第二章田间试验的设计与实施

第二步：因为主处理 有3个，所以在每个 区组内划分3个主区
第三步：因为有3个 副处理，所以在每一 主区内划分3个副区
第四步：主处理在每 一重复的主区内随机 排列，副处理在每一 主区内的副内随排列
走
道
护
保 护
B2
B3
B1
保 护Hale Waihona Puke Baidu
护
行 A3 A2 A1 A2 A3 A1 A3 A1 A2 行
走
道
道保 护
B2
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第五节 常用的田间试验设计
一、顺序排列的试验设计
一）对比试验设计 二）间比试验设计
二、随机排列的试验设计
一）完全随机试验设计 二）随机区组试验设计 三）裂区试验设计
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一、顺序排列的试验设计
一) 对比法设计(contrast design)
1、设计特点：每一供试处理的 小区均直接按某种顺序排列于 对照区的旁边，即每隔两个处 理小区有一对照区，重复间的 小区排列有阶梯式和逆向式两 种排列方法
注意：在裂区设计中由于副区之间的试验条件比主区之间更为接近，因此，副
区的试验误差小于主区的试验误差，所以我们常把研究因素中比较重要的那个因
素放在副区内称为副处理。
案例：为研究小麦新品种豫农202的高产栽培措施，现设置一试验，其中 密度设置3个水平分别为A1、A2、A3灌水量设置3个水平，分别为B1、 B2、B3，要求重复3次，试设计一个合理的田间试验
增加到一定程度误差减少的幅度变小，因此，小 区面积不能无限增大 。
二、小区的形状
小区面积
1、小区的形状：是指小区长度与宽度的比例
2、小区的种类： 长方形小区、正方形小区
3、长方形小区的长宽比： 3-10 : 1
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长方形小区 正方形小区
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五、保护行的设置
1、设置保护行的目的 （1）保护试验材料免受人畜损害 （2）减少边际效应的影响 2、设置保护行原则
二、随机排列原则
1、定义： 是指一个处理或处理组合被安排在哪一个试验小区靠随 机方法确定，而不受人的主观影响
2、随机排列的作用 （1）避免系统误差 （2）随机排列与重复相结合可以提供一个无偏的试验误差无偏估值 3、随机排列的方法 （1）随机数字表法 （2）抽签法
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三、局部控制原则
分析：按品种的生育期对品种进行编号，分别用1、2、3、4、5、6、7、8表示对 照用CK表示
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间
比 试 验 田 间
保
保
走 护 CK 1 2 3 4 CK 5 6 7
行
护
8 CK
保
保
护走
行
护
种
植 图
行
道
保 护 CK
8
7
6
5 CK
4
3
2
1 CK
保 护道 行
行
行
2、对比试验设计的优缺点 优点：设计简单，相对于对比法可容纳更多的处理 缺点：没有满足田间试验设计的随机原则，无法正确地估计试验误差 3、应用范围：主要用于育种的前期阶段，材料较多而精确度要求相对较低， 如鉴定圃
1、定义： 指分范围分地段控制非处理因素，使这些非处理因素对处理的 影响能够最大限度趋向一致
2、局部控制方法： 将试验地划分成等于重复数的区组，各处理在一个区 组内只出现一次，区组内的小区数等于处理数
注意： 划分区组时应使区组的长边 应与肥力梯度垂直，小区的 高 长边应与肥力梯度平行
3、局部控制的作用 可有效降低由于试验地肥力
CB A E C A D BE A DC E DB
95
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1 15 7
3 10 6 13 2
12 8 14 11 4
2、完全随机试验设计的优缺点 优点：完全随机设计中各处理或处理组合的重复数可以相等，也可 以不等，方便灵活 缺点：由于没有设置区组，所以就没有局部控制，不能效地控制试 验误差
3、完全随机试验设计的应用范围：此种设计适用于各试验单位的性质 各试验条件均匀一致的试验中，如：盆栽试验，室内实验
二）随机区组试验设计
案例：
现有一试验：有A、B、C、D、E 5个小麦新品种，需比较它们在产量上 是否存在显著差异，重复3次，试验地具有趋向式肥力差异，试采用合 适的田间试验设计
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2
ck 1
护 行
2、对比试验设计优缺点
优点： 每一处理均于对照相邻，这样易于观察比较，且精确度高，设计简单
缺点： （1） CK的小区太多，增加了土地使用面积 （2）处理的排列不随机，没有满足田间试验的随机原则，所以不能正确 地估计出试验误差，从而无法应用统计分析进行显著性测验
3、应用范围：多应用于少数品种的预试比较试验和生产示范试验
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第三节 田间试验设计的原则
一、重复原则(replication)
1、定义：试验中同一处理种植的小区数即为重复次数 2、重复的作用 （1）估计试验误差 （2）降低试验误差，提高试验精确度 （3）估计处理效应 3、重复次数的确定
田间试验：3-4次为宜 实验室实验：5-6次为宜
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差异而引的试验误差，提高
低
试验准确性
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第四节 控制土壤差异的小区技术
一、试验小区的面积
1、试验小区（experimental plot）：在田间试验中，安排一个处理的小块 地段称试验小区，简称小区(plot)
2、小区面积与试验误差的关系 试验误差随着小区面积的增加而减小，但面积 CV
(1)选择肥力均匀的试验地 (2)试验中采用适当的小区技术 (3)应用良好的试验设计和相应的统计分析
业
事 奋
斗成
自来功
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二、试验地的土壤肥力差异
一)土壤肥力差异的测定 测定方法：空白试验
二)土壤肥力差异的产生
1、土壤在形成过程中造成的差异
高
2、土壤利用过程中造成的土壤肥力差异
三）土壤肥力差异的种类
第二章 田间试验的设计与实施
田间试验的特点和要求 田间试验的误差与土壤差异 田间试验设计的原则 控制土壤差异的小区技术 常用的田间试验设计
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学
无
止
境
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第二节 田间试验的误差与土壤差异
一、田间试验的误差
一）试验误差的概念
1、试验误差：由于偶然性因素或其它不可控制的环境条件造成的观测 值偏离处 理真值的部分。
（3）若一个因素较另一个因素的效应更大时，应采用裂区试验设计
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本章小结
重点掌握内容
1、两个概念：试验误差，系统误差 2、田间试验误差的来源及其控制措施 3、土壤肥力差异的测验方法，土壤肥力差异的表现形式 4、田间试验设计的原则及其作用 5、常用的5种田间试验设计方法
思考题
1、采取哪些综合措施可以有效降低田间试验误差和消除系统误差？ 2、针对不同的试验如何选择合理的田间试验设计，依据是什么？
2、系统误差：在一次试验中某个处理或某几个处理的观测值重复定向 出现偏高或偏低的现象。
注意：由试验误差的概念我们知道，系统误差多数是由人为主观因
素造成的，所以系统误差是可以消除的。而试验误差是不可以消除
的，但是我们只要了解试验误差的来源并采取相应的措施，就可以
降低试验误差，从而达到提高试验精确度和准确度的目的。
作业：P34页，2.2；2.6；2.7
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河南省小麦区试试验
随机区组试验设计
区组
处理
走道
保护行
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二、随机区组试验设计的优点 1.设计简单，易于掌握； 2.富有弹性，可适用于单因素、多因素试验； 3.可以控制单向肥力差异引起的试验误差； 4.该试验设计采用了田间试验设计的三个原则
三、随机区组试验设计的缺点 1.处理数不宜过多，一般不超过20个； 2.不能控制双向土壤差异。 四、随机区组试验设计的适用范围 对试验精确度要求较高，处理数在15个左右的 单因素和多因素试验均适用。
案例： 现有6个小麦品种进行预试试 验，我们依据株高进行编号为 1、2、3、4、5、6、对照为 CK
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保
护 行
1
ck 2
保
3 ck
4
5 ck
6
护 行
走
道
保
保
护 5 ck 6 1 ck 2 3 ck 4 护
行
行
保
护 行
1
ck 2
保
3 ck
4
5 ck
6
护 行
走
道
保
保
护 行
6
ck 5 4
ck 3
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案例分析：本试验中灌水对周围影响较大，为减少因此而造成的试验误差需设置 较大小区面积，所以应采用裂区试验设计，把灌水的各处理放在主区内，把密度 的各处理放在副区内
第一步：划分3个区组， 区组之间设置走道， 并在区组两端及四周 设置走道和保护行
保
保
高
走
保 护
B3
B1
B2
保 护走
行 A2 A1 A3 A1 A3 A2 A3 A2 A1 行
（1）保护行需设置4行以上，太少达不到预期目的 （2）成熟期应早于处理，这样保护行可提前收获，减少混杂，同 时也可减少鸟类危害
六、区组的排列
1、定义：指安排全部处理小区的相对同质的一块土地
2、区组排列的原则：同一区组内土壤肥力尽可能相对一致，区组 间土壤肥力可以有差异 3、区组的排列方式：可排成一排也可排成两排或多排，这要依据试 验地的地形及肥力差异情况而定
学
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亦 苦乐
二)田间试验的误差来源 1.试验材料固有的差异 2.试验时农事操作和管理技术的不一致所引起的差异
3.进行试验时外界条件的差异
三)控制田间试验误差的途径 1.选择同质一致的试验材料 2.改进操作和管理技术，使之标准化 3.控制引起差异的外界主要因素
田间试验过程中引起差异外界因素主要是土壤差异造成的，通常采用 以下三种措施来降低由于土壤差异引起的试验误差
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二、随机排列的试验设计
一)完全随机设计(completely random design) 1、设计特点：划分小区，小区数=处理数（或处理组合）ⅹ重复数， 把处理或处理组合随机地安排在试验小区内 案例：现有A、B、D、C、E 5个小麦品种进行产量比较试验，重复3次 案例分析：
（1）划分小区：小区数=5X3=15 （2）给每品种进行编号：A（1）,A（2）,A（3）,B（4）,B（5）,B（6）,C（7） C（8）,C（9）,D（10）,D（11）,D（12），E（13）,E（14）,E（15） （3）采用随机数字表法或摸球法产生随机数字
二) 间比法设计(interval contrast design) 1、设计特点：首尾两个小区为CK，每两个CK之间排列数目相同的处理 小区（4个或9个）；若不能将所有处理安排在同一条地块上，需设置额 外对照（EXCK），不同重复的排列可用逆向式或阶梯式
案例：现有8个玉米品种作预试试验，对照品种为郑单958，采用间比试验设计
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三)裂区试验设计(split-plot design)
1、裂区试验设计的特点 （1）划分区组：把试验地划分成区组，区组数等于重复数，区组之间设置
走道，区组两端及四周设置保护行
（2）划分主区和副区： 在每一区组内划分主区，主区等于主处理数；在每 一主区内划分副区，副区等于副处理数
（3）随机排列主处理和副处理：主处理在每一区组内的主区内随机排列，副 处理在每一主区内的副区内随机排列
低
1、趋向式肥力差异 2、斑块式肥力差异 四）减少土壤差异的措施 1、均地播种或绿肥掩青
2、试验地轮换使用
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三、试验地的选择 1、要有代表性，能够代表将来准备推广试验结果地区的 自然条件和生产条件 。 2、土壤肥力均匀，地势平坦。 3、位置适当，避开树木、高在建筑物、交通要道、容 易受人畜禽糟蹋的地方。
B1
B3
保道 护
行 A1 A3 A2 A1 A2 A3 A2 A3 A1 行
低
行
行
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2、裂区试验设计的优缺点 优点：（1）当二因素试验中有一个因素的处理要求比另一个因素的处 理更精确时，此设计可满足 （2）满足田间试验设计的三个基本原则，能够较为精确地估计 出试验差
缺点： 设计比较复杂 3、裂区试验设计的应用范围 （1）二因素试验中若一个因素比另一个因素需要更大的面积时，应采用 裂区试验设计 （2）若一个因素的处理要求比另一个因素的处理更精确时，宜采用裂区 试验设计