田间试验概述课件.ppt

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1、试验统计方法安徽科技学院 第一章第一章 田间试验概述田间试验概述 第一节第一节 田间试验的意义田间试验的意义 第二节第二节 田间试验误差田间试验误差 第三节第三节 田间试验设计田间试验设计 第四节第四节 田间试验的实施田间试验的实施第一节第一节 田间试验的意义田间试验的意义一、农业和生物学领域的科学研究一、农业和生物学领域的科学研究自然科学自然科学 理论科学理论科学 实验科学实验科学 抽样调查抽样调查 科学试验科学试验 二、科学研究的基本过程和方法二、科学研究的基本过程和方法(一一) 科学研究的基本过程科学研究的基本过程 (1)根据本人的观察根据本人的观察(了解了解)或前人的观察或前人的观察(

2、通过文献通过文献)对所对所研究的命题形成一种认识或假说；研究的命题形成一种认识或假说； (2)根据假说所涉及的内容安排相斥性的试验或抽样调根据假说所涉及的内容安排相斥性的试验或抽样调查；查； (3)根据试验或调查所获的资料进行推理，肯定或否定根据试验或调查所获的资料进行推理，肯定或否定或修改假说，从而形成结论，或开始新一轮的试验以验证修或修改假说，从而形成结论，或开始新一轮的试验以验证修改完善后的假说，如此循环发展，使所获得的认识或理论逐改完善后的假说，如此循环发展，使所获得的认识或理论逐步发展、深化。步发展、深化。(二二) 科学研究的基本方法科学研究的基本方法 1. 选题选题2. 文献文献3

3、. 假说假说 4. 假说的检验假说的检验 5. 试验的规划与设计试验的规划与设计 二、田间试验的有关术语二、田间试验的有关术语 1、试验因素与水平、试验因素与水平2、试验指标与效应、试验指标与效应3、制订试验方案的要点、制订试验方案的要点1、试验因素与水平、试验因素与水平 试验方案试验方案是根据试验目的和要求所拟进行比较的一组是根据试验目的和要求所拟进行比较的一组试验处理试验处理(treatment)的总称。的总称。 被变动并设有待比较的一组处理的因子称为试验因素，被变动并设有待比较的一组处理的因子称为试验因素，简称简称因素或因子因素或因子(factor)(factor)，试验因素的量的不同级

4、别或质的，试验因素的量的不同级别或质的不同状态称为不同状态称为水平水平(level)(level)。 试验方案按其供试因子数的多少可以区分为以下试验方案按其供试因子数的多少可以区分为以下3类：类：(1)(1)单因素试验单因素试验(single-factor experiment)(single-factor experiment) 单因素试验是指整个试单因素试验是指整个试验中只变更、比较一个试验因素的不同水平，其他作为试验中只变更、比较一个试验因素的不同水平，其他作为试验条件的因素均严格控制一致的试验。验条件的因素均严格控制一致的试验。 (2)(2) 多因素试验多因素试验(multiple-f

5、actor or factorial experiment)(multiple-factor or factorial experiment) 多因素试多因素试验是指在同一试验方案中包含验是指在同一试验方案中包含2个或个或2个以上的试验因素，个以上的试验因素，各个因素都分为不同水平，其他试验条件均应严格控制一各个因素都分为不同水平，其他试验条件均应严格控制一致的试验。致的试验。 (3)(3) 综合性试验综合性试验(comprehensive experiment)(comprehensive experiment) 综合性试验中各因素综合性试验中各因素的各水平不构成平衡的处理组合，而是将若干因

6、素的某些的各水平不构成平衡的处理组合，而是将若干因素的某些水平结合在一起形成少数几个处理组合。水平结合在一起形成少数几个处理组合。 2、试验指标与效应、试验指标与效应 用于衡量试验效果的指示性状称用于衡量试验效果的指示性状称试验指标试验指标。 试验因素对试验指标所起的增加或减少的作用称为试验因素对试验指标所起的增加或减少的作用称为试验试验效应效应(experimental effect)(experimental effect)。 在同一因素内两种水平间试验指标的相差属在同一因素内两种水平间试验指标的相差属简单效应简单效应(simple effect)(simple effect)。 一个因素

7、内各简单效应的平均数称平均效应，亦称一个因素内各简单效应的平均数称平均效应，亦称主主要效应要效应(main effect)(main effect)，简称，简称主效主效。 两个因素简单效应间的平均差异称为两个因素简单效应间的平均差异称为交互作用效应交互作用效应(interaction effect)(interaction effect)，简称，简称互作互作。 3、制订试验方案的要点、制订试验方案的要点 1. 拟订试验方案前应通过回顾以往研究的进展、调拟订试验方案前应通过回顾以往研究的进展、调查交流、文献探索等。查交流、文献探索等。 2. 根据试验目的确定供试因素及其水平。根据试验目的确定供试

8、因素及其水平。 3. 试验方案中应包括有对照水平或处理，简称对照试验方案中应包括有对照水平或处理，简称对照(check，符号，符号CK)。 4. 试验方案中应注意比较间的唯一差异原则，试验方案中应注意比较间的唯一差异原则，以便正确地解析出试验因素的效应。以便正确地解析出试验因素的效应。 5. 拟订试验方案时必须正确处理试验因素及试拟订试验方案时必须正确处理试验因素及试验条件间的关系。验条件间的关系。 6. 多因素试验提供了比单因素试验更多的效应估多因素试验提供了比单因素试验更多的效应估计，具有单因素试验无可比拟的优越性。计，具有单因素试验无可比拟的优越性。 第二节第二节 田间试验误差田间试验误

9、差一、试验误差的概念一、试验误差的概念二、试验误差的来源二、试验误差的来源三、控制误差的途径三、控制误差的途径四、控制误差的小区技术四、控制误差的小区技术一、试验误差的概念一、试验误差的概念 将每次所取样品测定的结果称为一个将每次所取样品测定的结果称为一个观察值观察值，以，以y表表示。理论值或真值，以示。理论值或真值，以 表示，则表示，则 ，即观察，即观察值值=真值真值+误差，每一观察值都有一误差误差，每一观察值都有一误差 ，可正，可，可正，可负，负， 。y y 观察值间存在的变异可归结为两种情况观察值间存在的变异可归结为两种情况: 一种是完全偶然性的，找不出确切原因的，称为一种是完全偶然性的

10、，找不出确切原因的，称为偶偶然性误差然性误差(spontaneous error)(spontaneous error)或随机误差或随机误差(random error)(random error)； 另一种是有一定原因的称为另一种是有一定原因的称为偏差偏差(bias)(bias)或系统误差或系统误差(systematic error)(systematic error)。 系统误差影响了数据的准确性，准确性是指观测值与系统误差影响了数据的准确性，准确性是指观测值与其理论真值间的符合程度；其理论真值间的符合程度； 而偶然误差影响了数据的精确性，精确性是指观测值而偶然误差影响了数据的精确性，精确性

11、是指观测值间的符合程度。间的符合程度。 二、试验误差的来源二、试验误差的来源 一般讲，随机误差是偶然性的。整个试验过程中一般讲，随机误差是偶然性的。整个试验过程中涉及的随机波动因素愈多，试验的环节愈多，时间愈长，涉及的随机波动因素愈多，试验的环节愈多，时间愈长，随机误差发生的可能性及波动程度便愈大。随机误差发生的可能性及波动程度便愈大。 理论上，系统误差是可以通过试验条件及试验过理论上，系统误差是可以通过试验条件及试验过程的仔细操作而控制的。实际上一些主要的系统性偏差程的仔细操作而控制的。实际上一些主要的系统性偏差较易控制，而有些细微偏差则较难控制。较易控制，而有些细微偏差则较难控制。三、随机

12、误差的规律性三、随机误差的规律性-3-2-132195.45%68.27%0图1.3 随机误差的分布模式)(f1、随机误差的规律性、随机误差的规律性以大豆品种蛋白质含量的测定以大豆品种蛋白质含量的测定为例，若从一批种子中抽取为例，若从一批种子中抽取100份样品，分别进行蛋白质含量份样品，分别进行蛋白质含量的测定，若无系统偏差的干扰，的测定，若无系统偏差的干扰，则所获则所获100个数据，将其平均数个数据，将其平均数当作理论真值当作理论真值 ，根据，根据 y 可计算出可计算出100个误差值。这个误差值。这100个误差值有个误差值有“”有有“”，平均起来正负相抵消等于，平均起来正负相抵消等于0。若将

13、其画成坐标图，。若将其画成坐标图，接近于一个对称的钟形图接近于一个对称的钟形图(图图1.3），在靠近），在靠近0的、范围的、范围内出现的误差次数多，越远离内出现的误差次数多，越远离0出现的次数越少。出现的次数越少。2、随机误差的层次性、随机误差的层次性 仍以大豆品种蛋白质含量测定为例，可以看到大豆蛋仍以大豆品种蛋白质含量测定为例，可以看到大豆蛋白质测定中抽取样品时，因为取样过程的随机性存在取样白质测定中抽取样品时，因为取样过程的随机性存在取样的随机误差，对于同一份样品，由于测定过程中的随机因的随机误差，对于同一份样品，由于测定过程中的随机因素导致存在随机误差，两者虽都是随机误差，但发生的时素导

14、致存在随机误差，两者虽都是随机误差，但发生的时段或层次不一样，因此，随机误差具有层次性。这里前一段或层次不一样，因此，随机误差具有层次性。这里前一阶段的是取样误差，后一阶段的是测定过程误差。此时，阶段的是取样误差，后一阶段的是测定过程误差。此时，观测值可表示为：观测值可表示为： y四、控制误差的小区技术四、控制误差的小区技术 根据以上关于试验误差来源的分析，研究工作者为根据以上关于试验误差来源的分析，研究工作者为保证试验结果的正确性，必须针对各种可能的系统偏差保证试验结果的正确性，必须针对各种可能的系统偏差原因预防多种多样的系统误差；同时针对不同阶段、不原因预防多种多样的系统误差；同时针对不同

15、阶段、不同层次偶然性因素造成的随机误差分别尽量控制这种不同层次偶然性因素造成的随机误差分别尽量控制这种不同阶段、不同层次上发生的随机误差，使之尽量缩小。同阶段、不同层次上发生的随机误差，使之尽量缩小。 第三节第三节 田间试验设计田间试验设计 一、田间试验设计的基本原则二、顺序排列设计法三、随机排列设计法 四、试验方案的概念、种类 五、拟定试验方案的要点 田间试验设计田间试验设计(field experiment design) 广义广义-是指整个试验研究课题的设计，包括确定试验是指整个试验研究课题的设计，包括确定试验处理的方案，小区技术，以及相应的资料搜集、整理和统处理的方案，小区技术，以及相

16、应的资料搜集、整理和统计分析的方法等；计分析的方法等； 狭义狭义-专指小区技术，特别是重复区和试验小区的排专指小区技术，特别是重复区和试验小区的排列方法。列方法。 一、田间试验设计的基本原则科学田间试验设计的三个基本原则科学田间试验设计的三个基本原则1.重复重复(replication) 2.随机随机 (random)3.局部控制局部控制(local control) 1.重复重复(replication)试验中同一处理种植的小区数即为重复次数。试验中同一处理种植的小区数即为重复次数。 重复的作用重复的作用:估计试验误差估计试验误差 试验误差是客观存在的，但只能由同试验误差是客观存在的，但只能

17、由同一处理的几个重复小区间的差异估得。同一处理有了二一处理的几个重复小区间的差异估得。同一处理有了二次以上重复，就可以从这些重复小区之间的产量次以上重复，就可以从这些重复小区之间的产量(或其它或其它性状性状)的差异估计误差。的差异估计误差。降低试验误差降低试验误差 数理统计学已证明误差的大小与重复数理统计学已证明误差的大小与重复次数的平方根成反比。重复多，则误差小，有四次重复次数的平方根成反比。重复多，则误差小，有四次重复的试验，其误差将只有二次重复的同类试验的一半。此的试验，其误差将只有二次重复的同类试验的一半。此外，通过重复也能更准确地估计处理效应。外，通过重复也能更准确地估计处理效应。

18、2.随机随机 (random) 随机是指一个区组中每一处理都有同等的机会设置在随机是指一个区组中每一处理都有同等的机会设置在任何一个试验小区上，避免任何主观成见。任何一个试验小区上，避免任何主观成见。进行随机排列的方法进行随机排列的方法:抽签法抽签法计算器计算器(机机)产生随机数字法产生随机数字法利用随机数字表利用随机数字表(附表附表1)。3.局部控制局部控制(local control) 局部控制就是将整个试验环境分成若干个相对最为局部控制就是将整个试验环境分成若干个相对最为一致的小环境，再在小环境内设置成套处理，即在田间一致的小环境，再在小环境内设置成套处理，即在田间分范围分地段地控制土壤

19、差异等非处理因素，使之对各分范围分地段地控制土壤差异等非处理因素，使之对各试验处理小区的影响达到最大程度的一致。因为在较小试验处理小区的影响达到最大程度的一致。因为在较小地段内，试验环境条件容易控制一致。这是降低误差的地段内，试验环境条件容易控制一致。这是降低误差的重要手段之一。重要手段之一。 重重 复复 随随 机机 局部控制局部控制 无偏的试验无偏的试验误差估计误差估计 降低试验误差降低试验误差 图图2.2 田间试验设计三个基本原则的关系和作用田间试验设计三个基本原则的关系和作用二、顺序排列的试验设计二、顺序排列的试验设计(一一) 对比法设计对比法设计(contrast design)(二二

20、) 间比法设计间比法设计(interval contrast design) (一一) 对比法设计对比法设计(contrast design) 这种设计的排列特点是每一供试品种均直接排列于对这种设计的排列特点是每一供试品种均直接排列于对照区旁边，使每一小区可与其邻旁的对照区直接比较。照区旁边，使每一小区可与其邻旁的对照区直接比较。 1ck23ck45ck67ck81ck23ck45ck67ck81ck 2 3 ck 4 5ck 6 7ck 8图图2.5 8个品种个品种3次重复对比排列次重复对比排列(阶梯式阶梯式) (二二) 间比法设计间比法设计(interval contrast design

21、) 间比法设计的特点是，在一条地上，排列的第一个小区间比法设计的特点是，在一条地上，排列的第一个小区和末尾的小区一定是对照和末尾的小区一定是对照(CK)区，每二对照区之间排列相同区，每二对照区之间排列相同数目的处理小区，通常是数目的处理小区，通常是4或或9个，重复个，重复24次。次。 各重复可排成一排或多排式。排成多排时，则可采用逆各重复可排成一排或多排式。排成多排时，则可采用逆向式向式(图图2.6)。 如果一条土地上不能安排整个重复的小区，则可在第如果一条土地上不能安排整个重复的小区，则可在第二条土地上接下去，但是开始时仍要种一对照区，称为额外二条土地上接下去，但是开始时仍要种一对照区，称为

22、额外对照对照(Ex. CK)如如图图2.7。CK1234CK5678CK9101112CK13141516CK17181920CKCK20191817CK16151413CK1211109CK8765CK4321CKCK1234CK5678CK9101112CK13141516CK17181920CK图2.6 20个品种3次重复的间比法排列，逆向式（、代表重复；1、2、3代表品种；CK代表对照）CK1234CK5678CK9101112CK13141516CK1234CK5678CKCK16151413CK1211109CK8765CK4321CK16151413CK1211109Ex.CK图

23、2.7 16个品种3次重复的间比排列，两行排3重复及Ex. CK的设置（、代表重复；1、2、3代表品种；CK代表对照；Ex. CK代表额外对照）三、随机排列的试验设计三、随机排列的试验设计(一一) 完全随机设计完全随机设计(completely random design)(二二) 随机区组设计随机区组设计(randomized blocks design)(三三) 拉丁方设计拉丁方设计(latin square design)(四四) 裂区设计裂区设计(split-plot design)(五五) 再裂区设计再裂区设计(split-split plot design)(一一) 完全随机设计完

24、全随机设计(completely random design) 完全随机设计将各处理随机分配到各个试验单元完全随机设计将各处理随机分配到各个试验单元(或小区或小区)中，每一处理的重复数可以相等或不相等，这种设计对试验单中，每一处理的重复数可以相等或不相等，这种设计对试验单元的安排灵活机动，单因素或多因素试验皆可应用。元的安排灵活机动，单因素或多因素试验皆可应用。 这类设计分析简便，但是应用此类设计必须试验的环境这类设计分析简便，但是应用此类设计必须试验的环境因素相当均匀，所以一般用于实验室培养试验及网、温室的因素相当均匀，所以一般用于实验室培养试验及网、温室的盆钵试验。盆钵试验。 例例:要检验

25、三种不同的生长素，各一个剂量，测定对小麦要检验三种不同的生长素，各一个剂量，测定对小麦苗高的效应，包括对照苗高的效应，包括对照(用水用水)在内，共在内，共4个处理，若用盆栽试个处理，若用盆栽试验每盆小麦为一个单元，每处理用验每盆小麦为一个单元，每处理用4盆，共盆，共16盆。盆。随机排列时将每盆标号随机排列时将每盆标号1，2，16;然后查用随机数字表或抽签法或计算机然后查用随机数字表或抽签法或计算机(器器)随机数字发生随机数字发生法得第一处理为法得第一处理为(14，13，9，8)，第二处理为，第二处理为(12，11，6，5)，第三处理为，第三处理为(2，7，1，15)，余下，余下(3，4，10，

26、16)为第四为第四处理。处理。 (二二) 随机区组设计随机区组设计(randomized blocks design) 亦称完全随机区组设计亦称完全随机区组设计(random complete block design)特点特点: : 根据根据“局部控制局部控制”的原则，将试验地按肥力程度划分的原则，将试验地按肥力程度划分为为 等于重复次数的区组，一区组亦即一重复，区组内各等于重复次数的区组，一区组亦即一重复，区组内各 处理都独立地随机排列。处理都独立地随机排列。 优点：优点：（1）设计简单，容易掌握；）设计简单，容易掌握； （2）富于伸缩性，单因素、多因素以及综合性的试）富于伸缩性，单因素、

27、多因素以及综合性的试 验都可应用；验都可应用； （3）能提供无偏的误差估计，并有效地减少单向的）能提供无偏的误差估计，并有效地减少单向的 肥力差异，降低误差；肥力差异，降低误差； （4）对试验地的地形要求不严，必要时，不同区组）对试验地的地形要求不严，必要时，不同区组 亦可分散设置在不同地段上。亦可分散设置在不同地段上。 小区的随机可借助于附表小区的随机可借助于附表1随机数字表、抽签或计算机随机数字表、抽签或计算机(器器)随机数字发生法。以随机数字法为例说明如下：随机数字发生法。以随机数字法为例说明如下： 例如有一包括例如有一包括8个处理的试验，个处理的试验，将处理分别给以将处理分别给以1、2

28、、3、4、5、6、7、8的代号，的代号，从随机数字表任意指定一页中的一行，去掉从随机数字表任意指定一页中的一行，去掉0和和9即可得即可得8个处理的排列次序。如在该表个处理的排列次序。如在该表2页第页第68行数字次序为行数字次序为5264862339，9718302620， 去掉去掉0和和9以及重复数字而得到以及重复数字而得到52648371，即为，即为8个处理个处理在区组内的排列。在区组内的排列。如有第二重复，则可再从表查另一行或一列随机数字，如有第二重复，则可再从表查另一行或一列随机数字，作为作为8个处理在第二区组内的排列次序。个处理在第二区组内的排列次序。 多于多于9个处理的试验，可同样查

29、随机数字表。如有个处理的试验，可同样查随机数字表。如有12个处理，个处理，可查得任何一页的一行，去掉可查得任何一页的一行，去掉00、97、98、99后即得后即得12个个处理排列的次序。例如该表第处理排列的次序。例如该表第4页第页第79行，每次读两位，得行，每次读两位，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，在这些随机数字中，除了将在这些随机数字中，除了将97等数字除去外，其余凡大于等数字除去外，其余凡大于12的数均被的数均被12除后得余数，将重复数

30、字划去，所得随机排列为除后得余数，将重复数字划去，所得随机排列为3、12、5、6、2、1、7、8、10、4、9、11，最后一个数字乃随，最后一个数字乃随机查出机查出11个数字后自动决定的。个数字后自动决定的。 随机区组在田间布置时，应考虑到试验精确度与工作随机区组在田间布置时，应考虑到试验精确度与工作便利等方面，以前者为主。便利等方面，以前者为主。 在通常情况下，采用方形区组和狭长形小区能提高试在通常情况下，采用方形区组和狭长形小区能提高试验精确度。在有单向肥力梯度时，亦是如此，但必须注意验精确度。在有单向肥力梯度时，亦是如此，但必须注意使区组的划分与梯度垂直，而区组内小区长的一边与梯度使区组

31、的划分与梯度垂直，而区组内小区长的一边与梯度平行平行(图图2.8)。这样既能提高试验精确度，同时亦能满足工。这样既能提高试验精确度，同时亦能满足工作便利的要求。如处理数较多，为避免第一小区与最末小作便利的要求。如处理数较多，为避免第一小区与最末小区距离过远，可将小区布置成两排区距离过远，可将小区布置成两排(图示图示2.9)。 74211317368548732164524887566532图图2.8 8个品种个品种4 4个重复的随机区组排列个重复的随机区组排列 肥力梯度 38110715149613416112125图图2.9 16个品种个品种3个重复的随机区组，小区布置成两排个重复的随机区组

32、，小区布置成两排(三三) 拉丁方设计拉丁方设计(latin square design) 拉丁方设计将处理从纵横二个方向排列为区组拉丁方设计将处理从纵横二个方向排列为区组(或重复或重复)，使每个处理在每一列和每一行中出现的次数相等（通常一次），使每个处理在每一列和每一行中出现的次数相等（通常一次），所以它是比随机区组多一个方向局部控制的随机排列的设计。所以它是比随机区组多一个方向局部控制的随机排列的设计。如图如图2.10所示为所示为55拉丁方。拉丁方。 CDAEBECDBABAECDBACDEDEBAC图图2.10 55拉丁方拉丁方优点优点: :精确度高精确度高缺点缺点: :缺乏伸缩性缺乏伸缩

33、性 拉丁方设计的通常应用范围只限于拉丁方设计的通常应用范围只限于48个处理。当在个处理。当在采用采用4个处理的拉丁方设计时，为保证鉴别差异的灵敏度，个处理的拉丁方设计时，为保证鉴别差异的灵敏度，可采用复拉丁方设计，即用可采用复拉丁方设计，即用2个个(44)拉丁方。拉丁方。 第一直行和第一横行均为顺序排列的拉丁方称标准方。第一直行和第一横行均为顺序排列的拉丁方称标准方。拉丁方甚多，但标准方较少。如拉丁方甚多，但标准方较少。如33只有一个标准方。只有一个标准方。A B CB C AC A B 将每个标准方的横行和直行进行调换，可以将每个标准方的横行和直行进行调换，可以化出许多不同的拉丁方。一般而论

34、，每个化出许多不同的拉丁方。一般而论，每个kk标标准方，可化出个不同的拉丁方。准方，可化出个不同的拉丁方。 不同处理数的拉丁方的随机略有不同，一般按以下不同处理数的拉丁方的随机略有不同，一般按以下所示步骤进行：所示步骤进行： (44)拉丁方：拉丁方： 随机取随机取4个标准方中的一个，随个标准方中的一个，随机所有直行及第机所有直行及第2、3、4横行，也可以随机所有横行和横行，也可以随机所有横行和直行，再随机处理。直行，再随机处理。 (55)及更高级拉丁方：及更高级拉丁方： 随机所有直行、横行和随机所有直行、横行和处理。处理。 设有设有5个品种分别以个品种分别以1、2、3、4、5代表，拟用拉丁代表

35、，拟用拉丁方排列进行比较试验。方排列进行比较试验。 取上面所列的取上面所列的(55)选择标准方。选择标准方。 从随机数字表中，以铅笔尖任意落于一行，查随机从随机数字表中，以铅笔尖任意落于一行，查随机数字，将数字，将0和大于和大于5的数字去掉，得的数字去掉，得1、4、5、3、2，即，即为直行的随机。为直行的随机。 再点一行，如得再点一行，如得5、1、2、4、3，即为横行的随机。，即为横行的随机。 再点一行，得再点一行，得2、5、4、1、3，即为品种随机。，即为品种随机。 将将(55)选择标准方按上面三个随机步骤，就得到所选择标准方按上面三个随机步骤，就得到所需的拉丁方排列需的拉丁方排列(图图2.

36、11)。1.选择标准方选择标准方2.按随机数字按随机数字14532调调整整直直行行3.按随机数字按随机数字51243调调整整横横行行4.按随机数字按随机数字2=A，5=B，4=C1=D，3=E，排列品种，排列品种ABCDEADECBEBADC35214BAECDBCDEAADECB21345CDAEBCEBADBCDEA54132DEBACDACBEDACBE12453ECDBAEBADCCEBAD43521图2.11 （55）拉丁方的随机(四四) 裂区设计裂区设计(split-plot design) 裂区设计是多因素试验的一种设计形式。裂区设计是多因素试验的一种设计形式。 在多因素试验中在

37、多因素试验中,处理组合数较多而又有一些特殊要求时，处理组合数较多而又有一些特殊要求时，往往采用裂区设计。往往采用裂区设计。主区主区( main plot )( main plot ) 按主处理所划分的小区称为主区，亦称整区按主处理所划分的小区称为主区，亦称整区. 副区副区 主区内按各副处理所划分的小区称为副区，亦称裂区主区内按各副处理所划分的小区称为副区，亦称裂区 (split-plot)。 在裂区设计时先按第一个因素设置各个处理在裂区设计时先按第一个因素设置各个处理(主处理主处理)的小的小区；然后在这主处理的小区内引进第二个因素的各个处理区；然后在这主处理的小区内引进第二个因素的各个处理(副

38、副处理处理)的小区的小区. 通常在下列几种情况下，应用裂区设计通常在下列几种情况下，应用裂区设计:(1)在一个因素的各种处理比另一因素的处理可能需要更大在一个因素的各种处理比另一因素的处理可能需要更大的面积时，为了实施和管理上的方便而应用裂区设计。的面积时，为了实施和管理上的方便而应用裂区设计。(2) 试验中某一因素的主效比另一因素的主效更为重要，而试验中某一因素的主效比另一因素的主效更为重要，而要求更精确的比较，或二个因素间的交互作用比其主效要求更精确的比较，或二个因素间的交互作用比其主效是更为重要的研究对象时，亦宜采用裂区设计，将要求是更为重要的研究对象时，亦宜采用裂区设计，将要求更高精确

39、度的因素作为副处理，另一因素作为主处理。更高精确度的因素作为副处理，另一因素作为主处理。(3) 根据以往研究，得知某些因素的效应比另一些因素的效根据以往研究，得知某些因素的效应比另一些因素的效应更大时，亦适于采用裂区设计，将可能表现较大差异应更大时，亦适于采用裂区设计，将可能表现较大差异的因素作为主处理。的因素作为主处理。 下面以品种与施肥量两个因素的试验说明裂区设计。如下面以品种与施肥量两个因素的试验说明裂区设计。如有有6个品种，以个品种，以1、2、3、4、5、6表示，有表示，有3种施肥量，以种施肥量，以高、中、低表示，重复高、中、低表示，重复3次，则裂区设计的排列可如次，则裂区设计的排列可

40、如图图2.12。图中先对主处理图中先对主处理(施肥量施肥量)随机，后对副处理随机，后对副处理(品种品种)随机，每随机，每一重复的主、副处理随机皆独立进行。一重复的主、副处理随机皆独立进行。 裂区设计在小区排列方式上可有变化，主处理与副处裂区设计在小区排列方式上可有变化，主处理与副处理亦均可排成拉丁方，这样可以提高试验的精确度。尤其理亦均可排成拉丁方，这样可以提高试验的精确度。尤其是主区，由于其误差较大，能用拉丁方排列更为有利。主、是主区，由于其误差较大，能用拉丁方排列更为有利。主、副区最适于拉丁方排列的多因素组合有副区最适于拉丁方排列的多因素组合有52、53、54、62、63、72、73等。等

41、。1 5 2 5 4 1 2 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图2.12 施肥量与品种二因素试验的裂区设计（施肥量为主区，品种为副区；、代表重复）(五五) 再裂区设计再裂区设计(split-split plot design) 裂区设计若再需引进第三个因素的试验，可以进一步裂区设计若再需引进第三个因素的试验，可以进一步做成再裂区，即在裂区内再划分为更小单位的小区，称为做成再裂区，即在裂区内再划分为更小单位的小区，称为再裂区再裂区( s

42、plit-split plot design )( split-split plot design )，然后将第三个因素的各个处，然后将第三个因素的各个处理理(称为副副处理），随机排列于再裂区内，这种设计称为称为副副处理），随机排列于再裂区内，这种设计称为再裂区设计再裂区设计。 举例说明再裂区设计设计步骤举例说明再裂区设计设计步骤 设有设有3种肥料用量以种肥料用量以A1、A2、A3表示，作为主处理表示，作为主处理(a=3)，重复重复3次即次即3个区组个区组(r=3)；4个小麦品种以个小麦品种以B1、B2、B3、B4表示，作为副处理表示，作为副处理(b=4)；2种播种密度以种播种密度以C1、C2

43、表示，作为副副处理表示，作为副副处理(c=2)，作再裂区，作再裂区设计。设计。(1)先将试验田先将试验田(地地)划分为等于重复次数的区组，每一区组划分为等于重复次数的区组，每一区组划分为等于主处理数目的主区，每一主区安排一个主处划分为等于主处理数目的主区，每一主区安排一个主处理。本例，先将试验地划分为三个区组，每一区组划分理。本例，先将试验地划分为三个区组，每一区组划分为为3个主区，每一主区安排一种肥料用量。个主区，每一主区安排一种肥料用量。(2) 每一主区划分为等于副处理数目的裂区每一主区划分为等于副处理数目的裂区(即副区即副区)，每一，每一裂区安排一个副处理。本例，每一主区划分为裂区安排一

44、个副处理。本例，每一主区划分为4个裂区，个裂区，每一裂区安排一个小麦品种。每一裂区安排一个小麦品种。(3) 每裂区再划分为等于副副处理数目的再裂区，每一再裂每裂区再划分为等于副副处理数目的再裂区，每一再裂区安排一个副副处理。本例，每一裂区再划分为区安排一个副副处理。本例，每一裂区再划分为2个再裂个再裂区，每一再裂区安排一种密度。全部处理都用随机区组区，每一再裂区安排一种密度。全部处理都用随机区组排列，如图排列，如图2.13所示。所示。B2C1B2C2B3C2B3C1B2C1B2C2A2B4C2B4C1A3B2C1B2C2A1B3C2B3C1B3C2B3C1B1C2B1C1B4B2B4C1B1C

45、1B1C2B4C1B4C2B1C1B1C2B3C1B3C2B2C1B2C2B2C2B2C1A1B2C2B2C1A2B4C2B4C1A3B3C2B3C1B4C2B4C1B1C2B1C1B4C1B4C2B1C1B1C2B3C1B3C2B1C1B1C2B2C2B2C1B4C1B4C2B3C2B3C1A3B1C2B1C1A1B3C2B3C1A2B2C1B2C2B3C1B3C2B2C1B2C2B4C2B4C1B4C1B4C2B1C2B1C1B1C1B1C2图2.13 小麦肥料用量（A）、品种（B）和密度（C）的再裂区设计第四节第四节 田间试验的实施田间试验的实施 一、田间试验计划的制订一、田间试验计划的

46、制订 二、试验地的准备和田间区划二、试验地的准备和田间区划 三、种子准备三、种子准备 四、播种或移栽四、播种或移栽 五、栽培管理五、栽培管理 六、收获及脱粒六、收获及脱粒一、田间试验计划的制订一、田间试验计划的制订(一一) 田间试验计划的内容田间试验计划的内容一般包含以下项目：一般包含以下项目：(1) 试验名称试验名称(2) 试验目的及其依据，包括现有的科研成果、发展趋势以及预期的试验结果试验目的及其依据，包括现有的科研成果、发展趋势以及预期的试验结果(3) 试验年限和地点试验年限和地点(4) 试验地的土壤、地势等基本情况和轮作方式及前作状况试验地的土壤、地势等基本情况和轮作方式及前作状况(5

47、) 试验处理方案试验处理方案(6) 试验设计和小区技术试验设计和小区技术(7) 整地播种施肥及田间管理措施整地播种施肥及田间管理措施(8) 田间观察记载和室内考种、分析测定项目及方法田间观察记载和室内考种、分析测定项目及方法(9) 试验资料的统计分析方法和要求试验资料的统计分析方法和要求(10) 收获计产方法收获计产方法(11) 试验的土地面积、需要经费、人力及主要仪器设备试验的土地面积、需要经费、人力及主要仪器设备(12) 项目负责人、执行人项目负责人、执行人(二二) 编制种植计划书编制种植计划书 种植计划书把试验处理安排到试验小区作为试验记载种植计划书把试验处理安排到试验小区作为试验记载簿

48、之用。簿之用。 内容：内容：l肥料、栽培、品种、药剂比较等试验的种植计划书：处肥料、栽培、品种、药剂比较等试验的种植计划书：处理种类理种类(或代号或代号)、种植区号、种植区号(或行号或行号)、田间记载项目等；、田间记载项目等；l育种工作各阶段育种工作各阶段(除品种比较除品种比较)的试验：今年种植区号的试验：今年种植区号(或或行号行号)、去年种植区号、去年种植区号(或行号或行号)、品种或品系名称、品种或品系名称(或组合或组合代号代号)、来源、来源(原产地或原材料原产地或原材料)以及田间记载项目等。以及田间记载项目等。u不论哪种试验，都应按其应包括的项目依上述次序划不论哪种试验，都应按其应包括的项

49、目依上述次序划出表格。出表格。 二、试验地的准备和田间区划二、试验地的准备和田间区划图图2.15小麦品种比较试验田间种植图小麦品种比较试验田间种植图NG小小麦麦良良种种G区区组组623415区区组组342165G道道繁繁育育区区G46153区区组组214653区区组组2G路路G道道路路三、种子准备三、种子准备在品种试验及栽培或其它措施的试验中，须事先测定各在品种试验及栽培或其它措施的试验中，须事先测定各品种种子的千粒重和发芽率。品种种子的千粒重和发芽率。按照种植计划书按照种植计划书(即田间记载本等即田间记载本等)的顺序准备种子，避免的顺序准备种子，避免发生差错。发生差错。 需要药剂拌种以防治苗

50、期病虫害的，应在准备种子时作需要药剂拌种以防治苗期病虫害的，应在准备种子时作好拌种，以防止苗期病虫害所致的缺苗断垄。好拌种，以防止苗期病虫害所致的缺苗断垄。准备好当年播种材料的同时，须留同样材料按次序存放准备好当年播种材料的同时，须留同样材料按次序存放仓库，以便遇到灾害后补种时应用。仓库，以便遇到灾害后补种时应用。四、播种或移栽四、播种或移栽播种时应力求种子分布均匀，深浅一致，播种时应力求种子分布均匀，深浅一致，如要进行移栽，取苗时要力求挑选大小均匀的秧如要进行移栽，取苗时要力求挑选大小均匀的秧苗，以减少试验材料的不一致；苗，以减少试验材料的不一致；整个试验区播种或移栽完毕后，应立即播种或移整