第二章 田間試驗的設(shè)計與實施

1、第二章第二章 田間試驗的設(shè)計與實施田間試驗的設(shè)計與實施第一節(jié)第一節(jié) 田間試驗的特點和要求田間試驗的特點和要求第二節(jié)第二節(jié) 田間試驗的誤差與土壤差異田間試驗的誤差與土壤差異第三節(jié)第三節(jié) 田間試驗設(shè)計的原則田間試驗設(shè)計的原則第四節(jié)第四節(jié) 控制土壤差異的小區(qū)技術(shù)控制土壤差異的小區(qū)技術(shù)第五節(jié)第五節(jié) 常用的田間試驗設(shè)計常用的田間試驗設(shè)計第六節(jié)第六節(jié) 田間試驗的布置與管理田間試驗的布置與管理第七節(jié)第七節(jié) 田間試驗的觀察記載和測定田間試驗的觀察記載和測定第八節(jié)第八節(jié) 溫室與實驗室的試驗溫室與實驗室的試驗第一節(jié)第一節(jié) 田間試驗的特點和要求田間試驗的特點和要求一、田間試驗的特點一、田間試驗的特點二、田間試驗的基

2、本要求二、田間試驗的基本要求 一、田間試驗的特點一、田間試驗的特點 (1) 由農(nóng)作物或其他生物體本身的反應來直接檢測試驗由農(nóng)作物或其他生物體本身的反應來直接檢測試驗的效果，這是田間試驗的重要特點。試驗材料本身便存在產(chǎn)的效果，這是田間試驗的重要特點。試驗材料本身便存在產(chǎn)生試驗誤差的多種因素。生試驗誤差的多種因素。 (2) 田間試驗是在開放的自然條件下進行的，因而田間試田間試驗是在開放的自然條件下進行的，因而田間試驗的環(huán)境條件也存在著導致試驗產(chǎn)生試驗誤差，包括系統(tǒng)誤驗的環(huán)境條件也存在著導致試驗產(chǎn)生試驗誤差，包括系統(tǒng)誤差和隨機誤差的多種可能性。差和隨機誤差的多種可能性。二、田間試驗的基本要求二、田間

3、試驗的基本要求(1) 試驗目的要明確試驗目的要明確 (2) 試驗條件要有代表性試驗條件要有代表性 (3) 試驗結(jié)果要可靠試驗結(jié)果要可靠 (4) 試驗結(jié)果要能夠重演試驗結(jié)果要能夠重演 (5)體現(xiàn)唯一差異原則體現(xiàn)唯一差異原則第二節(jié)第二節(jié) 田間試驗的誤差與土壤差異田間試驗的誤差與土壤差異一、田間試驗的誤差一、田間試驗的誤差二、試驗地的土壤差異二、試驗地的土壤差異三、試驗地選擇和培養(yǎng)三、試驗地選擇和培養(yǎng) 一、田間試驗的誤差一、田間試驗的誤差(一一) 田間試驗的誤差來源田間試驗的誤差來源(1)試驗材料固有的差異試驗材料固有的差異(2)試驗時農(nóng)事操作和管理技術(shù)的不一致所引起的差異試驗時農(nóng)事操作和管理技術(shù)的

4、不一致所引起的差異(3)進行試驗時外界條件的差異進行試驗時外界條件的差異 (二二) 控制田間試驗誤差的途徑控制田間試驗誤差的途徑 (1)選擇同質(zhì)一致的試驗材料選擇同質(zhì)一致的試驗材料 (2) 改進操作和管理技術(shù)，使之標準化改進操作和管理技術(shù)，使之標準化 (3) 控制引起差異的外界主要因素控制引起差異的外界主要因素 選擇肥力均勻的試驗地；選擇肥力均勻的試驗地； 試驗中采用適當?shù)男^(qū)技術(shù)；試驗中采用適當?shù)男^(qū)技術(shù)； 應用良好的試驗設(shè)計和相應的統(tǒng)計分析。應用良好的試驗設(shè)計和相應的統(tǒng)計分析。 二、試驗地的土壤差異二、試驗地的土壤差異試驗地的土壤差異來源試驗地的土壤差異來源 （1）由于土壤形成的基礎(chǔ)不同，

5、歷史原因造成土壤的物）由于土壤形成的基礎(chǔ)不同，歷史原因造成土壤的物理性質(zhì)與化學性質(zhì)方面有很大差異；理性質(zhì)與化學性質(zhì)方面有很大差異； （2）由于在土地利用上的差異，如種植不同作物，以及）由于在土地利用上的差異，如種植不同作物，以及在耕作、栽培、施肥等農(nóng)業(yè)技術(shù)上的不一致等。在耕作、栽培、施肥等農(nóng)業(yè)技術(shù)上的不一致等。 土壤差異集中地表現(xiàn)為土壤肥力的差異。以往研究證明，土壤差異集中地表現(xiàn)為土壤肥力的差異。以往研究證明，土壤差異具有持久性土壤差異具有持久性。 測定土壤差異程度的方法測定土壤差異程度的方法l最簡單的方法是目測法，即根據(jù)前茬作物生長的一致情況加以最簡單的方法是目測法，即根據(jù)前茬作物生長的一致

6、情況加以評定。評定。l更精細地測定土壤肥力差異，可采用空白試驗或均一性試驗。更精細地測定土壤肥力差異，可采用空白試驗或均一性試驗。 空白試驗空白試驗(blank test)即在整個試驗地上種植單一品種的作物，即在整個試驗地上種植單一品種的作物，這種作物以植株較小而適于條播的谷類作物為好。在整個作物生長這種作物以植株較小而適于條播的谷類作物為好。在整個作物生長過程中，從整地到收獲，采用一致的栽培和管理措施，并對作物生過程中，從整地到收獲，采用一致的栽培和管理措施，并對作物生長情況作仔細觀察，遇有特殊情況如嚴重缺株、病蟲害等，應注明長情況作仔細觀察，遇有特殊情況如嚴重缺株、病蟲害等，應注明地段、行

7、數(shù)以作為將來分析時的參考。收獲時，將整個試驗地劃分地段、行數(shù)以作為將來分析時的參考。收獲時，將整個試驗地劃分為面積相同的大量單位小區(qū)，依次編號，分開收獲，得到產(chǎn)量數(shù)據(jù)。為面積相同的大量單位小區(qū)，依次編號，分開收獲，得到產(chǎn)量數(shù)據(jù)。根據(jù)各單位小區(qū)的數(shù)據(jù)，可以畫成產(chǎn)量連續(xù)面積圖或等肥線圖根據(jù)各單位小區(qū)的數(shù)據(jù)，可以畫成產(chǎn)量連續(xù)面積圖或等肥線圖(圖圖2.1）。）。 圖圖2.1 土壤肥力變異圖土壤肥力變異圖土壤差異通常有兩種表現(xiàn)形式：土壤差異通常有兩種表現(xiàn)形式：u 一種形式是肥力高低變化較有規(guī)則，即肥力從大田的一邊一種形式是肥力高低變化較有規(guī)則，即肥力從大田的一邊到另一邊逐漸改變，這是較為普通的肥力梯度形

8、式；到另一邊逐漸改變，這是較為普通的肥力梯度形式；u另一種形式是斑塊狀差異，即田間有較為明顯的肥力差異的另一種形式是斑塊狀差異，即田間有較為明顯的肥力差異的斑塊，面積可大可小，分布亦無一定的規(guī)則。斑塊，面積可大可小，分布亦無一定的規(guī)則。三、試驗地選擇和培養(yǎng)三、試驗地選擇和培養(yǎng) (1)試驗地的土壤肥力要比較均勻一致。試驗地的土壤肥力要比較均勻一致。 (2) 選擇的田塊要有土地利用的歷史記錄。選擇的田塊要有土地利用的歷史記錄。 (3) 試驗地最好選平地，在不得已的情況下，可采用同試驗地最好選平地，在不得已的情況下，可采用同一方向傾斜的緩坡地，但都應該是平整的。一方向傾斜的緩坡地，但都應該是平整的。

9、 (4) 試驗地的位置要適當。試驗地的位置要適當。 (5) 對擬選作試驗用的田塊，特別是在建立固定的試驗地對擬選作試驗用的田塊，特別是在建立固定的試驗地時，除掌握整個試驗地的土壤一般情況及土地利用歷史外，時，除掌握整個試驗地的土壤一般情況及土地利用歷史外，若有可能，最好還要進行空白試驗。若有可能，最好還要進行空白試驗。 (6) 試驗地采用輪換制，試驗單位至少應有二組以上試驗試驗地采用輪換制，試驗單位至少應有二組以上試驗地，一組田塊進行試驗，另一組的田塊則進行勻田種植，以地，一組田塊進行試驗，另一組的田塊則進行勻田種植，以備輪換。備輪換。 第三節(jié)第三節(jié) 田間試驗設(shè)計的原則田間試驗設(shè)計的原則田間試

10、驗設(shè)計田間試驗設(shè)計(field experiment design) 廣義廣義-是指整個試驗研究課題的設(shè)計，包括確定試驗是指整個試驗研究課題的設(shè)計，包括確定試驗處理的方案，小區(qū)技術(shù)，以及相應的資料搜集、整理和統(tǒng)處理的方案，小區(qū)技術(shù)，以及相應的資料搜集、整理和統(tǒng)計分析的方法等；計分析的方法等； 狹義狹義-專指小區(qū)技術(shù)，特別是重復區(qū)和試驗小區(qū)的排專指小區(qū)技術(shù)，特別是重復區(qū)和試驗小區(qū)的排列方法。列方法?？茖W田間試驗設(shè)計的三個基本原則科學田間試驗設(shè)計的三個基本原則1.重復重復(replication) 2.隨機隨機 (random)3.局部控制局部控制(local control) 1.重復重復(re

11、plication)試驗中同一處理種植的小區(qū)數(shù)即為重復次數(shù)。試驗中同一處理種植的小區(qū)數(shù)即為重復次數(shù)。 重復的作用重復的作用:估計試驗誤差估計試驗誤差 試驗誤差是客觀存在的，但只能由同試驗誤差是客觀存在的，但只能由同一處理的幾個重復小區(qū)間的差異估得。同一處理有了二一處理的幾個重復小區(qū)間的差異估得。同一處理有了二次以上重復，就可以從這些重復小區(qū)之間的產(chǎn)量次以上重復，就可以從這些重復小區(qū)之間的產(chǎn)量(或其它或其它性狀性狀)的差異估計誤差。的差異估計誤差。降低試驗誤差降低試驗誤差 數(shù)理統(tǒng)計學已證明誤差的大小與重復數(shù)理統(tǒng)計學已證明誤差的大小與重復次數(shù)的平方根成反比。重復多，則誤差小，有四次重復次數(shù)的平方根

12、成反比。重復多，則誤差小，有四次重復的試驗，其誤差將只有二次重復的同類試驗的一半。此的試驗，其誤差將只有二次重復的同類試驗的一半。此外，通過重復也能更準確地估計處理效應。外，通過重復也能更準確地估計處理效應。 2.隨機隨機 (random) 隨機是指一個區(qū)組中每一處理都有同等的機會設(shè)置在隨機是指一個區(qū)組中每一處理都有同等的機會設(shè)置在任何一個試驗小區(qū)上，避免任何主觀成見。任何一個試驗小區(qū)上，避免任何主觀成見。進行隨機排列的方法進行隨機排列的方法:抽簽法抽簽法計算器計算器(機機)產(chǎn)生隨機數(shù)字法產(chǎn)生隨機數(shù)字法利用隨機數(shù)字表利用隨機數(shù)字表(附表附表1)。3.局部控制局部控制(local control

13、) 局部控制就是將整個試驗環(huán)境分成若干個相對最為局部控制就是將整個試驗環(huán)境分成若干個相對最為一致的小環(huán)境，再在小環(huán)境內(nèi)設(shè)置成套處理，即在田間一致的小環(huán)境，再在小環(huán)境內(nèi)設(shè)置成套處理，即在田間分范圍分地段地控制土壤差異等非處理因素，使之對各分范圍分地段地控制土壤差異等非處理因素，使之對各試驗處理小區(qū)的影響達到最大程度的一致。因為在較小試驗處理小區(qū)的影響達到最大程度的一致。因為在較小地段內(nèi)，試驗環(huán)境條件容易控制一致。這是降低誤差的地段內(nèi)，試驗環(huán)境條件容易控制一致。這是降低誤差的重要手段之一。重要手段之一。 重重 復復 隨隨 機機 局部控制局部控制 無偏的試驗無偏的試驗誤差估計誤差估計 降低試驗誤差降

14、低試驗誤差 圖圖2.2 田間試驗設(shè)計三個基本原則的關(guān)系和作用田間試驗設(shè)計三個基本原則的關(guān)系和作用第四節(jié)第四節(jié) 控制土壤差異的小區(qū)技術(shù)控制土壤差異的小區(qū)技術(shù)一、試驗小區(qū)的面積一、試驗小區(qū)的面積二、小區(qū)的形狀二、小區(qū)的形狀三、重復次數(shù)三、重復次數(shù)四、對照區(qū)的設(shè)置四、對照區(qū)的設(shè)置五、保護行的設(shè)置五、保護行的設(shè)置六、重復區(qū)六、重復區(qū)(或區(qū)組或區(qū)組)和小區(qū)的排列和小區(qū)的排列 一、試驗小區(qū)的面積一、試驗小區(qū)的面積 小區(qū)小區(qū)( plot )( plot ) - 在田間試驗中，安排一個處理的小塊在田間試驗中，安排一個處理的小塊地段稱試驗小區(qū)地段稱試驗小區(qū),簡稱小區(qū)簡稱小區(qū)(plot)。 試驗小區(qū)面積的大小，一

15、般變動范圍為試驗小區(qū)面積的大小，一般變動范圍為660m2。而示范。而示范性試驗的小區(qū)面積通常不小于性試驗的小區(qū)面積通常不小于330m2?？梢詮囊韵赂鞣矫婵紤]確定一個具體試驗的小區(qū)面積：可以從以下各方面考慮確定一個具體試驗的小區(qū)面積： 試驗種類：試驗種類： (2) 作物的類別作物的類別 (3) 試驗地土壤差異的程度與形式試驗地土壤差異的程度與形式 (4) 育種工作的不同階段育種工作的不同階段 (5) 試驗地面積試驗地面積 (6) 試驗過程中的取樣需要試驗過程中的取樣需要 (7) 邊際效應和生長競爭邊際效應和生長競爭 051 01 52 02 53 03 54 01 01 21 4試驗田 乙試驗田

16、 甲m2C V %圖圖2.3 變異系數(shù)與小區(qū)面積大小的關(guān)系（根據(jù)兩個水稻空白試驗的產(chǎn)量數(shù)據(jù)）變異系數(shù)與小區(qū)面積大小的關(guān)系（根據(jù)兩個水稻空白試驗的產(chǎn)量數(shù)據(jù)）二、小區(qū)的形狀二、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。小區(qū)的形狀是指小區(qū)長度與寬度的比例。 適當?shù)男^(qū)形狀在控制土壤差異提高試驗精確度方面適當?shù)男^(qū)形狀在控制土壤差異提高試驗精確度方面也有相當作用。也有相當作用。 小區(qū)的長寬比可為小區(qū)的長寬比可為(310) 1，甚至可達，甚至可達20 1，試驗，試驗地形狀和面積以及小區(qū)多少和大小等調(diào)整決定。地形狀和面積以及小區(qū)多少和大小等調(diào)整決定。 在通常情形下，長方形尤其是狹長形小區(qū)，容易調(diào)勻土在

17、通常情形下，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)肥力接近于試驗地的平均肥力水平。亦便于壤差異，使小區(qū)肥力接近于試驗地的平均肥力水平。亦便于觀察記載及其農(nóng)事操作。而在邊際效應值得重視的試驗中，觀察記載及其農(nóng)事操作。而在邊際效應值得重視的試驗中，方形小區(qū)是有利的。方形小區(qū)是有利的。 三、重復次數(shù)三、重復次數(shù) 重復次數(shù)即每一處理的試驗小區(qū)數(shù)，試驗設(shè)置重復次重復次數(shù)即每一處理的試驗小區(qū)數(shù)，試驗設(shè)置重復次數(shù)越多，試驗誤差越小。多于一定的重復次數(shù)，誤差的減數(shù)越多，試驗誤差越小。多于一定的重復次數(shù)，誤差的減少很慢，精確度的增進不大，而人、物力的花費大大增加，少很慢，精確度的增進不大，而人、物力的

18、花費大大增加，并不經(jīng)濟。并不經(jīng)濟。 重復次數(shù)的多少，一般應根據(jù)試驗所要求的精確度、重復次數(shù)的多少，一般應根據(jù)試驗所要求的精確度、試驗地土壤差異大小、試驗材料如種子的數(shù)量、試驗地面積、試驗地土壤差異大小、試驗材料如種子的數(shù)量、試驗地面積、小區(qū)大小等而具體決定。對精確度要求高的試驗，重復次數(shù)小區(qū)大小等而具體決定。對精確度要求高的試驗，重復次數(shù)應多些。試驗田土壤差異較大的，重復次數(shù)應多些，土壤差應多些。試驗田土壤差異較大的，重復次數(shù)應多些，土壤差異較為一致的可少些。異較為一致的可少些。 四、對照區(qū)四、對照區(qū)(check，以，以CK表示表示)的設(shè)置的設(shè)置作為處理比較的標準作為處理比較的標準 ，設(shè)置對照

19、區(qū)的目的是，設(shè)置對照區(qū)的目的是 ： (1)便于在田間對各處理進行觀察比較時作為衡量品種便于在田間對各處理進行觀察比較時作為衡量品種或處理優(yōu)劣的標準；或處理優(yōu)劣的標準； (2)用以估計和矯正試驗田的土壤差異。通常在一個試用以估計和矯正試驗田的土壤差異。通常在一個試驗中只有一個對照，有時為了適應某種要求，可同時用兩驗中只有一個對照，有時為了適應某種要求，可同時用兩個各具不同特點的處理作對照。個各具不同特點的處理作對照。 五、保護行的設(shè)置五、保護行的設(shè)置在試驗地周圍設(shè)置保護行在試驗地周圍設(shè)置保護行(guarding row)的作用是：的作用是： 保護試驗材料不受外來因素如人、畜等的踐踏和損害；保護試

20、驗材料不受外來因素如人、畜等的踐踏和損害；防止靠近試驗田四周的小區(qū)受到空曠地的特殊環(huán)境影響防止靠近試驗田四周的小區(qū)受到空曠地的特殊環(huán)境影響即邊際效應，使處理間能有正確的比較。即邊際效應，使處理間能有正確的比較。 保護行的數(shù)目視作物而定，如禾谷類作物一般至少應保護行的數(shù)目視作物而定，如禾谷類作物一般至少應種植種植4行以上的保護行。行以上的保護行。 六、重復區(qū)六、重復區(qū)(或區(qū)組或區(qū)組)和小區(qū)的排列和小區(qū)的排列 區(qū)組區(qū)組( block )( block ) -將全部處理小區(qū)分配于具有相對同質(zhì)將全部處理小區(qū)分配于具有相對同質(zhì)的一塊的一塊 土地上，這稱為一個區(qū)組土地上，這稱為一個區(qū)組(block) 完全

21、區(qū)組完全區(qū)組 -一般試驗須設(shè)置一般試驗須設(shè)置34次重復，分別安排次重復，分別安排在在34個區(qū)組上，這時重復與區(qū)組相等，每一區(qū)組或重個區(qū)組上，這時重復與區(qū)組相等，每一區(qū)組或重復包含有全套處理，稱為完全區(qū)組。復包含有全套處理，稱為完全區(qū)組。 不完全區(qū)組不完全區(qū)組- 少數(shù)情況下，一個重復安排在幾個區(qū)少數(shù)情況下，一個重復安排在幾個區(qū)組上，每個區(qū)組只安排部分處理，稱為不完全區(qū)組。組上，每個區(qū)組只安排部分處理，稱為不完全區(qū)組。 小區(qū)在各重復內(nèi)的排列方式：小區(qū)在各重復內(nèi)的排列方式： 順序排列或隨機排列順序排列或隨機排列 順序排列順序排列-可能存在系統(tǒng)誤差，不能作出無偏的誤可能存在系統(tǒng)誤差，不能作出無偏的誤差

22、估計。差估計。 隨機排列隨機排列-是各小區(qū)在各重復內(nèi)的位置完全隨機決是各小區(qū)在各重復內(nèi)的位置完全隨機決定，可避免系統(tǒng)誤差，提高試驗的準確度，還能提供無定，可避免系統(tǒng)誤差，提高試驗的準確度，還能提供無偏的誤差估計偏的誤差估計 第五節(jié)第五節(jié) 常用的田間試驗設(shè)計常用的田間試驗設(shè)計 一、順序排列的試驗設(shè)計一、順序排列的試驗設(shè)計二、隨機排列的試驗設(shè)計二、隨機排列的試驗設(shè)計一、順序排列的試驗設(shè)計一、順序排列的試驗設(shè)計(一一) 對比法設(shè)計對比法設(shè)計(contrast design)(二二) 間比法設(shè)計間比法設(shè)計(interval contrast design) (一一) 對比法設(shè)計對比法設(shè)計(contra

23、st design) 這種設(shè)計的排列特點是每一供試品種均直接排列于對這種設(shè)計的排列特點是每一供試品種均直接排列于對照區(qū)旁邊，使每一小區(qū)可與其鄰旁的對照區(qū)直接比較。照區(qū)旁邊，使每一小區(qū)可與其鄰旁的對照區(qū)直接比較。 1ck 2 3 ck 4 5ck 6 7ck 81ck 2 3 ck 4 5ck 6 7ck 81ck 2 3 ck 4 5ck 6 7ck 8圖圖2.5 8個品種個品種3次重復對比排列次重復對比排列(階梯式階梯式) (二二) 間比法設(shè)計間比法設(shè)計(interval contrast design) 間比法設(shè)計的特點是，在一條地上，排列的第一個小區(qū)間比法設(shè)計的特點是，在一條地上，排列的

24、第一個小區(qū)和末尾的小區(qū)一定是對照和末尾的小區(qū)一定是對照(CK)區(qū)，每二對照區(qū)之間排列相同區(qū)，每二對照區(qū)之間排列相同數(shù)目的處理小區(qū)，通常是數(shù)目的處理小區(qū)，通常是4或或9個，重復個，重復24次。次。 各重復可排成一排或多排式。排成多排時，則可采用逆各重復可排成一排或多排式。排成多排時，則可采用逆向式向式(圖圖2.6)。 如果一條土地上不能安排整個重復的小區(qū)，則可在第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)，稱為額外對照對照(Ex. CK)如如圖圖2.7。CK1234CK5678CK9101112CK

25、13141516CK17181920CKCK20191817CK16151413CK1211109CK8765CK4321CKCK1234CK5678CK9101112CK13141516CK17181920CK圖2.6 20個品種3次重復的間比法排列，逆向式（、代表重復；1、2、3代表品種；CK代表對照）CK1234CK5678CK9101112CK13141516CK1234CK5678CKCK16151413CK1211109CK8765CK4321CK16151413CK1211109Ex.CK圖2.7 16個品種3次重復的間比排列，兩行排3重復及Ex. CK的設(shè)置（、代表重復；1、2

26、、3代表品種；CK代表對照；Ex. CK代表額外對照）二、隨機排列的試驗設(shè)計二、隨機排列的試驗設(shè)計(一一) 完全隨機設(shè)計完全隨機設(shè)計(completely random design)(二二) 隨機區(qū)組設(shè)計隨機區(qū)組設(shè)計(randomized blocks design)(三三) 拉丁方設(shè)計拉丁方設(shè)計(latin square design)(四四) 裂區(qū)設(shè)計裂區(qū)設(shè)計(split-plot design)(五五) 再裂區(qū)設(shè)計再裂區(qū)設(shè)計(split-split plot design)(六六) 條區(qū)設(shè)計條區(qū)設(shè)計(strip blocks design)(一一) 完全隨機設(shè)計完全隨機設(shè)計(compl

27、etely random design) 完全隨機設(shè)計將各處理隨機分配到各個試驗單元完全隨機設(shè)計將各處理隨機分配到各個試驗單元(或小區(qū)或小區(qū))中，每一處理的重復數(shù)可以相等或不相等，這種設(shè)計對試驗單中，每一處理的重復數(shù)可以相等或不相等，這種設(shè)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。元的安排靈活機動，單因素或多因素試驗皆可應用。 這類設(shè)計分析簡便，但是應用此類設(shè)計必須試驗的環(huán)境這類設(shè)計分析簡便，但是應用此類設(shè)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)試驗及網(wǎng)、溫室的因素相當均勻，所以一般用于實驗室培養(yǎng)試驗及網(wǎng)、溫室的盆缽試驗。盆缽試驗。 例例:要檢驗三種不同的生長素，各一

28、個劑量，測定對小麥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，包括對照苗高的效應，包括對照(用水用水)在內(nèi)，共在內(nèi)，共4個處理，若用盆栽試個處理，若用盆栽試驗每盆小麥為一個單元，每處理用驗每盆小麥為一個單元，每處理用4盆，共盆，共16盆。盆。隨機排列時將每盆標號隨機排列時將每盆標號1，2，16;然后查用隨機數(shù)字表或抽簽法或計算機然后查用隨機數(shù)字表或抽簽法或計算機(器器)隨機數(shù)字發(fā)生隨機數(shù)字發(fā)生法得第一處理為法得第一處理為(14，13，9，8)，第二處理為，第二處理為(12，11，6，5)，第三處理為，第三處理為(2，7，1，15)，余下，余下(3，4，10，16)為第四為第四處理

29、。處理。 (二二) 隨機區(qū)組設(shè)計隨機區(qū)組設(shè)計(randomized blocks design) 亦稱完全隨機區(qū)組設(shè)計亦稱完全隨機區(qū)組設(shè)計(random complete block design)特點特點: : 根據(jù)根據(jù)“局部控制局部控制”的原則，將試驗地按肥力程度劃分的原則，將試驗地按肥力程度劃分為為 等于重復次數(shù)的區(qū)組，一區(qū)組亦即一重復，區(qū)組內(nèi)各等于重復次數(shù)的區(qū)組，一區(qū)組亦即一重復，區(qū)組內(nèi)各 處理都獨立地隨機排列。處理都獨立地隨機排列。 優(yōu)點：優(yōu)點：（1）設(shè)計簡單，容易掌握；）設(shè)計簡單，容易掌握； （2）富于伸縮性，單因素、多因素以及綜合性的試）富于伸縮性，單因素、多因素以及綜合性的試

30、驗都可應用；驗都可應用； （3）能提供無偏的誤差估計，并有效地減少單向的）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；肥力差異，降低誤差； （4）對試驗地的地形要求不嚴，必要時，不同區(qū)組）對試驗地的地形要求不嚴，必要時，不同區(qū)組 亦可分散設(shè)置在不同地段上。亦可分散設(shè)置在不同地段上。 小區(qū)的隨機可借助于附表小區(qū)的隨機可借助于附表1隨機數(shù)字表、抽簽或計算機隨機數(shù)字表、抽簽或計算機(器器)隨機數(shù)字發(fā)生法。以隨機數(shù)字法為例說明如下：隨機數(shù)字發(fā)生法。以隨機數(shù)字法為例說明如下： 例如有一包括例如有一包括8個處理的試驗，個處理的試驗，將處理分別給以將處理分別給以1、2、3、4、5、6、7、

31、8的代號，的代號，從隨機數(shù)字表任意指定一頁中的一行，去掉從隨機數(shù)字表任意指定一頁中的一行，去掉0和和9即可得即可得8個處理的排列次序。如在該表個處理的排列次序。如在該表2頁第頁第68行數(shù)字次序為行數(shù)字次序為5264862339，9718302620， 去掉去掉0和和9以及重復數(shù)字而得到以及重復數(shù)字而得到52648371，即為，即為8個處理個處理在區(qū)組內(nèi)的排列。在區(qū)組內(nèi)的排列。如有第二重復，則可再從表查另一行或一列隨機數(shù)字，如有第二重復，則可再從表查另一行或一列隨機數(shù)字，作為作為8個處理在第二區(qū)組內(nèi)的排列次序。個處理在第二區(qū)組內(nèi)的排列次序。 多于多于9個處理的試驗，可同樣查隨機數(shù)字表。如有個處理

32、的試驗，可同樣查隨機數(shù)字表。如有12個處理，個處理，可查得任何一頁的一行，去掉可查得任何一頁的一行，去掉00、97、98、99后即得后即得12個個處理排列的次序。例如該表第處理排列的次序。例如該表第4頁第頁第79行，每次讀兩位，得行，每次讀兩位，得97、39、24、89、90、89、86、49、15、18、25、43、80、74、30、41、67、36、43、58、42、07、04、25、17、54、60、88、49、34、42，在這些隨機數(shù)字中，除了將在這些隨機數(shù)字中，除了將97等數(shù)字除去外，其余凡大于等數(shù)字除去外，其余凡大于12的數(shù)均被的數(shù)均被12除后得余數(shù)，將重復數(shù)字劃去，所得隨機排列為

33、除后得余數(shù)，將重復數(shù)字劃去，所得隨機排列為3、12、5、6、2、1、7、8、10、4、9、11，最后一個數(shù)字乃隨，最后一個數(shù)字乃隨機查出機查出11個數(shù)字后自動決定的。個數(shù)字后自動決定的。 隨機區(qū)組在田間布置時，應考慮到試驗精確度與工作隨機區(qū)組在田間布置時，應考慮到試驗精確度與工作便利等方面，以前者為主。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)長的一邊與梯度使區(qū)組的劃分與梯度垂直，而區(qū)

34、組內(nèi)小區(qū)長的一邊與梯度平行平行(圖圖2.8)。這樣既能提高試驗精確度，同時亦能滿足工。這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)布置成兩排區(qū)距離過遠，可將小區(qū)布置成兩排(圖示圖示2.9)。 74211317368548732164524887566532圖圖2.8 8個品種個品種4 4個重復的隨機區(qū)組排列個重復的隨機區(qū)組排列 肥力梯度 381 1071514 96 13 4 1611212 5圖圖2.9 16個品種個品種3個重復的隨機區(qū)組，小區(qū)布置成兩排個重復的隨機區(qū)組，小區(qū)布置

35、成兩排(三三) 拉丁方設(shè)計拉丁方設(shè)計(latin square design) 拉丁方設(shè)計將處理從縱橫二個方向排列為區(qū)組拉丁方設(shè)計將處理從縱橫二個方向排列為區(qū)組(或重復或重復)，使每個處理在每一列和每一行中出現(xiàn)的次數(shù)相等（通常一次），使每個處理在每一列和每一行中出現(xiàn)的次數(shù)相等（通常一次），所以它是比隨機區(qū)組多一個方向局部控制的隨機排列的設(shè)計。所以它是比隨機區(qū)組多一個方向局部控制的隨機排列的設(shè)計。如圖如圖2.10所示為所示為55拉丁方。拉丁方。 CDAECDBAEBACDEB圖圖2.10 55拉丁方拉丁方優(yōu)點優(yōu)點: :精確度高精確度高缺點缺點: :缺乏伸縮性缺乏伸縮性 拉丁方設(shè)計的通常應用范圍只

36、限于拉丁方設(shè)計的通常應用范圍只限于48個處理。當在個處理。當在采用采用4個處理的拉丁方設(shè)計時，為保證鑒別差異的靈敏度，個處理的拉丁方設(shè)計時，為保證鑒別差異的靈敏度，可采用復拉丁方設(shè)計，即用可采用復拉丁方設(shè)計，即用2個個(44)拉丁方。拉丁方。 第一直行和第一橫行均為順序排列的拉丁方稱標準方。第一直行和第一橫行均為順序排列的拉丁方稱標準方。拉丁方甚多，但標準方較少。如拉丁方甚多，但標準方較少。如33只有一個標準方。只有一個標準方。A B CB C AC A B 將每個標準方的橫行和直行進行調(diào)換，可以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，每個化出許多不同的拉丁方。一

37、般而論，每個kk標標準方，可化出個不同的拉丁方。準方，可化出個不同的拉丁方。 不同處理數(shù)的拉丁方的隨機略有不同，一般按以下不同處理數(shù)的拉丁方的隨機略有不同，一般按以下所示步驟進行：所示步驟進行： (44)拉丁方：拉丁方： 隨機取隨機取4個標準方中的一個，隨個標準方中的一個，隨機所有直行及第機所有直行及第2、3、4橫行，也可以隨機所有橫行和橫行，也可以隨機所有橫行和直行，再隨機處理。直行，再隨機處理。 (55)及更高級拉丁方：及更高級拉丁方： 隨機所有直行、橫行和隨機所有直行、橫行和處理。處理。 設(shè)有設(shè)有5個品種分別以個品種分別以1、2、3、4、5代表，擬用拉丁代表，擬用拉丁方排列進行比較試驗。

38、方排列進行比較試驗。 取上面所列的取上面所列的(55)選擇標準方。選擇標準方。 從隨機數(shù)字表中，以鉛筆尖任意落于一行，查隨機從隨機數(shù)字表中，以鉛筆尖任意落于一行，查隨機數(shù)字，將數(shù)字，將0和大于和大于5的數(shù)字去掉，得的數(shù)字去掉，得1、4、5、3、2，即，即為直行的隨機。為直行的隨機。 再點一行，如得再點一行，如得5、1、2、4、3，即為橫行的隨機。，即為橫行的隨機。 再點一行，得再點一行，得2、5、4、1、3，即為品種隨機。，即為品種隨機。 將將(55)選擇標準方按上面三個隨機步驟，就得到所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需的拉丁方排列(圖圖2.11)。1.選擇標準方選擇標準

39、方2.按隨機數(shù)字按隨機數(shù)字14532調(diào)調(diào)整整直直行行3.按隨機數(shù)字按隨機數(shù)字51243調(diào)調(diào)整整橫橫行行4.按隨機數(shù)字按隨機數(shù)字2=A，5=B，4=C1=D，3=E，排列，排列品種品種ABCDEADECBEBADC35214BAECDBCDEAADECB21345CDAEBCEBADBCDEA54132DEBACDACBEDACBE12453ECDBAEBADCCEBAD43521圖2.11 （55）拉丁方的隨機(四四) 裂區(qū)設(shè)計裂區(qū)設(shè)計(split-plot design) 裂區(qū)設(shè)計是多因素試驗的一種設(shè)計形式。裂區(qū)設(shè)計是多因素試驗的一種設(shè)計形式。 在多因素試驗中在多因素試驗中,處理組合數(shù)較多而

40、又有一些特殊要求時，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(shè)計。往往采用裂區(qū)設(shè)計。主區(qū)主區(qū)( main plot )( main plot ) 按主處理所劃分的小區(qū)稱為主區(qū)，亦稱整區(qū)按主處理所劃分的小區(qū)稱為主區(qū)，亦稱整區(qū). 副區(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)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)計時先按第一個因素設(shè)置各個處理在裂區(qū)設(shè)計時先按第一個因素設(shè)置各個處理(主處理主處理)的小的小區(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(副副處理處理)的小區(qū)的小區(qū). 通

41、常在下列幾種情況下，應用裂區(qū)設(shè)計通常在下列幾種情況下，應用裂區(qū)設(shè)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(shè)計。的面積時，為了實施和管理上的方便而應用裂區(qū)設(shè)計。 (2) 試驗中某一因素的主效比另一因素的主效更為重要，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，或二個因素間的交互作用比其主而要求更精確的比較，或二個因素間的交互作用比其主效是更為重要的研究對象時，亦宜采用裂區(qū)設(shè)計，將要效是更為重要的研究對象時，亦宜采用裂區(qū)設(shè)計，將要求更高精確度的因素作為副處理，另一因素作為主

42、處理。求更高精確度的因素作為副處理，另一因素作為主處理。 (3) 根據(jù)以往研究，得知某些因素的效應比另一些因素的根據(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(shè)計，將可能表現(xiàn)較大差效應更大時，亦適于采用裂區(qū)設(shè)計，將可能表現(xiàn)較大差異的因素作為主處理。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(shè)計。如下面以品種與施肥量兩個因素的試驗說明裂區(qū)設(shè)計。如有有6個品種，以個品種，以1、2、3、4、5、6表示，有表示，有3種施肥量，以種施肥量，以高、中、低表示，重復高、中、低表示，重復3次，則裂區(qū)設(shè)計的排列可如次，則裂區(qū)設(shè)計的排列可如圖圖2.12。圖中先對主處理

43、圖中先對主處理(施肥量施肥量)隨機，后對副處理隨機，后對副處理(品種品種)隨機，每隨機，每一重復的主、副處理隨機皆獨立進行。一重復的主、副處理隨機皆獨立進行。 裂區(qū)設(shè)計在小區(qū)排列方式上可有變化，主處理與副處裂區(qū)設(shè)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成拉丁方，這樣可以提高試驗的精確度。尤其理亦均可排成拉丁方，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、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副區(qū)最適于拉丁方排列的多因素組合有52、53、54、62、63、72、73等。等。1 5 2 5 4 1 2

44、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高低中低中高高中低圖2.12 施肥量與品種二因素試驗的裂區(qū)設(shè)計（施肥量為主區(qū)，品種為副區(qū)；、代表重復）(五五) 再裂區(qū)設(shè)計再裂區(qū)設(shè)計(split-split plot design) 裂區(qū)設(shè)計若再需引進第三個因素的試驗，可以進一步裂區(qū)設(shè)計若再需引進第三個因素的試驗，可以進一步做成再裂區(qū)，即在裂區(qū)內(nèi)再劃分為更小單位的小區(qū)，稱為做成再裂區(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)再裂區(qū)( split-split plot

45、 design )( split-split plot design )，然后將第三個因素的各個處，然后將第三個因素的各個處理理(稱為副副處理），隨機排列于再裂區(qū)內(nèi)，這種設(shè)計稱為稱為副副處理），隨機排列于再裂區(qū)內(nèi)，這種設(shè)計稱為再裂區(qū)設(shè)計再裂區(qū)設(shè)計。 舉例說明再裂區(qū)設(shè)計設(shè)計步驟舉例說明再裂區(qū)設(shè)計設(shè)計步驟 設(shè)有設(shè)有3種肥料用量以種肥料用量以A1、A2、A3表示，作為主處理表示，作為主處理(a=3)，重復重復3次即次即3個區(qū)組個區(qū)組(r=3)；4個小麥品種以個小麥品種以B1、B2、B3、B4表示，作為副處理表示，作為副處理(b=4)；2種播種密度以種播種密度以C1、C2表示，作為副副處理表示，作為副

46、副處理(c=2)，作再裂區(qū)，作再裂區(qū)設(shè)計。設(shè)計。 先將試驗田先將試驗田(地地)劃分為等于重復次數(shù)的區(qū)組，每一區(qū)組劃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。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)組劃分為本例，先將試驗地劃分為三個區(qū)組，每一區(qū)組劃分為3個個主區(qū)，每一主區(qū)安排一種肥料用量。主區(qū)，每一主區(qū)安排一種肥料用量。(2) 每一主區(qū)劃分為等于副處理數(shù)目的裂區(qū)每一主區(qū)劃分為等于副處理數(shù)目的裂區(qū)(即副區(qū)即副區(qū))，每一，每一裂區(qū)安排一個副處理。本例，每一主區(qū)劃分為裂區(qū)安排一個副處理。本例，每一主區(qū)劃分為4個

47、裂區(qū)，個裂區(qū)，每一裂區(qū)安排一個小麥品種。每一裂區(qū)安排一個小麥品種。(3) 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)再劃分為區(qū)安排一個副副處理。本例，每一裂區(qū)再劃分為2個再裂個再裂區(qū)，每一再裂區(qū)安排一種密度。全部處理都用隨機區(qū)組區(qū)，每一再裂區(qū)安排一種密度。全部處理都用隨機區(qū)組排列，如圖排列，如圖2.13所示。所示。B2C1B2C2B3C2B3C1B2C1B2C2A2B4C2B4C1A3B2C1B2C2A1B3C2B3C1B3C2B3C1B1C2B1C1B4B2B4C1B1C1B1C2B4C1B4C2B1C1

48、B1C2B3C1B3C2B2C1B2C2B2C2B2C1A1B2C2B2C1A2B4C2B4C1A3B3C2B3C1B4C2B4C1B1C2B1C1B4C1B4C2B1C1B1C2B3C1B3C2B1C1B1C2B2C2B2C1B4C1B4C2B3C2B3C1A3B1C2B1C1A1B3C2B3C1A2B2C1B2C2B3C1B3C2B2C1B2C2B4C2B4C1B4C1B4C2B1C2B1C1B1C1B1C2圖2.13 小麥肥料用量（A）、品種（B）和密度（C）的再裂區(qū)設(shè)計(六六) 條區(qū)設(shè)計條區(qū)設(shè)計(strip blocks design) 條區(qū)設(shè)計是屬裂區(qū)設(shè)計的一種衍生設(shè)計，如果所研究的

49、條區(qū)設(shè)計是屬裂區(qū)設(shè)計的一種衍生設(shè)計，如果所研究的兩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兩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形小區(qū)，安排第一載，可將每個區(qū)組先劃分為若干縱向長條形小區(qū)，安排第一因素的各個處理因素的各個處理(A因素）；再將各區(qū)組劃分為若干橫向長條因素）；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理形小區(qū)，安排第二因素的各個處理(B因素），這種設(shè)計方式因素），這種設(shè)計方式稱為稱為條區(qū)設(shè)計條區(qū)設(shè)計。 假定第一因素假定第一因素(A因素因素)有有4個處理，第二因素個處理，第二因素(B因素因素)有有3個個處理，其

50、處理，其3個重復的條區(qū)設(shè)計如圖個重復的條區(qū)設(shè)計如圖2.14所示。所示。A3A1A4A2A4A3A1A2A1A3A2A4B3B2B3B1B3B1B2B1B2圖圖2.14A因素四個處理、因素四個處理、B因素三個處理的條區(qū)設(shè)計因素三個處理的條區(qū)設(shè)計第六節(jié)第六節(jié) 田間試驗的布置與管理田間試驗的布置與管理一、田間試驗計劃的制訂一、田間試驗計劃的制訂二、試驗地的準備和田間區(qū)劃二、試驗地的準備和田間區(qū)劃三、種子準備三、種子準備四、播種或移栽四、播種或移栽五、栽培管理五、栽培管理六、收獲及脫粒六、收獲及脫粒一、田間試驗計劃的制訂一、田間試驗計劃的制訂(一一) 田間試驗計劃的內(nèi)容田間試驗計劃的內(nèi)容一般包含以下項

51、目：一般包含以下項目：(1) 試驗名稱試驗名稱(2) 試驗目的及其依據(jù)，包括現(xiàn)有的科研成果、發(fā)展趨勢以及預期的試驗結(jié)果試驗目的及其依據(jù)，包括現(xiàn)有的科研成果、發(fā)展趨勢以及預期的試驗結(jié)果(3) 試驗年限和地點試驗年限和地點(4) 試驗地的土壤、地勢等基本情況和輪作方式及前作狀況試驗地的土壤、地勢等基本情況和輪作方式及前作狀況(5) 試驗處理方案試驗處理方案(6) 試驗設(shè)計和小區(qū)技術(shù)試驗設(shè)計和小區(qū)技術(shù)(7) 整地播種施肥及田間管理措施整地播種施肥及田間管理措施(8) 田間觀察記載和室內(nèi)考種、分析測定項目及方法田間觀察記載和室內(nèi)考種、分析測定項目及方法(9) 試驗資料的統(tǒng)計分析方法和要求試驗資料的統(tǒng)計

52、分析方法和要求(10) 收獲計產(chǎn)方法收獲計產(chǎn)方法(11) 試驗的土地面積、需要經(jīng)費、人力及主要儀器設(shè)備試驗的土地面積、需要經(jīng)費、人力及主要儀器設(shè)備(12) 項目負責人、執(zhí)行人項目負責人、執(zhí)行人(二二) 編制種植計劃書編制種植計劃書 種植計劃書把試驗處理安排到試驗小區(qū)作為試驗記載種植計劃書把試驗處理安排到試驗小區(qū)作為試驗記載簿之用。簿之用。 內(nèi)容：內(nèi)容：l肥料、栽培、品種、藥劑比較等試驗的種植計劃書：處肥料、栽培、品種、藥劑比較等試驗的種植計劃書：處理種類理種類(或代號或代號)、種植區(qū)號、種植區(qū)號(或行號或行號)、田間記載項目等；、田間記載項目等；l育種工作各階段育種工作各階段(除品種比較除品種比較