田間試驗(yàn)方法概要實(shí)用教案

1、本章(bn zhn)主要內(nèi)容和難點(diǎn) 常用田間試驗(yàn)術(shù)語; 試驗(yàn)誤差的概念及其特點(diǎn),與精確度和準(zhǔn)確度的關(guān)系; 試驗(yàn)誤差的來源及控制途徑; 試驗(yàn)方案,怎樣制定試驗(yàn)方案; 常用的田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法及特點(diǎn), 試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三個(gè)基本原則; 怎樣抽樣才能使樣本(yngbn)對(duì)總體具有很好的代表性; 本章難點(diǎn):試驗(yàn)誤差概念,重復(fù)、隨機(jī)、局部控制在試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用以及怎樣控制試驗(yàn)誤差。第1頁/共98頁第一頁，共98頁。第一節(jié)第一節(jié) 田間試驗(yàn)概述田間試驗(yàn)概述(i sh) 一、田間試驗(yàn)的意義一、田間試驗(yàn)的意義(yy)、任、任 務(wù)與務(wù)與要求要求 二、田間試驗(yàn)的特點(diǎn)二、田間試驗(yàn)的特點(diǎn) 三、田間試驗(yàn)常用術(shù)語三、田間試驗(yàn)常用術(shù)語

2、第2頁/共98頁第二頁，共98頁。一、田間試驗(yàn)的意義、任務(wù)(rn wu)與要求 田間試驗(yàn) (field experiment) (field experiment)是指在田間土壤、自然氣候等環(huán)境(hunjng)(hunjng)條件下栽培作物，并進(jìn)行與作物有關(guān)的各種科學(xué)研究的試驗(yàn)。 農(nóng)業(yè)(nngy)科學(xué)試驗(yàn)形式多種多樣，除田間試驗(yàn)外，還實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、溫室試驗(yàn)等。 第3頁/共98頁第三頁，共98頁。（一） 意義 在非常接近大田生產(chǎn)條件下，對(duì)新成果、新技術(shù)進(jìn)行田間試驗(yàn)，以明確其是否增產(chǎn)顯著，是否具有推廣應(yīng)用前景。因此，田間試驗(yàn)在解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際問題中占有重要的和不可替代的地位。 因此，田間試驗(yàn)是農(nóng)業(yè)科

3、學(xué)研究的主要形式，是驗(yàn)證(ynzhng)(ynzhng)新成果或新技術(shù)的必要手段，是大田推廣的準(zhǔn)備階段，是聯(lián)系農(nóng)業(yè)科學(xué)理論與生產(chǎn)實(shí)踐的橋梁。第4頁/共98頁第四頁，共98頁。（二）任務(wù)1 1、促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科學(xué)向前發(fā)展。2 2、擔(dān)負(fù)著農(nóng)業(yè)科學(xué)研究(ynji)(ynji)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合 的任務(wù)。3 3、研究(ynji)(ynji)各項(xiàng)新技術(shù)、新品種及推廣應(yīng)用前景，使其盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。第5頁/共98頁第五頁，共98頁。(三三) 田間試驗(yàn)的基本要求：田間試驗(yàn)的基本要求：1.試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)?zāi)康?md)要明確要明確(objective) 提出的試驗(yàn)項(xiàng)目要有明確目的提出的試驗(yàn)項(xiàng)目要有明確目的(md)

4、;對(duì)對(duì)試驗(yàn)預(yù)期結(jié)果和作用要心中有數(shù)試驗(yàn)預(yù)期結(jié)果和作用要心中有數(shù);立項(xiàng)要有發(fā)立項(xiàng)要有發(fā)展的觀點(diǎn)和以生產(chǎn)為本的觀點(diǎn)。展的觀點(diǎn)和以生產(chǎn)為本的觀點(diǎn)。2.2.要有代表性要有代表性(representative)(representative)和先進(jìn)性和先進(jìn)性 包括生物學(xué)和自然條件、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)包括生物學(xué)和自然條件、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(shngchn)(shngchn)條件兩方面的代表性。代表性既條件兩方面的代表性。代表性既要考慮當(dāng)前情況又要預(yù)見未來發(fā)展。要考慮當(dāng)前情況又要預(yù)見未來發(fā)展。第6頁/共98頁第六頁，共98頁。3.3.試驗(yàn)結(jié)果要正確試驗(yàn)結(jié)果要正確 一是避免人為錯(cuò)誤一是避免人為錯(cuò)誤; ;二是降低試驗(yàn)誤差，二是降

5、低試驗(yàn)誤差，提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確度提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確度(accuracy)(accuracy)和精確度和精確度(precision)(precision)。 準(zhǔn)確度是指試驗(yàn)中某一性狀準(zhǔn)確度是指試驗(yàn)中某一性狀( (小區(qū)小區(qū)(xio q)(xio q)產(chǎn)量或其它性狀產(chǎn)量或其它性狀) )的觀察值與其相應(yīng)真值的觀察值與其相應(yīng)真值(true (true value)value)的接近程度。的接近程度。 精確度是指試驗(yàn)中同一精確度是指試驗(yàn)中同一(tngy)(tngy)性狀重復(fù)性狀重復(fù)觀察值彼此接近的程度。觀察值彼此接近的程度。第7頁/共98頁第七頁，共98頁。4.試驗(yàn)結(jié)果能夠重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果能夠重復(fù)(replicati

6、on) 指田間試驗(yàn)的結(jié)果必須指田間試驗(yàn)的結(jié)果必須(bx)經(jīng)受得起重經(jīng)受得起重復(fù)試驗(yàn)的檢驗(yàn)。這就是田間試驗(yàn)結(jié)果能夠運(yùn)復(fù)試驗(yàn)的檢驗(yàn)。這就是田間試驗(yàn)結(jié)果能夠運(yùn)用于大田生產(chǎn)的保證，只有把握了試驗(yàn)的正用于大田生產(chǎn)的保證，只有把握了試驗(yàn)的正確性和代表性，才能確保試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性。確性和代表性，才能確保試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性。第8頁/共98頁第八頁，共98頁。二、 田間試驗(yàn)的特點(diǎn)(tdin) 田間試驗(yàn)是在大田自然環(huán)境條件下進(jìn)行的,其多樣性和不斷變化(binhu)性造成了田間試驗(yàn)具有以下特點(diǎn): 1、進(jìn)行試驗(yàn)的復(fù)雜性; 2、具有地區(qū)性和季節(jié)性; 3、存在試驗(yàn)誤差。第9頁/共98頁第九頁，共98頁。 在進(jìn)行試驗(yàn)的全過程

7、中，必須遵循唯一差在進(jìn)行試驗(yàn)的全過程中，必須遵循唯一差異原則異原則. .即除了即除了(ch le)(ch le)將所研究的因素有意將所研究的因素有意識(shí)地分成不同處理外，其它條件及一切管理措識(shí)地分成不同處理外，其它條件及一切管理措施都應(yīng)盡可能一致施都應(yīng)盡可能一致(consistency) (consistency) 。 從試驗(yàn)技術(shù)，材料的選擇，取樣技術(shù)等方面從試驗(yàn)技術(shù)，材料的選擇，取樣技術(shù)等方面入手，盡量減少試驗(yàn)誤差入手，盡量減少試驗(yàn)誤差; ;用統(tǒng)計(jì)方法正確估計(jì)用統(tǒng)計(jì)方法正確估計(jì)誤差，從而對(duì)處理效應(yīng)做出可靠結(jié)論。誤差，從而對(duì)處理效應(yīng)做出可靠結(jié)論。第10頁/共98頁第十頁，共98頁。三、 田間試驗(yàn)

8、常用(chn yn)(chn yn)術(shù)語第11頁/共98頁第十一頁，共98頁。第12頁/共98頁第十二頁，共98頁。4、處理（treatment）：試驗(yàn)中具體比較(bjio)項(xiàng)目叫處理。單因素試驗(yàn)每一個(gè)水平就是一個(gè)處理。多因素試驗(yàn)每一個(gè)水平組合就是一個(gè)處理。品品 種種 A1 A2 A3施氮肥施氮肥 B1 B2 B1 B2 B1 B2處處 理理 A1 A1 A2 A2 A3 A3 B1 B2 B1 B2 B1 B2第13頁/共98頁第十三頁，共98頁。5、試驗(yàn)小區(qū)（experimental plot）： 安排一個(gè)試驗(yàn)處理(chl)的小塊地段稱為試驗(yàn)小區(qū)，簡稱小區(qū)。6、試驗(yàn)單位（experimen

9、tal unit）： 亦稱試驗(yàn)單元，是指施加一個(gè)試驗(yàn)處理的材料(cilio)單位。如一個(gè)小區(qū)，也可以是一穴、一株、一穗、一個(gè)器官等。從一個(gè)試驗(yàn)單位可以獲得一個(gè)具有獨(dú)立隨機(jī)誤差的觀察值。第14頁/共98頁第十四頁，共98頁。 輸入輸入(shr)（處理）（處理）試驗(yàn)試驗(yàn)(shyn)單單元元 輸出輸出（試驗(yàn)（試驗(yàn)(shyn)指指標(biāo)）標(biāo)）隨機(jī)隨機(jī)干擾干擾 輸入輸入（i）Xij=(i, ij) 輸出輸出（xij）ij第15頁/共98頁第十五頁，共98頁。施氮量施氮量(/畝畝) 10 15 增施增施5 氮的效應(yīng)氮的效應(yīng)產(chǎn)產(chǎn) 量量(/畝畝) 350 450 100單因素試驗(yàn)單因素試驗(yàn)(shyn)(shyn)

10、的這種效應(yīng)或多的這種效應(yīng)或多因素試驗(yàn)因素試驗(yàn)(shyn)(shyn)同一因素水平下另一因同一因素水平下另一因素不同水平間的差異稱為簡單效應(yīng)（素不同水平間的差異稱為簡單效應(yīng)（simple simple effect effect ）。）。第16頁/共98頁第十六頁，共98頁。施肥處理施肥處理 0 N P NP N的主效的主效小區(qū)產(chǎn)量小區(qū)產(chǎn)量 10 20 16 30 =（10+14）/ 2 N的簡單效應(yīng)的簡單效應(yīng) N-0=10 NP-P=14 =12?P的簡單的簡單(jindn)效應(yīng)及主效應(yīng)效應(yīng)及主效應(yīng),NP互互作效應(yīng)作效應(yīng)第17頁/共98頁第十七頁，共98頁。第18頁/共98頁第十八頁，共98頁

11、。11、總體（population）：根據(jù)試驗(yàn)研究目的確 定 的 同 類 事 物 或 對(duì) 象 的 全 體 稱 為 總 體(population)。其中的一個(gè)研究單位稱為個(gè)體(individual)。個(gè)體是統(tǒng)計(jì)分析中的最基本單位，根據(jù)研究目的，它可以是一株植物，一個(gè)稻穗(do su)，也可以是一種作物，一個(gè)作物品種等。有限(yuxin)總體（finite population）無限總體（infinite population） 第19頁/共98頁第十九頁，共98頁。12、樣本（sample）： 從總體中抽取的一部分供觀察測(cè)定的 個(gè)體組成(z chn)的集合，稱為樣本。 由樣本特征(tzhng)來

12、推斷其總體性質(zhì)是統(tǒng)計(jì)分析的基本手段，因此，樣本必須具有較好的代表性，即抽樣應(yīng)隨機(jī)和獨(dú)立進(jìn)行。 13、樣本(yngbn)容量（sample size）：樣本(yngbn)所包含的個(gè)體數(shù)目稱為樣本(yngbn)容量，常記為n。 n 30為大樣本，n30的為小樣本。 第20頁/共98頁第二十頁，共98頁。練 習(xí)用上述專業(yè)術(shù)語解釋轉(zhuǎn)基因黃金大米用上述專業(yè)術(shù)語解釋轉(zhuǎn)基因黃金大米胡蘿卜素含量是否比普通大米顯著提高胡蘿卜素含量是否比普通大米顯著提高的對(duì)比的對(duì)比(dub)試驗(yàn)，試設(shè)計(jì)此試驗(yàn)。試驗(yàn)，試設(shè)計(jì)此試驗(yàn)。第21頁/共98頁第二十一頁，共98頁。第22頁/共98頁第二十二頁，共98頁。第23頁/共98頁第

13、二十三頁，共98頁。第24頁/共98頁第二十四頁，共98頁。第二節(jié)第二節(jié) 試驗(yàn)誤差及其控制試驗(yàn)誤差及其控制(kngzh)(kngzh)途徑途徑一、試驗(yàn)誤差二、土壤差異與試驗(yàn)地的選擇(xunz)(xunz)三、田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則四、控制土壤差異的小區(qū)技術(shù)第25頁/共98頁第二十五頁，共98頁。一、 試驗(yàn)誤差1、概念 由于非處理因素的影響，使試驗(yàn)的實(shí)際觀測(cè)值與處理真值之間產(chǎn)生的差異(chy)稱為試驗(yàn)誤差（experiment error）,簡稱誤差(error) 。第26頁/共98頁第二十六頁，共98頁。 (1)系統(tǒng)誤差(wch)(systematic error): 是由觀測(cè)器具不準(zhǔn)，工作習(xí)

14、慣和偏向等原因引起的誤差(wch)。產(chǎn)生原因是可追究和避免的，特點(diǎn)是引起觀察值偏大或偏小。影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。 (2)隨機(jī)誤差(wch)(random error):由多種偶然的、無法控制的因素引起的誤差(wch)。產(chǎn)生原因是無法控制和難以消除的，特點(diǎn)是隨機(jī)波動(dòng)的。影響試驗(yàn)的精確性。 統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)(tngj)上的試驗(yàn)誤差是指隨機(jī)上的試驗(yàn)誤差是指隨機(jī)誤差。誤差。第27頁/共98頁第二十七頁，共98頁。2、試驗(yàn)誤差的來源(liyun)1）試驗(yàn)材料固有的差異(chy)。各供試材料遺傳上的不純和發(fā)育狀況的差異(chy)。2）試驗(yàn)實(shí)施的不一致性。包括栽培管理上的不一致性和觀察測(cè)量上的不一致性。3）外界條件的差

15、異(chy)。指自然環(huán)境的差異(chy)，具有隨機(jī)性，難以控制，特別是土壤差異(chy)。第28頁/共98頁第二十八頁，共98頁。第29頁/共98頁第二十九頁，共98頁。3、控制誤差(wch)的途徑1 1）選擇同質(zhì)的試驗(yàn)材料。2 2）統(tǒng)一操作和管理技術(shù)(jsh)(jsh)。使時(shí)間上的差異和 因人的差異以區(qū)組的劃分而得以控制。3 3）努力控制引起差異的外界主要因素，特別是土壤差異的控制。選肥力均勻的試驗(yàn)地；采用適當(dāng)?shù)男^(qū)技術(shù)(jsh)(jsh)；運(yùn)用正確的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析方法。 第30頁/共98頁第三十頁，共98頁。二、土壤差異(chy)與試驗(yàn)地的選擇1、土壤差異表現(xiàn)：梯度差異和斑塊差異。2、

16、土壤差異的估測(cè)：目測(cè)或空白試驗(yàn)，按劃分的若干(rugn)相同面積單元分開收獲計(jì)產(chǎn)，通過計(jì)算誤差并進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)相鄰單元土壤肥力最為相似。第31頁/共98頁第三十一頁，共98頁。第32頁/共98頁第三十二頁，共98頁。3、試驗(yàn)地的選擇和培養(yǎng)： 1）試驗(yàn)地要有代表性； 2）土壤質(zhì)地均勻(jnyn)、肥力一致； 3）地勢(shì)平整、位置適當(dāng)； 4）有土地利用的歷史記錄； 5）空白試驗(yàn)； 6）采用輪換制。第33頁/共98頁第三十三頁，共98頁。三、田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)(shj)的基本原則田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)（field experimental design）廣義是指整個(gè)試驗(yàn)研究課題的設(shè)計(jì)，包括試驗(yàn)處理方案(fng n)、

17、小區(qū)技術(shù)以及資料整理和統(tǒng)計(jì)分析方法等；狹義上專指小區(qū)技術(shù)，特別是重復(fù)區(qū)和試驗(yàn)小區(qū)的排列方法。第34頁/共98頁第三十四頁，共98頁。為什么要進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)為什么要進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì) 前已述及，試驗(yàn)設(shè)計(jì)就是小區(qū)技術(shù)，小區(qū)前已述及，試驗(yàn)設(shè)計(jì)就是小區(qū)技術(shù)，小區(qū)上的試驗(yàn)單元是提供處理的一個(gè)具有獨(dú)立隨上的試驗(yàn)單元是提供處理的一個(gè)具有獨(dú)立隨機(jī)誤差的觀察值的單元，如果試驗(yàn)單元間存機(jī)誤差的觀察值的單元，如果試驗(yàn)單元間存在系統(tǒng)性偏差，會(huì)導(dǎo)致觀察值出現(xiàn)系統(tǒng)誤差，在系統(tǒng)性偏差，會(huì)導(dǎo)致觀察值出現(xiàn)系統(tǒng)誤差，引起處理真值與系統(tǒng)誤差混淆，使試驗(yàn)得不引起處理真值與系統(tǒng)誤差混淆，使試驗(yàn)得不出正確出正確(zhngqu)結(jié)論。結(jié)論。 因此

18、，為了做好試驗(yàn)，需對(duì)試驗(yàn)單元的設(shè)因此，為了做好試驗(yàn)，需對(duì)試驗(yàn)單元的設(shè)置和排列進(jìn)行設(shè)計(jì)。置和排列進(jìn)行設(shè)計(jì)。第35頁/共98頁第三十五頁，共98頁。 試驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要作用： 避免系統(tǒng)誤差，縮小(suxio)隨機(jī)誤差，以保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確度和精確度。 第36頁/共98頁第三十六頁，共98頁。1、重復(fù)(chngf)（replication）如果試驗(yàn)沒有系統(tǒng)誤差，只有(zhyu)隨機(jī)誤差，則可用該處理多次重復(fù)觀察值的參差不齊程度來估計(jì)隨機(jī)誤差。只有(zhyu)一個(gè)重復(fù)則無法估計(jì)隨機(jī)誤差。同一處理的多次觀察值的平均值，是處理真值的最好估計(jì)值。因?yàn)殡S機(jī)誤差時(shí)高時(shí)低、時(shí)正時(shí)負(fù)，平均起來在統(tǒng)計(jì)學(xué)上假定為零。如果x是每

19、次觀察值的誤差，則用該處理的n次觀察平均值作為處理真值估計(jì)時(shí)的誤差如下。xxn第37頁/共98頁第三十七頁，共98頁。重復(fù)的作用如下：1）估計(jì)試驗(yàn)誤差；2）降低試驗(yàn)誤差。因此若兩個(gè)處理進(jìn)行比較(bjio)，都用其平均數(shù)比較(bjio)，n合理大時(shí)，均數(shù)誤差就足夠小，這樣兩個(gè)處理比較(bjio)主要就是真值估計(jì)值間比較(bjio)，結(jié)論會(huì)客觀可靠。第38頁/共98頁第三十八頁，共98頁。2 2、隨機(jī)(su j)(su j)（randomrandom）隨機(jī)是指試驗(yàn)中的不同(b tn)處理都有同等機(jī)會(huì)設(shè)置在任何一個(gè)試驗(yàn)小區(qū)上，即重復(fù)中的某一處理究竟安排在哪一小區(qū)，不能有主觀成見，完全用隨機(jī)的辦法確定

20、。隨機(jī)是為了獲得無偏的誤差估計(jì)值。第39頁/共98頁第三十九頁，共98頁。3、局部(jb)控制（local control）當(dāng)環(huán)境變異較大時(shí)，僅實(shí)行隨機(jī)和重復(fù)，環(huán)境的全部變異都被歸入誤差(wch)，使試驗(yàn)誤差(wch)變大，試驗(yàn)靈敏度降低。在田間試驗(yàn)中，實(shí)施局部控制，就是將整個(gè)試驗(yàn)環(huán)境分成若干個(gè)最為一致的小環(huán)境，稱為區(qū)組（block）。每一區(qū)組再按處理數(shù)目劃分小區(qū)，一個(gè)小區(qū)隨機(jī)安排一個(gè)處理。第40頁/共98頁第四十頁，共98頁。三原則的作用(zuyng)和關(guān)系圖解重復(fù)重復(fù)局部控制局部控制有效降有效降低誤差低誤差隨機(jī)排列隨機(jī)排列無偏估無偏估計(jì)誤差計(jì)誤差這三個(gè)基本原則這三個(gè)基本原則(yunz)是試

21、驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)始人是試驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)始人R.A.Fisher首次提出，因此也稱首次提出，因此也稱Fisher試驗(yàn)設(shè)計(jì)原試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理。理。第41頁/共98頁第四十一頁，共98頁。四、控制土壤差異(chy)的小區(qū)技術(shù)小區(qū)技術(shù)是根據(jù)田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則，對(duì)試驗(yàn)小區(qū)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)和布置。1、小區(qū)面積 一定范圍內(nèi)增大小區(qū)面積可以減少誤差。邊際效應(yīng)(marginal effect) 指小區(qū)兩端或兩邊植株(zhzh)因占較大空間而表現(xiàn)的差異。生長競(jìng)爭(zhēng)(growth competition)指相鄰小區(qū)因品種、株高或生長期等不同，導(dǎo)致有的小區(qū)擠占相鄰小區(qū)的陽光、養(yǎng)分的現(xiàn)象。 第42頁/共98頁第四十二頁，共98頁。 小區(qū)

22、面積(研究性6-30m2;示范性300m2)大小(dxio)不可硬性規(guī)定，可從以下幾方面綜合考慮。 試驗(yàn)種類 作物類別 試驗(yàn)地面積與土壤差異程度及形式種類 育種工作的不同階段 保證試驗(yàn)收獲計(jì)產(chǎn)面積的需要 第43頁/共98頁第四十三頁，共98頁。2、小區(qū)(xio q)形狀和方向適當(dāng)小區(qū)(xio q)形狀在控制土壤差異方面具有相當(dāng)作用（長形優(yōu)于方形）。小區(qū)(xio q)形狀指長寬比例,小區(qū)(xio q)方向指長方形小區(qū)(xio q)長邊所沿的方向。 1 4 6 2 5 3 7 肥力(fil)方向第44頁/共98頁第四十四頁，共98頁。3、重復(fù)(chngf)次數(shù)4、設(shè)置對(duì)照 試驗(yàn)(shyn)中作為處

23、理間比較的標(biāo)準(zhǔn)稱為對(duì)照（check）。以對(duì)照衡量處理優(yōu)劣;估計(jì)和矯正土壤差異。5、設(shè)置保護(hù)行(guard row)重復(fù)次數(shù)重復(fù)次數(shù)平平均均數(shù)數(shù)誤誤差差第45頁/共98頁第四十五頁，共98頁。6、重復(fù)區(qū)（區(qū)組）與試驗(yàn)小區(qū)的排列 區(qū)組的排列原則是區(qū)組內(nèi)土壤肥力盡可能一致(yzh)，土壤差異排列在區(qū)組之間。 小區(qū)在區(qū)組內(nèi)的排列有順序式和隨機(jī)式。隨機(jī)式可提供無偏的誤差估計(jì)值，順序式有可能產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，不能作出無偏的誤差估計(jì)。第46頁/共98頁第四十六頁，共98頁。第三節(jié)第三節(jié) 田間試驗(yàn)方案田間試驗(yàn)方案(fng n)(自學(xué)自學(xué))一、田間試驗(yàn)的種類二、擬定(ndng)(ndng)試驗(yàn)方案的基本要求 三、擬

24、定(ndng)(ndng)試驗(yàn)方案的方法第47頁/共98頁第四十七頁，共98頁。一、田間試驗(yàn)的種類(zhngli)(zhngli)（一）按試驗(yàn)(shyn)因素的多少分類1、單因素(yn s)試驗(yàn)（single-factor experiment） 2、多因素(yn s)試驗(yàn)（multiple-factor experiment） 3、綜合性試驗(yàn)（comprehensive experiment 第48頁/共98頁第四十八頁，共98頁。（二）根據(jù)試驗(yàn)的內(nèi)容分類 1、品種試驗(yàn) 2、栽培試驗(yàn) 3、品種和栽培相結(jié)合的試驗(yàn) （三）按試驗(yàn)的年份(ninfn)分類 1、一年試驗(yàn) 2、多年試驗(yàn) （四）按試驗(yàn)的

25、地點(diǎn)分類 1、單點(diǎn)試驗(yàn) 2、多點(diǎn)試驗(yàn) 第49頁/共98頁第四十九頁，共98頁。（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(chǎng)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(dxio)分類 小區(qū)試驗(yàn)與大區(qū)試驗(yàn) 第50頁/共98頁第五十頁，共98頁。二、擬定(ndng)試驗(yàn)方案的基本要求 試驗(yàn)方案（experimental scheme）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。試 驗(yàn) 方 案 是 整 個(gè) 試 驗(yàn) 工 作 的 核 心 部 分 ， 它 在 很 大 程 度 上 反 映 了 研 究 水 平(shupng)的高低

26、，決定了能否取得完滿的有價(jià)值的結(jié)果。 第51頁/共98頁第五十一頁，共98頁。試驗(yàn)(shyn)方案擬定要點(diǎn)： （一）明確試驗(yàn)?zāi)康?（二）根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康拇_定參試因素 （三）合理確定參試因素的水平 ：等差法 ，等比法 ，隨機(jī)法 ，優(yōu)選法 。 （四）應(yīng)用唯一差異原則 （五）設(shè)置(shzh)(shzh)對(duì)照（checkcheck） （六）正確處理試驗(yàn)因素與試驗(yàn)條件的關(guān)系 （七）對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有所預(yù)測(cè)第52頁/共98頁第五十二頁，共98頁。三、試驗(yàn)(shyn)方案的種類 （一）單因素(yn s)(yn s)試驗(yàn)方案 （二）多因素(yn s)(yn s)試驗(yàn)方案 （三）綜合性試驗(yàn)方案 第53頁/共98頁第五十三

27、頁，共98頁。綜合性試驗(yàn)(shyn)方案將若干因素的某些水平結(jié)合在一起作為處理，組成綜合性試驗(yàn)方案。目的在于探索(tn su)一系列供試因素某些水平組合的綜合作用，不涉及個(gè)別因素的效應(yīng)和因素間互作。綜合性方案屬于不均衡方案。第54頁/共98頁第五十四頁，共98頁。第四節(jié)第四節(jié) 常用田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)常用田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)(shj)(shj)方法方法 一、順序排列設(shè)計(jì)法 優(yōu)點(diǎn)：1）設(shè)計(jì)簡單，2）可根據(jù)株高、成熟期等性狀進(jìn)行排列，3）有利于田間作業(yè)與比較觀察(gunch)。 缺點(diǎn)：可能產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，理論上不能用統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，只是計(jì)算百分?jǐn)?shù)和排列位次。 第55頁/共98頁第五十五頁，共98頁。1、對(duì)比

28、(dub)設(shè)計(jì)（pairing design） 常用于少數(shù)品種的比較試驗(yàn)或示范試驗(yàn)。 每隔2個(gè)處理(chl)設(shè)置一個(gè)CK。 每個(gè)處理(chl)與臨近CK直接比較，因而比較的精確度高。 CK所占小區(qū)數(shù)多。CKCKCK54321CKCKCK54321CKCKCK54321第56頁/共98頁第五十六頁，共98頁。設(shè)計(jì)(shj)特點(diǎn) 應(yīng)用了重復(fù)和局部控制原則； 處理與對(duì)照比較依據(jù)是相鄰?fù)寥婪柿Σ町愝^小，結(jié)果(ji gu)準(zhǔn)確可靠； 對(duì)照占地太多。第57頁/共98頁第五十七頁，共98頁。品種代號(hào)重 復(fù)總產(chǎn)量平均產(chǎn)量對(duì)相鄰CK的%IIIIII15.55.75.616.85.60120.0CK4.74.54

29、.814.04.6724.14.64.313.04.3392.934.54.34.313.14.3792.3CK4.94.64.714.24.7345.55.25.316.05.33112.754.24.44.613.24.4095.0CK4.64.74.613.94.6366.05.75.717.45.80125.274.94.74.514.14.7098.6CK5.04.64.714.34.7784.85.05.215.05.00104.9表11 油菜品種比較試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果(ji gu)分析（單位：kg/20m2）第58頁/共98頁第五十八頁，共98頁。2、間比設(shè)計(jì)(shj)(interva

30、l contrast design)在一塊試驗(yàn)地上(d shn)，第一小區(qū)和最后一小區(qū)一定是對(duì)照，每兩個(gè)對(duì)照間排列相同數(shù)目的處理小區(qū)。一般用于育種初期（處理較多）。CK12 3 4CK5 678CKCK87 6 5CK4 321CK逆向式逆向式CK12 3 4CK5 678CK第59頁/共98頁第五十九頁，共98頁。設(shè)計(jì)(shj)特點(diǎn) 應(yīng)用了重復(fù)和局部控制(kngzh)原則； 每幾個(gè)處理兩側(cè)都有對(duì)照，在減少肥力差異造成誤差方面有一定作用； 可方便安排大量處理，對(duì)照占地較對(duì)比法少；第60頁/共98頁第六十頁，共98頁。株系代號(hào)重 復(fù)總產(chǎn)量平均產(chǎn)量對(duì)兩側(cè)CK平均的%IIIIIIIVCK11.521

31、1.7611.6311.1146.0211.505 11.5375112.2212.5813.2812.7250.8012.700110.1211.3511.9611.4811.2646.0511.51399.8310.4511.2612.2910.4544.4511.11396.3412.6713.1913.3413.8853.0813.270115.0CK11.8111.7811.3711.3246.2811.570 11.5175511.8311.9411.7411.8347.3411.835102.8614.3214.6215.0814.5458.5614.640127.1710.52

32、10.3410.7110.0141.5810.39590.3811.5611.1311.6911.5645.9411.48599.7CK11.4611.6411.2011.5645.8611.465表12 水稻(shudo)株系鑒定試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果分析（單位：kg/10m2）第61頁/共98頁第六十一頁，共98頁。二、隨機(jī)(su j)排列設(shè)計(jì)各處理在重復(fù)區(qū)內(nèi)的排列隨機(jī)決定，每個(gè)處理占據(jù)(zhnj)任何一個(gè)小區(qū)的機(jī)會(huì)完全均等，可避免系統(tǒng)誤差，因而可作精確的統(tǒng)計(jì)分析。第62頁/共98頁第六十二頁，共98頁。1、完全隨機(jī)設(shè)計(jì)(shj)(complete randomized design) 將全部供試單

33、元（N）隨機(jī)分成k組，每組有ni個(gè)試驗(yàn)單元，然后按組給以不同處理。組內(nèi)試驗(yàn)單元可等或不等。此設(shè)計(jì)(shj)運(yùn)用了重復(fù)和隨機(jī)兩原則。是隨機(jī)排列設(shè)計(jì)(shj)中最簡單的一種設(shè)計(jì)(shj)方法。第63頁/共98頁第六十三頁，共98頁。品種品種(pnzhng)A品種品種(pnzhng)B品種品種(pnzhng)C正常灌水正常灌水干旱處理干旱處理三個(gè)玉米品種耐旱性比較試驗(yàn)三個(gè)玉米品種耐旱性比較試驗(yàn)第64頁/共98頁第六十四頁，共98頁。2、隨機(jī)(su j)區(qū)組設(shè)計(jì)(randomized block design )將整個(gè)試驗(yàn)地劃分成與試驗(yàn)重復(fù)數(shù)相等的若干區(qū)組，每一區(qū)組劃分成 k k 個(gè)小區(qū)(xio q)

34、(xio q)，隨機(jī)布置 k k 個(gè)處理，即每一區(qū)組包括全部的試驗(yàn)處理小區(qū)(xio q)(xio q)。且每一區(qū)組各處理的隨機(jī)排列都必須獨(dú)立進(jìn)行。第65頁/共98頁第六十五頁，共98頁。 若若A1=20A1=20，A2=24A2=24，二，二者差異為者差異為4 4，若第，若第區(qū)組區(qū)組總觀察值與第總觀察值與第區(qū)組總觀區(qū)組總觀察值平均差異為察值平均差異為2 2，則，則A1A1、A2A2的試驗(yàn)誤差僅為的試驗(yàn)誤差僅為2 2。如。如果采用完全隨機(jī)果采用完全隨機(jī)(su (su j)j)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，則試驗(yàn)設(shè)計(jì)，則A1A1、A2A2的試驗(yàn)誤差為的試驗(yàn)誤差為4 4。因此采。因此采用局部控制可有效降低試用局部控制可

35、有效降低試驗(yàn)誤差。驗(yàn)誤差。DBECAADCBEDCAEB五個(gè)處理三次重復(fù)(chngf)的隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)肥力(fil)第66頁/共98頁第六十六頁，共98頁。3、拉丁(l dn)方設(shè)計(jì)(Latin square design )從行和列兩個(gè)方向?qū)υ囼?yàn)環(huán)境條件進(jìn)行局部控制，使每一行和每一列都成為區(qū)組，每一區(qū)組內(nèi)隨機(jī)安排全部處理。因此有：處理數(shù)= =重復(fù)數(shù)= =行區(qū)組數(shù)= =列區(qū)組數(shù)。如用5 5頭奶牛檢驗(yàn)5 5種飼料對(duì)泌乳量的影響，由于(yuy)5(yuy)5頭牛的泌乳力不太一致，且泌乳期有差異，因而可用拉丁方設(shè)計(jì)。當(dāng)處理數(shù)少于5 5，為了使誤差項(xiàng)自由度不小于1212，可采用復(fù)拉丁方設(shè)計(jì)。第67頁/共

36、98頁第六十七頁，共98頁。ACEBDAAAA列列 區(qū)區(qū) 組組行行 區(qū)區(qū) 組組五五個(gè)個(gè)處處理理(chl)的的拉拉丁丁方方設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)第68頁/共98頁第六十八頁，共98頁。 在多因素隨機(jī)在多因素隨機(jī)(su j)區(qū)組試驗(yàn)中，區(qū)組試驗(yàn)中，由于情況特殊不能在區(qū)組內(nèi)將所有處由于情況特殊不能在區(qū)組內(nèi)將所有處理完全隨機(jī)理完全隨機(jī)(su j)排列，就產(chǎn)生了隨排列，就產(chǎn)生了隨機(jī)機(jī)(su j)區(qū)組設(shè)計(jì)的一些推廣設(shè)計(jì)，區(qū)組設(shè)計(jì)的一些推廣設(shè)計(jì)，如裂區(qū)設(shè)計(jì)和條區(qū)設(shè)計(jì)。如裂區(qū)設(shè)計(jì)和條區(qū)設(shè)計(jì)。第69頁/共98頁第六十九頁，共98頁。4、裂區(qū)設(shè)計(jì)(split plot design)在多因素試驗(yàn)中，如果希望對(duì)某個(gè)重要因素的考察

37、(koch)有較高的精確度，可考慮用裂區(qū)設(shè)計(jì)。重復(fù)數(shù)區(qū)組數(shù)，每一區(qū)組內(nèi)的主區(qū)數(shù)主區(qū)因素的水平數(shù)，每一主區(qū)內(nèi)的副區(qū)數(shù)副區(qū)因素的水平數(shù)。第70頁/共98頁第七十頁，共98頁。副區(qū)（secondary plot）或裂區(qū)(split plot)里隨機(jī)安排(npi)副處理。對(duì)副處理來講，一個(gè)主區(qū)就是一個(gè)區(qū)組，而對(duì)整個(gè)試驗(yàn)來講，主區(qū)僅是一個(gè)不完全區(qū)組。裂區(qū)設(shè)計(jì)可估計(jì)主區(qū)和副區(qū)兩個(gè)試驗(yàn)誤差。例：肥料和品種兩因素裂區(qū)設(shè)計(jì)。第71頁/共98頁第七十一頁，共98頁。A1A3A2B4B3B2B1B3B1B4B2 B1B2B3B4A1A3A2A4B1B2B3上：主、副區(qū)均為隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)；下：主區(qū)為拉丁(l dn)方設(shè)

38、計(jì)，副區(qū)隨機(jī)排列。第72頁/共98頁第七十二頁，共98頁。設(shè)計(jì)(shj)特點(diǎn) 試驗(yàn)因素重要性不同。隨機(jī)區(qū)組各因素同等重要，而裂區(qū)中各因素有主次之分。 小區(qū)面積不同，有主副區(qū)之分。隨機(jī)區(qū)組各小區(qū)面積相同(xin tn)，而裂區(qū)設(shè)計(jì)主區(qū)因素各水平占據(jù)面積大，副區(qū)因素各水平面積小。 試驗(yàn)因素精確度要求不同。隨機(jī)區(qū)組各因素各水平重復(fù)數(shù)相同(xin tn)，裂區(qū)中副區(qū)各水平重復(fù)數(shù)多于主區(qū)各水平，因此副區(qū)各水平間比較及其與主區(qū)因素的互作效應(yīng)比較精確度高于主區(qū)各水平間的比較。 試驗(yàn)誤差估計(jì)不同。隨機(jī)區(qū)組只估計(jì)一個(gè)誤差，而裂區(qū)可分別估計(jì)主區(qū)誤差和副區(qū)誤差。第73頁/共98頁第七十三頁，共98頁。5、條區(qū)設(shè)計(jì)(

39、shj)(strip plot design)條區(qū)設(shè)計(jì)是裂區(qū)設(shè)計(jì)的一種衍生設(shè)計(jì)。即A、B互為主、副因素。能估計(jì)(gj)三種試驗(yàn)誤差(A*R、B*R、A*B*R)，分別用以測(cè)驗(yàn)兩因素的主效及其交互作用，但兩個(gè)主效應(yīng)估計(jì)(gj)值精確度較差，互作效應(yīng)精確度高。A1 A2 A4 A3B2B1B3重復(fù)(chngf)第74頁/共98頁第七十四頁，共98頁。第五節(jié) 田間試驗(yàn)的實(shí)施步驟(bzhu)(自學(xué)) 田間試驗(yàn)的實(shí)施就是要正確、及時(shí)把試驗(yàn)處理，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求實(shí)施到試驗(yàn)田塊；嚴(yán)格正確執(zhí)行各項(xiàng)管理措施，以保證試驗(yàn)作物(zuw)正常生長；通過田間觀察記載或室內(nèi)考種掌握試驗(yàn)作物(zuw)生長發(fā)育過程中的發(fā)展動(dòng)態(tài)

40、并獲得可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 第75頁/共98頁第七十五頁，共98頁。一、田間試驗(yàn)計(jì)劃(jhu)的制訂 （一）田間試驗(yàn)(shyn)計(jì)劃的內(nèi)容（1）試驗(yàn)(shyn)名稱；（2）試驗(yàn)(shyn)目的及其依據(jù)，預(yù)期試驗(yàn)(shyn)效果；（3）試驗(yàn)(shyn)時(shí)間和地點(diǎn)；（4）試驗(yàn)(shyn)地的基本情況；（5）試驗(yàn)(shyn)處理等；（6）試驗(yàn)(shyn)設(shè)計(jì)；第76頁/共98頁第七十六頁，共98頁。（7）田間管理要求；（8）田間觀察記載項(xiàng)目及方法標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)；（9）試驗(yàn)取樣和收獲計(jì)產(chǎn)方法；（10）試驗(yàn)資料的統(tǒng)計(jì)分析方法和要求；（11）試驗(yàn)所需的土地面積、經(jīng)費(fèi)、人工 及主要儀器設(shè)備；（12）田間種

41、植圖、觀察、考種記載表；（13）計(jì)劃制訂人、執(zhí)行人。 第77頁/共98頁第七十七頁，共98頁。（二）種植(zhngzh)計(jì)劃書的編制 編制種植計(jì)劃書的目的是為了把試驗(yàn)(shyn)處理種植到大田，并可作為試驗(yàn)(shyn)記載本用。它包括試驗(yàn)(shyn)名稱、年份與地點(diǎn)、田間種植圖、種植行號(hào)和區(qū)號(hào)、處理名稱或代號(hào)以及田間記載項(xiàng)目等。第78頁/共98頁第七十八頁，共98頁。2004年耐旱(nai hn)試驗(yàn), 4月5號(hào)播種,多營 區(qū)號(hào)品種ASI穗粒數(shù)有效穗數(shù) 籽粒產(chǎn)量101川單21102成單14103雅玉2號(hào)104川單13105農(nóng)大108201雅玉2號(hào)202川單13203成單14204農(nóng)大10820

42、5川單21第79頁/共98頁第七十九頁，共98頁。保護(hù)行走道保 護(hù) 行保護(hù)行走道走道2.67m區(qū)2組3I647185 走區(qū)7組2II486513小區(qū)走道5m區(qū)4組8125376道區(qū)1組6275348走道（寬0.50m）小區(qū)面積 = 2.675 = 13.35(m2)保 護(hù) 行（寬2.00m）圖111 小麥品種比較試驗(yàn)田間種植圖（I、II、III、IV表示區(qū)組（重復(fù)），1、2、3、8表示處理）（三）田間(tin jin)種植圖 第80頁/共98頁第八十頁，共98頁。二、試驗(yàn)地準(zhǔn)備(zhnbi)與區(qū)劃 試驗(yàn)地是實(shí)施田間試驗(yàn)的場(chǎng)所。試驗(yàn)地在進(jìn)行區(qū)劃之前，必須做好充分的準(zhǔn)備，以保證各處理獲得盡可能一致

43、的試驗(yàn)環(huán)境條件。 先按照田間種植(zhngzh)圖所標(biāo)示的整個(gè)試驗(yàn)區(qū)長度和寬度，規(guī)劃試驗(yàn)區(qū)，然后再劃分區(qū)組、小區(qū)、走道和保護(hù)行等。 第81頁/共98頁第八十一頁，共98頁。第一(dy)邊第三(d sn)邊第四邊圖112 試驗(yàn)區(qū)田間區(qū)劃示意圖第三(d sn)邊第二邊第一邊圖112 試驗(yàn)區(qū)田間區(qū)劃示意圖第82頁/共98頁第八十二頁，共98頁。三、種子(zhng zi)準(zhǔn)備 田間試驗(yàn)用的種子遺傳背景和種子來源都應(yīng)相同，并且經(jīng)過精選去雜，以保證其純度。 種子準(zhǔn)備最重要的任務(wù)就是確定播種量。 種子準(zhǔn)備應(yīng)按照種植計(jì)劃書的順序進(jìn)行，避免發(fā)生錯(cuò)誤(cuw)。 所有種子分裝完成后，應(yīng)按種植計(jì)劃書上的排列順序校對(duì)

44、一遍，貯備待播。 第83頁/共98頁第八十三頁，共98頁。四、播種(b zhng)或移栽 開溝、打窩 ； 根據(jù)田間種植(zhngzh)計(jì)劃在各小區(qū)首行插上寫有區(qū)組和小區(qū)編號(hào)（或行號(hào)）的木排（或竹排），經(jīng)檢查無誤后分發(fā)種子袋。 按區(qū)組一區(qū)一區(qū)播種（或一行），需進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，立即糾正，然后進(jìn)行蓋種。 所有試驗(yàn)播種完成后，再用同類作物早熟品種播種保護(hù)行。第84頁/共98頁第八十四頁，共98頁。五、栽培(zipi)管理 栽培管理是保證田間試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和精確性的重要環(huán)節(jié)之一，除了(ch le)試驗(yàn)方案所規(guī)定的處理間差異外，其它栽培管理措施均應(yīng)力求質(zhì)量一致，以免對(duì)各處理造成不同的影響，增大試驗(yàn)誤差。

45、 試驗(yàn)地的任何一項(xiàng)栽培管理措施最好能在一天內(nèi)完成，至少同一區(qū)組要在一天內(nèi)完成。 第85頁/共98頁第八十五頁，共98頁。六、田間觀察(gunch)記載和測(cè)定1、氣候(qhu)條件的觀察記載 2、試驗(yàn)地農(nóng)事操作的記載 3、作物生育動(dòng)態(tài)的觀察記載。 4、不正?，F(xiàn)象的觀察記載。 第86頁/共98頁第八十六頁，共98頁。七、收獲(shuhu)、脫粒和室內(nèi)考種 要及時(shí)、細(xì)致、準(zhǔn)確，決不能發(fā)生差錯(cuò)。 先熟先收、后熟后收。 及時(shí)翻曬，注意防止霉?fàn)€和蟲害，并盡快脫粒。 田間試驗(yàn)(shyn)經(jīng)過上述步驟，取得了大量的數(shù)據(jù)資料。試驗(yàn)(shyn)數(shù)據(jù)資料的整理和分析方法，將在以后各章介紹。 第87頁/共98頁第八十七頁，共98頁。第六節(jié) 田間試驗(yàn)的抽樣(chu yn)方法 田間試驗(yàn)的觀察記載、室內(nèi)考種和分析測(cè)定中，往往不可能或沒有必要對(duì)整個(gè)試驗(yàn)