田間試驗的設計與實施PPT課件

1 試驗 是指在人為控制條件下進行的實踐活動 利用生物本身做指示者 以研究有關問題 由生物作出回答 2 試驗的內容 簡單的品種試驗簡單的栽培與飼養(yǎng)管理試驗品種與管理相結合的試驗 試驗的任務 解決生產中急需解決的問題解決科學問題 3 試驗的方式 田間試驗 實驗室試驗 盆栽試驗 溫室試驗 利用人工氣候室進行的試驗等 4 第一節(jié)田間試驗 一 田間試驗的特點與要求 田間試驗的復雜性田間試驗的地區(qū)性田間試驗周期長 具有季節(jié)性存在試驗誤差 特點 5 要求 試驗的目的要明確 試驗要有代表性 試驗的結果要正確 試驗結果要能夠重復 準確度 accuracy 精確度 precision 6 對田間試驗而言 土壤差異是最主要最經常的誤差來源 田間試驗的設計主要是針對控制土壤差異而展開的 7 目前控制土壤差異的措施 合適的試驗地采用適當的小區(qū)技術良好的試驗設計和相應的統(tǒng)計分析方法 8 二 土壤差異與試驗地的選擇 1 土壤差異的表現 斑塊差異 2 土壤差異的估測 空白試驗 梯度差異 目測 9 3 試驗地的選擇與培養(yǎng) 有代表性 土壤質地均勻 肥力一致 有土地利用的歷史記錄 地勢平整 位置適當 進行空白試驗 采用輪換制 10 三 田間試驗設計的基本原則 指整個試驗研究課題的設計 包括確定試驗處理的方案 小區(qū)技術 以及其相應的資料收集整理和統(tǒng)計分析的方法等 專指小區(qū)技術 特別是重復區(qū)和試驗小區(qū)的排列方法 有效控制土壤差異 降低試驗誤差 田間試驗設計 11 田間試驗的基本原則 1 重復 replication 估計試驗誤差 降低試驗誤差 田間試驗的重復次數是指試驗中同一個處理所種植的小區(qū)數 重復的作用 每一個處理至少要有兩次重復 12 2 隨機排列 randomassortment 指試驗中的不同處理都有同等的機會設置在任何一個試驗小區(qū)上 即重復中的某一個處理究竟安排在哪一個小區(qū) 不要有主觀成見 完全由隨機的方法確定 隨機的作用 獲得無偏的試驗誤差估計值 13 3 局部控制 localcontrol 局部控制就是分范圍分地段控制非處理因素 使其對各處理的影響趨于最大程度的一致 每一區(qū)組再按試驗處理數目劃分小區(qū) plot 一個小區(qū)隨機安排一個處理 實施 將整個試驗環(huán)境分成若干個最為一致的小環(huán)境 稱為區(qū)組 block 14 土壤肥力梯度方向 肥 瘦 區(qū)組1 區(qū)組2 區(qū)組3 15 16 四 控制土壤差異的小區(qū)技術 1 小區(qū)面積 在田間試驗中 安排一個處理的小塊地段稱為試驗小區(qū) plot 17 2 小區(qū)的形狀和方向 小區(qū)的方向專指長方形小區(qū)而言 指長方形小區(qū)長邊的方向 小區(qū)的形狀有長方形和正方形兩種 18 3 重復次數 100806040200 020406080100120 重復次數 平均數的誤差 試驗設置重復次數越多 試驗誤差越小 但在實際運用時 并非重復越多越好 19 4 設置對照區(qū) 作為試驗中處理間比較標準的處理稱做對照 check 設置對照的目的 在田間對各處理進行比較時 有利于作為衡量品種或處理優(yōu)劣的標準 利用對照區(qū)估計和矯正試驗地的土壤差異 20 5 設置保護行 試驗地和試驗小區(qū)四周種植的不計產區(qū)域稱為保護行 guardrow 保護行的作用 保護試驗材料不受外來因素的損害 防止靠近試驗田四周的小區(qū)受到空曠地的特殊環(huán)境的影響 即減少邊際效應 21 6 重復區(qū) 區(qū)組 與試驗小區(qū)的排列 將全部處理排列于土壤肥力相對一致的一個區(qū)域內 是控制土壤差異最簡單而有效的方法之一 這個區(qū)域就稱作重復區(qū) 區(qū)組 重復區(qū)可排成一排 也可排成兩排或多排 22 同一重復或區(qū)組內的土壤肥力應盡可能一致 試驗地的土壤差異盡可能排列在重復區(qū)之間 區(qū)組間的差異大 并不增大試驗誤差 而區(qū)組內的差異小 卻能有效的減少誤差 因而可提高試驗的精確度 23 小區(qū)在各重復內的排列方式有 隨機排列 各小區(qū)在各重復內的位置完全隨機決定 順序排列 將小區(qū)在個重復內按照同一次序排列 24 25 第二節(jié)常用田間試驗設計方法 一 順序排列設計法 1 對比設計 每隔2個供試處理設一個對照區(qū) 使每一個小區(qū)與其相鄰的對照直接比較 26 27 28 2 間比設計 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)之間排列相同數目的處理小區(qū) 29 方案1 8個處理3次重復的間比設計 30 方案2 8個處理3次重復的間比設計 31 二 隨機排列設計法 一 完全隨機設計 完全隨機 隨機區(qū)組 拉丁方設計 裂區(qū)設計 單因素試驗多因素試驗 多因素試驗 32 例如 假定有A B C D四個處理 每個處理重復3次 采用完全隨機設計 則田間排列為 33 廣泛應用于環(huán)境變異較小的盆栽試驗 溫室試驗和實驗室試驗 而在田間試驗中很少應用 完全隨機設計是將具有n次重復的k個處理完全隨機的布置到各個試驗單元中去的試驗方法 重復和隨機 34 二 隨機區(qū)組設計 按照局部控制的原則 將整個試驗地分成與重復數相等的區(qū)組 然后把每一個區(qū)組劃分成與處理數相等的小區(qū) 35 實施步驟 1 劃分區(qū)組 區(qū)組數 重復數 區(qū)組的走向與土壤肥力梯度相垂直 區(qū)組內的差異盡可能的小 區(qū)組間的差異盡可能的大 36 小區(qū)的長邊與土壤肥力梯度平行 3 處理的設置 區(qū)組內每一個小區(qū)隨機安排一個處理 各區(qū)組內的隨機獨立進行 4 區(qū)組的設置 不同的區(qū)組可以設置在不同的地段上 而同一區(qū)組內的各個小區(qū)必須設置在同一地段上 2 小區(qū)的劃分 小區(qū)數 處理數 37 例如 假定有A B C D E五個處理 每個處理重復3次 采用隨機完全區(qū)組設計 則田間排列為 肥 瘦 ABCDE CBAED ECDAB 38 隨機區(qū)組設計的主要優(yōu)點 設計簡單 容易掌握 符合試驗設計的三條基本原則 能提供無偏的誤差估計 并能有效地減少單向土壤肥力差異的影響 提高試驗的精確度 靈活性大 單因素 多因素試驗都可應用 39 容易分析 如果由于某種偶然事故而損失某一處理或某一區(qū)組時 可以將該試驗看成本來就沒有這個處理或區(qū)組 仍可進行分析 對試驗地的地形要求不嚴 平地或山地均可采用 必要時不同區(qū)組可分散設置在不同地段上 40 隨機區(qū)組設計的主要缺點 只能控制一個方向的土壤差異 試驗精確度沒有拉丁方設計高 不允許處理數太多 如果處理數目k過大 區(qū)組內的環(huán)境變異就會增加 于是區(qū)組就會喪失局部控制的功能 使誤差增大 41 三 拉丁方設計 從行和列兩個方向上排列成區(qū)組或重復 而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)組的排列是隨機的 42 行區(qū)組 列區(qū)組 5X5拉丁方 43 選擇標準方 例如 設某一試驗 有4個處理 分別以1 2 3 4表示 試做拉丁方設計 44 列隨機 用隨機的方法得到隨機數字2 4 1 3 按隨機數字的順序把標準方的列做相應的調整 45 行隨機 用隨機的方法得到隨機數字3 2 4 1 把列隨機得到的拉丁方 按隨機數字進行的調整 得到拉丁方 46 處理隨機 將處理代號1 2 3 4進行隨機 若得隨機數字為4 3 1 2 表示A 4 B 3 C 1 D 2 將4個處理代入 得到拉丁方 47 拉丁方設計的特點 處理數 重復數 行區(qū)組數 列區(qū)組數 精確度高 試驗結果分析簡便 48 拉丁方設計的缺點 缺乏伸縮性處理數 重復數 缺乏隨機區(qū)組設計的靈活性這種試驗設計 不能將一行或一列分開設置 對中部小區(qū)的觀察記載和田間管理不方便 49 四 裂區(qū)設計 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)內引進第二個因素的各個處理 副處理 就是主處理的小區(qū)內分設與副處理數目相等的更小的小區(qū) 主處理所分的小區(qū)稱為主區(qū) 整區(qū) 主區(qū)內各副處理所分的小區(qū)稱為副區(qū) 裂區(qū) 50 例如 主因素A有A1 A2 A3三個水平 副因素B有B1 B2兩個水平 4次重復 裂區(qū)設計 51 A1A2A3 A2A1A3 A3A2A1 A2A1A3 B1B2 B2B1 B1B2 B1B2 B2B1 B1B2 B1B2 B1B2 B2B1 B2B1 B2B1 B2B1 例如 A為主因素 有A1 A2 A3三個水平 B為副因素 有B1 B2 B3 B4四個水平 2次重復 裂區(qū)設計如下 53 裂區(qū)設計在小區(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隨機區(qū)組 副區(qū)的比較比主區(qū)更為精確 54 通常在下列幾種情況下 宜采用裂區(qū)設計 一個因素的各個處理比另一個因素的處理可能需要更大的面積時 試驗中某一因素的主效比另一因素的主效更為重要 而要求更精確的比較 或者是兩個因素的交互作用比其主效是更為重要的研究對象時 根據以往的研究 得知某些因素的效應比另一因素的效應更大時 宜采用裂區(qū)設計 將可能表現較大差異的因素作為主處理 55 第三節(jié)試驗方案 一 試驗方案 根據試驗目的與要求所擬訂的進行比較的一組試驗處理的總稱 56 單因素試驗方案是各個水平的總稱 例如 有一氮肥施用量試驗 共設畝施純氮0kg 2kg 4kg 6kg 四個水平 這四個水平就是四個處理 四個處理的總合就是試驗方案 57 多因素試驗方案是多個因素水平組合的總稱 例如 進行甲 乙 丙三個品種與高 中 低三種施肥量的兩因素試驗 共有甲高 甲中 甲低 乙高 乙中 乙低 丙高 丙中 丙低 這9個水平組合就是該試驗的試驗方案 58 多因素試驗方案根據處理的數目和均衡性 又可分為完全方案 不均衡方案和均衡不完全方案三種 1 完全方案是多因素試驗最簡單的一種設計方案 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等的地位 59 例如 研究氮 磷 鉀肥肥效的試驗 包括N P K三個因素 每個因素又分為施與不施兩個水平 所以 處理數為2 2 2 8個 其試驗方案如下 處理1O CK 處理5NP處理2N處理6NK處理3P處理7PK處理4K處理8NPK 60 完全方案包括了每個試驗因素不同水平的一切可能的組合 反映情況比較全面