第一章 田間試驗(yàn)【高等教學(xué)】

1、第一章 田間試驗(yàn),第一節(jié) 試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則 第二節(jié) 控制土壤差異的小區(qū)技術(shù) 第三節(jié) 田間試驗(yàn)方案 第四節(jié) 常用的田間試驗(yàn)設(shè)計(jì) 第五節(jié) 田間試驗(yàn)的實(shí)施步驟 第六節(jié) 田間試驗(yàn)的抽樣方法（自學(xué),1,高級教育,試驗(yàn)設(shè)計(jì),試驗(yàn)實(shí)施,觀測抽樣,試驗(yàn)方案設(shè)計(jì),小區(qū)技術(shù)設(shè)計(jì),試驗(yàn)實(shí)施管理,田間區(qū)劃布置,抽樣觀測記載,獲取數(shù)據(jù)信息,田間試驗(yàn)的基本內(nèi)容,2,高級教育,第一節(jié) 試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則,科學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三個(gè)基本原則,1.重復(fù)(replication) 2.隨機(jī) (random) 3.局部控制(local control,3,高級教育,1.重復(fù)(replication) 是指在一個(gè)試驗(yàn)中同一處理設(shè)置的試驗(yàn)單位數(shù)即為重復(fù)

2、次數(shù)。 重復(fù)的作用: 估計(jì)試驗(yàn)誤差 試驗(yàn)誤差是客觀存在的，但只能由同一處理的幾個(gè)重復(fù)小區(qū)間的差異估得。同一處理有了二次以上重復(fù)，就可以從這些重復(fù)小區(qū)之間的產(chǎn)量(或其它性狀)的差異估計(jì)誤差。 降低試驗(yàn)誤差 數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)已證明誤差的大小與重復(fù)次數(shù)的平方根成反比。重復(fù)多，則誤差小，有四次重復(fù)的試驗(yàn)，其誤差將只有二次重復(fù)的同類試驗(yàn)的一半。此外，通過重復(fù)也能更準(zhǔn)確地估計(jì)處理效應(yīng),4,高級教育,2.隨機(jī) (random assortment) 隨機(jī)排列是指試驗(yàn)方案所規(guī)定的每一個(gè)處理都有同等的機(jī)會設(shè)置在任何一個(gè)試驗(yàn)小區(qū)上，避免任何主觀成見。 隨機(jī)有3個(gè)含義：分組隨機(jī)（試驗(yàn)單位分到各組中的機(jī)會均等）、抽樣隨機(jī)（

3、個(gè)體被抽到的機(jī)會均等）、順序隨機(jī)（單位接受處理的機(jī)會均等）。 進(jìn)行隨機(jī)排列的方法: 抽簽法 計(jì)算器(機(jī))產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字法 利用隨機(jī)數(shù)字表,5,高級教育,3.局部控制(local control) 局部控制就是分范圍、分地段地控制非試驗(yàn)因素（試驗(yàn)條件），使之各試驗(yàn)處理所受的影響趨于最大程度的一致。 在田間試驗(yàn)中就是將要比較的試驗(yàn)處理設(shè)置在土壤較均勻的局部地段內(nèi)，以便控制土壤差異等試驗(yàn)條件，使之減少試驗(yàn)誤差，因?yàn)樵谳^小地段內(nèi)，試驗(yàn)環(huán)境條件容易控制一致。又稱為劃分區(qū)組（block）。然后在各個(gè)區(qū)組上實(shí)行重復(fù)和隨機(jī)排列,6,高級教育,圖2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)三個(gè)基本原則的關(guān)系和作用,7,高級教育,第二節(jié) 控制

4、土壤差異的小區(qū)技術(shù),一、試驗(yàn)小區(qū)的面積 二、小區(qū)的形狀 三、重復(fù)次數(shù) 四、對照區(qū)的設(shè)置 五、保護(hù)行的設(shè)置 六、重復(fù)區(qū)(或區(qū)組)和小區(qū)的排列,8,高級教育,一、試驗(yàn)小區(qū)的面積,小區(qū)( plot ) - 在田間試驗(yàn)中，安排一個(gè)處理的小塊地段稱試驗(yàn)小區(qū),簡稱小區(qū)(plot,試驗(yàn)小區(qū)面積的大小，一般變動范圍為660m2。而示范性試驗(yàn)的小區(qū)面積通常不小于300m2,9,高級教育,可以從以下各方面考慮確定一個(gè)具體試驗(yàn)的小區(qū)面積,試驗(yàn)種類： 如機(jī)械化栽培試驗(yàn)，灌溉試驗(yàn)等的小區(qū)應(yīng)大些，而品種試驗(yàn)則可小些。 (2) 作物的類別 種植密度大的作物的試驗(yàn)小區(qū)可小些；種植密度小的大株作物應(yīng)大些 。 (3) 試驗(yàn)地土壤

5、差異的程度與形式 試驗(yàn)地大、土壤差異程度大要適當(dāng)大 (4) 育種工作的不同階段 在新品種選育的過程中，品系數(shù)由多到少，種子數(shù)量由少到多，對精確度的要求從低到高，因此在各階段所采用的小區(qū)面積是從小到大。 (5) 試驗(yàn)地面積：有較大的試驗(yàn)地，小區(qū)可適當(dāng)大些,10,高級教育,6) 試驗(yàn)過程中的取樣需要 在試驗(yàn)的進(jìn)行中需要進(jìn)行各種測定，取樣會影響小區(qū)四周植株的生長，也會影響小區(qū)最后的產(chǎn)量。因此要相應(yīng)增大小區(qū)面積，以保證所需的收獲面積。 (7) 邊際效應(yīng)和生長競爭 邊際效應(yīng) (marginaleffect):是指小區(qū)兩邊或兩端的植株因占有較大空間和土地而表現(xiàn)的生長優(yōu)勢。 生長競爭 (growth com

6、petition):是指當(dāng)相鄰小區(qū)種植不同品種或施用不同肥料時(shí)，由于株高、分蘗力等性狀表現(xiàn)的不同，通常將有一行或更多的邊行受到影響，即一方受到抑制，一方獲得生長優(yōu)勢。 一般小區(qū)的每一邊可除去12行，兩端各除去0.30.5m左右，減少誤差,11,高級教育,二、小區(qū)的形狀,小區(qū)的形狀是指小區(qū)長度與寬度的比例。 適當(dāng)?shù)男^(qū)形狀在控制土壤差異提高試驗(yàn)精確度方面也有相當(dāng)作用,小區(qū)的長寬比一般為31至51 ，有時(shí)可達(dá)201，試驗(yàn) 地形狀和面積以及小區(qū)多少和大小等調(diào)整決定,在通常情況下，長方形尤其是狹長形小區(qū)，容易調(diào)勻土壤差異，使小區(qū)肥力接近于試驗(yàn)地的平均肥力水平。亦便于觀察記載及其農(nóng)事操作。而在邊際效應(yīng)值

7、得重視的試驗(yàn)中，方形小區(qū)是有利的,12,高級教育,13,高級教育,三、重復(fù)次數(shù),重復(fù)次數(shù)即每一處理的試驗(yàn)小區(qū)數(shù)，試驗(yàn)設(shè)置重復(fù)次數(shù)越多，試驗(yàn)誤差越小。多于一定的重復(fù)次數(shù)，誤差的減少很慢，而人、物力的花費(fèi)大大增加，并不經(jīng)濟(jì)。實(shí)際研究工作中，常采用35次重復(fù),重復(fù)次數(shù)的多少，一般應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)所要求的精確度、試驗(yàn)地土壤差異大小、試驗(yàn)材料如種子的數(shù)量、試驗(yàn)地面積、小區(qū)大小等而具體決定。對精確度要求高的試驗(yàn)，重復(fù)次數(shù)應(yīng)多些。試驗(yàn)田土壤差異較大的，重復(fù)次數(shù)應(yīng)多些，土壤差異較為一致的可少些,14,高級教育,四、對照區(qū)(check，以CK表示)的設(shè)置,作為處理比較的標(biāo)準(zhǔn) ，設(shè)置對照區(qū)的目的是,1)便于在田間對各處

8、理進(jìn)行觀察比較時(shí)作為衡量品種或處理優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)； (2)用以估計(jì)和矯正試驗(yàn)地的土壤差異。通常在一個(gè)試驗(yàn)中只有一個(gè)對照，有時(shí)為了適應(yīng)某種要求，可同時(shí)用兩個(gè)各具不同特點(diǎn)的處理作對照,15,高級教育,五、保護(hù)行的設(shè)置,在試驗(yàn)地周圍設(shè)置保護(hù)行(guarding row)的作用是,保護(hù)試驗(yàn)材料不受外來因素如人、畜等的踐踏和損害； 防止靠近試驗(yàn)田四周的小區(qū)受到空曠地的特殊環(huán)境影響即邊際效應(yīng)，使處理間能有正確的比較,保護(hù)行一般寬12m，不少于試驗(yàn)材料的平均高度，最好種植早熟、抗倒伏和外形易于識別的品種。如禾谷類作物一般至少應(yīng)種植4行以上的保護(hù)行。 保護(hù)行通常用英文字母“G”表示,16,高級教育,六、重復(fù)區(qū)(或

9、區(qū)組)和小區(qū)的排列,區(qū)組( block ) -將全部處理小區(qū)分配于具有相對同質(zhì)的一塊土地上，這稱為一個(gè)區(qū)組(block) 完全區(qū)組 -一般試驗(yàn)須設(shè)置34次重復(fù)，分別安排在34個(gè)區(qū)組上，這時(shí)重復(fù)與區(qū)組相等，每一區(qū)組或重復(fù)包含有全套處理，稱為完全區(qū)組。 不完全區(qū)組- 少數(shù)情況下，一個(gè)重復(fù)安排在幾個(gè)區(qū)組上，每個(gè)區(qū)組只安排部分處理，稱為不完全區(qū)組,17,高級教育,區(qū)組的排列，當(dāng)小區(qū)數(shù)不太多時(shí)，每一區(qū)組可排成一行，試驗(yàn)地呈長方形； 試驗(yàn)地為正方形而長度擺設(shè)不下整個(gè)區(qū)組時(shí)，一個(gè)區(qū)組也可分為二排，相鄰在一起。 區(qū)組排列的原則：區(qū)組內(nèi)各小區(qū)的土壤差異應(yīng)盡可能小，區(qū)組間的差異可以大些,18,高級教育,試驗(yàn)地平坦

10、而靠近坡地時(shí)，區(qū)組的排列最好與坡平行；試驗(yàn)地本身為坡地時(shí)，同一區(qū)組的各小區(qū)設(shè)置在同一等高線上；當(dāng)肥力呈梯度變化時(shí)，區(qū)組要與肥力變化方向垂直，即同一區(qū)組的各小區(qū)設(shè)置在同一肥力水平帶。 小區(qū)在各區(qū)組內(nèi)的排列有順序式和隨機(jī)式,19,高級教育,一、幾個(gè)基本概念 1、試驗(yàn)因素: (experimental factor) 可以人為改變并在試驗(yàn)中研究其變化對試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響的試驗(yàn)條件，簡稱為因素或因子。 2、水平(level)：因素的數(shù)量等級或質(zhì)量類別。 具有質(zhì)的區(qū)別，稱為質(zhì)量水平； 具有量的差異，稱為數(shù)量水平,第三節(jié) 田間試驗(yàn)方案,20,高級教育,3、處理(treatment) 對于單因素試驗(yàn)來說，試驗(yàn)

11、因素的某一水平即為一個(gè)處理(treatment) ，對于多因素試驗(yàn)來說，每個(gè)因素任意某個(gè)水平的組合為一個(gè)處理。為了區(qū)別與單因素試驗(yàn)的處理，多因素試驗(yàn)的處理常稱為處理組合（treatment combination）。 4.試驗(yàn)方案：是根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康呐c要求所擬定的進(jìn)行比較的一組試驗(yàn)處理的總稱,21,高級教育,22,高級教育,二、田間試驗(yàn)的種類 （一）按試驗(yàn)因素的多少分類 1、單因素試驗(yàn)（single-factor experiment） 單因素試驗(yàn)是指整個(gè)試驗(yàn)中只研究一個(gè)因素的試驗(yàn)。 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)簡單，試驗(yàn)?zāi)康拿鞔_，試驗(yàn)結(jié)果容易分析。其局限性在于不能了解幾個(gè)因子的相互關(guān)系,23,高級教育,進(jìn)行包

12、含所有水平組合的多因素全面試驗(yàn)不僅可以考察不同因素的簡單效應(yīng)和主效，還可探索因素間的交互作用，以確定各試驗(yàn)因素的最優(yōu)水平組合,2、多因素試驗(yàn)（multiple-factor experiment） 是指在同一試驗(yàn)中同時(shí)研究兩個(gè)或兩個(gè)以上試驗(yàn)因素的試驗(yàn)，各因素的不同水平相互組成平衡的水平組合,24,高級教育,多因素試驗(yàn)的效率高于多個(gè)單因素試驗(yàn)的效率。多因素全面試驗(yàn)的主要不足，是當(dāng)試驗(yàn)因素和水平數(shù)較多時(shí)，組成的水平組合數(shù)太多 ， 在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí) ，人力、物力、財(cái)力、土地等都難以承受，試驗(yàn)誤差也不易控制。因而多因素全面試驗(yàn)宜在因素個(gè)數(shù)和水平數(shù)都較少時(shí)應(yīng)用。 多因素試驗(yàn)的目的在于考查因素及之間的效應(yīng),2

13、5,高級教育,3、綜合性試驗(yàn) 也是一種多因素試驗(yàn)，綜合性試驗(yàn)是將試驗(yàn)因素的某些水平組合在一起形成少數(shù)幾個(gè)水平組合。 這種試驗(yàn)的目的在于探討試驗(yàn)因素中某些水平組合的綜合作用，而不在于考察各試驗(yàn)因素對試驗(yàn)指標(biāo)的影響和交互作用。 目的在于找到幾個(gè)因素水平的最佳組合。綜合性試驗(yàn)的前提是已知幾個(gè)因素的效應(yīng)及互作。 綜合性試驗(yàn)是針對起主導(dǎo)作用、且相互關(guān)系已基本清楚的因素設(shè)置的試驗(yàn)，它的水平組合就是一系列經(jīng)過實(shí)踐初步證實(shí)的優(yōu)良水平的組裝配套,26,高級教育,二）根據(jù)試驗(yàn)的內(nèi)容分類 1、品種試驗(yàn)：一般做單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2、栽培試驗(yàn)：通常做多因素試驗(yàn)設(shè)計(jì) 3、品種和栽培相結(jié)合的試驗(yàn),27,高級教育,三）按試驗(yàn)的

14、年份分類 1、一年試驗(yàn) 2、多年試驗(yàn) （四）按試驗(yàn)的地點(diǎn)分 1、單點(diǎn)試驗(yàn) 2、多點(diǎn)試驗(yàn) （五）按試驗(yàn)進(jìn)程分類 1、預(yù)備試驗(yàn) 2、主要試驗(yàn) 3、示范試驗(yàn) （六）按試驗(yàn)場所分類 1、田間試驗(yàn) 2、溫室試驗(yàn) 3、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn) （七）按試驗(yàn)區(qū)的大小分類 小區(qū)試驗(yàn) （60） 大區(qū)試驗(yàn)（60,28,高級教育,二、擬定試驗(yàn)方案的基本要求 試驗(yàn)方案是指根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康呐c要求而擬定的進(jìn)行比較的一組試驗(yàn)處理的總稱。 單因素試驗(yàn)方案就是該因素各水平的總稱。 多因素試驗(yàn)方案就是各因素水平組合的總稱,29,高級教育,在擬定試驗(yàn)方案時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （一）明確試驗(yàn)?zāi)康?（二）根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康拇_定合理的試驗(yàn)方案 （三）確定合理的

15、水平數(shù)和水平間距,30,高級教育,田間試驗(yàn)中，根據(jù)試驗(yàn)因素的特性，各因素水平間的間距一般可采用等差法（即等間距法）、等比法、隨機(jī)法、優(yōu)選法等確定。 1、等差法 各相鄰兩個(gè)水平數(shù)量之差相等。 水稻全生育期的尿素用量可設(shè)3個(gè)水平，分別為20、40、60 （kg/666.7m2）。 玉米種植密度可設(shè)3500、4000、4500（株/666.7m2,31,高級教育,2、等比法 各相鄰兩個(gè)水平的數(shù)量比值相同。 油菜噴施不同濃度硼肥的各水平分別為7.5、15、30、60（mg/kg），相鄰兩水平之比為1:2。 3、隨機(jī)法 用隨機(jī)的方法確定因素內(nèi)的數(shù)量水平。 例如把噴施調(diào)節(jié)劑的濃度隨機(jī)設(shè)定為0，0.5，2，

16、6，9（mg/kg,32,高級教育,先選出因素水平的兩個(gè)端點(diǎn)值，再以 G（最大值最小值）0.618為水平間距，用（最小值G）和（最大值G）的方法確定因素水平,4、選優(yōu)法,33,高級教育,例如上述噴施調(diào)節(jié)劑濃度試驗(yàn)，把因素水平的兩個(gè)端點(diǎn)值定為0和5（mg/kg），則水平間距 G=(50)0.6183.09 03.09=3.09 5-3.09=1.91 于是，噴施調(diào)節(jié)劑濃度試驗(yàn)用選優(yōu)法確定的因素水平為：0（對照），1.91，3.09，5（mg/kg,34,高級教育,四）貫徹唯一差異原則 為保證試驗(yàn)結(jié)果的嚴(yán)格可比性 ， 在試驗(yàn)中進(jìn)行處理間比較時(shí)，除了處理因素設(shè)置不同的水平外，其余因素或其它所有條件均

17、應(yīng)保持一致，以排除非試驗(yàn)因素對試驗(yàn)結(jié)果的干擾，才能使處理間的比較結(jié)果可靠。 如進(jìn)行一個(gè)噴施葉面肥的試驗(yàn) ， 如果設(shè)置兩個(gè)葉面肥濃度，對照應(yīng)為噴施等量清水,除需要比較的因素以外，其余的因素必須保持在同一水平,35,高級教育,五）設(shè)置對照 有比較才有鑒別，所以要設(shè)對照。對照實(shí)際上是試驗(yàn)的一個(gè)特別的處理。問題在于如何設(shè)對照。 農(nóng)業(yè)試驗(yàn)中常以大面積推廣使用的農(nóng)藝措施為標(biāo)準(zhǔn)對照，來檢驗(yàn)新措施或新技術(shù)的優(yōu)劣。 進(jìn)行噴施植物生長調(diào)節(jié)劑的試驗(yàn) ，噴施生長調(diào)節(jié)劑的為處理，噴水（不加生長調(diào)節(jié)劑）的為對照，這樣的對照為空白對照。 若進(jìn)行幾個(gè)生長調(diào)節(jié)劑濃度的比較試驗(yàn)，各個(gè)處理可互為對照，不必再設(shè)對照,36,高級教育,

18、在對作物某生育期進(jìn)行生理生化指標(biāo)測定時(shí)，所得數(shù)據(jù)是否異常應(yīng)與作物的正常值作比較，作物的正常值就是所謂的標(biāo)準(zhǔn)對照。 在雜交試驗(yàn)中，要確定雜交優(yōu)勢的大小，必須以親本作對照，這就是親本對照。 對作物進(jìn)行某種處理前與處理后的比較，屬于自身對照。 在肥料效應(yīng)試驗(yàn)中，以不施肥處理作為空白對照。 研究磷肥效果時(shí)，可在施用氮、鉀肥的基礎(chǔ)上，比較施磷肥與否的產(chǎn)量差異，這時(shí)單施氮、鉀肥的處理就稱為肥底對照。 （六）正確處理試驗(yàn)因素及試驗(yàn)條件間交互作用,37,高級教育,三、擬定試驗(yàn)方案的方法 （一）單因素試驗(yàn)方案 單因素試驗(yàn)方案由試驗(yàn)因素的所有水平構(gòu)成。 關(guān)鍵在于確定幾個(gè)水平，水平間距是多少，水平的上下限如何設(shè)置。

19、 （二）多因素試驗(yàn)方案 多因素試驗(yàn)方案由該試驗(yàn)的所有試驗(yàn)因素的水平組合（即處理）構(gòu)成,38,高級教育,這種由各因素所有水平組合構(gòu)成的試驗(yàn)方案稱為完全試驗(yàn)方案，根據(jù)完全試驗(yàn)方案進(jìn)行的試驗(yàn)稱為全面試驗(yàn) 。 多因素全面試驗(yàn)既能考察試驗(yàn)因素對試驗(yàn)指標(biāo)的影響，也能考察因素間的交互作用，選出最優(yōu)水平組合。 （三）綜合性試驗(yàn)方案 綜合性試驗(yàn)方案是在各試驗(yàn)因素全部水平組合中挑選部分水平組合獲得的方案，屬于不完全試驗(yàn)方案。如正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),39,高級教育,四、處理效應(yīng),1、試驗(yàn)指標(biāo)(experimental indicator) ：用于衡量試驗(yàn)效果的指示性狀,40,高級教育,2、處理效應(yīng)（treatment ef

20、fect）： 試驗(yàn)處理對試驗(yàn)指標(biāo)所起的增加或減少的作用。 3、簡單效應(yīng)(simple effect) ： 同一因素內(nèi)兩種水平間試驗(yàn)指標(biāo)的相差。 4、平均效應(yīng)(main effect) ： 一個(gè)因素內(nèi)各簡單效應(yīng)的平均數(shù)(主要效應(yīng), 主效) 5、交互作用(interectioneffect)，簡稱互作： 因素內(nèi)各簡單效應(yīng)的平均差異,41,高級教育,P1條件下N簡單效應(yīng)，其余類推,42,高級教育,第四節(jié) 常用的試驗(yàn)設(shè)計(jì),一、順序排列的試驗(yàn)設(shè)計(jì) 二、隨機(jī)排列的試驗(yàn)設(shè)計(jì),43,高級教育,根據(jù)小區(qū)在各重復(fù)內(nèi)的排列方式可分為： 順序排列或隨機(jī)排列 順序排列-可能存在系統(tǒng)誤差，不能作出無偏的誤差估計(jì)。（用于處

21、理數(shù)多、對精確度要求不高的試驗(yàn)） 隨機(jī)排列-是各小區(qū)在各重復(fù)內(nèi)的位置完全隨機(jī)決定，可避免系統(tǒng)誤差，提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確度，還能提供無偏的誤差估計(jì) 。（用于處理數(shù)較少、對精確度要求較高的試驗(yàn),44,高級教育,一、順序排列的試驗(yàn)設(shè)計(jì),順序排列設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)簡單，操作方便，能減少小區(qū)間的邊際效應(yīng)和生長競爭。 1、對比法設(shè)計(jì)(contrast design)又稱鄰比法設(shè)計(jì)（neighbor comparison design）。 一般用于單因素試驗(yàn)，試驗(yàn)處理數(shù)目不宜過多，通常在10個(gè)以內(nèi)。如少數(shù)品種比較試驗(yàn)及生產(chǎn)示范性試驗(yàn)。 特點(diǎn)：每一處理均直接排列于對照旁邊，即每隔兩個(gè)處理設(shè)置一個(gè)對照，使每一處理都可與其相鄰

22、的對照直接比較,45,高級教育,圖2.5 8個(gè)品種3次重復(fù)對比排列(階梯式,如果處理數(shù)為偶數(shù)時(shí)，則以處理開頭；處理數(shù)為奇數(shù)，既可以處理開頭，又可以對照開頭,G,G,G,G,G,G,46,高級教育,圖2.6 7個(gè)處理3次重復(fù)對比排列(逆向式,階梯式：可使同一處理盡可能占有不同的土壤條件。 逆向式：便于田間觀察記載,47,高級教育,優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用了試驗(yàn)設(shè)計(jì)的重復(fù)和局部控制原則，而且其一個(gè)局部控制單位實(shí)際上是比區(qū)組更小的兩個(gè)試驗(yàn)單位（處理與對照彼此相鄰），對比法設(shè)計(jì)使試驗(yàn)處理與對照的比較有較高的精確度,并有利于觀察。 缺點(diǎn)： （1）一個(gè)試驗(yàn)只能有一個(gè)對照（所以一般只能用于單因素試驗(yàn)），各處理與對照相比較

23、的精確度較高，而各處理相比較的精確度較低。 （2）對照占有的試驗(yàn)單位太多，達(dá)到整個(gè)試驗(yàn)地的三分之一或更多，降低土地利用率。 （3）各重復(fù)區(qū)內(nèi)的處理均為順序排列，所以不能無偏估計(jì)試驗(yàn)誤差,48,高級教育,2、間比法設(shè)計(jì)（indirect comparison,一般僅用于單因素試驗(yàn)，常用于育種初期階段,如選種圃、品系鑒定圃以及良種繁育時(shí)的株行圃。 特點(diǎn)： (1)對照應(yīng)當(dāng)均勻地分布在整個(gè)試驗(yàn)地上，任何兩個(gè)對照之間都要安排相同數(shù)目的處理，一般每兩個(gè)對照之間安排3個(gè)或3個(gè)以上處理； (2)各重復(fù)區(qū)的第一個(gè)和最后一個(gè)小區(qū)一定是對照； (3)重復(fù)一般為24次，各重復(fù)可以排成一排或多排；當(dāng)各重復(fù)區(qū)排列成多排時(shí)

24、，不同重復(fù)區(qū)內(nèi)處理的排列可采用階梯式或逆向式； (4)如果一塊地內(nèi)不能安排下全部重復(fù)的小區(qū)，可以在第二塊地上接下去，但開始時(shí)必須種植一個(gè)對照區(qū)，這個(gè)對照區(qū)稱為額外對照（Ex.CK,49,高級教育,圖2.6 20個(gè)品種3次重復(fù)的間比法排列，逆向式,代表重復(fù)；1、2、3代表品種；CK代表對照,圖2.7 16個(gè)品種3次重復(fù)的間比排列，兩行排3重復(fù)及Ex. CK的設(shè)置 （、代表重復(fù)；1、2、3代表品種；CK代表對照；Ex. CK代表額外對照,50,高級教育,二、隨機(jī)排列的試驗(yàn)設(shè)計(jì),1. 完全隨機(jī)設(shè)計(jì)(completely random design) 2. 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)(randomized bloc

25、ks design) 3. 拉丁方設(shè)計(jì)(latin square design) 4. 裂區(qū)設(shè)計(jì)(split-plot design,51,高級教育,一) 完全隨機(jī)設(shè)計(jì)(completely random design,完全隨機(jī)設(shè)計(jì)是將各處理完全隨機(jī)地分配到各個(gè)試驗(yàn)單元(或小區(qū))中，每一處理的重復(fù)數(shù)可以相等或不相等，這種設(shè)計(jì)對試驗(yàn)單元的安排靈活機(jī)動，單因素或多因素試驗(yàn)皆可應(yīng)用,52,高級教育,優(yōu)點(diǎn)： （1）應(yīng)用了試驗(yàn)設(shè)計(jì)的重復(fù)和隨機(jī)兩個(gè)原則； （2）試驗(yàn)處理的重復(fù)數(shù)目可以靈活設(shè)計(jì)，處理數(shù)與重復(fù)數(shù)都不受限制； （3）試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析簡單。 缺點(diǎn)： 沒有應(yīng)用局部控制原則，當(dāng)試驗(yàn)環(huán)境條件差異較大時(shí)試

26、 驗(yàn)誤差較大，試驗(yàn)精確度較低,故該類設(shè)計(jì)分析簡便，但是應(yīng)用此類設(shè)計(jì)必須試驗(yàn)的環(huán)境因素相當(dāng)均勻，所以一般用于土壤肥力均勻一致的田間試驗(yàn)和在實(shí)驗(yàn)室、溫室、網(wǎng)室中進(jìn)行的試驗(yàn),53,高級教育,例:要檢驗(yàn)三種不同的生長素，各一個(gè)劑量，測定對小麥苗高的效應(yīng)，包括對照(用水)在內(nèi)，共4個(gè)處理，若用盆栽試驗(yàn)每盆小麥為一個(gè)單元，每處理用4盆，共16盆。 隨機(jī)排列時(shí)將每盆標(biāo)號1，2，16; 然后查用隨機(jī)數(shù)字表或抽簽法或計(jì)算機(jī)(器)隨機(jī)數(shù)字發(fā)生法得第一處理為(14，13，9，8)，第二處理為(12，11，6，5)，第三處理為(2，7，1，15)，余下(3，4，10，16)為第四處理,54,高級教育,2. 隨機(jī)區(qū)組設(shè)

27、計(jì)(randomized blocks design) 亦稱完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)(random complete block design,特點(diǎn): 根據(jù)“局部控制”的原則，將試驗(yàn)地按肥力程度劃分為 等于重復(fù)次數(shù)的區(qū)組，一區(qū)組亦即一重復(fù)，區(qū)組內(nèi)各 處理都獨(dú)立地隨機(jī)排列,優(yōu)點(diǎn)：（1）設(shè)計(jì)簡單，容易掌握； （2）富于伸縮性，單因素、多因素以及綜合性的試 驗(yàn)都可應(yīng)用； （3）能提供無偏的誤差估計(jì)，并有效地減少單向的 肥力差異，降低誤差； （4）對試驗(yàn)地的地形要求不嚴(yán)，必要時(shí)，不同區(qū)組 亦可分散設(shè)置在不同地段上,55,高級教育,主要缺點(diǎn)： （1）處理數(shù)不能太多。處理數(shù)一般不超過20個(gè)，否則局部 控制的效率降

28、低。 （2）只能控制一個(gè)方向的環(huán)境條件（如土壤）差異，試驗(yàn) 精確度不及拉丁方設(shè)計(jì),56,高級教育,隨機(jī)區(qū)組在田間布置時(shí)，應(yīng)考慮到試驗(yàn)精確度與工作便利等方面，以前者為主。 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(yàn)精確度。在有單向肥力梯度時(shí)，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(圖2.8)。這樣既能提高試驗(yàn)精確度，同時(shí)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(yuǎn)，可將小區(qū)布置成兩排(圖示2.9,57,高級教育,圖2.8 8個(gè)品種4個(gè)重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組排列,肥力梯度,肥,瘦,58,高級教育,圖2.9 16個(gè)品種3個(gè)重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組，小

29、區(qū)布置成兩排,59,高級教育,3. 拉丁方設(shè)計(jì)(latin square design,拉丁方設(shè)計(jì)將處理從縱橫二個(gè)方向排列為區(qū)組(或重復(fù))，使每個(gè)處理在每一列和每一行中出現(xiàn)的次數(shù)相等（通常一次），所以它是比隨機(jī)區(qū)組多一個(gè)方向局部控制的隨機(jī)排列的設(shè)計(jì)。如圖2.10所示為55拉丁方,圖2.10 55拉丁方,優(yōu)點(diǎn):精確度高 缺點(diǎn):缺乏伸縮性,60,高級教育,拉丁方設(shè)計(jì)的通常應(yīng)用范圍只限于48個(gè)處理。當(dāng)在采用4個(gè)處理的拉丁方設(shè)計(jì)時(shí)，為保證鑒別差異的靈敏度，可采用復(fù)拉丁方設(shè)計(jì)，即用2個(gè)(44)拉丁方,第一直行和第一橫行均為順序排列的拉丁方稱標(biāo)準(zhǔn)方。 拉丁方甚多，但標(biāo)準(zhǔn)方較少。如33只有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方,A B

30、 C B C A C A B,將每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方的橫行和直行進(jìn)行調(diào)換，可以化出許多不同的拉丁方。一般而論，每個(gè)kk標(biāo)準(zhǔn)方，可化出個(gè)不同的拉丁方,61,高級教育,不同處理數(shù)的拉丁方的隨機(jī)略有不同，一般按以下所示步驟進(jìn)行： (44)拉丁方： 隨機(jī)取4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方中的一個(gè)，隨機(jī)所有直行及第2、3、4橫行，也可以隨機(jī)所有橫行和直行，再隨機(jī)處理。 (55)及更高級拉丁方： 隨機(jī)所有直行、橫行和處理,62,高級教育,設(shè)有5個(gè)品種分別以1、2、3、4、5代表，擬用拉丁方排列進(jìn)行比較試驗(yàn)。 取上面所列的(55)選擇標(biāo)準(zhǔn)方。 從隨機(jī)數(shù)字表中，以鉛筆尖任意落于一行，查隨機(jī)數(shù)字，將0和大于5的數(shù)字去掉，得1、4、5、3、2，

31、即為直行的隨機(jī)。 再點(diǎn)一行，如得5、1、2、4、3，即為橫行的隨機(jī)。 再點(diǎn)一行，得2、5、4、1、3，即為品種隨機(jī)。 將(55)選擇標(biāo)準(zhǔn)方按上面三個(gè)隨機(jī)步驟，就得到所需的拉丁方排列(圖2.11,63,高級教育,圖2.11 （55）拉丁方的隨機(jī),64,高級教育,65,高級教育,4. 裂區(qū)設(shè)計(jì)(split-plot design,裂區(qū)設(shè)計(jì)是多因素試驗(yàn)的一種設(shè)計(jì)形式,在多因素試驗(yàn)中,處理組合數(shù)較多而又有一些特殊要求時(shí)，往往采用裂區(qū)設(shè)計(jì),主區(qū)( main plot ) 按主處理所劃分的小區(qū)稱為主區(qū)，亦稱整區(qū). 副區(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) (split-plot,在裂區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)先

32、按第一個(gè)因素設(shè)置各個(gè)處理(主處理)的小區(qū)；然后在這主處理的小區(qū)內(nèi)引進(jìn)第二個(gè)因素的各個(gè)處理(副處理)的小區(qū),66,高級教育,通常在下列幾種情況下，應(yīng)用裂區(qū)設(shè)計(jì),在一個(gè)因素的各處理比另一因素的各處理可能需要更大的區(qū)域（或面積）時(shí)，為了實(shí)施和管理上的方便，將需要較大區(qū)域的因素作為主處理，設(shè)在主區(qū)，而另一需要區(qū)域較小的因素。 (2) 試驗(yàn)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，或兩個(gè)因素間的交互作用比其主效更為重要的研究對象時(shí)，亦宜采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，將要求精確度較高的因素作為副處理，另一因素作為主處理,67,高級教育,3） 根據(jù)以往研究，得知某些因素的效應(yīng)比另一些因素 的效應(yīng)更大時(shí)，亦適于采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，將可能表現(xiàn)較大差異 的因素作為主處理。 （4）試驗(yàn)設(shè)計(jì)需臨時(shí)改動再加入一個(gè)試驗(yàn)因素時(shí)，可在 原設(shè)計(jì)中的小區(qū)（主區(qū)）中再劃分小區(qū)（副區(qū)），增加一個(gè) 試驗(yàn)因素，就成了裂區(qū)設(shè)計(jì),68,高級教育,69,高