田间试验的设计与实施 .ppt

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1、田间试验的设计与实施 现在学习的是第1页，共53页第一节第一节 田间试验的特点和要求田间试验的特点和要求存在试验误差存在试验误差;一.田间试验的特点试验的复杂性试验的复杂性;试验的地区性试验的地区性;试验的周期长，具有季节性试验的周期长，具有季节性;现在学习的是第2页，共53页 试验的目的要明确试验的目的要明确试验要有代表性试验要有代表性试验的结果要正确试验的结果要正确试验结果要能够重复试验结果要能够重复二、田间试验的基本要求二、田间试验的基本要求现在学习的是第3页，共53页第二节第二节 田间试验的误差与土壤差异田间试验的误差与土壤差异一、田间试验的误差一、田间试验的误差1、田间试验的误差来源

2、、田间试验的误差来源试验材料固有的差异试验材料固有的差异试验实施的不一致性试验实施的不一致性外界条件的差异外界条件的差异现在学习的是第4页，共53页选择同质的试验材料；选择同质的试验材料；2 2、控制田间试验误差的途径、控制田间试验误差的途径控制引起差异的外界主要因素；控制引起差异的外界主要因素；改进操作和管理技术，使之标准化；改进操作和管理技术，使之标准化；现在学习的是第5页，共53页引起误差的外界因素中，土壤差异是最引起误差的外界因素中，土壤差异是最主要的又是较难控制的。如能控制土壤主要的又是较难控制的。如能控制土壤差异、减少土壤差异对处理的影响，就差异、减少土壤差异对处理的影响，就可以有

3、效地降低误差，增加试验的精确可以有效地降低误差，增加试验的精确度。度。现在学习的是第6页，共53页二、二、试验地的土壤差异试验地的土壤差异 1.1.土壤差异的表现土壤差异的表现土壤差异的表现土壤差异的表现斑块差异斑块差异2.2.土壤差异的估测土壤差异的估测空白试验空白试验梯度差异梯度差异目测目测现在学习的是第7页，共53页(3)(3)应用良好的试验设计和相应的统计应用良好的试验设计和相应的统计 分析方法。分析方法。目前在控制土壤差异上，采取的措施有：目前在控制土壤差异上，采取的措施有：(1)选择合适的试验地；选择合适的试验地；(2)采用适当的小区技术；采用适当的小区技术；现在学习的是第8页，共

4、53页三、试验地的选择与培养三、试验地的选择与培养有代表性；有代表性；土壤质地均匀，肥力一致；土壤质地均匀，肥力一致；有土地利用的历史记录；有土地利用的历史记录；地势平整；地势平整；位置适当；位置适当；进行空白试验；进行空白试验；采用轮换制；采用轮换制；现在学习的是第9页，共53页第三节、田间试验设计的基本原则第三节、田间试验设计的基本原则指整个试验研究课题的指整个试验研究课题的设计，包括确定试验处设计，包括确定试验处理的方案，小区技术，理的方案，小区技术，以及其相应的资料收集以及其相应的资料收集整理和统计分析的方法整理和统计分析的方法等等。专指小区技术，特指小区技术，特别是重复区和试验别是重

5、复区和试验小区的排列方法小区的排列方法。有效控制土壤差异，有效控制土壤差异，降低试验误差降低试验误差田间试验设计田间试验设计现在学习的是第10页，共53页 一、重复一、重复估计试验误差估计试验误差降低试验误差降低试验误差田间试验的重复次数是指试验中同一田间试验的重复次数是指试验中同一 个处理所种植的小区数。个处理所种植的小区数。重复的作用：重复的作用：现在学习的是第11页，共53页二、随机排列二、随机排列指一个指一个区组区组中每一个处理都有同等的机会设置在中每一个处理都有同等的机会设置在任何一个试验小区上，即重复中的某一个处理究竟任何一个试验小区上，即重复中的某一个处理究竟安排在哪一个小区，不

6、要有主观成见，完全由随机安排在哪一个小区，不要有主观成见，完全由随机的方法确定。的方法确定。随机的作用随机的作用获得无偏的试验误差估计值获得无偏的试验误差估计值现在学习的是第12页，共53页三、局部控制三、局部控制 局部控制就是将整个试验环境划分成若干局部控制就是将整个试验环境划分成若干个肥力相对一致的小环境，再在小环境内个肥力相对一致的小环境，再在小环境内设置成套处理。分范围分地段控制非处理设置成套处理。分范围分地段控制非处理因素，使其对个处理的影响趋于最大程度因素，使其对个处理的影响趋于最大程度的一致。的一致。现在学习的是第13页，共53页每一区组再按试验处理数目划分每一区组再按试验处理数

7、目划分小区小区，一个小区随机安排一个处理。一个小区随机安排一个处理。将整个试验环境分成若干个最为一致的将整个试验环境分成若干个最为一致的 小环境，称为小环境，称为区组区组。实实 施：施：现在学习的是第14页，共53页土壤肥力梯度方向肥瘦区组1区组2区组3现在学习的是第15页，共53页重重 复复随机排列随机排列局部控制局部控制无偏估计误差无偏估计误差有效降低误差有效降低误差现在学习的是第16页，共53页第四节第四节 控制土壤差异的小区技术控制土壤差异的小区技术一、试验小区的面积一、试验小区的面积在田间试验中，安排一个处理的小块地在田间试验中，安排一个处理的小块地段称为段称为试验小区试验小区。现在

8、学习的是第17页，共53页二、小区的形状和方向二、小区的形状和方向小区的方向专指长方形小区而言，指小区的方向专指长方形小区而言，指 长方形小区长边的方向。长方形小区长边的方向。小区的形状有长方形和正方形两种小区的形状有长方形和正方形两种；现在学习的是第18页，共53页三、重复次数三、重复次数100 80 60 40 20 00 20 40 60 80 100 120重复次数重复次数平均数的误差 试验设置重复试验设置重复次数越多，试次数越多，试验误差越小。验误差越小。但在实际运用但在实际运用时，并非重复时，并非重复越多越好越多越好。现在学习的是第19页，共53页四、对照区的设置四、对照区的设置作

9、为试验中处理间比较标准称做作为试验中处理间比较标准称做对照。对照。设置对照的目的：设置对照的目的：在田间对各处理进行比较时，有利于作为在田间对各处理进行比较时，有利于作为 衡量品种或处理优劣的标准；衡量品种或处理优劣的标准；利用对照区估计和矫正试验地的土壤差异利用对照区估计和矫正试验地的土壤差异；现在学习的是第20页，共53页五、保护行的设置五、保护行的设置试验地和试验小区四周种植的不计产区域试验地和试验小区四周种植的不计产区域称为称为保护行保护行。保护行的作用：保护行的作用：保护试验材料不受外来因素的损害；保护试验材料不受外来因素的损害；防止靠近试验田四周的小区受到空旷地防止靠近试验田四周的

10、小区受到空旷地 的特殊环境的影响，即减少边际效应；的特殊环境的影响，即减少边际效应；现在学习的是第21页，共53页六、重复区六、重复区(区组区组)与试验小区的排列与试验小区的排列 将全部处理排列于土壤肥力相对一致的一个区将全部处理排列于土壤肥力相对一致的一个区域内，是控制土壤差异最简单而有效的方法之一，域内，是控制土壤差异最简单而有效的方法之一，这个区域就称作这个区域就称作 重复区（区组）重复区（区组）。重复区可排成一排，也可排成两排或多排重复区可排成一排，也可排成两排或多排 现在学习的是第22页，共53页同一重复或区组内的土壤肥力应尽可能一同一重复或区组内的土壤肥力应尽可能一致，试验地的土壤

11、差异尽可能排列在重复致，试验地的土壤差异尽可能排列在重复区之间。区之间。区组间的差异大，并不增大试验误差；区组间的差异大，并不增大试验误差；而区组内的差异小，却能有效的减少误而区组内的差异小，却能有效的减少误差，因而可提高试验的精确度。差，因而可提高试验的精确度。现在学习的是第23页，共53页小区在各重复内的排列方式有小区在各重复内的排列方式有：随机排列随机排列 小区在各重复内的位置完全随机决定；小区在各重复内的位置完全随机决定；顺序排列顺序排列小区在各重复内按照同一次序排列；小区在各重复内按照同一次序排列；现在学习的是第24页，共53页ABCDDCBAACDBBDAC现在学习的是第25页，共

12、53页第五节第五节 常用的田间试验设计常用的田间试验设计一、顺序排列的试验设计法一、顺序排列的试验设计法1.1.对比设计对比设计每隔每隔2 2个供试处理设一个对照区，使每一个供试处理设一个对照区，使每一个小区与其相邻的对照直接比较。个小区与其相邻的对照直接比较。现在学习的是第26页，共53页5 5ckck 4 43 3ckck 2 21 1ckckckck 1 12 2ckck 3 34 4ckck 5 51 1ckck 2 23 3ckck 4 45 5ckck现在学习的是第27页，共53页2.2.间比设计间比设计在一条地上，排列的第一个小区和在一条地上，排列的第一个小区和最末尾的小区一定时

13、对照区，每两最末尾的小区一定时对照区，每两个对照区之间排列相同数目的处理个对照区之间排列相同数目的处理小区。小区。现在学习的是第28页，共53页ckck 1 1 2 2 3 3 4 4ckck 5 5 6 67 7 8 8 ckckckck 8 8 7 7 6 6 5 5 ckck 4 4 3 32 2 1 1 ckckckck 1 1 2 2 3 3 4 4 ckck 5 5 6 67 7 8 8 ckck8 8个处理个处理3 3次重复的间比设计（次重复的间比设计（方案方案1 1）现在学习的是第29页，共53页ckck 1 12 23 34 4ckck5 56 67 78 8ckck1 12

14、 23 34 4ckckckck8 87 76 65 5ckck 4 43 32 21 1ckck 8 87 76 65 5ckck8 8个处理个处理3 3次重复的间比设计（次重复的间比设计（方案方案2 2）现在学习的是第30页，共53页二、随机排列的试验设计二、随机排列的试验设计单因素试验单因素试验多因素试验多因素试验多因素试验多因素试验完全随机随机区组拉丁方设计裂区设计现在学习的是第31页，共53页【例如例如】假定有假定有A A、B B、C C、D D四个处理，每个处四个处理，每个处理重复理重复3 3次，采用完全随机设计，则田间排列次，采用完全随机设计，则田间排列为：为：A AB BC C

15、D DA AC CC CB BD DB BD DA A（一）完全随机设计（一）完全随机设计现在学习的是第32页，共53页 盆载试验、温室试验和实验室试验。盆载试验、温室试验和实验室试验。将各个处理随机分配到各个试验单元将各个处理随机分配到各个试验单元(或小或小区区)中，每一处理的重复数可以相等或不相中，每一处理的重复数可以相等或不相等，这种设计称做完全随机设计。等，这种设计称做完全随机设计。重复和随机重复和随机现在学习的是第33页，共53页（二）随机区组设计（二）随机区组设计按照局部控制的原则，将整个试验地分成按照局部控制的原则，将整个试验地分成与重复数相等的区组，然后把每一个区组与重复数相等

16、的区组，然后把每一个区组划分成与处理数相等的小区。划分成与处理数相等的小区。现在学习的是第34页，共53页实施步骤：实施步骤：1.划分区组划分区组 区组数重复数；区组数重复数；区组的走向与土壤肥力梯度相垂区组的走向与土壤肥力梯度相垂 直；区组内的差异尽可能的小，直；区组内的差异尽可能的小，区组间的差异尽可能的大。区组间的差异尽可能的大。现在学习的是第35页，共53页小区的长边与土壤肥力梯度平行；小区的长边与土壤肥力梯度平行；3.3.处理的设置处理的设置区组内每一个小区随机安排一个处理，各区组区组内每一个小区随机安排一个处理，各区组内的随机独立进行；内的随机独立进行；4.4.区组的设置区组的设置

17、不同的区组可以设置在不同的地段上，而同一区组不同的区组可以设置在不同的地段上，而同一区组内的各个小区必须设置在同一地段上。内的各个小区必须设置在同一地段上。2.2.小区的划分小区的划分小区数处理数；小区数处理数；现在学习的是第36页，共53页【例如】假定有假定有A A、B B、C C、D D、E E五个处理，每五个处理，每个处理重复个处理重复3 3次，采用随机完全区组设计，则田次，采用随机完全区组设计，则田间排列为：间排列为：肥瘦ABCDECBAEDECDAB现在学习的是第37页，共53页随机区组设计的主要优点随机区组设计的主要优点：单因素、多因素试验都可应用单因素、多因素试验都可应用符符合合

18、试试验验设设计计的的三三条条基基本本原原则则，能能提提供供无无偏偏 的的误误差差估估计计，并并能能有有效效地地减减少少单单向向土土壤壤肥肥力力 差差异异的影响，提高试验的精确度的影响，提高试验的精确度。现在学习的是第38页，共53页 容容易易分分析析，如如果果由由于于某某种种偶偶然然事事故故而而损损失失 某某一一处处理理或或某某一一区区组组时时，可可以以将将该该试试验验看看 成成本本来来就就没没有有这这个个处处理理或或区区组组，仍仍可可进进行行 分析。分析。对试验地的地形要求不严，平地或山地均对试验地的地形要求不严，平地或山地均 可采用，必要时不同区组可分散设置在不同地段上。可采用，必要时不同

19、区组可分散设置在不同地段上。现在学习的是第39页，共53页随机区组设计的主要缺点：随机区组设计的主要缺点：只能控制一个方向的土壤差异。只能控制一个方向的土壤差异。不不允允许许处处理理数数太太多多，如如果果处处理理数数目目过过大大，区区组组内内的的环环境境变变异异就就会会增增加加，于于是是区区组组就就会会丧丧失局部控制的功能，使误差增大。失局部控制的功能，使误差增大。现在学习的是第40页，共53页（三）拉丁方设计（三）拉丁方设计从行和列两个方向上排列成区组或重从行和列两个方向上排列成区组或重复，而每一处理在每一行或列都只占复，而每一处理在每一行或列都只占有一个小区，处理在各区组的排列是有一个小区

20、，处理在各区组的排列是随机的。随机的。现在学习的是第41页，共53页C CD DA AE EB BE EC CD DB BA AB BA AE EC CD DA AB BC CD DE ED DE EB BA AC C 行区组列列 区区 组组5X5 拉丁方现在学习的是第42页，共53页拉丁方设计的特点拉丁方设计的特点：处理数处理数=重复数重复数=行区组数行区组数=列区组数；列区组数；精确度高；精确度高；现在学习的是第43页，共53页拉丁方设计的缺点：拉丁方设计的缺点：缺乏伸缩性缺乏伸缩性 处理数处理数=重复数；重复数；缺乏随机区组设计的灵活性缺乏随机区组设计的灵活性 这种试验设计，不能将一行或

21、一列分开设这种试验设计，不能将一行或一列分开设置；中部小区往往不易接近，观察记载和置；中部小区往往不易接近，观察记载和田间管理都不方便。田间管理都不方便。现在学习的是第44页，共53页选择标准方选择标准方A B C DB C D AC D A BD A B C【例如例如】设某一试验，有设某一试验，有4 4个处理，分别以个处理，分别以1 1、2 2、3 3、4 4表示，试做拉丁方设计。表示，试做拉丁方设计。现在学习的是第45页，共53页列随机列随机用随机的方法得到随机数字用随机的方法得到随机数字2 2、4 4、1 1、3 3，按随机数，按随机数字的顺序把标准方的列做相应的调整。字的顺序把标准方的

22、列做相应的调整。ABCDBCDACDABDABCB D A CC A B DD B C AA C D B现在学习的是第46页，共53页行随机行随机用随机的方法得到随机数字用随机的方法得到随机数字3 3、2 2、4 4、1 1，把列随，把列随机得到的拉丁方机得到的拉丁方 ，按随机数字进行的调整，得到，按随机数字进行的调整，得到拉丁方拉丁方.D D B B C C A AC C A A B B D DA A C C D D B BB B D D A A C CB BD D A A C CC CA A B B D DD DB B C C A AA AC C D D B B现在学习的是第47页，共53

23、页处理随机处理随机若得随机数字为若得随机数字为4 4、3 3、1 1、2 2，表示，表示A=4,B=3,C=1,D=2.A=4,B=3,C=1,D=2.将将4 4个处理代入，得到个处理代入，得到拉丁方拉丁方。2 2 3 3 1 1 4 41 1 4 4 3 3 2 24 4 1 1 2 2 3 33 3 2 2 4 4 1 1D D B B C C A AC C A A B B D DA A C C D D B BB B D D A A C C现在学习的是第48页，共53页（四）裂区设计（四）裂区设计v先按第一个因素设置各个处理（主处理）先按第一个因素设置各个处理（主处理）的小区；的小区；v然

24、后在这主处理的小区内引进第二个因素的各然后在这主处理的小区内引进第二个因素的各个处理（副处理），就是主处理的小区内分设与个处理（副处理），就是主处理的小区内分设与副处理数目相等的更小的小区。副处理数目相等的更小的小区。现在学习的是第49页，共53页【例如】主因素主因素A有有A1、A2、A3三个水三个水平平;副因素副因素B有有B1、B2两个水平两个水平;4次次重复重复,裂区设计裂区设计.v主处理所分的小区称为主区（整区），主区主处理所分的小区称为主区（整区），主区内个副处理所分的小区称为副区（裂区）。内个副处理所分的小区称为副区（裂区）。现在学习的是第50页，共53页A1 A2 A3A2 A1

25、A3A3 A2 A1A2 A1 A3 B1B2B2B1B1B2B1B2B2B1B1B2B1B2B1B2B2B1B2B1B2B1B2B1现在学习的是第51页，共53页A1B3A1B3A1B2A1B2A3B1A3B1A3B2A3B2A2B4A2B4A2B3A2B3A1B1A1B1A1B4A1B4A3B3A3B3A3B4A3B4A2B1A2B1A2B2A2B2A3B1A3B1A3B3A3B3A2B4A2B4A2B3A2B3A1B2A1B2A1B3A1B3A3B4A3B4A3B2A3B2A2B1A2B1A2B2A2B2A1B4A1B4A1B1A1B1 【例如】A A为主因素，有为主因素，有A1A1、A2A2、A3A3三个水平；三个水平；B B为副因素，有为副因素，有B1B1、B2B2、B3B3、B4B4四个水平；四个水平；2 2次重复次重复;裂区设计如下裂区设计如下:现在学习的是第52页，共53页裂区设计在小区的排列方式上可有变裂区设计在小区的排列方式上可有变 化，主处理和副处理均可排列成拉丁化，主处理和副处理均可排列成拉丁 方或随机区组；方或随机区组；副区的比较比主区更为精确；副区的比较比主区更为精确；现在学习的是第53页，共53页