《試驗設計與統(tǒng)計分析》課件3、田間試驗技術

1、第三章 田間試驗技術 1、試驗設計（experiment design）： 廣義：指整個試驗課題的設計。包括試驗處理設計、試驗方法設計、小區(qū)設計、試驗結果觀察指標設計、抽樣方法設計等。 狹義：指試驗中所進行的一組處理的安排方法的設計（即小區(qū)設計）。 1 田間試驗中常用的術語2、試驗因素（因子） (experiment factor) ： 指試驗研究的對象，即試驗中需要考慮的條件。例如：施肥影響農作物的產量，研究肥料對試驗結果的影響，那么肥料就是試驗因素。研究生長激素對扦插生根有影響，那么生長激素就是試驗因素。 3、水平（level）： 指每個試驗因素的不同狀態(tài)，或每個試驗因素所采用的不同質和量

2、的具體措施。 4、試驗處理（treatment）： 單因素試驗中：指試驗因素的不同質和量的具體措施。與試驗水平概念相同。 多因素試驗中：指各因素各水平的組合。與水平的概念有一定的差異。 例如：肥料試驗中，N、P、K 三種肥料，1、2、3 三種施肥方法的試驗，稱為兩因素，各3個水平，共9個處理組合的試驗。 5、重復（replication）: 試驗中同一試驗處理種植的小區(qū)數。即安排同一試驗處理的地塊數。 6、試驗小區(qū)（experiment plot)： 安排一個試驗處理的地塊。 7、試驗區(qū)組（experiment block）： 包含若干個試驗小區(qū)，環(huán)境條件相似的地塊。 8、試驗指標（exper

3、iment indicator）： 指試驗中用來判斷試驗處理效果的性狀或標準。 （1）定量指標：指可以用數據描述的指標。例如：產量、生長量等。（2）定性指標：指不能用數據描述的性狀。例如：花色、果實的顏色等。 10、簡單效應 (simple effect)： 指同一因素內兩種水平間試驗指標的差異。 9、試驗效應 (experimental effect)： 指試驗因素對試驗指標所起的增加或減少的作用。 11、主效應 (main effect)： （1）指試驗中單個因素對試驗結果產生的影響；（2）指一個因素內各簡單效應的平均數，亦稱平均效應。 12、互作效應（interaction effect

4、）： （1）指試驗中有兩個因素彼此間相互影響對試驗結果產生的影響；（2）兩個因素簡單效應間的平均差異。 因素間的交互效應只有在多因素試驗中才能反映出來。 A因素B因素不施氮肥A1施氮肥A2不施磷肥B18010020施磷肥B290120301020例：施肥試驗B因素的主效應（10+20）215A因素的主效應（20+30）225 AB因素的互作效應（30-20）2 （20-10）2 5 若AB的互作效應值為正數，說明兩個因素有相互促進作用； 若AB的互作效應值為負數，說明兩個因素有相互抑制作用； 若AB的互作效應值為零，說明兩個因素沒有影響。 13、唯一差異原則： 指試驗中，只有試驗處理存在差異，

5、其它影響試驗結果的因素必須控制在相同或相似的條件下。14、誤差（error）： 指試驗中試驗處理的觀察值與試驗處理真值的差數。（1）系統(tǒng)誤差（systematic error）： 由試驗處理以外的試驗條件明顯不一致產生的誤差，又稱偏差（bias）。 （2）偶然誤差（spontaneous error）： 指嚴格控制試驗條件以后仍然不能消除的誤差，又稱隨機誤差(random error)。2 田間試驗的誤差及其控制一、田間試驗的誤差來源1. 試驗材料本身所存在的差異；2. 試驗操作和田間管理技術的不一致所引起的差異；3. 環(huán)境條件的差異；4. 觀察取樣、記載人為產生的誤差；5. 病蟲害、人畜危害

6、等因素的影響。二、田間試驗誤差的控制途徑1. 選擇同質一致的試驗材料； 2. 改進操作管理技術，使之標準化；3. 控制引起差異的主要外界環(huán)境因素； 田間試驗引起誤差的主要外界環(huán)境因素是土壤差異。 控制土壤差異的主要措施：(1) 選擇土壤質地和肥力均勻的試驗地；(2) 采用適當的小區(qū)技術；(3) 應用正確的試驗設計和相應的統(tǒng)計分析。 4. 防治病蟲為害，盡量減少人畜為害。5. 用相同的標準對試驗結果進行觀察和測量。3 田間試驗技術一、田間試驗的種類1. 以試驗因素分：1）單因素試驗（single-factor experiment）： 指在一個試驗中只研究某一個因素若干個處理的效應。 特點：試驗

7、設計、統(tǒng)計分析簡單，研究目的明確。所得信息量較少， 不能了解幾個因素間的相互關系對試驗結果的影響 。2）多因素試驗（multiple-factor experiment）： 在一個試驗中同時安排兩個或兩個以上因素的試驗。特點：試驗結果不僅獲得每個因素的效應，同時也能獲得因素間相互影響的程度，所得到的結果更正確，信息量也較大；但是試驗設計比較復雜，田間試驗的安排比較繁瑣，統(tǒng)計分析也比較復雜。 1）單點試驗：（single-local experiment）： 試驗只在一個地點進行。2）多點試驗：（multiple-local experiment）： 同一試驗在不同地點同時進行。 2、依試驗地點

8、分：二、試驗因素和處理（水平）數的確定1、試驗因素的確定： 試驗因素是根據試驗目的提出來的，那么根據試驗目的來確定試驗因素的類型及多少。同時，也要考慮試驗的條件、人力、財力、技術水平。 2、試驗處理（水平）數的確定 1）處理數的多少依據試驗的實際和別人的經驗確定。2）各處理間的效應要有明顯的差異。3）各處理間的間距盡量相等。三、小區(qū)設計 1. 小區(qū)大小1）試驗中研究因素的性質和要求 栽培試驗的小區(qū)一般大于品種試驗的小區(qū)。施肥試驗、生產性試驗、新技術試驗、耕作方法研究性試驗等小區(qū)面積一般要求要大一些。 2）試驗材料和植物生長發(fā)育狀況 灌木、株型矮小的樹種，小區(qū)的面積相對較小，而大喬木、株型高大的

9、樹木，小區(qū)的面積相對較大一些。苗圃試驗小區(qū)相對比造林試驗小區(qū)要小一些。 3）試驗地的土壤狀況 土壤條件差異大，小區(qū)面積相對較大；反之，小區(qū)的面積相對較小。 4）重復次數 重復次數多，小區(qū)面積可以小一點，反之，小區(qū)面積要求大一些。 5）勞動力、試驗規(guī)模、試驗地的面積、試驗材料的多少 試驗小區(qū)面積的大小要滿足試驗精度的要求，小區(qū)面積大，試驗的精度就高一些。一般要求小區(qū)的面積以滿足大樣本為宜。苗圃試驗每個小區(qū)的株數不少于30株；造林試驗，在整個試驗中，每個處理的株數不少于30株。 2. 小區(qū)形狀 小區(qū)的形狀一般是長方形(310:1)或正方形設置。 3. 小區(qū)排列 不同處理的小區(qū)要隨機排列才能滿足試驗

10、的原則。 四、區(qū)組的設置1. 區(qū)組設置的原則： 同一區(qū)組內除試驗處理間存在差異外，其它影響試驗結果的條件要控制在相同或相似的水平下。 2. 區(qū)組的形狀：一般為長方形。 3. 區(qū)組的大小 （1）完全區(qū)組： 指同一個區(qū)組中容納全部的試驗處理（水平）（2）不完全區(qū)組： 指同一區(qū)組中僅包含部分試驗處理（水平） 一般地形平坦，土壤差異小，區(qū)組可大一些；反之，區(qū)組面積要小一些。如果小區(qū)面積要求較大，而地形又有明顯的差異，在設置區(qū)組時可以考慮設置不完全區(qū)組。4. 區(qū)組設置的方法 區(qū)組在田間設置的時候要考慮地形。在山地，區(qū)組的長邊要平行于等高線；在平地，區(qū)組的長邊要垂直于環(huán)境梯度。 肥力梯度2154367區(qū)組

11、小區(qū) 按土壤肥力變異趨勢確定小區(qū)排列方向五、試驗處理的重復次數 在試驗中重復的次數一般以誤差自由度不小于12（df12）為標準。六、試驗地的選擇1. 地勢要平坦，如果是坡地，坡度不能太大，坡度變化不能太復雜，地形要求規(guī)則。2. 立地條件中等，土層厚度和肥力相對一致。3. 交通方便，便于試驗地的管理觀察記載4. 最好有水源，便于排灌。七、試驗材料的組織1. 參加試驗材料要真實可靠；2. 參加試驗材料要具有代表性； 3. 參加試驗材料規(guī)格相對一致；4. 參加試驗材料若要進行選擇，各個試驗處理的入選率要一致，或者采用隨機抽樣的方法組織試驗材料。八、設置對照 對照小區(qū)（通常以CK表示）作為與處理比較的

12、標準。設置對照的作用：、在田間對各處理進行觀察比較時，作為衡量處理優(yōu)劣的標準。、估計和矯正試驗誤差。例如：引種試驗，一般用鄉(xiāng)土樹種作對照； 扦插試驗，研究激素對生根的影響，因為激素是用水作溶液的，為了消除水對試驗結果的影響，一般用水作對照，也叫空白對照。九、設置保護行 指在試驗地的周圍設置保護行。 小區(qū)與小區(qū)之間一般不設保護行，重復區(qū)之間一般也不設保護行。 保護行的樹種一般選擇以不影響試驗樹木生長為宜。例如：杉木試驗，用柳杉作保護行。 十、設置地標 田間試驗在野外較長時間，為了觀察管理方便，便于查找，設置地標是必要的。 特別是造林試驗，一般在試驗范圍四周的每個角埋上水泥樁。并釘一個牌子，寫明試

13、驗用地，以示警示。十一、田間試驗的步驟1. 擬定試驗計劃2. 確定試驗因素、處理數、重復數、小區(qū)面積，計算區(qū)組面積。3. 選擇一個適宜的設計方案（設計方案在下一章介紹）4. 選擇試驗用地5. 進行區(qū)組及小區(qū)的區(qū)劃；6. 試驗材料的準備、編號；7. 根據設計圖將各個處理對號安排到試驗地里；8. 繪制田間栽植圖，并且與設計圖對照，查看是否有錯誤，如有錯誤，要及時糾正；9. 栽植保護行，并作地標。試驗布置中要注意以下幾點：1）設計一定要根據試驗的要求和試驗地的實際進行選擇。2）試驗材料一定要編號（處理號和區(qū)組號），并且要反復校對，不要出現錯誤。3）對試驗地的面積計算要根據小區(qū)的面積和重復次數計算，并且要根據地形、區(qū)組設計的原則來區(qū)劃區(qū)組和小區(qū)。 4）將各個處理安排