第二章田間試驗的設(shè)計與實(shí)施

1、第二章田間試驗的設(shè)計與實(shí)施第二章田間試驗的設(shè)計與實(shí)施農(nóng)業(yè)科學(xué)研究方法分兩大類：農(nóng)業(yè)科學(xué)研究方法分兩大類：調(diào)查研究法與試驗研究法。調(diào)查研究法與試驗研究法。兩者可在田間進(jìn)行，或結(jié)合生產(chǎn)兩者可在田間進(jìn)行，或結(jié)合生產(chǎn)進(jìn)行，也可在室內(nèi)進(jìn)行。進(jìn)行，也可在室內(nèi)進(jìn)行。 第二章田間試驗的設(shè)計與實(shí)施第二章田間試驗的設(shè)計與實(shí)施&2.1 &2.1 農(nóng)業(yè)試驗的內(nèi)容、任務(wù)、方式農(nóng)業(yè)試驗的內(nèi)容、任務(wù)、方式&2.2 &2.2 田間試驗的特點(diǎn)和要求田間試驗的特點(diǎn)和要求&2.3 &2.3 田間試驗常用術(shù)語田間試驗常用術(shù)語&2.4 &2.4 田間試驗三原則田間試驗三原

2、則&2.5 &2.5 試驗誤差來源及控制試驗誤差來源及控制&2.6 &2.6 常用田間試驗設(shè)計常用田間試驗設(shè)計&2.7 &2.7 試驗方案及實(shí)驗步驟試驗方案及實(shí)驗步驟&2.1 &2.1 農(nóng)業(yè)試驗的內(nèi)容、任務(wù)、方式農(nóng)業(yè)試驗的內(nèi)容、任務(wù)、方式一、農(nóng)業(yè)試驗一、農(nóng)業(yè)試驗是為了提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力而進(jìn)行的一種是為了提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力而進(jìn)行的一種自覺的，有計劃的科學(xué)研究實(shí)踐。自覺的，有計劃的科學(xué)研究實(shí)踐。二、農(nóng)業(yè)試驗的主要內(nèi)容二、農(nóng)業(yè)試驗的主要內(nèi)容品種比較試驗品種比較試驗栽培措施比較試驗栽培措施比較試驗適應(yīng)性試驗適應(yīng)性試驗將國外或外地引進(jìn)的新品種或新的

3、栽培措施在當(dāng)將國外或外地引進(jìn)的新品種或新的栽培措施在當(dāng)?shù)氐臈l件下試種或試用，以檢驗引進(jìn)的品種或栽培措施地的條件下試種或試用，以檢驗引進(jìn)的品種或栽培措施 在當(dāng)?shù)厥欠窬哂袘?yīng)在當(dāng)?shù)厥欠窬哂袘?yīng)用價值。用價值。病蟲害防治措施比較試驗（病蟲害防治措施比較試驗（研究不同的措施研究不同的措施對病害或蟲害的防治效果的差異的試驗。包括農(nóng)藥藥效試對病害或蟲害的防治效果的差異的試驗。包括農(nóng)藥藥效試驗、生物防治試驗、綜合防治試驗驗、生物防治試驗、綜合防治試驗）品種與管理相結(jié)合的試驗品種與管理相結(jié)合的試驗三、農(nóng)業(yè)試驗的任務(wù)三、農(nóng)業(yè)試驗的任務(wù)解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要解決的問題解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要解決的問題解決農(nóng)業(yè)科學(xué)問題解決農(nóng)業(yè)科

4、學(xué)問題四、農(nóng)業(yè)試驗與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系四、農(nóng)業(yè)試驗與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系農(nóng)業(yè)試驗是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的先行和準(zhǔn)備農(nóng)業(yè)試驗是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的先行和準(zhǔn)備為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，但又不完全依賴于生產(chǎn)。為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，但又不完全依賴于生產(chǎn)。五、農(nóng)業(yè)試驗的方式五、農(nóng)業(yè)試驗的方式 田間試驗田間試驗 實(shí)驗室試驗實(shí)驗室試驗 盆栽試驗盆栽試驗 溫室試驗溫室試驗 利用人工氣候室進(jìn)行的試驗等利用人工氣候室進(jìn)行的試驗等&2.2田間試驗的特點(diǎn)和要求田間試驗的特點(diǎn)和要求概念概念n田間試驗是在自然的土壤、氣候和接田間試驗是在自然的土壤、氣候和接近生產(chǎn)的大田條件下，以作物作為研究近生產(chǎn)的大田條件下，以作物作為研究對象，研究作物對各項技術(shù)處理的效應(yīng)對象

5、，研究作物對各項技術(shù)處理的效應(yīng)的方法。的方法。n田間試驗是最基本、最直接的農(nóng)業(yè)試田間試驗是最基本、最直接的農(nóng)業(yè)試驗方法。驗方法。2 、田間試驗的任務(wù)、田間試驗的任務(wù) 在大田自然環(huán)境條件下研究在大田自然環(huán)境條件下研究新的品種新的品種和和新的新的生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)技術(shù)，客觀的評定具有各種優(yōu)良特性的品種，客觀的評定具有各種優(yōu)良特性的品種及其適應(yīng)區(qū)域，及其適應(yīng)區(qū)域，正確的鑒定最有效的增產(chǎn)技術(shù)措正確的鑒定最有效的增產(chǎn)技術(shù)措施及其適應(yīng)范圍施及其適應(yīng)范圍，使科研的成果能夠合理地應(yīng)用，使科研的成果能夠合理地應(yīng)用和推廣，發(fā)揮其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的作用。和推廣，發(fā)揮其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的作用。3. 田間試驗的特點(diǎn)田間試驗的特點(diǎn)試驗

6、的復(fù)雜性試驗的復(fù)雜性;試驗的地區(qū)性試驗的地區(qū)性;試驗的周期長，具有季節(jié)性試驗的周期長，具有季節(jié)性;存在試驗誤差存在試驗誤差;5.田間試驗的要求田間試驗的要求（1）試驗的目的要明確試驗的目的要明確（2）試驗條件要有代表性試驗條件要有代表性（3）試驗結(jié)果要能夠重復(fù)試驗結(jié)果要能夠重復(fù)（4）試驗的結(jié)果要正確試驗的結(jié)果要正確保證一定準(zhǔn)確度和精確度保證一定準(zhǔn)確度和精確度 準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度(accuracy): 指試驗中某一性狀指試驗中某一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 value)的接的接近程度近程度。 精確度精確度(precision): 指試驗中同一性狀指試驗中同一性狀重復(fù)觀察值彼

7、此接近程度，即試驗誤差重復(fù)觀察值彼此接近程度，即試驗誤差的大小，它是可以估計的。的大小，它是可以估計的。處理因素處理因素非處理因素非處理因素n試驗中可以人為地加以調(diào)節(jié)的因子叫可試驗中可以人為地加以調(diào)節(jié)的因子叫可控因子，如品種、密度、施肥量、用量控因子，如品種、密度、施肥量、用量等。而不能人為進(jìn)行調(diào)節(jié)的因子叫作不等。而不能人為進(jìn)行調(diào)節(jié)的因子叫作不可控因子。如：雨量、氣候等?？煽匾蜃?。如：雨量、氣候等。n田間試驗一般只考慮可控因子。田間試驗一般只考慮可控因子。4.4.試驗按因子數(shù)分類試驗按因子數(shù)分類 (1)(1)單因子試驗：單因子試驗：只包含一個因子的試驗叫單只包含一個因子的試驗叫單因子試驗。其任

8、務(wù)是解決這個因子的幾個水平因子試驗。其任務(wù)是解決這個因子的幾個水平間的比較問題。間的比較問題。 (2)(2)復(fù)（多）因子試驗：復(fù)（多）因子試驗：包含兩個以上的因子包含兩個以上的因子的試驗叫復(fù)因子試驗。的試驗叫復(fù)因子試驗。實(shí)例：例例. 三種藥劑的防治害蟲試驗（三種藥劑的防治害蟲試驗（、A3），），目的是比較三種藥劑的防治效果有否不同。目的是比較三種藥劑的防治效果有否不同。 例例. 兩種噴霧方法的比較試驗（兩種噴霧方法的比較試驗（、 ）,目的是目的是比較兩方法的效果有否不同。比較兩方法的效果有否不同。 例例3：將以上兩個例子合起來：將以上兩個例子合起來. （3）單、復(fù)因子試驗作用區(qū)別）單、復(fù)因子試

9、驗作用區(qū)別:n單因子試驗，解決該因子水平間的比較問題。單因子試驗，解決該因子水平間的比較問題。n復(fù)因子試驗不僅要了解各個因子自身水平間的復(fù)因子試驗不僅要了解各個因子自身水平間的比較問題，還要了解因子之間的相互作用問題，比較問題，還要了解因子之間的相互作用問題，找出最有效的措施，且精度較高的優(yōu)點(diǎn)。找出最有效的措施，且精度較高的優(yōu)點(diǎn)。n也是一種多因素試驗，試驗中各因素的各水平也是一種多因素試驗，試驗中各因素的各水平不構(gòu)成平衡的處理組合，而是將若干因素的某不構(gòu)成平衡的處理組合，而是將若干因素的某些水平結(jié)合在一起形成少數(shù)的幾個處理組合。些水平結(jié)合在一起形成少數(shù)的幾個處理組合。n目的在于探討一系列供試因

10、素某些處理組合的目的在于探討一系列供試因素某些處理組合的綜合作用。而不在于檢測因素的單獨(dú)作用和相綜合作用。而不在于檢測因素的單獨(dú)作用和相互作用?；プ饔?。(4)綜合性試驗綜合性試驗 試驗效應(yīng)：試驗因素對試驗指標(biāo)所起的增加或減少的作用稱試驗效應(yīng)：試驗因素對試驗指標(biāo)所起的增加或減少的作用稱為試驗效應(yīng)。為試驗效應(yīng)。簡單效應(yīng)：在某因素同一水平上，另一因素不同水平對試驗簡單效應(yīng)：在某因素同一水平上，另一因素不同水平對試驗指標(biāo)的影響稱為簡單效應(yīng)，即是特殊水平組合間的差數(shù)。指標(biāo)的影響稱為簡單效應(yīng)，即是特殊水平組合間的差數(shù)。主效應(yīng)主效應(yīng)：一個因素內(nèi)各簡單效應(yīng)的平均數(shù)稱為：一個因素內(nèi)各簡單效應(yīng)的平均數(shù)稱為主要效應(yīng)

11、，簡稱主效。主要效應(yīng)，簡稱主效?；プ骰プ?：兩個因素簡單效應(yīng)間的平均差異稱為交：兩個因素簡單效應(yīng)間的平均差異稱為交互作用效應(yīng)，簡稱互作，反映一個因素的各水平在另一因素互作用效應(yīng)，簡稱互作，反映一個因素的各水平在另一因素的不同水平中反應(yīng)不一致的現(xiàn)象。的不同水平中反應(yīng)不一致的現(xiàn)象。課本課本P5 【例如】對某水稻品種進(jìn)行施肥試驗，【例如】對某水稻品種進(jìn)行施肥試驗，每畝施氮每畝施氮10kg10kg，畝產(chǎn)量為，畝產(chǎn)量為350kg350kg，每畝施氮每畝施氮15kg15kg，畝產(chǎn)量為，畝產(chǎn)量為450kg450kg。課本課本P5 則在每畝施氮則在每畝施氮10kg的基礎(chǔ)上增施的基礎(chǔ)上增施5kg的的效應(yīng)即為效應(yīng)

12、即為450350100kg/畝。畝。效應(yīng)效應(yīng)：就是供試因素不同水平下的產(chǎn)量（或：就是供試因素不同水平下的產(chǎn)量（或其它性狀）差異。其它性狀）差異。在單因素試驗中，這一差異稱作簡單效應(yīng)。在單因素試驗中，這一差異稱作簡單效應(yīng)。 則：氮的簡單效應(yīng)則：氮的簡單效應(yīng)=N產(chǎn)量產(chǎn)量-O產(chǎn)量產(chǎn)量=N-O 則：氮肥的簡單效應(yīng)則：氮肥的簡單效應(yīng)=NP產(chǎn)量產(chǎn)量-P產(chǎn)量產(chǎn)量=NP-P實(shí)例實(shí)例:某豆科植物某豆科植物22復(fù)因子試驗，施用氮復(fù)因子試驗，施用氮（N）、磷磷（P）的的4種處理組合試驗結(jié)果的假定數(shù)據(jù)，以種處理組合試驗結(jié)果的假定數(shù)據(jù)，以說明各種效應(yīng)。說明各種效應(yīng)。p5 試驗試驗水平水平 N1 N2 N1 N2 平均平

13、均 N2-N1N2-N1 P1 10 16 13 6 P1 10 16 13 6 P2 18 24 21 6 P2 18 24 21 6平均平均 14 20 614 20 6P2-P1 8 8 8 0,0/2=0P2-P1 8 8 8 0,0/2=0無互作無互作 試驗試驗水平水平 N1 N2 N1 N2 平均平均 N2-N1N2-N1 P1 10 16 13 6 P1 10 16 13 6 P2 18 P2 18 2828 23 10 23 10平均平均 14 22 814 22 8P2-P1 8 12 10 4,4/2=2P2-P1 8 12 10 4,4/2=2正互作正互作 試驗試驗水平水

14、平 N1 N2 N1 N2 平均平均 N2-N1N2-N1 P1 10 16 13 6 P1 10 16 13 6 P2 18 P2 18 2020 19 2 19 2平均平均 14 18 414 18 4P2-P1 8 4 6 -4,-4/2=-2P2-P1 8 4 6 -4,-4/2=-2負(fù)互作負(fù)互作 試驗試驗水平水平 N1 N2 N1 N2 平均平均 N2-N1N2-N1 P1 10 16 13 6 P1 10 16 13 6 P2 18 P2 18 1414 19 -4 19 -4平均平均 14 15 114 15 1P2-P1 8 -2 6 -10,-10/2=-5P2-P1 8 -

15、2 6 -10,-10/2=-5負(fù)互作負(fù)互作0102030n2n1p2p101 02 03 0n2n1p2p10102030n2n1p2p101 02 03 0n2n1p2p1互作顯著與否關(guān)系到主效的實(shí)用性?；プ黠@著與否關(guān)系到主效的實(shí)用性。不顯著，則各因素的效應(yīng)可以累加，主效就代表了不顯著，則各因素的效應(yīng)可以累加，主效就代表了 各個簡單效應(yīng)。各個簡單效應(yīng)。正互作時，從各因素的最佳水平推論最優(yōu)組合，正互作時，從各因素的最佳水平推論最優(yōu)組合，負(fù)互作，則根據(jù)互作的大小程度而有不同情況。負(fù)互作，則根據(jù)互作的大小程度而有不同情況。 兩個因素間的互作稱為一級互作兩個因素間的互作稱為一級互作(first o

16、rder interaction）。一級互作易于理解，實(shí)際意義明確。）。一級互作易于理解，實(shí)際意義明確。 三個因素間的互作稱二級互作三個因素間的互作稱二級互作(second order interaction)，余類推。，余類推。 二級以上的高級互作較難理解，實(shí)際意義不大，一般二級以上的高級互作較難理解，實(shí)際意義不大，一般不予考察。不予考察。&2.4 田間試驗設(shè)計的三原則田間試驗設(shè)計的三原則指整個試驗研究課指整個試驗研究課題的設(shè)計，包括確題的設(shè)計，包括確定試驗處理的方案，定試驗處理的方案，小區(qū)技術(shù)，以及其小區(qū)技術(shù)，以及其相應(yīng)的資料收集整相應(yīng)的資料收集整理和統(tǒng)計分析的方理和統(tǒng)計分析的方法

17、等法等。專指小區(qū)技術(shù)，特指小區(qū)技術(shù)，特別是重復(fù)區(qū)和試驗別是重復(fù)區(qū)和試驗小區(qū)的排列方法小區(qū)的排列方法。有效控制土壤差異，有效控制土壤差異，降低試驗誤差降低試驗誤差田間試驗設(shè)計田間試驗設(shè)計一、田間試驗三原則田間試驗三原則1.重復(fù)（重復(fù)（replication)(1)重復(fù)重復(fù):指每一個處理有兩個或兩個以上試驗單元。指每一個處理有兩個或兩個以上試驗單元。(2)重復(fù)數(shù)重復(fù)數(shù):指試驗中同一個處理所種植的小區(qū)數(shù)。指試驗中同一個處理所種植的小區(qū)數(shù)。例：例：nssx估計試驗誤差試驗估計試驗誤差試驗(常用常用 ）表示）表示 ; 降低試驗誤差降低試驗誤差; 擴(kuò)大試驗的代表性擴(kuò)大試驗的代表性 。(3)重復(fù)的作用：重復(fù)

18、的作用：2. 局部控制局部控制(1) (1) 局部控制局部控制: : 就是分范圍分地段控制非處理因素，就是分范圍分地段控制非處理因素，使其對各個處理的影響趨于最大程度的一致。使其對各個處理的影響趨于最大程度的一致。 實(shí)施：實(shí)施：將整個試驗環(huán)境分成若干個最為一致的小環(huán)將整個試驗環(huán)境分成若干個最為一致的小環(huán) 境，稱為境，稱為區(qū)組（區(qū)組（block）。每一區(qū)組再按試驗處理數(shù)目劃分每一區(qū)組再按試驗處理數(shù)目劃分小區(qū)（小區(qū)（plot），），一個小區(qū)隨機(jī)安排一個處理。一個小區(qū)隨機(jī)安排一個處理。例例作用：進(jìn)一步減少試驗誤差作用：進(jìn)一步減少試驗誤差3. 隨機(jī)排列隨機(jī)排列(random assortment)隨機(jī)

19、排列：指試驗中的不同處理都有同等的隨機(jī)排列：指試驗中的不同處理都有同等的機(jī)會設(shè)置在任何一個試驗小區(qū)上，即重復(fù)中機(jī)會設(shè)置在任何一個試驗小區(qū)上，即重復(fù)中的某一個處理究竟安排在哪一個小區(qū)，不要的某一個處理究竟安排在哪一個小區(qū)，不要有主觀成見，完全由隨機(jī)的方法確定。有主觀成見，完全由隨機(jī)的方法確定。(2)隨機(jī)的作用隨機(jī)的作用: 獲得無偏的試驗誤差估計值獲得無偏的試驗誤差估計值例：有一例：有一6品種的產(chǎn)量比較試驗，欲在一塊土壤肥力南北品種的產(chǎn)量比較試驗，欲在一塊土壤肥力南北走向的試驗地進(jìn)行，走向的試驗地進(jìn)行，n=3,如何合理安排小區(qū)。如何合理安排小區(qū)。土壤肥力梯度方向肥瘦區(qū)組1區(qū)組2區(qū)組3 三原則間關(guān)系

20、三原則間關(guān)系重重 復(fù)復(fù)隨機(jī)排列隨機(jī)排列局部控制局部控制無偏估計誤差無偏估計誤差有效降低誤差有效降低誤差二、控制土壤差異的小區(qū)技術(shù)二、控制土壤差異的小區(qū)技術(shù)1.小區(qū)面積小區(qū)面積在田間試驗中，安排一個處理的小塊地段在田間試驗中，安排一個處理的小塊地段稱為稱為試驗小區(qū)（試驗小區(qū)（plot）。2.小區(qū)的形狀和方向小區(qū)的形狀和方向小區(qū)的形狀有長方形和正方形兩種；小區(qū)的形狀有長方形和正方形兩種；小區(qū)的方向?qū)Ｖ搁L方形小區(qū)而言，指小區(qū)的方向?qū)Ｖ搁L方形小區(qū)而言，指長方形小區(qū)長邊的方向。長方形小區(qū)長邊的方向。3.重復(fù)次數(shù)重復(fù)次數(shù) 試驗設(shè)置重復(fù)次試驗設(shè)置重復(fù)次數(shù)越多，試驗誤數(shù)越多，試驗誤差越小。但在實(shí)差越小。但在實(shí)

21、際運(yùn)用時，并非際運(yùn)用時，并非重復(fù)越多越好重復(fù)越多越好。平均數(shù)的誤差平均數(shù)的誤差100 80 60 40 20 00 20 40 60 80 100 120重復(fù)次數(shù)重復(fù)次數(shù)4.設(shè)置對照區(qū)設(shè)置對照區(qū)對照（對照（check）:作為試驗中處理間比較標(biāo)作為試驗中處理間比較標(biāo)準(zhǔn)的處理稱做對照。準(zhǔn)的處理稱做對照。在田間對各處理進(jìn)行比較時，有利于作為衡量品種在田間對各處理進(jìn)行比較時，有利于作為衡量品種或處理優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)；或處理優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)；利用對照區(qū)估計和矯正試驗地的土壤差異；利用對照區(qū)估計和矯正試驗地的土壤差異；5.設(shè)置保護(hù)行設(shè)置保護(hù)行（guard row）保護(hù)行：對試驗區(qū)周邊或小區(qū)間、區(qū)組間作而保護(hù)行：對試驗

22、區(qū)周邊或小區(qū)間、區(qū)組間作而不作觀察記錄的作物行。不作觀察記錄的作物行。保護(hù)行的作用：保護(hù)行的作用：A防止外來因素的損害（人、畜）防止外來因素的損害（人、畜）B減少邊際效應(yīng)減少邊際效應(yīng) C防滲透防滲透6.重復(fù)區(qū)重復(fù)區(qū)(區(qū)組區(qū)組)與試驗小區(qū)的排列與試驗小區(qū)的排列同一重復(fù)或區(qū)組內(nèi)的土壤肥力應(yīng)盡可能同一重復(fù)或區(qū)組內(nèi)的土壤肥力應(yīng)盡可能一致，試驗地的土壤差異盡可能排列在一致，試驗地的土壤差異盡可能排列在重復(fù)區(qū)之間。重復(fù)區(qū)之間。區(qū)組間的差異大，并不增大試驗誤差；區(qū)組間的差異大，并不增大試驗誤差； 而區(qū)組內(nèi)的差異小，卻能有效的減少誤差，而區(qū)組內(nèi)的差異小，卻能有效的減少誤差，因而可提高試驗的精確度。因而可提高試

23、驗的精確度。小區(qū)在各重復(fù)內(nèi)的排列方式有小區(qū)在各重復(fù)內(nèi)的排列方式有：順序排列：順序排列： 將小區(qū)在各重復(fù)內(nèi)按照同一次序排列；將小區(qū)在各重復(fù)內(nèi)按照同一次序排列；隨機(jī)排列：隨機(jī)排列： 各小區(qū)在各重復(fù)內(nèi)的位置完全隨機(jī)決定各小區(qū)在各重復(fù)內(nèi)的位置完全隨機(jī)決定ABCDDCBAACDBBDAC 準(zhǔn)確性特點(diǎn)特點(diǎn): : 有一定方向性有一定方向性 系統(tǒng)誤差不能用數(shù)理統(tǒng)計分析方法來消除，只能用試系統(tǒng)誤差不能用數(shù)理統(tǒng)計分析方法來消除，只能用試驗設(shè)計來避免，如選擇同質(zhì)一致的試驗材料、標(biāo)準(zhǔn)化操驗設(shè)計來避免，如選擇同質(zhì)一致的試驗材料、標(biāo)準(zhǔn)化操作技術(shù)和對試驗的外界條件的一致性控制（如試驗地、作技術(shù)和對試驗的外界條件的一致性控制

24、（如試驗地、測試儀器等）。測試儀器等）。 精確性 (1)(1)選擇肥力均勻的試驗地；選擇肥力均勻的試驗地；(2)(2)試驗中采用適當(dāng)?shù)男^(qū)技術(shù)；試驗中采用適當(dāng)?shù)男^(qū)技術(shù)；(3)(3)應(yīng)用良好的試驗設(shè)計和相應(yīng)的統(tǒng)計分析。應(yīng)用良好的試驗設(shè)計和相應(yīng)的統(tǒng)計分析。 正確貫徹執(zhí)行以上三種措施，已證明能有效正確貫徹執(zhí)行以上三種措施，已證明能有效地降低誤差。地降低誤差。例如：控制土壤差異而減少土壤差異對處例如：控制土壤差異而減少土壤差異對處理的影響，通常采用的有以下三種措施：理的影響，通常采用的有以下三種措施：2.土壤差異的估測土壤差異的估測目測目測空白試驗空白試驗3.試驗地的選擇與培養(yǎng)試驗地的選擇與培養(yǎng) 有

25、代表性；有代表性； 土壤質(zhì)地均勻，肥力一致；土壤質(zhì)地均勻，肥力一致； 有土地利用的歷史記錄；有土地利用的歷史記錄； 地勢平整；地勢平整； 位置適當(dāng)；位置適當(dāng)； 進(jìn)行空白試驗；進(jìn)行空白試驗； 采用輪換制；采用輪換制；&2.6 常用田間試驗設(shè)計法常用田間試驗設(shè)計法一、順序排列設(shè)計法一、順序排列設(shè)計法二、隨機(jī)排列設(shè)計法二、隨機(jī)排列設(shè)計法1. 對比設(shè)計對比設(shè)計 每隔每隔2個供試處理設(shè)一個對照區(qū)，使個供試處理設(shè)一個對照區(qū)，使每一個小區(qū)與其相鄰的對照直接比較。每一個小區(qū)與其相鄰的對照直接比較。一、順序排列設(shè)計法一、順序排列設(shè)計法5 5ckck 4 43 3ckck 2 21 1ckckckck 1

26、 12 2ckck 3 34 4ckck 5 51 1ckck 2 23 3ckck 4 45 5ckck例1：5 5ckck 1 12 2ckck 3 34 4ckck1 1ckck 2 23 3ckck 4 45 5ckck4 4ckck 5 51 1ckck 2 23 3ckck例2：2.間比設(shè)計間比設(shè)計n在一條地上，排列的第一個小區(qū)和最末在一條地上，排列的第一個小區(qū)和最末尾的小區(qū)一定是對照區(qū)，每兩個對照區(qū)尾的小區(qū)一定是對照區(qū)，每兩個對照區(qū)之間排列相同數(shù)目的處理小區(qū)。之間排列相同數(shù)目的處理小區(qū)。ckck 1 1 2 2 3 3 4 4 ckck 5 5 6 67 7 8 8 ckckck

27、ck 8 8 7 7 6 6 5 5 ckck 4 4 3 32 2 1 1 ckckckck 1 1 2 2 3 3 4 4 ckck 5 5 6 67 7 8 8 ckck 方案方案1 1例：例：8 8個處理個處理3 3次重復(fù)的間比設(shè)計次重復(fù)的間比設(shè)計ckck 1 12 23 34 4ckck5 56 67 78 8ckck1 12 23 34 4ckckckck8 87 76 65 5ckck 4 43 32 21 1ckck 8 87 76 65 5ckck 方案方案2 2例：例：8 8個處理個處理3 3次重復(fù)的間比設(shè)計次重復(fù)的間比設(shè)計二、隨機(jī)排列設(shè)計法（重點(diǎn)）二、隨機(jī)排列設(shè)計法（重點(diǎn)

28、）完全隨機(jī)設(shè)計完全隨機(jī)設(shè)計隨機(jī)區(qū)組設(shè)計隨機(jī)區(qū)組設(shè)計拉丁方設(shè)計拉丁方設(shè)計改良對比法改良對比法裂區(qū)設(shè)計裂區(qū)設(shè)計正交設(shè)計（第正交設(shè)計（第9 9章講）章講）單因素試驗單因素試驗多因素試驗多因素試驗多因素試驗多因素試驗（一）完全隨機(jī)設(shè)計（一）完全隨機(jī)設(shè)計適用適用：試驗空間中的各種非試驗因素者相：試驗空間中的各種非試驗因素者相當(dāng)均勻一致，否則誤差大。當(dāng)均勻一致，否則誤差大。2、優(yōu)缺點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：易設(shè)計：易設(shè)計,對處理和重復(fù)數(shù)沒嚴(yán)格限制，對處理和重復(fù)數(shù)沒嚴(yán)格限制，可充分利用全部材料；有無缺區(qū)也可進(jìn)行分可充分利用全部材料；有無缺區(qū)也可進(jìn)行分析；統(tǒng)計分析簡單。析；統(tǒng)計分析簡單。n 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：同處理小區(qū)分布比較

29、零亂，不便于觀同處理小區(qū)分布比較零亂，不便于觀察。沒實(shí)行局部控制，在試驗材料或小區(qū)土壤察。沒實(shí)行局部控制，在試驗材料或小區(qū)土壤差異較大時，不能采用。差異較大時，不能采用。 （二）隨機(jī)區(qū)組設(shè)計（二）隨機(jī)區(qū)組設(shè)計 適用于：存在單方向系統(tǒng)誤差的試驗適用于：存在單方向系統(tǒng)誤差的試驗 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計隨機(jī)區(qū)組設(shè)計: 按照局部控制的原則，將整個試驗地分按照局部控制的原則，將整個試驗地分成與重復(fù)數(shù)相等的區(qū)組，然后把每一個區(qū)組劃分成與成與重復(fù)數(shù)相等的區(qū)組，然后把每一個區(qū)組劃分成與處理數(shù)相等的小區(qū)，將各處理處理數(shù)相等的小區(qū)，將各處理隨機(jī)安排在區(qū)組內(nèi)的小隨機(jī)安排在區(qū)組內(nèi)的小區(qū)中區(qū)中。1. 實(shí)施步驟：實(shí)施步驟：(1)確

30、定重復(fù)數(shù)確定重復(fù)數(shù)(2) 劃分區(qū)組劃分區(qū)組1112處理數(shù)n原則：重復(fù)內(nèi)具同質(zhì)性，重復(fù)間允許最大異質(zhì)性原則：重復(fù)內(nèi)具同質(zhì)性，重復(fù)間允許最大異質(zhì)性區(qū)組數(shù)重復(fù)數(shù)；區(qū)組數(shù)重復(fù)數(shù)；區(qū)組的走向與土壤肥力梯度相垂直；區(qū)組內(nèi)的差區(qū)組的走向與土壤肥力梯度相垂直；區(qū)組內(nèi)的差異盡可能的小，區(qū)組間的差異盡可能的大。異盡可能的小，區(qū)組間的差異盡可能的大。(2) 小區(qū)的劃分小區(qū)的劃分小區(qū)數(shù)處理數(shù)；小區(qū)數(shù)處理數(shù)；小區(qū)的長邊與土壤肥力梯度平行；小區(qū)的長邊與土壤肥力梯度平行；假定有假定有A、B、C、D、E五個處理，每五個處理，每個處理重復(fù)個處理重復(fù)3次，采用隨機(jī)完全區(qū)組設(shè)計，則田次，采用隨機(jī)完全區(qū)組設(shè)計，則田間排列為：間排列為

31、：肥肥瘦瘦ABCDECBAEDECDAB再例：再例： 8個品種個品種4個重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組排列個重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組排列74211317368548732164524887566532圖：圖： 8個品種個品種4個重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組排列個重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組排列肥力梯度肥力梯度3 8 110715149613416112125圖圖 16個品種個品種3個重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組，小區(qū)布置成兩排個重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組，小區(qū)布置成兩排2.隨機(jī)區(qū)組設(shè)計優(yōu)、缺點(diǎn)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計優(yōu)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：易設(shè)計和分析，能保證試驗的精確度和準(zhǔn)確度易設(shè)計和分析，能保證試驗的精確度和準(zhǔn)確度（貫徹了三原則）。（貫徹了三原則）。對試驗條件要求不高，靈活性大，適用

32、廣。對試驗條件要求不高，靈活性大，適用廣。單因素、多因素試驗都可應(yīng)用。單因素、多因素試驗都可應(yīng)用。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：不允許處理數(shù)太多，一般少于不允許處理數(shù)太多，一般少于20。試驗精確度沒有拉丁方設(shè)計高。試驗精確度沒有拉丁方設(shè)計高。處理數(shù)為處理數(shù)為2的隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，叫配對法。的隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，叫配對法。例例2:水果保鮮試驗：水果保鮮試驗： 第一對 第二對 第三對 例例1:肥料對比試驗：肥料對比試驗：第一對 第二對 第三對 .第N對 （三）拉丁方設(shè)計（三）拉丁方設(shè)計拉丁方設(shè)計實(shí)行雙重局部控制，精確度拉丁方設(shè)計實(shí)行雙重局部控制，精確度最高，是隨機(jī)區(qū)組設(shè)計特殊情況。最高，是隨機(jī)區(qū)組設(shè)計特殊情況。1.實(shí)施方法實(shí)

33、施方法從行和列兩個方向上排列成區(qū)組，而從行和列兩個方向上排列成區(qū)組，而每一處理在每一行或列都只占有一個小每一處理在每一行或列都只占有一個小區(qū)，處理在各區(qū)組的排列是隨機(jī)的。區(qū)，處理在各區(qū)組的排列是隨機(jī)的。CDAEBECDBABAECDABCDEDEBAC 行區(qū)組行區(qū)組列列 區(qū)區(qū) 組組5 55 5 拉丁方拉丁方2. 拉丁方設(shè)計的特點(diǎn)拉丁方設(shè)計的特點(diǎn)：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)；精確度高；精確度高；試驗結(jié)果分析簡便；試驗結(jié)果分析簡便；3.隨機(jī)排列的方法隨機(jī)排列的方法拉丁方均由標(biāo)準(zhǔn)拉丁方衍變而來。拉丁方均由標(biāo)準(zhǔn)拉丁方衍變而來。標(biāo)準(zhǔn)拉丁方即第一列和第一行為順序排列的

34、拉丁方標(biāo)準(zhǔn)拉丁方即第一列和第一行為順序排列的拉丁方 從書中選一標(biāo)準(zhǔn)拉丁方從書中選一標(biāo)準(zhǔn)拉丁方按規(guī)則隨機(jī)調(diào)動直行、橫行及處理按規(guī)則隨機(jī)調(diào)動直行、橫行及處理實(shí)現(xiàn)隨機(jī)排列采用辦法：實(shí)現(xiàn)隨機(jī)排列采用辦法：設(shè)某一試驗，有設(shè)某一試驗，有5個處理，分別以個處理，分別以1、2、3、4、5表示，試做拉丁方設(shè)計。表示，試做拉丁方設(shè)計。選擇標(biāo)準(zhǔn)方選擇標(biāo)準(zhǔn)方ABCDEBAECDCDAEBDEBACECDBA標(biāo)準(zhǔn)拉丁方標(biāo)準(zhǔn)拉丁方1.選擇標(biāo)準(zhǔn)方A B C D EB A E C DC D A E BD E B A CE C D B A3.按隨機(jī)數(shù)字按隨機(jī)數(shù)字5 1 2 4 3調(diào)調(diào) 整整 橫橫 行行E B A D CA D

35、E C BB C D E AD A C B EC E B A D4.按隨機(jī)數(shù)按隨機(jī)數(shù)2=A,5=B,4=C,1=D,3=E，排列處理，排列處理3 5 2 1 42 1 3 4 55 4 1 3 21 2 4 5 34 3 5 2 14.實(shí)際應(yīng)用：實(shí)際應(yīng)用：例不同捕哦燈效果比較試驗（燈位、日期）例不同捕哦燈效果比較試驗（燈位、日期）例例2 2煙葉毒素病不同毒素濃度誘病試驗，由于不同植株煙葉毒素病不同毒素濃度誘病試驗，由于不同植株和同一植株上不同部位的葉片（老、嫩）對毒素病的抵和同一植株上不同部位的葉片（老、嫩）對毒素病的抵抗力有所不同，產(chǎn)生兩種實(shí)驗誤差，針對這兩種實(shí)驗誤抗力有所不同，產(chǎn)生兩種實(shí)驗

36、誤差，針對這兩種實(shí)驗誤差采用拉丁方設(shè)計，如下圖所示：差采用拉丁方設(shè)計，如下圖所示： 5.拉丁方設(shè)計的優(yōu)、缺點(diǎn)：拉丁方設(shè)計的優(yōu)、缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：精確度最高精確度最高，適用試驗存在兩種系統(tǒng)誤差的試驗。，適用試驗存在兩種系統(tǒng)誤差的試驗。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1.缺乏伸縮性缺乏伸縮性 ：處理數(shù)處理數(shù)=重復(fù)數(shù)重復(fù)數(shù)=行數(shù)行數(shù)=列數(shù)列數(shù) 這種試驗設(shè)計，不能將一行或一列分開設(shè)置；觀察記載這種試驗設(shè)計，不能將一行或一列分開設(shè)置；觀察記載和田間管理都不方便。和田間管理都不方便。 2.處理數(shù)限于處理數(shù)限于。（四）改良對比法（四）改良對比法適用范圍適用范圍當(dāng)參試處理數(shù)眾多，環(huán)境條件差異較大當(dāng)參試處理數(shù)眾多，環(huán)境條件差異較

37、大（如丘陵地帶）時，就難于實(shí)現(xiàn)局部控制，改（如丘陵地帶）時，就難于實(shí)現(xiàn)局部控制，改良對比法用增加對照區(qū)的辦法，來解決這一矛良對比法用增加對照區(qū)的辦法，來解決這一矛盾，從而提高試驗的精確度。盾，從而提高試驗的精確度。 2 2田間排列說明田間排列說明、每個重復(fù)區(qū)的第一個小區(qū)安排處理，第二個小、每個重復(fù)區(qū)的第一個小區(qū)安排處理，第二個小區(qū)安排對照，以后每隔兩個處理區(qū)安排一個對照區(qū)，一區(qū)安排對照，以后每隔兩個處理區(qū)安排一個對照區(qū)，一直至排完為止。直至排完為止。、一般重復(fù)、一般重復(fù)3-63-6次，重復(fù)內(nèi)可不具同質(zhì)性。次，重復(fù)內(nèi)可不具同質(zhì)性。、在各重復(fù)中，每個處理（不包括對照），必須、在各重復(fù)中，每個處理（

38、不包括對照），必須隨機(jī)排列。隨機(jī)排列。、若一條長形的試驗地排不完一個重復(fù)，可另起、若一條長形的試驗地排不完一個重復(fù)，可另起一行，用兩行來排完一個重復(fù)區(qū)。一行，用兩行來排完一個重復(fù)區(qū)。ckckckckckckckck例：例：7 7個處理個處理1 1個對照個對照3 3次重復(fù)的改良對比法設(shè)計次重復(fù)的改良對比法設(shè)計3 35 51 16 62 24 47 72 2ckck4 45 5ckck1 13 3ckck7 76 6ckck7 7ckck1 16 6ckck5 52 2ckck4 43 3ckck如抽簽順序為：如抽簽順序為：3，5，1，6，2，4，73特點(diǎn)：特點(diǎn)：任意一個處理區(qū)的左側(cè)或右側(cè)必任意一

39、個處理區(qū)的左側(cè)或右側(cè)必有一個對照區(qū)。有一個對照區(qū)。優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：、適用于丘陵地等環(huán)境條件變異較大的地方。優(yōu)點(diǎn)：、適用于丘陵地等環(huán)境條件變異較大的地方。 、不受處理數(shù)的限制，兩個以上均可。、不受處理數(shù)的限制，兩個以上均可。 、田間操作比較方便。、田間操作比較方便。缺點(diǎn)：、對照區(qū)占地三分之一，比較浪費(fèi)土地。缺點(diǎn)：、對照區(qū)占地三分之一，比較浪費(fèi)土地。 、未貫徹設(shè)計三大原則，精確度較低。、未貫徹設(shè)計三大原則，精確度較低。 、因兩個處理共用一個對照，不能認(rèn)為這兩個處理、因兩個處理共用一個對照，不能認(rèn)為這兩個處理互不相關(guān)，所以不宜采用方差分析?；ゲ幌嚓P(guān)，所以不宜采用方差分析。（五）裂區(qū)設(shè)計（五）裂區(qū)設(shè)

40、計只用于多因素試驗只用于多因素試驗一、裂區(qū)設(shè)計應(yīng)用范圍一、裂區(qū)設(shè)計應(yīng)用范圍因素有主、次之分時因素有主、次之分時各因素的水平要求的面積不一時各因素的水平要求的面積不一時重點(diǎn)研究某項交互作用時重點(diǎn)研究某項交互作用時臨時加某些新的因素時臨時加某些新的因素時2.實(shí)施方法實(shí)施方法分清主、次因素，先把次要因素各水平（主處理）作分清主、次因素，先把次要因素各水平（主處理）作隨機(jī)區(qū)組排列，這時的每個小區(qū)稱主區(qū)（整區(qū)）。隨機(jī)區(qū)組排列，這時的每個小區(qū)稱主區(qū)（整區(qū)）。2.再再將各主區(qū)按主要因素的水平數(shù)分小小區(qū)（副區(qū)），將各主區(qū)按主要因素的水平數(shù)分小小區(qū)（副區(qū)），然后隨機(jī)安排主因素的各水平（副處理）于副區(qū)。然后隨機(jī)安

41、排主因素的各水平（副處理）于副區(qū)。3從統(tǒng)計學(xué)上看，重復(fù)最好符合下面要求：從統(tǒng)計學(xué)上看，重復(fù)最好符合下面要求：1112整處數(shù)）（裂處數(shù) n主處理主處理 所分的小區(qū)稱為主區(qū)（整區(qū)），所分的小區(qū)稱為主區(qū)（整區(qū)），主區(qū)內(nèi)各副處理所分的小區(qū)稱為副區(qū)主區(qū)內(nèi)各副處理所分的小區(qū)稱為副區(qū)（裂區(qū)）。（裂區(qū)）。裂區(qū)設(shè)計的原則：主要因素的各個水平裂區(qū)設(shè)計的原則：主要因素的各個水平安排在裂區(qū)，次要因素各水平安排在整安排在裂區(qū)，次要因素各水平安排在整區(qū)。區(qū)。A1 A2 A3A2 A1 A3A3 A2 A1A2 A1 A3 B1B2B2B1B1B2B1B2B2B1B1B2B1B2B1B2B2B1B2B1B2B1B2B1 A

42、為主區(qū)因素，有為主區(qū)因素，有A1、A2、A3三個水平；三個水平；B為為副因素，有副因素，有B1、B22個水平；個水平； 2次重復(fù)次重復(fù); 裂區(qū)設(shè)計如下裂區(qū)設(shè)計如下: A為主區(qū)因素，有為主區(qū)因素，有A1、A2、A3三個水平；三個水平；B為副區(qū)因素，有為副區(qū)因素，有B1、B2、B3、B4四個水平；四個水平； 2次重復(fù)次重復(fù); 裂區(qū)設(shè)計如下裂區(qū)設(shè)計如下:A A1 1B B3 3A A1 1B B2 2A A3 3B B1 1A A3 3B B2 2A A2 2B B4 4A A2 2B B3 3A A1 1B B1 1A A1 1B B4 4A A3 3B B3 3A A3 3B B4 4A A2

43、2B B1 1A A2 2B B2 2A A3 3B B1 1A A3 3B B3 3A A2 2B B4 4A A2 2B B3 3A A1 1B B2 2A A1 1B B3 3A A3 3B B4 4A A3 3B B2 2A A2 2B B1 1A A2 2B B2 2A A1 1B B4 4A A1 1B B1 1 書例：如有書例：如有6個品種（個品種（1-6表示），控制為副處理；表示），控制為副處理；3種種施肥量施肥量(高、中、低表示），控制為主處理高、中、低表示），控制為主處理 ，重復(fù)，重復(fù)3次，次，試?yán)L裂區(qū)設(shè)計的排列圖。試?yán)L裂區(qū)設(shè)計的排列圖。方法：方法：先對主處理先對主處理(施

44、肥量施肥量)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，后對副處理隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，后對副處理(品品種種)隨機(jī)，每一重復(fù)的主、副處理隨機(jī)皆獨(dú)立進(jìn)行。隨機(jī)，每一重復(fù)的主、副處理隨機(jī)皆獨(dú)立進(jìn)行。P271 5 2 5 4 1 2 4 36 5 3 2 3 1 1 6 32 4 6 5 3 2 1 4 26 3 4 3 6 2 6 5 11 4 2 4 6 5 2 5 41 3 5 4 6 1 6 5 3高高低低中中低低中中高高高高中中低低例：病蟲害防治試驗。研究因子兩個：藥劑種類和噴霧例：病蟲害防治試驗。研究因子兩個：藥劑種類和噴霧方式。參試藥劑四種：方式。參試藥劑四種：A1,A2,A3,A4 。噴霧方式兩種：。噴霧方式兩種：靜電噴

45、霧和非靜電噴霧。藥劑為主要因子，噴霧方式為靜電噴霧和非靜電噴霧。藥劑為主要因子，噴霧方式為次要因子。重復(fù)三次。次要因子。重復(fù)三次。 裂區(qū)設(shè)計在小區(qū)的排列方式上可有變裂區(qū)設(shè)計在小區(qū)的排列方式上可有變化，主處理和副處理均可排列成拉丁方或化，主處理和副處理均可排列成拉丁方或隨機(jī)區(qū)組；隨機(jī)區(qū)組； 副區(qū)的比較比主區(qū)更為精確；副區(qū)的比較比主區(qū)更為精確；&2.7 試驗方案及實(shí)施步驟試驗方案及實(shí)施步驟一、試驗方案一、試驗方案v根據(jù)試驗?zāi)康呐c要求所擬訂的進(jìn)行比較根據(jù)試驗?zāi)康呐c要求所擬訂的進(jìn)行比較的一組試驗處理的總稱。的一組試驗處理的總稱。v單因素試驗方案是各個水平的總稱；單因素試驗方案是各個水平的總稱；

46、【例如】例如】有一氮肥施用量試驗，共設(shè)畝施純有一氮肥施用量試驗，共設(shè)畝施純氮氮0kg0kg，2kg2kg，4kg4kg，6kg6kg四個水平，這四四個水平，這四個水平就是四個處理，四個處理的總合就個水平就是四個處理，四個處理的總合就是試驗方案。是試驗方案。 u多因素試驗方案是多個因素水平組合的總稱；多因素試驗方案是多個因素水平組合的總稱；【例如】【例如】進(jìn)行甲、乙、丙三個品種與高、中、進(jìn)行甲、乙、丙三個品種與高、中、低三種施肥量的兩因素試驗，共有低三種施肥量的兩因素試驗，共有 甲高、甲中、甲低甲高、甲中、甲低; 乙高、乙中、乙低乙高、乙中、乙低; 丙高、丙中、丙低丙高、丙中、丙低; 這這9個水

47、平組合就是該試驗的試驗方案。個水平組合就是該試驗的試驗方案。 多因素試驗方案根據(jù)處理的數(shù)目和多因素試驗方案根據(jù)處理的數(shù)目和均衡性，又可分為完全方案、不均衡方均衡性，又可分為完全方案、不均衡方案和均衡不完全方案三種案和均衡不完全方案三種:(1)完全方案完全方案 是多因素試驗最簡單的一種設(shè)計是多因素試驗最簡單的一種設(shè)計方案，即每一個試驗因素的每個水方案，即每一個試驗因素的每個水平要相互組合，所有因素處于完全平要相互組合，所有因素處于完全平等的地位。平等的地位。 【例如】【例如】研究氮、磷、鉀肥肥效的試驗，研究氮、磷、鉀肥肥效的試驗，包括包括N，P，K三個因素，每個因素又分三個因素，每個因素又分為施與不施兩個水平。所以，處理數(shù)為為施與不施兩個水平。所以，處理數(shù)為2228個。個。其試驗方案如下：其試驗方案如下：處理處理1 O (CK) 處理處理5 NP處理處理2 N 處理處理6 NK處理處理3 P 處理處理7 PK處理處理4 K 處理處理8 NPK