第四章 常用試驗(yàn)設(shè)計(jì)及其分析方法 園藝研究法 教學(xué)課件

第四章常用試驗(yàn)設(shè)計(jì)及其分析方法1.順序排列法試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析對(duì)比法試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析間比排列的結(jié)果分析1.1對(duì)比法試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析對(duì)比法特點(diǎn)是每隔兩個(gè)供試品種排一個(gè)對(duì)照，因此每個(gè)供試品種可以和臨近的對(duì)照直接進(jìn)行比較前提：土壤肥力水平必須相似分析：確定位次高低；用百分比法重復(fù)1ck23ck45ck67ck8ⅠⅡⅢ11.517.218.816.713.515.417.720.719.227.822.815.421.223.510.119.416.69.219.111.99.721.820.32014.310.39.728.416.222.316.516.722.923.517.120.6對(duì)鄰近CK%=某品種總產(chǎn)量/鄰近CK的總產(chǎn)量重復(fù)1ck23ck45ck67ck8ⅠⅡⅢ11.517.218.816.713.515.417.720.719.227.822.815.421.223.510.119.416.69.219.111.99.721.820.32014.310.39.728.416.222.316.516.722.923.517.120.6總產(chǎn)量47.545.657.666.054.845.041.162.134.366.956.161.2與CK%104.2100126.3120.410082.166.210055.2119.3100109.1位次5612

78

93

4如果有多個(gè)對(duì)照？缺點(diǎn)：不能夠排除誤差，相對(duì)生產(chǎn)力大于對(duì)照10%，不一定斷定該品種優(yōu)于對(duì)照，比較粗放優(yōu)點(diǎn)：便于觀察比較；1.2間比排列的分析相隔若干品種設(shè)立一個(gè)對(duì)照，用參試品種與標(biāo)準(zhǔn)CK進(jìn)行比較，計(jì)算出相對(duì)百分率。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照為前后兩個(gè)對(duì)照區(qū)的平均數(shù)。組合

重復(fù)次數(shù)Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ總和平均CK與CK%CK133.427.024.284.628.2

132.430.426.088.829.629.999.023233.630.095.631.929.9106.7335.529.230.895.531.829.9106.4433.230.030.093.231.129.9104.0CK233.831.029.894.631.5

534.836.430.0101.233.733.0102.1635.634.427.697.632.533.098.574241.642.4126.042.033.0127.3840.437.234.0111.637.233.0112.7CK337.435.031.0103.434.5

936.442.035.2113.637.932.8115.51035.234.438.0107.635.932.8109.51137.234.830.8102.834.332.8104.61236.436.434.4107.235.732.8108.8CK430.235.827.093.031.0

順序排列試驗(yàn)設(shè)計(jì)，不能夠正確的估計(jì)無偏的實(shí)驗(yàn)誤差，因此統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析不能采用顯著性測驗(yàn)和方差分析2.隨機(jī)區(qū)組與拉丁方試驗(yàn)隨機(jī)排列處理，為了降低試驗(yàn)誤差，應(yīng)該將不同區(qū)組安排在土壤有差異的地塊，差異盡可能小，小區(qū)形狀為長方形，而區(qū)組為正方形。提高試驗(yàn)精確度。2.1單因子隨機(jī)區(qū)組的方差分析意義：當(dāng)試驗(yàn)的處理數(shù)目K≥3時(shí)，不能直接應(yīng)用t測驗(yàn)及u測驗(yàn)的兩兩測驗(yàn)方法進(jìn)行平均數(shù)假設(shè)測驗(yàn)的原因有三：1.當(dāng)有K個(gè)處理平均數(shù)時(shí)，將有[k(k-1)]/2個(gè)差數(shù)，要對(duì)這諸多差數(shù)逐一進(jìn)行比較測驗(yàn)，程序?qū)崬榉爆崱?.試驗(yàn)誤差估計(jì)的精確度要受到損失。3.兩兩測驗(yàn)的方法會(huì)隨著K的增加而大大增加犯α錯(cuò)誤的概率。因此，當(dāng)處理數(shù)目K≥3時(shí)應(yīng)該采用方差分析法。方差分析的特點(diǎn)是將全部數(shù)據(jù)看成是一個(gè)整體，分析構(gòu)成變量的變異原因，進(jìn)而計(jì)算不同變異來源的總體方差的估值。然后進(jìn)行F測驗(yàn)，判斷各樣本的總體平均數(shù)是否有顯著差異，在達(dá)到差異顯著的基礎(chǔ)上，再對(duì)兩兩樣本的總體平均數(shù)間的差異顯著性作出判斷。方差分析步驟：（1）自由度分析（2）平方和的計(jì)算（3）方差分析和F測驗(yàn)St2=SSt/dftSe2=SSe/dfe

F=St2/Se2（4）處理間比較t測驗(yàn)（LSD法）新復(fù)極差法（LSR法）最小顯著差數(shù)法（LSD法）步驟步驟：1.根據(jù)dfe查出tα。2.計(jì)算平均數(shù)差數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤3.計(jì)算顯著尺度LSDα值：LSDα=tα×平均數(shù)差數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤4.將處理平均數(shù)由大到小排序，并依次求出各處理之間的差值，將各差值均與LSDα相比較，作出差異顯著性判斷。LSD>平均數(shù)差值≥LSD，則兩處理平均數(shù)間差異為顯著；平均數(shù)差值≥LSD，則兩處理平均數(shù)間差異為極顯著；LSD>平均數(shù)差值，則兩處理平均數(shù)間差異為不顯著。

新復(fù)極差法（LSR法）步驟：1.根據(jù)平均數(shù)秩次距k和dfe查出SSRα值。2.計(jì)算平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤。3.計(jì)算各秩次距下的顯著尺度LSRα。秩次距是指當(dāng)平均數(shù)由大到小排序后，相比較的兩個(gè)平均數(shù)之間（含這兩個(gè)平均數(shù)）包含的平均數(shù)個(gè)數(shù)。4.將處理平均數(shù)由大到小排序，并依次求出各處理之間的差值，將各差值均與LSDα相比較，作出差異顯著性判斷。LSD>平均數(shù)差值≥LSD，則兩處理平均數(shù)間差異為顯著；平均數(shù)差值≥LSD，則兩處理平均數(shù)間差異為極顯著；LSD>平均數(shù)差值，則兩處理平均數(shù)間差異為不顯著。

K234…

…

…

SSR0.05SSR0.01LSR0.05LSR0.01常用下表統(tǒng)計(jì)處理

區(qū)組Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ總和平均139.650.043.047.5180.145.0242.045.042.044.0173.043.3339.045.539.541.5165.541.4434.040.034.539.5148.037.0總和154.6180.5159.0172.5666.6166.65舉例說明自由度分析總自由度：nk-1=15區(qū)間自由度:n-1=3處理自由度:k-1=3誤差自由度:(n-1)(k-1)=9平方和分析矯正系數(shù)C：T2/nk=666.62總平方和=各數(shù)據(jù)平方和區(qū)組平方和=各區(qū)組平方和處理平方和=各處理平方和機(jī)誤平方和=總平方和-區(qū)組平方和-處理平方和均方=各平方和/各自由度方差分析與F測驗(yàn)變因自由度df平方和SS均方MSF值F0.05F0.01區(qū)組間3107.4435.8115.78**3.866.99處理間3142.5947.5320.94**3.866.99機(jī)誤920.412.27

總和15270.44

F=各處理均方/機(jī)誤均方符合F測驗(yàn)的條件符合正態(tài)分布變量因子是獨(dú)立的處理間的差異性比較LSD測驗(yàn)(t測驗(yàn))：計(jì)算差數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差：Sd=√2Se2/n=t=2.26;tLSD0.05LSD

處理1

234產(chǎn)量45

4341.437.0差異

2

3.6**8.0**符合t測驗(yàn)的條件符合正態(tài)分布變量成對(duì)，隨機(jī)排列實(shí)驗(yàn)條件一致新復(fù)極差測驗(yàn)法（LSR）平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差=√Se2/nLSR=SX

×SSRLSR=SX

×SSR

k234SSR0.053.23.343.41SSR0.014.64.864.99LSR0.052.412.5152.57LSR0.013.463.663.76處理產(chǎn)量

差異比較Xi-37.0Xi-41.4Xi-43123445.043.041.437.08**6**4.4**

3.6*1.6

22.2隨機(jī)區(qū)組缺區(qū)產(chǎn)量估計(jì)x=(t+r–T)/(r-1)(t-1)

x=缺區(qū)的估算值r=區(qū)組數(shù)t=處理數(shù)Tt=與缺區(qū)同處理的其他小區(qū)總和Tr=與缺區(qū)同區(qū)組的其他小區(qū)總和T=除缺值外的全試驗(yàn)總和

處理

區(qū)組

總和ⅠⅡⅢⅣⅤ1234936201257241367261146221658X55233492+X總和3848524323+X204+X

代入公式：可計(jì)算得按照常規(guī)方法進(jìn)行方差分析注意事項(xiàng)（1）總變異自由度和誤差自由度都要減1（因?yàn)樵黾右粋€(gè)估算值，但是沒有增加試驗(yàn)誤差）（2）由于誤差自由度減小，F(xiàn)測驗(yàn)靈敏度降低，所以在進(jìn)行多重比較時(shí)，采用t測驗(yàn)比較合適。缺區(qū)值比較時(shí)，需要進(jìn)行矯正兩個(gè)缺區(qū)值估算與一個(gè)估算大致相同2.3二因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)結(jié)果的分析變異來源自由度區(qū)組r-1處理t-1Aa-1Bb-1AXB(a-1)(b-1)誤差(r-1)(ab-1)總變異度rab-1（1）求各種平方和總平方和區(qū)組間平方和品種間平方和株距間平方和品種X株距平方和機(jī)誤平方和2）列方差分析表變因自由度平方和均方FF0.05F0.01區(qū)間品種間株距間品種X株距機(jī)誤總和32242435255.641027.39155.06765.44424.112627.6485.21513.7077.53191.3617.67

4.8**29.1**4.4**10.8**

3.013.403.400.78

4.725.615.614.22

3）差異顯著性測驗(yàn)需要對(duì)品種間，株距間，品種與株距互作見書P59，602.4拉丁方試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析處理數(shù)與重復(fù)數(shù)相同隨機(jī)采用拉丁表進(jìn)行排列統(tǒng)計(jì)分析時(shí)變因分為：直行間、橫行間、處理間、機(jī)誤四項(xiàng)2.5裂區(qū)園藝作物實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

變異來源自由度

主區(qū)區(qū)組A誤差a

r-1a-1(r-1)(a-1)總變異ra-1

副區(qū)

BAxB誤差b

b-1(a-1)(b-1)a(r-1)(b-1)

總變異rab-1

BAB1B2B3總和平均數(shù)A1A2A3394527314024263318111957712.310.68.6總和

9611869283

平均數(shù)

10.713.17.7

10.5

資料統(tǒng)計(jì)方差分析表變異來源dfSSMSFF0.05F0.01

主區(qū)區(qū)組A誤差A(yù)22499.85264.2964.59349.92632.1481.14843.49**28.003**

6.946.94

18.0018.00

主區(qū)總變異8

副區(qū)

BAXB誤差B2412133.8522.5937.55566.9260.6480.63106.23**1.0293.883.266.935.41總變異26312.741

k23SSR0.05SSR0.01LSR0.05LSR0.013.936.511.4032.324

4.016.801.4322.428處理平均產(chǎn)量

顯著水平a=0.05a=0.01

A1A2A3

12.310.68.6

abc

AABB處理間顯著性測驗(yàn)（新復(fù)極差法）k23Q0.05Q0.01LSR0.05LSR0.013.084.320.8161.145

3.775.040.9991.336品種平均產(chǎn)量顯著水平a=0.05a=0.01B2B1B3

13.110.77.7

abc

ABCAXB互作不顯著，不需進(jìn)行方差分析（方差分析表F測驗(yàn)）最小顯著極差法（Q測驗(yàn)）結(jié)論處理間比較，A1產(chǎn)量最高，顯著的高于A2，極顯著的高于A3，A2顯著的高于A3。品種間比較，B2產(chǎn)量最高，極顯著的高于B1，B3；B1也極顯著的高于B3。最佳組合為A1B2，即B2品種采用A1處理能夠獲得最高產(chǎn)量。2.5正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析2.5.1意義可以進(jìn)行多因子、多水平的試驗(yàn)；可以用一部分處理代替所有處理，減少小區(qū)數(shù)，從而減少工作量。特點(diǎn)：（1）挑選幾個(gè)處理可以得到有代表性結(jié)果；（2）利用正交表來計(jì)算和分析試驗(yàn)結(jié)果。2.5.2性質(zhì)與依據(jù)L5(34)：L表示正交表，5表示5個(gè)處理3表示3個(gè)水平；4表示4個(gè)因數(shù)；利用正交表的“均勻分散性”和“整齊可比性”2.5.3應(yīng)用正交表設(shè)計(jì)試驗(yàn)的方法（1）正交表類型相同水平正交表混合水平正交表（2）選用正交表的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的步驟確定試驗(yàn)因素和每個(gè)因素的變化水平根據(jù)水平和因素多少，確定是否需要估計(jì)互作。根據(jù)選擇正交表進(jìn)行表頭設(shè)計(jì)，寫出試驗(yàn)設(shè)計(jì)組合，作出試驗(yàn)方案。（見書P77）如果由于要估計(jì)的效應(yīng)和互作較多而使處理的組合數(shù)過多，則可應(yīng)用正交表將全部處理組合分成幾個(gè)不完全區(qū)組，減少區(qū)組內(nèi)土壤差異，提高精確度。2.5.4試驗(yàn)結(jié)果的分析（1）直觀分析法計(jì)算方便，但不能進(jìn)行進(jìn)行差異顯著性分析。（2）方差分析能夠測定差異顯著性，但計(jì)算麻煩?？傋杂啥?區(qū)組自由度+各列自由度+誤差自由度具體步驟與前面內(nèi)容相同2.5.5正交試驗(yàn)注