農(nóng)業(yè)試驗方案設(shè)計要點

試驗方案設(shè)計要點試驗實施之前需做好一切試驗準備工作。試驗準備工作包括根據(jù)試驗目的、要求設(shè)計試驗方案,制訂切實可行的試驗計劃，選擇試驗環(huán)境(試驗地),進行田間區(qū)劃,準備試驗材料等。1試驗方案設(shè)計我們知道在農(nóng)業(yè)與生物學研究中,不論是植物還是微生物,其生長、發(fā)育以及最終所表現(xiàn)的各個性狀(如產(chǎn)量等)受多種因素的影響,其中有些是屬于自然的因素,如光,溫,濕、氣、土、病、蟲等,有些是屬于栽培條件的因素,如肥料、水分、生長素、農(nóng)藥、除草劑等,進行科學試驗時,必須在固定大多數(shù)因素的條件下才能研究一個或幾個因素的作用,從變動這一個或幾個因素的不同處理中比較鑒別出最佳的一個或幾個處理。我們把一個試驗的全部處理或水平組合,稱為試驗方案(experimentscheme)，試驗方案是整個試驗的核心部分,是保證試驗成功的基礎(chǔ)。1.1試驗方案設(shè)計原則一個正確有效的試驗方案.能提高試驗效率,得出可靠的結(jié)果,因此設(shè)計試驗方案時，一般要考慮以下幾方面的內(nèi)容。(1）根據(jù)試驗目的,任務和條件選準試驗因素。擬訂試驗方案前首先回顧過去的研究成果與研究進展,通過文獻檢索、調(diào)查訪談,交流等抓住研究任務的問題關(guān)鍵,進行細致深入的分析,選準試驗因素,根據(jù)試驗的目的,任務和條件,形成對所研究課題及其外延的設(shè)想,使擬訂的試驗方案能針對研究課題確切而有效地解決問題。（2)水平間差異適當。根據(jù)試驗目的確定供試因素及其水平。供試因素不宜過多,可通過抓住1～2個或少數(shù)幾個主要因素解決關(guān)鍵性問題。各因素的水平數(shù)目也不宜過多。且各水平間距要適當，使各水平能有明確區(qū)分,并把最佳水平范圍包括在內(nèi)。若涉及試驗因素多,一時難以取舍,或者對各因素最佳水平的可能范圍難以作出估計,可將試驗分階段進行,一般在研究的初期抓住關(guān)鍵因素進行單因素的預備試驗。隨著研究的深入,了解因素之間的相互關(guān)系,再精細選取因素和水平進行正規(guī)的多因素試驗。（3）設(shè)置對照。各試驗處理通過比較,才能鑒別其優(yōu)劣,在擬訂試驗方案時,一般要設(shè)置標準處理,稱為對照。對照為衡量各處理優(yōu)劣的基準,一般根據(jù)試驗目的和內(nèi)容，選擇不同的對照形式和數(shù)量。（4）貫徹唯一差異原則。在試驗中,除了要研究的處理不同以外，其余所有因素必須保持相對的一致,以排除非處理因素的干擾,正確地解析出試驗因素的效應。(5)盡量排除非試驗因素的限制。一個試驗中只有供試因素的水平在變動,其他因素都保持一致,固定在某一個水平上。根據(jù)交互作用的概念,在一種條件下某試驗因素為最優(yōu)水平,若條件改變,可能不再是最優(yōu)水平,反之亦然。因此,在擬訂試驗方案時必須做好試驗條件的安排,例如品種比較試驗時要安排好密度,肥料水平等一系列試驗條件,使之具有代表性和典型性。由于單因素試驗時試驗條件必然有局限性,可以考慮將某些與試驗因素可能有互作(特別是負互作)的條件作為試驗因素一起進行多因素試驗,或者同一單因素試驗在多種條件下分別進行試驗。（6）對方案所預期得到的試驗結(jié)果有所估計。多因素試驗提供了比單因素試驗更多的效應估計,具有單因素試驗無可比擬的優(yōu)越性。但當試驗因素增多時,處理(水平組合)數(shù)迅速增加,要對全部處理(水平組合)進行全面試驗(稱為全面實施)規(guī)模過大，往往難以實施，因而多因素試驗的應用常受到限制。解決這一難題的方法就是利用正交試驗法,通過抽取部分處理(水平組合),用以代表全部處理(水平組合)進行試驗(稱為部分實施)以縮小試驗規(guī)模,因而促進多因素試驗的應用。1.2試驗方案設(shè)計方法試驗方案按其供試因素數(shù)的多少可以區(qū)分為單因素試驗方案,復因素試驗方案和綜合性試驗方案三類。（1）單因素試驗方案。單因素試驗方案設(shè)計一般由試驗因素的若干水平加適當對照處理即可。其設(shè)計要點是確定因素的水平范圍和水平間距。水平范圍是指試驗因素水平的上、下限范圍,其大小取決于研究目的、條件及試驗研究的深入程度。水平間距是指試驗因素相鄰水平間的級差,水平間距要適當。水平闊距過大,超出實際范圍,沒有意義:水平間距過小,試驗效果易被誤差所掩蓋,試驗結(jié)果不能說明問題。例如,為了明確馬鈴薯某一品種對磷肥的耐肥程度,可設(shè)計一個單因素試驗,磷肥施用量就是試驗因素,不同的施用量就是處理(水平),（2)復因素試驗方案。生物體生長發(fā)育受到許多因素的單獨影響,要想全面了解諸因素對生物體的綜合影響,可以采用復因素試驗,這樣有利干了解不同因素的單獨效應及其相互作用,選出最優(yōu)水平組合。復因素試驗的效率常高于單因素試驗。復因素試驗的一個處理即為一個水平組合,處理數(shù)是各因素水平數(shù)的乘積。其方案設(shè)計常有兩種類型:一是全面實施方案;二是不完全實施方案。①全面實施方案。其設(shè)計要點是:所有試驗因素在試驗中處于完全平等的地位,每個因素的每個水平都與另外因素的所有水平相互配合構(gòu)成試驗水平組合(處理)。全面實施方案是最常用,較簡單的復因素試驗方案,其優(yōu)點是因素水平能均衡搭配。②不完全實施方案。對于單因素或兩因素試驗，因其因素少,試驗的設(shè)計,實施與分析都比較簡單，但在實際工作中,常常需要同時研究較多因素間的綜合作用,由于試驗涉及的因素過多,處理(水平組合)相應增加,試驗規(guī)模擴大，工作量和試驗誤差增大，往往因試驗條件的限制而難以實施全面試驗方案,常采用不完全實施方案。由全面實施方案的一部分處理構(gòu)成的試驗方案,稱為不完全實施方案。不完全實施方案多采用正交設(shè)計、正交回歸設(shè)計,旋轉(zhuǎn)回歸設(shè)計,最優(yōu)設(shè)計等,其設(shè)計方法可參看相關(guān)書籍。（3）綜合性試驗方案。綜合性試驗是在進行復因素研究之后,將所有豐產(chǎn)重要因素重新組合,進行試驗分析，各因素的水平不需要構(gòu)成平衡處理。其設(shè)計一般由所有適合當?shù)刎S產(chǎn)栽培措施(因素)的最優(yōu)水平組合(處理)加上當?shù)爻Ｒ?guī)豐產(chǎn)栽培措施為對照即可。其優(yōu)點是處理數(shù)目少,簡單易行,試驗效率最高:缺點是不能分析哪些措施適宜,哪些措施不適宜,哪些措施需要改進。2試驗計劃的擬訂試驗計劃是試驗方案確定后，在進行試驗之前制訂的文字計劃。試驗計劃是試驗實施的依據(jù),是參試人員在試驗過程中嚴格遵守的規(guī)定,是試驗成功的關(guān)鍵,因此,在進行試驗之前,必須慎重考慮,認真制訂試驗計劃,以便試驗的各項工作按計劃進行,保證試驗任務的順利完成。2.1試驗計劃書的內(nèi)容試驗課題來源不同,其試驗計劃書的格式有所不同.但要說明的內(nèi)容基本相似,一般試驗計劃應包含以下項目。(1)試驗課題名稱,時間與地點。課題名稱要求能反映出該試驗研究的主要內(nèi)容,具有實用性、先進性、創(chuàng)新性和可行性。(2）試驗目的,依據(jù)及預期的試驗結(jié)果。試驗必須有明確的目的,豐產(chǎn)栽培試驗的主要目的是要達到一定的產(chǎn)量指標:對比試驗,就要寫上進行這項試驗要解決什么問題。有的試驗在編制試驗目的的同時,還要提出試驗的根據(jù),試驗目前的研究成果,發(fā)展趨勢及預期的試驗成果。如“為驗證海峽農(nóng)科復合微生物肥料（功能性碳源肥）在農(nóng)作物上的增產(chǎn)提質(zhì)增效作用，探索改良土壤、培肥地力等方面的作用機理，開展田間試驗和示范工作，為該產(chǎn)品示范推廣應用提供科學依據(jù)?！痹囼災康囊欢ㄒ獙懙妹鞔_,能真實地反映對試驗的具體要求,使大家一看就知道為什么做這一試驗,預期能達到什么結(jié)果。文字要求簡明扼褻,可以分條說明.試驗的基本條件試驗的基本條件是為了準確反映試驗的可行性，代表性。田間試驗的基本條件包括試驗地點、位置、地形、地勢、土壤類型、肥力狀況,排潮條件、輪作方式和前茬等內(nèi)容。如“試驗地選在康?？h康保鎮(zhèn)道南村，該試驗地土壤類型為砂壤質(zhì)栗鈣土，地勢平坦，前茬一致，土壤肥力水平中等，土壤pH值為8.0上下。屬東亞大陸性季風氣候中溫帶亞干旱區(qū)，夏季涼爽，雨熱同期，年均氣溫1.2℃，無霜期為114天，日照時數(shù)3100小時，平均降雨350mm左右，且多集中在六、七、八月份。康?？h災害性天氣以干旱、風沙、冰雹、霜凍為主，尤以干旱為最，素有"十年九旱"之稱。一般風力4～7級。”（4）試驗材料。試驗材料選擇正確與否,直接關(guān)系到試驗結(jié)果的正確性。盡量避免個體間的差異,以減少對試驗結(jié)果的影響。（5）試驗方案。試驗方案是全部試驗工作的核心,主要包括研究的因素、水平的確定等。它是根據(jù)試驗目的和要求,經(jīng)過精密考慮,仔細討論后確定的。試驗要采用幾個處理和是否有對照處理,要在試驗計劃中注明。（6）試驗設(shè)計。試驗設(shè)計包括采用的試驗設(shè)計方法,試驗單元的大小，重復次數(shù)與重復的排列等內(nèi)容。田間試驗設(shè)計包括小區(qū)面積、長寬比例,重復次數(shù)、種植行數(shù)、走道、保護行、小區(qū)及重復的排列方法等。=1\*GB3①試驗方案試驗設(shè)計按單因素隨機區(qū)組排列，一般設(shè)置3個處理（清水對照、田中王?復合微生物肥和同類微生物水溶肥），3次重復，每次重復小區(qū)的面積（不宜太大，要遵循局部控制原則，降低試驗誤差）根據(jù)不同作物的具體情況來確定。各處理的試驗設(shè)計，常規(guī)施肥+不同肥料處理（肥料的使用倍數(shù)、每畝用水量以及每畝肥料的用量--附件表1）各處理之間注意隔離，避免影響試驗結(jié)果。噴施時期，根據(jù)不同的作物設(shè)計使用的時期（附件表1）。=2\*GB3②示范方案示范設(shè)置2個處理（清水對照和田中王?復合微生物肥），不設(shè)重復，小區(qū)面積不低于5畝。各處理的試驗設(shè)計，常規(guī)施肥+不同肥料處理（肥料的使用倍數(shù)、每畝用水量以及每畝肥料的用量--附件表1）。各處理之間注意隔離，避免影響試驗結(jié)果。噴施時期，根據(jù)不同的作物設(shè)計使用的時期（附件表1）。(7)主要管理措施。主要管理措施涉及對供試材料的培養(yǎng)或栽培措施,田間試驗主要介紹供試植物的主要栽培管理措施。包括整地方法、時間,耕翻深度、施肥的數(shù)量、種類、時期和方法,播種或移栽時期,方法和密度,育秧方式,澆灌次數(shù)、時期,中耕除草,防治病蟲害以及其他管理等內(nèi)容。（8）觀察記載,分析測定項目及方法。觀察記載,分析測定是獲得試驗數(shù)據(jù)的主要手段,直接影響試驗結(jié)果的分析。田間試驗主要包括溫度,光照、降水、風,災害性天氣等氣象條件,生育期形態(tài)特征、生物學特性、經(jīng)濟性狀、病蟲害發(fā)生情況等植物發(fā)育動態(tài),播種、中耕除草、施肥等田間農(nóng)事操作。一般根據(jù)試驗目的,以表格的形式列出需要觀測的指標與要求,詳細地記錄各方面資料。=1\*GB3①生理指標查找文獻和其他資料，收集不同的作物的需要測量的生理指標，生理指標可參考式樣附表2，并且標明每個生理指標的取樣/測量時間、數(shù)量、方法、注意事項等等。=2\*GB3②品質(zhì)指標查找文獻和其他資料，確定作物的哪些指標與作物的品質(zhì)相關(guān)，其相關(guān)性是什么，反應作物哪方面的品質(zhì)，為肥料的作用效果的體現(xiàn)收集證據(jù)，采集的品質(zhì)指標可參考式樣附表3，同時標明試驗樣品采集時間、樣品要求、方式、重量等等。采集的樣品送到指定的檢測機構(gòu)檢測，送檢前需內(nèi)部討論后再決定檢測的指標。=3\*GB3③土壤理化指標試驗前后在試驗區(qū)域同一地點的每個小區(qū)中分別采集1個土壤樣品，每個樣品按照“S型”采集至少5個以上的樣點，采集深度為0～20㎝，每個處理3個重復樣，土壤樣品一式兩份，一份自留，一份送檢。涉及土壤微生物測定的試驗，取土壤鮮樣（200g）放入-4℃冰箱貯存，寄送時要冰塊保鮮。不涉及土壤微生物測定的試驗，取土樣（200g）自然風干，郵寄至指定檢測機構(gòu)，用于測定土壤基礎(chǔ)指標，土壤基礎(chǔ)指標可參考式樣附表4。=4\*GB3④農(nóng)藥殘留指標查找資料和根據(jù)試驗地的試驗作物常用的農(nóng)藥，對試驗樣品選擇性測量農(nóng)藥殘留檢測指標，農(nóng)藥殘留檢測指標可參考式樣附表5。(9)收獲計產(chǎn)方法。包括收獲時間、方法,要求、刪除面積、計產(chǎn)面積及產(chǎn)量計算等內(nèi)容。（10)試驗資料的統(tǒng)計分析方法和要求。試驗結(jié)束后,對各階段取得的資料進行整理與分析,明確采用統(tǒng)計分析的具體方法。(11)試驗進度安排與所需經(jīng)費。試驗進度安排包括試驗起止時間和各階段的工作任務安排。在不影響完成試驗課題的前提下,充分利用現(xiàn)有儀器設(shè)備。對于必須增添的儀器設(shè)備,人力，材料,應將需要開支項目的名稱、數(shù)量、要求、金額和研究技術(shù)人員及協(xié)作條件等詳細列出,早作準備,保證試驗的順利進行。(12）項目負責人、執(zhí)行人。寫清楚項目負責人,執(zhí)行人的姓名、單位及負責的任務。(13)附試驗環(huán)境規(guī)劃圖及各種記載表。根據(jù)試驗方案的具體要求,繪制試驗環(huán)境規(guī)劃圖,制作各種觀察記載表。田間試驗一般根據(jù)試驗方案的具體要求,結(jié)合供試驗使用的土地形狀及土壤肥力趨向,具體設(shè)計小區(qū)面積、長寬比例、重復次數(shù)及排列方法等,把這些要素設(shè)計繪制成圖紙即成為田間試驗布置圖。在田間試驗布置圖上按實際比例尺繪制試驗區(qū)各個重復,小區(qū),走道和保護行等內(nèi)容,標明各處理排列的位置以及試驗區(qū)周圍的環(huán)境,方位和邊界,以便田間區(qū)劃,播種管理和田間觀測記載時能按圖行事。2.2試驗計劃書的編寫一份試驗計劃除包括以上各項主要內(nèi)容外,有時為了說明與本試驗有關(guān)的基本情況。說明提出試驗根據(jù)和進行本項試驗的意義,還可以在試驗計劃開頭加上一段類似序言的說明文字。有些試驗所用的方法比較特殊,應在計劃中加上一項試驗方法。有些試驗不只是在一個地方進行,應當在計劃上列出試驗地點,以及各試驗點供試地段的基本情況。如果同一試驗由幾個單位,幾個人共同負責,同時又有明確的分工也應當在這驗計劃上寫明這些情況,或者在計劃上加上組織領(lǐng)導一項。總之,為保證試驗順利進行,各項規(guī)定都應寫在計劃上。但也要求簡明扼要,條理清晰,可寫可不寫的就不要寫,能夠用表價形式表達的,盡量采用表格。2.3試驗計劃書格式（1）封面。寫明試驗名稱,計劃書編制者或編制小組的名稱以及設(shè)計時間等。（2）試驗目的及選題依據(jù)。寫明為什么要做這項試驗及試驗的要求等。(3)試驗的基本條件寫明試驗的環(huán)境以及所需儀器、設(shè)備等。（4）試驗處理。寫明供試材料、因素、水平及其試驗方案。（5）試驗設(shè)計。寫明設(shè)計方法、重復次數(shù)等。（6）主要管理措施。寫明管理方法、次數(shù)、數(shù)量與要求等。(7)觀測記載的項目、標準和方法。寫明直接影響試驗結(jié)果的項目、標準等。(8)試驗年限。寫明試驗的起止時間。(9)主持單位和協(xié)作單位的人員及其分工。寫明項目負責人,執(zhí)行人的姓名、單位及負責的任務等。（10）儀器設(shè)備及用工等經(jīng)費的預算。寫明試驗所需的各種開支項目的名稱,數(shù)量、要求,金額等。附表1田中王?復合微生物肥系列產(chǎn)品使用說明1-1序號名稱容量/mL稀釋倍數(shù)每季使用次數(shù)每次用肥量(mL/畝)每季用肥量（mL/畝）建議用水量(L/每畝)1茶葉專用1000200250010001002茶葉專用（升級版）1000200250010001003茶葉專用（加強版）1000200250010001004煙葉專用10003003200600605果樹專用500030042501000756蔬菜專用50003003200600607谷物專用5000300313039040田中王?復合微生物肥系列產(chǎn)品使用說明1-2序號名稱使用方法1茶葉專用萌芽前一次、萌芽七成后一次，搭配“輔酶營養(yǎng)液”600～800倍一起噴施。2煙葉專用定植后，第15、30、45天各使用一次，搭配“輔酶營養(yǎng)液”800～1000倍，共噴施3次。3果樹專用開花前（形成花苞時），搭配“輔酶營養(yǎng)液”800～1000倍噴施一次；采收前30～45天開始，搭配“蜜韻營養(yǎng)液”400～500倍使用，每10～15天噴一次，噴施3～4次，或依附噴藥計劃隨藥噴施；間隔時間視生長期長短調(diào)整。4蔬菜專用短作葉菜2次，間隔5～7天；長作葉菜3次，間隔7～14天；花菜類自生長期開始，使用3次，每7～14天噴一次，搭配“輔酶營養(yǎng)液”800～1000倍，可隨藥噴施；連續(xù)采收型果菜每7～14天持續(xù)使用，可延長采收期1.5～2倍以上，并可維持產(chǎn)量質(zhì)量。5谷物專用分蘗期、孕穗