、田間試驗 2、溫室試驗、溫室試驗 3、實驗室試驗、實驗室試驗 （七）按試驗區(qū)的大小分類（七）按試驗區(qū)的大小分類 小區(qū)試驗與大區(qū)試驗小區(qū)試驗與大區(qū)試驗 試驗方案試驗方案（experimental scheme）是指根）是指根 據(jù)試驗?zāi)康呐c要求而擬定的進行

28、比較的據(jù)試驗?zāi)康呐c要求而擬定的進行比較的一組試驗處理的總稱。一組試驗處理的總稱。試驗方案是整個試驗工作的試驗方案是整個試驗工作的核心部分核心部分，它，它在很大程度上反映了研究水平的高低，在很大程度上反映了研究水平的高低，決定了能否取得完滿的有價值的結(jié)果。決定了能否取得完滿的有價值的結(jié)果。 l（一）明確試驗?zāi)康模ㄒ唬┟鞔_試驗?zāi)康?l（二）根據(jù)試驗?zāi)康拇_定（二）根據(jù)試驗?zāi)康拇_定參試因素參試因素 l（三）合理確定參試（三）合理確定參試因素的水平因素的水平 ：等差法：等差法 ，等比法等比法 ，隨機法，隨機法 ，優(yōu)選法，優(yōu)選法 。l（四）應(yīng)用唯一差異原則（四）應(yīng)用唯一差異原則 l（五）設(shè)置對照（五）設(shè)置

29、對照（checkcheck） l（六）正確處理試驗因素與試驗條件的關(guān)系（六）正確處理試驗因素與試驗條件的關(guān)系 l（七）對試驗結(jié)果有所預(yù)測（七）對試驗結(jié)果有所預(yù)測l（一）單因素試驗方案（一）單因素試驗方案 l（二）多因素試驗方案（二）多因素試驗方案 l（三）綜合性試驗方案（三）綜合性試驗方案 將若干因素的某些水平結(jié)合在一起作將若干因素的某些水平結(jié)合在一起作為處理，組成綜合性試驗方案。目的在于為處理，組成綜合性試驗方案。目的在于探索一系列供試因素某些水平組合的綜合探索一系列供試因素某些水平組合的綜合作用，不涉及個別因素的效應(yīng)和因素間互作用，不涉及個別因素的效應(yīng)和因素間互作。綜合性方案屬于不均衡方案

30、。作。綜合性方案屬于不均衡方案。 一、順序排列設(shè)計法一、順序排列設(shè)計法 優(yōu)點優(yōu)點：1）設(shè)計簡單，）設(shè)計簡單，2）可根據(jù)株高、）可根據(jù)株高、成熟期等性狀進行排列，成熟期等性狀進行排列，3）有利于田間作）有利于田間作業(yè)與比較觀察。業(yè)與比較觀察。 缺點缺點：可能產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，理論上不：可能產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，理論上不能用統(tǒng)計分析進行顯著性檢驗，只是計算能用統(tǒng)計分析進行顯著性檢驗，只是計算百分數(shù)和排列位次。百分數(shù)和排列位次。 l常用于少數(shù)品種的比較試驗或示范試驗。常用于少數(shù)品種的比較試驗或示范試驗。l每隔每隔2個處理設(shè)置一個個處理設(shè)置一個CK。l每個處理與臨近每個處理與臨近CK直接比較，因而比較直接比較，因

31、而比較的精確度高。的精確度高。lCK所占小區(qū)數(shù)多。所占小區(qū)數(shù)多。CKCKCK54321CKCKCK54321CKCKCK54321l應(yīng)用了重復(fù)和局部控制原則；應(yīng)用了重復(fù)和局部控制原則；l處理與對照比較依據(jù)是相鄰?fù)寥婪柿Σ钐幚砼c對照比較依據(jù)是相鄰?fù)寥婪柿Σ町愝^小，結(jié)果準確可靠；異較小，結(jié)果準確可靠；l對照占地太多。對照占地太多。品種代號重 復(fù)總產(chǎn)量平均產(chǎn)量對相鄰CK的%IIIIII15.55.75.616.85.60120.0CK4.74.54.814.04.6724.14.64.313.04.3392.934.54.34.313.14.3792.3CK4.94.64.714.24.7345.5

32、5.25.316.05.33112.754.24.44.613.24.4095.0CK4.64.74.613.94.6366.05.75.717.45.80125.274.94.74.514.14.7098.6CK5.04.64.714.34.7784.85.05.215.05.00104.9表11 油菜品種比較試驗產(chǎn)量結(jié)果分析（單位：kg/20m2）在一塊試驗地上，第一小區(qū)和最后一小區(qū)在一塊試驗地上，第一小區(qū)和最后一小區(qū)一定是對照，每兩個對照間排列相同數(shù)目的處一定是對照，每兩個對照間排列相同數(shù)目的處理小區(qū)。一般用于育種初期（處理較多）。理小區(qū)。一般用于育種初期（處理較多）。CK12 3 4C

33、K5 678CKCK87 6 5CK4 321CK逆向式逆向式CK12 3 4CK5 678CKl應(yīng)用了重復(fù)和局部控制原則；應(yīng)用了重復(fù)和局部控制原則；l每幾個處理兩側(cè)都有對照，在減少肥力每幾個處理兩側(cè)都有對照，在減少肥力差異造成誤差方面有一定作用；差異造成誤差方面有一定作用；l可方便安排大量處理，對照占地較對比可方便安排大量處理，對照占地較對比法少；法少；株系代號重 復(fù)總產(chǎn)量平均產(chǎn)量對兩側(cè)CK平均的%IIIIIIIVCK11.5211.7611.6311.1146.0211.505 11.5375112.2212.5813.2812.7250.8012.700110.1211.3511.961

34、1.4811.2646.0511.51399.8310.4511.2612.2910.4544.4511.11396.3412.6713.1913.3413.8853.0813.270115.0CK11.8111.7811.3711.3246.2811.570 11.5175511.8311.9411.7411.8347.3411.835102.8614.3214.6215.0814.5458.5614.640127.1710.5210.3410.7110.0141.5810.39590.3811.5611.1311.6911.5645.9411.48599.7CK11.4611.6411.2

35、011.5645.8611.465表表12 水稻株系鑒定試驗產(chǎn)量結(jié)果分析（單位：水稻株系鑒定試驗產(chǎn)量結(jié)果分析（單位：kg/10m2）各處理在重復(fù)區(qū)內(nèi)的排列隨機決各處理在重復(fù)區(qū)內(nèi)的排列隨機決定，每個處理占據(jù)任何一個小區(qū)的機定，每個處理占據(jù)任何一個小區(qū)的機會完全均等，可避免系統(tǒng)誤差，因而會完全均等，可避免系統(tǒng)誤差，因而可作精確的統(tǒng)計分析?？勺骶_的統(tǒng)計分析。1、完全隨機設(shè)計完全隨機設(shè)計(complete randomized design) 將全部供試單元（將全部供試單元（N）隨機分成）隨機分成k組，組，每組有每組有ni個試驗單元，然后按組給以不同個試驗單元，然后按組給以不同處理。組內(nèi)試驗單元可等

36、或不等。此設(shè)計處理。組內(nèi)試驗單元可等或不等。此設(shè)計運用了重復(fù)和隨機兩原則。是隨機排列設(shè)運用了重復(fù)和隨機兩原則。是隨機排列設(shè)計中最簡單的一種設(shè)計方法。計中最簡單的一種設(shè)計方法。品種品種A品種品種B品種品種C正常灌水正常灌水干旱處理干旱處理三個玉米品種耐旱性比較試驗三個玉米品種耐旱性比較試驗將整個試驗地劃分成與試驗重復(fù)數(shù)相將整個試驗地劃分成與試驗重復(fù)數(shù)相等的若干區(qū)組，每一區(qū)組劃分成等的若干區(qū)組，每一區(qū)組劃分成 k k 個小個小區(qū)，隨機布置區(qū)，隨機布置 k k 個處理，即每一區(qū)組包個處理，即每一區(qū)組包括全部的試驗處理小區(qū)。且每一區(qū)組各處括全部的試驗處理小區(qū)。且每一區(qū)組各處理的隨機排列都必須獨立進行。

37、理的隨機排列都必須獨立進行。 若若A1=20A1=20，A2=24A2=24，二者差異為二者差異為4 4，若第，若第區(qū)組總觀察值與第區(qū)組總觀察值與第區(qū)區(qū)組總觀察值平均差異為組總觀察值平均差異為2 2，則，則A1A1、A2A2的試驗誤的試驗誤差僅為差僅為2 2。如果采用完。如果采用完全隨機試驗設(shè)計，則全隨機試驗設(shè)計，則A1A1、A2A2的試驗誤差為的試驗誤差為4 4。因。因此采用局部控制可有效此采用局部控制可有效降低試驗誤差。降低試驗誤差。DBECAADCBEDCAEB五個處理三次重復(fù)的隨機區(qū)組設(shè)計肥力從行和列兩個方向?qū)υ囼灜h(huán)境條件進行局部從行和列兩個方向?qū)υ囼灜h(huán)境條件進行局部控制，使每一行和每

38、一列都成為區(qū)組，每一區(qū)組控制，使每一行和每一列都成為區(qū)組，每一區(qū)組內(nèi)隨機安排全部處理。因此有：內(nèi)隨機安排全部處理。因此有：處理數(shù)處理數(shù)= =重復(fù)數(shù)重復(fù)數(shù)= =行區(qū)組數(shù)行區(qū)組數(shù)= =列區(qū)組數(shù)列區(qū)組數(shù)。如用如用5 5頭奶牛檢驗頭奶牛檢驗5 5種飼料對泌乳量的影響，種飼料對泌乳量的影響，由于由于5 5頭牛的泌乳力不太一致，且泌乳期有差異，頭牛的泌乳力不太一致，且泌乳期有差異，因而可用拉丁方設(shè)計。因而可用拉丁方設(shè)計。當處理數(shù)少于當處理數(shù)少于5 5，為了使誤差項自由度不小于，為了使誤差項自由度不小于1212，可采用復(fù)拉丁方設(shè)計。，可采用復(fù)拉丁方設(shè)計。ACEBDAAAA列列 區(qū)區(qū) 組組行行 區(qū)區(qū) 組組五五

39、個個處處理理的的拉拉丁丁方方設(shè)設(shè)計計 在多因素隨機區(qū)組試驗中，由于在多因素隨機區(qū)組試驗中，由于情況特殊不能在區(qū)組內(nèi)將所有處理完情況特殊不能在區(qū)組內(nèi)將所有處理完全隨機排列，就產(chǎn)生了隨機區(qū)組設(shè)計全隨機排列，就產(chǎn)生了隨機區(qū)組設(shè)計的一些推廣設(shè)計，如裂區(qū)設(shè)計和條區(qū)的一些推廣設(shè)計，如裂區(qū)設(shè)計和條區(qū)設(shè)計。設(shè)計。在多因素試驗中，如果希望對某個重要在多因素試驗中，如果希望對某個重要因素的考察有較高的精確度，可考慮用裂因素的考察有較高的精確度，可考慮用裂區(qū)設(shè)計。區(qū)設(shè)計。重復(fù)數(shù)區(qū)組數(shù)，每一區(qū)組內(nèi)的主區(qū)數(shù)重復(fù)數(shù)區(qū)組數(shù)，每一區(qū)組內(nèi)的主區(qū)數(shù)主區(qū)因素的水平數(shù)，每一主區(qū)內(nèi)的副區(qū)主區(qū)因素的水平數(shù)，每一主區(qū)內(nèi)的副區(qū)數(shù)副區(qū)因素的水

40、平數(shù)。數(shù)副區(qū)因素的水平數(shù)。副區(qū)（副區(qū)（secondary plot）或裂區(qū)）或裂區(qū)(split plot)里隨機安排副處理。對副處里隨機安排副處理。對副處理來講，一個主區(qū)就是一個區(qū)組，而對理來講，一個主區(qū)就是一個區(qū)組，而對整個試驗來講，主區(qū)僅是一個不完全區(qū)整個試驗來講，主區(qū)僅是一個不完全區(qū)組。裂區(qū)設(shè)計可估計主區(qū)和副區(qū)兩個試組。裂區(qū)設(shè)計可估計主區(qū)和副區(qū)兩個試驗誤差。驗誤差。例：肥料和品種兩因素裂區(qū)設(shè)計。例：肥料和品種兩因素裂區(qū)設(shè)計。A1A3A2B4B3B2B1B3B1B4B2 B1B2B3B4A1A3A2A4B1B2B3上：主、副區(qū)均為隨機區(qū)組設(shè)計；下：主區(qū)為拉丁方設(shè)計，副區(qū)隨機排列。l試驗因素

41、重要性不同試驗因素重要性不同。隨機區(qū)組各因素同等重要，。隨機區(qū)組各因素同等重要，而裂區(qū)中各因素有主次之分。而裂區(qū)中各因素有主次之分。l小區(qū)面積不同，有主副區(qū)之分小區(qū)面積不同，有主副區(qū)之分。隨機區(qū)組各小區(qū)面。隨機區(qū)組各小區(qū)面積相同，而裂區(qū)設(shè)計主區(qū)因素各水平占據(jù)面積大，積相同，而裂區(qū)設(shè)計主區(qū)因素各水平占據(jù)面積大，副區(qū)因素各水平面積小。副區(qū)因素各水平面積小。l試驗因素精確度要求不同試驗因素精確度要求不同。隨機區(qū)組各因素各水平。隨機區(qū)組各因素各水平重復(fù)數(shù)相同，裂區(qū)中副區(qū)各水平重復(fù)數(shù)多于主區(qū)各重復(fù)數(shù)相同，裂區(qū)中副區(qū)各水平重復(fù)數(shù)多于主區(qū)各水平，因此副區(qū)各水平間比較及其與主區(qū)因素的互水平，因此副區(qū)各水平間比

42、較及其與主區(qū)因素的互作效應(yīng)比較精確度高于主區(qū)各水平間的比較。作效應(yīng)比較精確度高于主區(qū)各水平間的比較。l試驗誤差估計不同試驗誤差估計不同。隨機區(qū)組只估計一個誤差，而。隨機區(qū)組只估計一個誤差，而裂區(qū)可分別估計主區(qū)誤差和副區(qū)誤差。裂區(qū)可分別估計主區(qū)誤差和副區(qū)誤差。條區(qū)設(shè)計是裂區(qū)設(shè)計的一種衍生設(shè)計。條區(qū)設(shè)計是裂區(qū)設(shè)計的一種衍生設(shè)計。即即A、B互為主、副因素。能估計三種試驗互為主、副因素。能估計三種試驗誤差誤差(A*R、B*R、A*B*R)，分別用以測驗，分別用以測驗兩因素的主效及其交互作用，但兩個主效兩因素的主效及其交互作用，但兩個主效應(yīng)估計值精確度較差，互作效應(yīng)精確度高。應(yīng)估計值精確度較差，互作效應(yīng)

43、精確度高。A1 A2 A4 A3B2B1B3重復(fù) 田間試驗的實施田間試驗的實施就是要正確、及時把就是要正確、及時把試驗處理，按試驗設(shè)計要求實施到試驗田塊；試驗處理，按試驗設(shè)計要求實施到試驗田塊；嚴格正確執(zhí)行各項管理措施，以保證試驗作嚴格正確執(zhí)行各項管理措施，以保證試驗作物正常生長；通過田間觀察記載或室內(nèi)考種物正常生長；通過田間觀察記載或室內(nèi)考種掌握試驗作物生長發(fā)育過程中的發(fā)展動態(tài)并掌握試驗作物生長發(fā)育過程中的發(fā)展動態(tài)并獲得可靠的試驗數(shù)據(jù)。獲得可靠的試驗數(shù)據(jù)。 （一）田間試驗計劃的內(nèi)容（一）田間試驗計劃的內(nèi)容（1）試驗名稱；）試驗名稱；（2）試驗?zāi)康募捌湟罁?jù)，預(yù)期試驗效果；）試驗?zāi)康募捌湟罁?jù)，預(yù)

44、期試驗效果；（3）試驗時間和地點；）試驗時間和地點；（4）試驗地的基本情況；）試驗地的基本情況；（5）試驗處理等；）試驗處理等；（6）試驗設(shè)計；）試驗設(shè)計；（7）田間管理要求；）田間管理要求；（8）田間觀察記載項目及方法標準；）田間觀察記載項目及方法標準；（9）試驗取樣和收獲計產(chǎn)方法；）試驗取樣和收獲計產(chǎn)方法；（10）試驗資料的統(tǒng)計分析方法和要求；）試驗資料的統(tǒng)計分析方法和要求；（11）試驗所需的土地面積、經(jīng)費、人工）試驗所需的土地面積、經(jīng)費、人工 及主要儀器設(shè)備；及主要儀器設(shè)備；（12）田間種植圖、觀察、考種記載表；）田間種植圖、觀察、考種記載表；（13）計劃制訂人、執(zhí)行人。）計劃制訂人、執(zhí)

45、行人。 編制種植計劃書的目的是為了把試驗處編制種植計劃書的目的是為了把試驗處理種植到大田，并可作為試驗記載本用。理種植到大田，并可作為試驗記載本用。它包括試驗名稱、年份與地點、田間種植它包括試驗名稱、年份與地點、田間種植圖、種植行號和區(qū)號、處理名稱或代號以圖、種植行號和區(qū)號、處理名稱或代號以及田間記載項目等。及田間記載項目等。區(qū)號品種ASI穗粒數(shù)有效穗數(shù) 籽粒產(chǎn)量101川單21102成單14103雅玉2號104川單13105農(nóng)大108201雅玉2號202川單13203成單14204農(nóng)大108205川單21保護行走道保 護 行保護行走道走道2.67m區(qū)2組3I647185 走區(qū)7組2II4865

46、13小區(qū)走道5m區(qū)4組8125376道區(qū)1組6275348走道（寬0.50m）小區(qū)面積 = 2.675 = 13.35(m2)保 護 行（寬2.00m）圖111 小麥品種比較試驗田間種植圖（I、II、III、IV表示區(qū)組（重復(fù)），1、2、3、8表示處理）l試驗地是實施田間試驗的場所。試驗地試驗地是實施田間試驗的場所。試驗地在進行區(qū)劃之前，必須做好充分的準備，在進行區(qū)劃之前，必須做好充分的準備，以保證各處理獲得盡可能一致的試驗環(huán)以保證各處理獲得盡可能一致的試驗環(huán)境條件。境條件。 l先按照田間種植圖所標示的整個試驗區(qū)先按照田間種植圖所標示的整個試驗區(qū)長度和寬度，規(guī)劃試驗區(qū)，然后再劃分長度和寬度，規(guī)

47、劃試驗區(qū)，然后再劃分區(qū)組、小區(qū)、走道和保護行等。區(qū)組、小區(qū)、走道和保護行等。 第一邊第三邊第第四四邊邊圖112 試驗區(qū)田間區(qū)劃示意圖第三邊第三邊第第二二邊邊第一邊圖圖112 試驗區(qū)田間區(qū)劃示意圖試驗區(qū)田間區(qū)劃示意圖l田間試驗用的種子遺傳背景和種子來源都應(yīng)田間試驗用的種子遺傳背景和種子來源都應(yīng)相同，并且經(jīng)過精選去雜，以保證其純度。相同，并且經(jīng)過精選去雜，以保證其純度。l種子準備最重要的任務(wù)就是確定播種量。種子準備最重要的任務(wù)就是確定播種量。 l種子準備應(yīng)按照種植計劃書的順序進行，避種子準備應(yīng)按照種植計劃書的順序進行，避免發(fā)生錯誤。免發(fā)生錯誤。 l所有種子分裝完成后，應(yīng)按種植計劃書上的所有種子分裝

48、完成后，應(yīng)按種植計劃書上的排列順序校對一遍，貯備待播。排列順序校對一遍，貯備待播。 l開溝、打窩開溝、打窩 ；l根據(jù)田間種植計劃在各小區(qū)首行插上寫有根據(jù)田間種植計劃在各小區(qū)首行插上寫有區(qū)組和小區(qū)編號（或行號）的木排（或竹區(qū)組和小區(qū)編號（或行號）的木排（或竹排），經(jīng)檢查無誤后分發(fā)種子袋。排），經(jīng)檢查無誤后分發(fā)種子袋。 l按區(qū)組一區(qū)一區(qū)播種（或一行），需進行按區(qū)組一區(qū)一區(qū)播種（或一行），需進行檢查，發(fā)現(xiàn)錯誤，立即糾正，然后進行蓋檢查，發(fā)現(xiàn)錯誤，立即糾正，然后進行蓋種。種。l 所有試驗播種完成后，再用同類作物早熟所有試驗播種完成后，再用同類作物早熟品種播種保護行。品種播種保護行。l栽培管理是保證田間

49、試驗的準確性和精栽培管理是保證田間試驗的準確性和精確性的重要環(huán)節(jié)之一，除了試驗方案所確性的重要環(huán)節(jié)之一，除了試驗方案所規(guī)定的處理間差異外，其它栽培管理措規(guī)定的處理間差異外，其它栽培管理措施均應(yīng)力求質(zhì)量一致，以免對各處理造施均應(yīng)力求質(zhì)量一致，以免對各處理造成不同的影響，增大試驗誤差。成不同的影響，增大試驗誤差。 l試驗地的任何一項栽培管理措施最好能試驗地的任何一項栽培管理措施最好能在一天內(nèi)完成，至少同一區(qū)組要在一天在一天內(nèi)完成，至少同一區(qū)組要在一天內(nèi)完成。內(nèi)完成。 1、氣候條件的觀察記載、氣候條件的觀察記載 2、試驗地農(nóng)事操作的記載、試驗地農(nóng)事操作的記載 3、作物生育動態(tài)的觀察記載。、作物生育動

50、態(tài)的觀察記載。 4、不正常現(xiàn)象的觀察記載。、不正常現(xiàn)象的觀察記載。 l要及時、細致、準確，決不能發(fā)生差錯。要及時、細致、準確，決不能發(fā)生差錯。l先熟先收、后熟后收。先熟先收、后熟后收。 l及時翻曬，注意防止霉爛和蟲害，并盡快及時翻曬，注意防止霉爛和蟲害，并盡快脫粒。脫粒。 l田間試驗經(jīng)過上述步驟，取得了大量的數(shù)田間試驗經(jīng)過上述步驟，取得了大量的數(shù)據(jù)資料。試驗數(shù)據(jù)資料的整理和分析方法，據(jù)資料。試驗數(shù)據(jù)資料的整理和分析方法，將在以后各章介紹。將在以后各章介紹。 田間試驗的觀察記載、室內(nèi)考種和田間試驗的觀察記載、室內(nèi)考種和分析測定中，往往不可能或沒有必要對分析測定中，往往不可能或沒有必要對整個試驗小

51、區(qū)的所有植株進行全面調(diào)查，整個試驗小區(qū)的所有植株進行全面調(diào)查，而是通過抽樣的方法而是通過抽樣的方法 ，對樣本進行調(diào)查。，對樣本進行調(diào)查。（1）抽樣單位抽樣單位的大小，即一個試驗單位的大小，即一個試驗單位（如試驗小區(qū)）應(yīng)劃分成多少個抽樣單位；（如試驗小區(qū)）應(yīng)劃分成多少個抽樣單位；（2）樣本容量樣本容量的大小，即為保證抽樣調(diào)查的大小，即為保證抽樣調(diào)查結(jié)果有預(yù)定的精確度，應(yīng)抽取多少個抽樣結(jié)果有預(yù)定的精確度，應(yīng)抽取多少個抽樣單位；單位；（3）抽樣方法抽樣方法 抽樣單位的配置，即如何抽樣單位的配置，即如何確定抽樣單位在試驗單位中的具體位置。確定抽樣單位在試驗單位中的具體位置。l試驗單位上由一個或多個個體組成并能試驗單位上由一個或多個個體組成并能獲得一個調(diào)