田間試驗設計

試驗標準（依此文件試驗流程：責任部門、責任人常用的田間實驗設計一、順序排列的試驗設計（一、對比法設計特點是每一供試品種均勻直接排列于對照區(qū)旁邊，使每一小區(qū)可與其相鄰旁的對照區(qū)直接比較。如圖為個品種次重復的對比法排列。這類設計由于相鄰小區(qū)特別是狹長相鄰小區(qū)之間土壤肥力的相似性，亦可獲得較精確的結果，并有利于實施與觀察。但對照區(qū)過多，要占試驗田面積的1土地利用率不高。一般重復次數(shù)可為～次必要時還可適當增加每一重復內(nèi)的各小區(qū)都是順序排列。重復排列成多排時，不同重復內(nèi)小區(qū)可排列成階梯式，以避免同一處理的各小區(qū)排在一直線上。（二、間比法設計在育種試驗前期階段如鑒定圃試驗供試的品（種多，要求不太高，而用隨機區(qū)組排列有困難，可用此法。間比法設計的特點是在一條地上排列的第一個小區(qū)和末尾的小區(qū)一定是對（C區(qū)每二對照區(qū)之間排列相同數(shù)目的處理小區(qū)，通常是或個，重復～次。各重復可排成一排或多排式。排成多排時，則可采用逆向式（圖。如果一條土地上不能安排整個重復的小區(qū)，則可在第二條土地上接下去但是開始時仍要種一對照區(qū)稱為額外對（Ex，K如圖。順序排列設計的優(yōu)點是設計簡單操作方便可按品種成熟期、株高等排列，能減少邊際效應和生長競爭。但缺點是這類設計雖通過增設對照，并安排重復區(qū)以控制誤差，但各處理在小區(qū)內(nèi)的安排不隨機，所以估計的試驗誤差有偏性，理論上不能應用統(tǒng)計分析進行顯著性測驗梯度時品種間比較將會發(fā)生系統(tǒng)誤差。二、隨機排列的試驗設計（一）完全隨機設計完全隨機設計將各處理隨機分配到各個試驗單元（或小區(qū)）中，每一處理的重復數(shù)可以相等或者不相等，這種設計對試驗單元的安排靈活機動，單因素或多因素試驗皆可應用。例如要檢驗三種不同的生長素，各一個劑量，測定對小麥苗高的效應，包括對照（用水）在內(nèi)，共個處理，若用盆栽試驗每盆小麥為一個單元每處理用盆共1盆隨機排列時將每盆標號?1然后查用隨機數(shù)字表或抽簽法或計算（器）隨機數(shù)字發(fā)生法得第一處理為（14,1處理為（12,1，第三處理為（2,7,（3,4,0,16為第四處理。這類設計分析簡便，但是應用此類設計必須試驗的環(huán)境因素相當均勻，所以一般用于實驗室培養(yǎng)實驗及網(wǎng)、溫室的盆缽試驗。（二機區(qū)組設計肥力程度劃分為等于重復次數(shù)的區(qū)組，一區(qū)組安排一重復，區(qū)組內(nèi)各處理都獨立地隨機排列。這是隨機排列設計中最常用而最基本的設計。隨機區(qū)組設計有以下優(yōu)點（設計簡單容易掌握（、富于伸縮性單因素多因素以及綜合性的試驗都可應用（、能提供無偏的誤差估計，并有效地減少單向的肥力差異，降低誤差（對試驗地的地形要求不嚴必要時不同區(qū)組亦可分散設置在不同地段上。不足之處在于這種設計部允許處理數(shù)太多，一般不超過2個因為處理多區(qū)組必然增大局部控制的效率降低，而且只能控制一個方向的土壤差異。對于隨機區(qū)組各小區(qū)的隨機排列此處以隨機數(shù)字法舉例說明如下：例如有一包括個處理的試驗，只要將處理分別給以1,2,3,4隨機數(shù)字表任意指定一頁中的一行，去掉和即可得個處理的排列次序。如有第二重復，則可再從表查另一行或一列隨機數(shù)字，作為個處理在區(qū)組內(nèi)的排列次序。有更多重復時，照樣進行隨機以確定處理小區(qū)的位置。總之，不僅以區(qū)組內(nèi)每一處理的位置隨機，并且各區(qū)組內(nèi)小區(qū)的隨機都是獨立進行。多于個處理的試驗，可同樣查隨機數(shù)字表。如有1各處理，可查得任何一頁的一行，去掉0、9、9、9后即得1個處理排列的次序。等方面，以前者為主。設計的目的在于降低實驗誤差，寧使區(qū)組之間占有最大的土壤差異，而同區(qū)組內(nèi)各小區(qū)間的變異應盡可能小。一般從小區(qū)形狀而言，狹長形小區(qū)之間的土壤差異為最小，而方形或接近方形的區(qū)組之間的土壤差異大。因此，在通常情況下，采用方形區(qū)組和狹長形小區(qū)能提高試驗精確度。在有單向肥力梯度時，亦是如此，但必須注意使區(qū)組的劃分與梯度垂直，而區(qū)組內(nèi)小區(qū)長的一邊與梯度平行（如圖樣既能提高試驗精確度，同時亦能滿足工作便利的要求。如處理數(shù)較多，為避免第一小區(qū)與最末小區(qū)距離過遠，可將小區(qū)布置成兩排，如圖。如上所述，若試驗地段的限制，使一個試驗的所有區(qū)組不能排列在一塊土地上時，可將少數(shù)區(qū)組設在另一地段，即各個區(qū)組可以分散設置（三、拉丁方設計拉丁方設計將處理從縱橫兩個方向排列為區(qū)或重復使每個處理在每一列和每一行中出現(xiàn)的次數(shù)相次所以它是比隨機區(qū)組多一個方向進行局部控制的隨機排列的設計。如圖所示為×拉丁方每一直行及每一橫行都成為一區(qū)組或重復，而每一處理在每一直行或縱行都只出現(xiàn)一次。所以，拉丁方設計的處理數(shù)、重復數(shù)、直行數(shù)、橫行數(shù)均相同。由于二個方向劃分成區(qū)組，拉丁方排列具有雙向控制土壤差異的作用，即可以從直行和橫行兩個方向消除土壤差異，因而有較高的精確度。拉丁方設計的主要優(yōu)點為精確度高，但缺乏伸縮性，因為在設計中，重復數(shù)必須等于處理數(shù)，兩者相互制約。處理數(shù)多，則重復次數(shù)會過多，處理數(shù)少，則重復次數(shù)必然少，導致試驗估計誤差的自由度太少，鑒別試驗處理間差異的靈敏度不高。拉丁方設計時，為保證鑒別差異的靈敏度，可采用復拉丁方設計，即用個（×）拉丁方。此外，布置這種設計時，不能將一直行或一橫行分開設置，要求有整塊地平坦的土地，缺乏隨機區(qū)組那樣的靈活性。第一直行和第一橫行均勻順序排列的拉丁方稱標準方。拉丁方甚多，但標準方較少。如×只有一個標準方。將每個標準方的橫行和直行進行調(diào)換，可以化出許多不同的拉丁方。一般而論，每個×k標準方，可化出k!(k個1)!不同的拉丁方。進行拉丁方設計時，首先應根據(jù)處理數(shù)從拉丁方的標準方表中選擇一個×的標準方但在實際應用上為了獲得所需的拉丁方，可簡捷地從選擇標準方的基礎上進行橫行、直行及處理的隨機。不同處理數(shù)的拉丁方的隨機略有不同，一般按以下所示步驟進行：（×）拉丁方：隨機取個標準方中的一個，隨機所有直行及第二、三、四橫行，也可以隨機所有橫行和直行，再隨機處理。（×）及更高級拉丁方：隨機所有直行、橫行處理。設有個品種分別以、、、、代表，擬用拉丁方排列進行比較試驗。首先取上面所列的（×）選擇標準方。再從隨機數(shù)字表中，以鉛筆尖任意落于一行，查隨機數(shù)字，將和大于的數(shù)字去掉，得、、、、，隨機直行的隨機。再點一行，如得即為橫行的隨機再點一行得、、、、，即為品種隨機。將（×）選擇標準方按上面三個隨機步驟，就得到所需的拉丁方排列，如圖。（四）裂區(qū)設計裂區(qū)設計是多因素試驗的一種設計方式。在多因素試驗中，如處理組合數(shù)不太多，而各個因素的效應同等重要時，采用隨機區(qū)組設計；如處理組合數(shù)較多而又有一些特殊要求時，往往采用裂區(qū)設計。裂區(qū)設計與多因素試驗的隨機區(qū)組設計在小區(qū)排列上有明顯的差別。在隨機區(qū)組中，二個或更多因素的效應同等重要時，采用隨機去組設計；如處理組合數(shù)較多而又有一些特殊要求時，往往采用裂區(qū)設計。裂區(qū)設計與多因素試驗的隨機區(qū)組設計在小區(qū)排列上有明顯的差別。在隨機區(qū)組中，二個或更多因素的各個處理組合的小區(qū)皆均等地隨機排列在一區(qū)內(nèi)。而在裂區(qū)設計時先按第一個因素設置各個處理（主處理）的小區(qū)；然后在這主處理的小區(qū)內(nèi)引進第二個因素的各個處理（副處理）的小區(qū)；按主處理所劃分的小區(qū)成為主區(qū)，亦稱整區(qū)，主區(qū)內(nèi)按各副處理所劃分的小區(qū)稱為副區(qū)，亦稱裂區(qū)。從第二個因素來講，一個主區(qū)就是一個區(qū)組，但是從整個試驗所有處理組合講，一個主區(qū)僅是一個不完全區(qū)組。由于這種設計將主區(qū)分裂為副區(qū)，副區(qū)之間比主區(qū)之間更為接近，從而副處理間的比較比主處理間的比較更為準確。通常在下列幾種情況下，應用裂區(qū)設計。（、在一個因素的各種處理比另一因素的處理可能需要更大的面積時，為了實施和管理上的方便而應用裂區(qū)設計。例如耕地、肥料、灌溉等試驗，耕、肥、灌等處理宜作為主區(qū)；而另一因素如品種等，則可設置于副區(qū)。（、試驗中某一因素的主效比另一因素的主效更為重要，而要求更精確地比較，或二個因素間的交互作用比其主效時更為重要的研究對象時，亦宜采用裂區(qū)設計，將要求更高精確度的因素作為副處理，另一因素作為主處理。（、根據(jù)以往研究，得知某些因素的效應比另一些因素的效應更大時，亦適于采用裂區(qū)設計，將可能表現(xiàn)較大差異的因素作為主處理。下面以品種與施肥量兩個因素的試驗說明裂區(qū)設計。如有個品種，以、、、、、表示，有種施肥量，以高、中、低表示，重復次，則裂區(qū)設計的排列可如圖。裂區(qū)設計在小區(qū)排列方式上可有變化，主處理與副處理亦均可排列成拉丁方，這樣可以提高試驗的精確度。尤其是主區(qū)，由于其誤差較大，能用拉丁方排列更為有利。主、副區(qū)最適于拉丁方排列的多因素組合有×、×、×、×、6×、×、×等。（五、再裂區(qū)設計裂區(qū)設計若再需引進第三個因素的試驗，可以進一步做成在再裂區(qū)，即在裂區(qū)內(nèi)再劃分為更小單位的小區(qū)，稱為再裂區(qū)因素的各個處（稱為副副處理隨機排列于再裂區(qū)內(nèi)，這種設計稱為再裂區(qū)設計。再裂區(qū)設計比較復雜，但實際試驗研究需要采用它時，可用以研究因素之間的一些高級互作有利于解決實際問題。茲舉例說明設計步驟。設有種肥料用量以AAA表示作為主處（a,重復次即個區(qū)組（r；個小麥品種以B、B、B、B4表示，作為副處理（b；種播種密度以C、C表示，作為副副處理（c，作再裂區(qū)設計。（）先將試驗田（地）劃分為等于重復次數(shù)的區(qū)組，每一區(qū)組劃分為等于主處理數(shù)目的主區(qū)每一主區(qū)安排一個主處理。本例先將試驗地劃分為三個區(qū)組每一區(qū)組劃分為個主區(qū)，每一主區(qū)安排一種肥料用量。（）每一主區(qū)劃分為等于副處理數(shù)目的裂區(qū)（即副區(qū)，每一裂區(qū)安排一個副處理本例每一中區(qū)劃分為個裂區(qū)，每一裂區(qū)安排一個小麥品種。（）每裂區(qū)再劃分為等于副副處理數(shù)目的再裂區(qū)，每一再裂區(qū)安排一個副副處理本例每一裂區(qū)再劃分為個再裂區(qū)每一再裂區(qū)安排一種密度區(qū)組排列，如圖所示。（六個因素都需要較大的小區(qū)面積，且為了便于管理和觀察記載，可將每個區(qū)組先劃分為若干縱向長條小區(qū)，安排第一因素的各（因素；再將各區(qū)組劃分為若干橫向長條形小區(qū)，安排第二因素的各個處（因素這種設計方式稱為條區(qū)設計。假定第一因素（因素）有個處理，第二因素（因素）有個處理，其個重復的瞧去設計如圖1所示。圖1為兩因素都作隨機區(qū)組的排列方式。但也可將第一因素作隨機區(qū)組排列，第二因素作拉丁方排列。同理，也可將第一因素作拉丁方排列（重復次數(shù)應與第一因素處理數(shù)目相等因素作隨機區(qū)組排列。條區(qū)設計能估計三種試驗誤差，分別用以下測驗兩個因素的主效及其交互作用，但對兩個因素的主效測驗則不如一般隨機區(qū)組設計精準，因此僅用于對交互作用特別重視的試驗。田間試驗的布置與管理在明確了試驗目的和要求的基礎上，擬訂出合理的試驗方案，進行了田間試驗設計，接著就應做好田間試驗的布置與管理。這方面的主要內(nèi)容是正確地、及時地把試驗的各處理按要求布置到試驗田塊，并正確貫徹執(zhí)行對試驗田的各項田間管理和觀察記載，以確保田間供試作物的正常生長，掌握生長過程中的發(fā)展動態(tài)和獲得可靠地實驗數(shù)據(jù)。制誤差。因為在田間試驗的整個過程中，技術操作的不一致所引起的差異是造成試驗誤差的一個來源，控制誤差就是要求在試驗的布置和管理的各項有關技術方面盡可能一致，因而減少誤差。為了達到這個目的，總的要求就是必須貫徹以區(qū)組為單位的局部控制原則。在同一區(qū)組內(nèi)的各種田間操作，除處理項目的不同要求外，都必須盡可能一致，如各項技術操作人員及進行的時間、工具、方法、數(shù)量、質(zhì)量等都要力求相同。一、田間試驗計劃的制訂首先必須制訂試驗計劃，明確規(guī)定試驗的目的、要求、方法以及各項技術措施的規(guī)格要求，以便試驗的各項工作按計劃進行和便于在進程中檢查執(zhí)行情況，保證試驗任務的完成。（一、田間試驗計劃的內(nèi)容一般包含以下項目：（、試驗名稱（、試驗目的及其依據(jù)，包括現(xiàn)有的科研成果、發(fā)展趨勢以及與其的實驗結果。（、試驗年限和地點。（、試驗地的土壤、地勢等基本情況和輪作方式及前作情（）試驗處理方案、（、實驗設計和小區(qū)技術（、整地、播種、施肥及田間管理措施（、田間觀察記錄和室內(nèi)考種、分析曾頂項目及方法（、試驗資料的統(tǒng)計分析方法和要求（1、收獲計產(chǎn)方法（1、試驗的土地面積、需要經(jīng)費、人力及主要儀器設備（1、項目負責人、執(zhí)行人。（二種植計劃書吧試驗處理安排到試驗小區(qū)作為試驗記載簿之用。肥料、栽培、品種、藥劑比較等試驗的種植計劃書一般比較簡單（或代號種植區(qū)（或行號田間記載項目等；育種工作各階段（除品種比較）的試驗，由于材料較多，而且試驗室多年連續(xù)的，一般應包括年種植區(qū)號（或行號、去年種植區(qū)號（或行號、品種或品系名稱（或組合代號以及記載項目等不論哪種試驗，都應按其應包括的項目依上述次序劃出表格。材料較多時，為了避免編寫區(qū)號發(fā)生遺漏或重復，可用打號機順次登記今年種植計劃書的內(nèi)容可以根據(jù)需要靈活擬訂，應遵守便于查清試驗材料的來龍去脈和歷年表現(xiàn)的原則，以利于對實驗材料的評定和總結。隨著計算機的普遍使用，許多研究工作者已使用計算機來編制并打印種植計劃書。試驗計劃與種植計劃書，應該備有副本，一本種植計劃書用于田間種植播種后繪制田間種植圖附于種植計劃書前面，以后將經(jīng)常用來作觀察記載。另一份種植計劃書復本應謄抄有全部內(nèi)容，以備不測。必須妥善保管好試驗檔案。二、試驗地的準備和田間區(qū)劃土壤肥力均勻度的參考。試驗按要求施用質(zhì)量一致的基肥，而且要施得均勻。使用廄肥必須是充分腐熟并充分混和，施用時最好采用分隔分量的方法?？傊M力設法避免施基肥不當而造成土壤肥力上的差異。的方向應與將來作為小區(qū)長邊的方向垂直，使每一重復內(nèi)各小區(qū)的耙作情況最為相似。犁耙范圍應延伸到將來試驗區(qū)邊界外幾尺，使試驗范圍內(nèi)的耕層相似。整地后應開好四周排水溝，做到溝溝相通，使田面做到雨后不積水。計劃進行試驗地區(qū)劃。通常先計算好整個試驗區(qū)的總長度和總寬度，然后根據(jù)土壤肥力差異再劃分重復、小區(qū)、走道和保護行等。在不方整的土地里設置試驗時，整個試驗地邊界線先要拉直在試驗地的一角用木樁定點用繩索把試驗區(qū)的第二邊，再在第二邊的末端定點，用法劃出直角，就可得第三邊和第四邊劃出整個試驗區(qū)后即可按試驗設計要求和田間種植計劃，劃分區(qū)組、小區(qū)、走道、保護行等，匯出田間布置圖，以便實際布置落實試驗時可完全依循它進行操作。三、種子準備子的千粒重和發(fā)芽率。各小區(qū)（或各行）的可發(fā)芽種子數(shù)應基本相同，以免造成植株營養(yǎng)面積與光照條件的差異。育種試驗初期階段，材料較多，而每一材料的種子數(shù)較少，不可能進行發(fā)芽試驗，則應要求每小區(qū)（或每行）的播種粒數(shù)相同。移栽作物（如水稻等）的秧田播種量，也應按這一原則來推算。按照種植計劃書（即天劍記載本等）的順序準備種子，避免發(fā)生差錯。根據(jù)計算好的各小區(qū)（或各行）播種量，稱量或數(shù)出種子，每小區(qū)（或每行）的種子裝入一個紙袋，袋面上寫明小區(qū)號水稻種子的準備可把每小的種子裝入穿有小孔的尼龍絲網(wǎng)袋里，掛上編號小竹牌或塑料牌，以便進行侵種催芽。拌種，以防止苗期病蟲害所致的缺苗斷壟。庫，以便遇到災害后補種時應用。四、播種或移栽如人工操作（這是當前田間試驗基本采用的方法，播種前須按預定行距開好播種溝，并根據(jù)田間種植計劃的區(qū)劃插上區(qū)號（或行號）木牌，經(jīng)查對無誤后才按區(qū)號（或行號）分發(fā)種子袋，再將區(qū)號（或行號）與種子袋上號碼核對一次，使木牌行（區(qū)號行（區(qū)號）三者一致。無誤后開始播種。理同時播種播完一（行（行的一端，播后須逐行檢查，如有錯漏，應立即糾正，然后覆土。整個試驗區(qū)播完后再復查一次，如發(fā)現(xiàn)錯誤，應在記載簿上作相應改正并注明。按規(guī)定的播種量調(diào)節(jié)好播種機；在播種以后，還須核定每區(qū)的實際播種來而且種子必須播種在一條直線。無論人工或機械播種后，必須作全面檢查，有無露子，并作及時覆蓋。或過密，必須及時設法補救；如大量缺苗，則應詳細記載苗面積，以便以后計算產(chǎn)量時扣除，但仍須補苗，以免空曠對鄰近植株發(fā)生影響。少試驗材料的不一致；如果秧苗不能完全一致，則可分等級按比例等量分配于各小區(qū)中，以減少差異。運苗中要防止發(fā)生差錯，最好用塑料牌或其它標志物標明試驗處理或品種代號，隨秧苗分送到各小區(qū)，經(jīng)過核對后再行移栽。移栽時要按照預定的行穴距，保證一定的密度，務使所有秧苗保持相等的營養(yǎng)面積。移栽后多余的秧苗可留在行（區(qū)）的一端，以備在必要時進行移栽。整個試驗區(qū)播種或移栽完畢后，應立即播種或移栽保護行。將實際播種情況，按一定比例在田間記載簿上繪出田間種植圖，圖上應詳細記下各重復的位置、小區(qū)面積、形狀、每條田塊上的起訖行號、走道、保護行設置等，以便日后查對。五、栽培管理試驗田的栽培管理措施可按當?shù)刎S產(chǎn)田的標準進行，在執(zhí)行各項目管理措施時除了試驗設計所規(guī)定的處理間差異外，其他管理措施應力求質(zhì)量一致，使對各小區(qū)的影響盡可能沒有差別。例如病蟲害防治，每一小區(qū)用藥量及噴撒要求質(zhì)量一致，數(shù)量相等，并且分布均勻。還要求同一措施能在同一天內(nèi)完成，如遇到天氣突然變化，不能一天完成，則應堅持完成一個重復。至于中耕、除草、灌溉、排水、施肥等管理措施，各有其技術操作特點，亦同樣要做到盡可能的一致?？傊浞终J識到試驗田管、技術操作的一致性對于保證試驗準確和精確度的重要性六、收獲及脫粒田間試驗的收獲要及時、細致、準確，決不能發(fā)生差錯，否則就得不到完整的實驗結果，影響試驗的總結，甚至前功盡收獲前須先準備好收獲、脫粒用的材料和工具，如繩索、如保護行已成熟，可先行收割。如為了減少邊際影響與生長競爭，收割物先運走。然后在小區(qū)中按計劃采取隨即方法取樣作考種或作其他測定所用，掛上標志小牌，并進行校對，以免運輸脫粒時發(fā)生差誤。運入掛藏室要按類別或不同處理分別掛好不能混雜堆放。暫不脫粒的計產(chǎn)材料須常翻動，霉變。如各小區(qū)的成熟期不同兩端也要在以后割。脫粒時應嚴格按小區(qū)分區(qū)脫粒，分別曬干后稱重，還要把取樣本的那部分產(chǎn)量加到各有關小區(qū)，以求得小區(qū)實際產(chǎn)量。為使小區(qū)產(chǎn)量能相互比較或與類似試驗的產(chǎn)量比較，最好能將小區(qū)產(chǎn)量折算成標準濕度下的產(chǎn)量。折算公式如下：標準濕度的產(chǎn)量小區(qū)實際產(chǎn)量（100-的濕度）/1濕度如為品種試驗，則每一品種脫粒完畢后，必須仔細掃清脫粒機及容器，避免品種間的機械混雜。脫粒后吧秸稈捆上的塑料牌轉(zhuǎn)扣在種子袋上，內(nèi)外各扣一塊，以備查對。在曝曬時須注意避免混雜和搞錯。為使收獲工作順利進行，避免發(fā)生差錯，在收獲、運輸、脫粒、曝曬、貯藏等工作，必須專人負責，建立驗收制度，隨時檢查核對。田間試驗的觀察記載和測定一、田間試驗的觀察記載