《田間實驗與統(tǒng)計》實驗講義

PAGE1《田間實驗與統(tǒng)計》實驗講義實驗一講義實驗內(nèi)容：單因素實驗EXCEL方差分析實驗?zāi)康氖煜し讲罘治龅囊饬x和基本原理和方差分析的步驟，能夠獨立地利用EXCEL中的函數(shù)對交叉分組資料進行方差分析。實驗方法和步驟1、嚴(yán)格按照統(tǒng)計表的結(jié)構(gòu)和要求（統(tǒng)計表由標(biāo)題、橫標(biāo)目、縱標(biāo)目、線條、數(shù)字及合計構(gòu)成）制作統(tǒng)計表。2、原始數(shù)據(jù)的錄入。3、檢查與核對數(shù)據(jù)。4、在已制作好的表格下對原始數(shù)據(jù)進行初步計算（即利用EXCEL中SUM、AVERAGE等函數(shù)計算實驗資料中的每一處理數(shù)據(jù)合計值和平均值）。5、對實驗資料進行方差分析，利用EXCEL中求出實驗資料中各項變異來源的平方和（離均差的平方和），其中在利用DEVSQ函數(shù)求處理間的平方和時應(yīng)注意乘以n（重復(fù)數(shù)）。然后求各項變異的均方（樣本方差或總體方差），最后求出F值。6、或者把第4步和第5步省略，用EXCEL“工具”菜單欄中的“數(shù)據(jù)分析”來進行方差分析。7、如果檢驗結(jié)果顯著，制作多重比較表（常采用標(biāo)記字母法）。函數(shù)的輸入：一些單變量的函數(shù)或較簡單的函數(shù)，可用鍵盤直接輸入，其方法與在單元格中輸入公式相同，首先輸入一個“＝”號，然后輸入函數(shù)即可。例如，＝SQRT（B1），SUM（B1：B5）等。參數(shù)較多或較復(fù)雜的函數(shù)，可用“粘貼函數(shù)”輸入。步驟如下：單擊“常用”工具欄的fx按鈕，或在“插入”菜單中選擇“函數(shù)”項，屏幕彈出“插入函數(shù)”對話框，如圖1所示。圖1插入函數(shù)對話框從對話框“或選擇類別”中選擇所需要的函數(shù)類別（下拉框中除含有9類函數(shù)處，還有“常用函數(shù)”和“全部”兩項，共有300多種函數(shù)，從對話框下面“選擇函數(shù)”中選出所需要的函數(shù)。選定后回車確認(rèn)，屏幕出現(xiàn)該函數(shù)的對話框，編輯欄出現(xiàn)公式“＝”函數(shù)名（），如圖2所示。本例是從“統(tǒng)計”函數(shù)中選擇求樣本數(shù)據(jù)與其均值的平方和函數(shù)。圖2DEVSQ函數(shù)對話框?qū)υ捒虻纳喜坎⒘杏?個框。在Number1和Number2兩個對話框中，可分別輸入兩個樣本所在的單元格區(qū)域。輸入結(jié)束后回車確認(rèn)，即在對話框底部給出計算結(jié)果。如果事先指定存放計算結(jié)果的單元格，再按“確定”按鈕，還能將計算結(jié)果記入指定的位置。重點SUMSQ、DEVSQ、FINV、AVERAGE、SQRT等常用于方差分析的函數(shù)使用，數(shù)據(jù)分析工具進行方差分析。有關(guān)統(tǒng)計函數(shù)的功能見附表。難點1、SUMSQ進行平方和的計算技巧。2、利用EXCEL中的函數(shù)進行完全隨機和隨機區(qū)組試驗的方差分析。3、利用數(shù)據(jù)分析工具進行完全隨機和隨機區(qū)組試驗的方差分析。注意事項：1、在利用DEVSQ函數(shù)求處理間的平方和時應(yīng)注意乘以n（重復(fù)數(shù)）。2、多重比較表制作方法和步驟。3、標(biāo)記字母法的方法。作業(yè)：對下列一單因素試驗資料進行方差分析。有一水稻施肥的盆栽試驗，設(shè)5個處理：A1和A2分別施用兩種不同的氨水，A3施碳酸氫銨，A4施尿素，A5不施氮肥。每處理4盆（每盆純氮相同），共20盆，隨機放置于同一盆栽場地。其稻谷產(chǎn)量（克/盆）列于下表，試作方差分析。水稻施氮量盆栽試驗的產(chǎn)量結(jié)果處理產(chǎn)量（克/盆）A124302826A227242126A331282530A432333328A521221621有一烤煙品種產(chǎn)量比較試驗，供試品種有A、B、C、D、E、F6個品種，其中D為對照種，采用隨機區(qū)組設(shè)計，重復(fù)四次，小區(qū)計產(chǎn)面積60m2ⅠE13.7C16.6A15.3F17.0D16.4B18.0ⅡA14.9D17.3E13.6B17.6C17.8F17.6ⅣA16.2B18.3F17.5D17.8E14.0C17.8ⅢF18.2C17.6A16.2E13.9B18.6D17.3附表統(tǒng)計函數(shù)功能簡介函數(shù)名稱功能簡介1、用于描述統(tǒng)計的函數(shù)MODE求一組數(shù)據(jù)的眾數(shù)MEDIAN求一組數(shù)據(jù)的中位數(shù)AVERAGE求一組數(shù)據(jù)的均值HARMEAN求調(diào)和平均數(shù)GEOMEAN求幾何平均數(shù)TRIMMEAN求去掉最大值和最小值的平均數(shù)AVEDEV求樣本數(shù)據(jù)與其均值的平均離差DEVSQ求樣本數(shù)據(jù)與其均值離差的平方和（SS）STDEV求樣本標(biāo)準(zhǔn)差（S）STDEVA求包含邏輯值和字符串的樣本標(biāo)準(zhǔn)差STDEVP求總體標(biāo)準(zhǔn)差VAR求樣本方差（S2)VARP求總體方差2、用于假設(shè)檢驗的函數(shù)TDIST求t分布FDIST求F分布FINV求F分布的逆函數(shù)3、用于相關(guān)和回歸函數(shù)VORREL求相關(guān)系數(shù)LINEST建立直線方程4、統(tǒng)計中常用的數(shù)學(xué)函數(shù)SUM參數(shù)求和SQRT求平方根SUMPRODUCT求兩組對應(yīng)值的乘積之和SUMSQ求參數(shù)的平方和實驗二講義實驗內(nèi)容：DPS（DataProcessingSystem）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的應(yīng)用實驗?zāi)康模赫莆諔?yīng)用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對試驗資料進行方差分析。實驗方法和步驟：DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（DataProcessingSystem）DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，英文名稱為DataProcessingSystem，取首字母縮寫為DPS。該系統(tǒng)采用全屏幕直接寫屏方式設(shè)計編制，配有多級下拉式菜單，用戶使用時整個屏幕猶如一張啊作平臺，隨意調(diào)整，操作自如，故形象地稱其為DPS數(shù)據(jù)處理工作平臺，簡稱DPS平臺。DPS平臺是作者設(shè)計研制的通用多功能數(shù)理統(tǒng)計和數(shù)學(xué)模型處理軟件系統(tǒng)。它將數(shù)值計算、統(tǒng)計分析、模型模擬以及畫線制表等功能融為一體。因此，DPS系統(tǒng)主要是作為數(shù)據(jù)處理和分析工具而面各廣大用戶。DPS系統(tǒng)兼有如Excel等流行電子表格軟件系統(tǒng)和若干專業(yè)統(tǒng)計分析軟件系統(tǒng)的功能。與流行的電子表格系統(tǒng)比較，DPS平臺具有強大得多的統(tǒng)計分析和數(shù)學(xué)模型模擬分析功能。與國外同類專業(yè)統(tǒng)計分析軟件系統(tǒng)（如SAS、STAT、STATISICA等）相比，DPS系統(tǒng)具有操作簡便，在統(tǒng)計分析和模型模擬方面功能齊全，易于掌握，尤其是對廣大中國用戶，其工作界面友好，只需熟悉它的一般操作規(guī)則就可靈活應(yīng)用。DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的第一版于1997年出版發(fā)行，運行環(huán)境是直接寫屏的軟漢字DOS操作系統(tǒng)。當(dāng)前推出的第二版，其運行環(huán)境是當(dāng)前流行的中文Windows視窗系統(tǒng)。DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)集數(shù)據(jù)全屏幕編輯制表、試驗設(shè)計及統(tǒng)計分析、多元分析、數(shù)值計算以及建立各種數(shù)學(xué)模型等多項功能為一體，可廣泛適用于教學(xué)、科研和生產(chǎn)各個領(lǐng)域。不管是青年學(xué)生、還是高級科研人員，不管是計算機應(yīng)用的初學(xué)者，還是經(jīng)驗豐富的計算機應(yīng)用專家，用戶都可以在本系統(tǒng)中找到自己感興趣或有用的部分。一、DPS系統(tǒng)功能簡介獨特優(yōu)良的人機用戶界面一旦開機進入DPS平臺系統(tǒng)，用戶的整個數(shù)據(jù)處理過程，無論是計算還是數(shù)學(xué)公式分析都將處于全屏幕編輯狀態(tài)?？砂颜麄€系統(tǒng)視為一張稿紙，鍵盤和鼠標(biāo)作為筆，用戶可以任意地在上面寫、擦、畫表和進行數(shù)值計算、統(tǒng)計分析、建立數(shù)學(xué)模型等，計算結(jié)果也都返回于編輯狀態(tài)下。用戶需要的事情主要是輸入編輯數(shù)據(jù)、定義數(shù)據(jù)塊和在菜單方式下調(diào)用統(tǒng)計計算功能。執(zhí)行統(tǒng)計分析、建立數(shù)學(xué)模型等高級功能的調(diào)用時，只需要用鼠標(biāo)點一下下拉式菜單，在菜單方式下就可選擇執(zhí)行相應(yīng)的功能。當(dāng)相應(yīng)功能執(zhí)行完畢后，計算結(jié)果存放在編輯器里（當(dāng)前的光標(biāo)下面），系統(tǒng)處于編輯狀態(tài)。因此用戶的任何工作都能在編輯方式下完成。功能完備的數(shù)據(jù)編輯電子表格系統(tǒng)采用目前流行的電子為數(shù)據(jù)編輯器，本編輯器是針對數(shù)據(jù)處理的特點而開發(fā)的數(shù)據(jù)處理集成軟件。它將字處理、數(shù)據(jù)加工和畫線制表融為一體，在編輯器的任何地方可隨時寫入算式或查詢有關(guān)函數(shù)，進行計算或查詢函數(shù)值。3、接近自然語言的數(shù)學(xué)表達方式DPS系統(tǒng)在建立數(shù)學(xué)模型、進行數(shù)學(xué)模型模擬以及數(shù)學(xué)計算等方面，其數(shù)學(xué)表達式非常自然形式（甚至公式中的乘號都可省略）。完整實用的多功能統(tǒng)計分析功能DPS系統(tǒng)第二版的統(tǒng)計分析功能比第一版更加齊全，根據(jù)讀者（用戶)建議，增加了若干新的功能，基本上形成了一套較完整的統(tǒng)計分析體系。用途廣泛的數(shù)學(xué)模型建模工具DPS平臺除具有功能齊全的統(tǒng)計分析功能外，還為用戶提供了通用的試驗數(shù)據(jù)分析和建立數(shù)學(xué)模型的工具。用戶可根據(jù)自己的需要，建立符合自己要求和目標(biāo)而定義的模型。擬建可以是單因變量的線性回歸模型或非線性經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，也可是由多個因變量建立的聯(lián)立線性回歸模型或非線性模型方程組。這些線性、非線性模型又可以是差分模型，或是對各個變量進行加權(quán)處理后的模型。此外，DPS系統(tǒng)還可對模型進行模擬分析。例如，數(shù)學(xué)模型中各個參數(shù)的變化速率分析（即農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟學(xué)中的邊際分析）求解模型的最大值、最小值（即建立模型后對模型模擬尋優(yōu)）以及線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃等，DPS系統(tǒng)均有相應(yīng)的功能模塊代用戶之勞。用DPS系統(tǒng)建立和分析數(shù)學(xué)模型，可使復(fù)雜的工作變得簡單易行，用戶只需按系統(tǒng)規(guī)則定義模型就行了。DPS系統(tǒng)在數(shù)學(xué)模型處理方面實現(xiàn)了“所想即所見，所見即所得”。簡便的數(shù)值計算方程求解包括解線性規(guī)劃或非線性方程組（如無約束非線性規(guī)劃）。DPS系統(tǒng)對矩陣的處理采用交互方式，用圖標(biāo)實現(xiàn)了矩陣計算功能，包括兩個矩陣相加、相減、相乘（左乘或右乘）、矩陣求逆、矩陣轉(zhuǎn)置、求矩陣特征值及特征向量等繁瑣的計算工作。其它數(shù)學(xué)分析和計算功能包括實系數(shù)多項式求根、微分方程求導(dǎo)數(shù)值、定各分、多重積分?jǐn)?shù)值的計算以及微分方程的初值求解。DPS系統(tǒng)的數(shù)學(xué)計算功能，特別是矩陣交互工處理功能使得，農(nóng)林高等院校在數(shù)理統(tǒng)計分析教學(xué)工作中遇到的原本繁冗無味的矩陣計算變得快速而精確，可在很大程度上提高教學(xué)質(zhì)量，起到了很好的輔助教學(xué)作用。豐富多樣的數(shù)學(xué)函數(shù)DPS系統(tǒng)定義的數(shù)學(xué)函數(shù)除包括一般常用數(shù)學(xué)函數(shù)外，還提供數(shù)理統(tǒng)計分析中常用的統(tǒng)計函數(shù)。二、DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的使用用戶界面，系統(tǒng)會出現(xiàn)如圖1的用戶界面。圖1DPS用戶界面圖2DPS的電子表格部分菜單操作在編輯狀態(tài)下，頂部一行是系統(tǒng)主菜單，如已經(jīng)將待分析的數(shù)據(jù)編輯好定義成數(shù)據(jù)矩陣塊，可需移動鼠標(biāo)，彈出下拉式菜單，選擇相應(yīng)的操作即可。圖3數(shù)據(jù)矩陣塊工具欄系統(tǒng)主菜單下面是兩行工具欄；上面一行是常用編輯、計算、文件讀寫等工具按鈕，第二行的工具欄是矩陣計算按鈕。數(shù)據(jù)編輯格式及數(shù)據(jù)塊的定義對于待統(tǒng)計分析的數(shù)據(jù)，將鼠標(biāo)位置移到數(shù)據(jù)塊的塊首，按下左按鈕并拖動鼠標(biāo)到數(shù)據(jù)塊的塊尾位置，然后松開按鈕，即可完成數(shù)據(jù)塊的定義。DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)操作指南數(shù)據(jù)塊分析結(jié)果數(shù)據(jù)塊分析結(jié)果公式塊圖4菜單欄常用工具按鈕矩陣計算按鈕菜單欄常用工具按鈕矩陣計算按鈕電子表格公式編輯器圖5DPS數(shù)據(jù)處理用戶界面作業(yè)農(nóng)桿菌法甘藍高效遺傳轉(zhuǎn)化體系的建立采用正交設(shè)計法研究影響轉(zhuǎn)化效率的各種轉(zhuǎn)化參數(shù)（包括乙酰丁香酮加入與否、浸染培養(yǎng)液選擇、浸染時間和共培養(yǎng)天數(shù)）對甘藍抗性芽分化率的影響，確定最佳的轉(zhuǎn)化參數(shù)。不同轉(zhuǎn)化參數(shù)指標(biāo)構(gòu)成了四因素三水平L9(34)正交設(shè)計，具體方案見表1，結(jié)果見表2，試做方差分析。轉(zhuǎn)化率計算：(1)方差分析：運用DPSv3.01專業(yè)版統(tǒng)計軟件，對不同處理間形成的轉(zhuǎn)化率進行方差分析表1甘藍轉(zhuǎn)化參數(shù)L9(34)正交試驗設(shè)計表Tab.1TheorthogonaldesignL9(34)offactorsforcabbagetransformation處理因素ABCD浸染液乙酰丁香酮（μmol/L）浸染時間(min)共培養(yǎng)天數(shù)(d)Ⅰ1（MS0）1（0）1（10）1（2）Ⅱ12（100）2（20）2（3）Ⅲ13（200）3（30）3（4）Ⅳ2（MS+BA+NAA）123Ⅴ2231Ⅵ2312Ⅶ3（AA）132Ⅷ3213Ⅸ3321表2甘藍轉(zhuǎn)化參數(shù)L9(34)正交試驗統(tǒng)計結(jié)果Tab.2TheresultoftheorthogonaldesignL9(34)offactorsforcabbagetransformation處理外植體數(shù)抗性愈傷數(shù)分化的抗性外植體數(shù)分化的芽數(shù)轉(zhuǎn)化率（％）平均轉(zhuǎn)化率（％）平均分化芽數(shù)ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠ404042179181561417101837.5015.0033.3328.6115Ⅱ5062621939379222215303418.0035.4835.4829.6626Ⅲ45425630242511111924223024.4426.1933.9328.1925Ⅳ4441302925151