裂区设计 PPT
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本试验目的是研究不同施肥量水平下6个品种间的差异， 因施肥量适宜于在大的区域操作和控制，而品种适宜于小
面积小区处理，故而将施肥量作为主区因素（A因素），品 种作为副区因素（A因素），
每一重复的主、副处理随机皆独立进行。
第一步，将试验区划分为3个区组（重复），每个 区组再划分成3个主区，以安排主处理。
处理
SST SS区组 SS处理 SS误差
dfT dfr df A dfea dfB df AB dfeb
dfm dfs dfT dfA dfB dfAB dft
df A dfr dfea dfm dfB df AB dfeb dfs dfea dfeb dfe
j 副区因素B第j水平的效应
(
) A因素i水平与B因素j水平互作效应 ij
ijk 副区误差
SST SSr SSA SSea SSB SSAB SSeb
主区平方和 副区平方和
SST SS主区 SS副区
区组
误差
SST SSr SSA SSea SSB SSAB SSeb
二、裂区设计的统计分析
A1
A2
Aa
Aa
A1
A2
A2
Aa
A1
水平数 重复数
Aa n B b an
AB ab n
因此，裂区试验的任一观测值的线性模型为：
xijk k i ik j ()ij ijk
总体平均数
k 第k区组效应
i 主区因素A第i水平的效应 ik 主区误差
副区误差
分
总变异
df
n-1 a-1 (a-1)(n-1) an-1 b-1 (a-1)(b-1) a(b-1)(n-1) abn-1
二裂式裂区试验与二因素随机区组试验在分析上的不同
二裂式裂区试验有主区部分和副区部分，因而有主区误差和 副区误差，分别用于检验主区处理以及副区处理和主、副处理 互作的显著性。
试验设计与统计分析
概述 对比设计及分析 区组设计及分析 拉丁方设计及分析 裂区设计及分析（split-plot design）
正交设计及分析
一、裂区设计
裂区设计是多因素试验的一种设计形式。 在多因素试验中，如处理组合不太多，而各个因 素的效应同等重要时，采用随机区组设计。
对某一因素的要求比其它因素要求有较大的试验面积
第二步，将主区因素A（肥料）的3个水平（高、 中、低）独立随机地排列在每个区组的3个主区中。
第三步，将各区组的每个主区划分为6个副区。
第四步，将副区因素B（品种）的6个水平1、2、 3、4、5、6品种独立随机地排列在每个主区的6个副 区中，即得裂区设计的田间排列。
152541243
Ⅰ
634362651
处理间平方和：
SSt
Tt2 C n
B因素平方和：
SS B
TB2
an
C
A×B平方和： SSAB SSt SSA SSB
副区误差平方和：SSe b SST -SSm - SSB SSAB
自由度的计算：
变异来源
主
区组
区
A因素
部
主区误差
分
总变异
Leabharlann Baidu
副
B因素
区
A×B互作
部
处理；主区内再按副因素的水平数划分出副区，安排副处理。 每个主处理在每一区组中仅重复一次； 副处理在一个区组中重复的次数等于主处理的水平数。
一、裂区设计
主区 完全随机
随机区组
拉丁方排列
副区 随机区组 拉丁方排列
一、裂区设计
有一肥料与品种试验，共6个品种，分别用1、2、 3、4、5、6表示，肥料用量有3个水平，分别用高、 中、低表示，试设计裂区试验。3次重复。
高
低
中
Ⅱ 152541243
634362651
低
中
高
Ⅲ
152541243
634362651
中
高
低
图 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；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表重复）
二、裂区设计的统计分析
A1
A2
Aa
设A和B两个试验因素， A因素为主处理，a个水平， B因素为副处理，b个水平， 设n个区组， 则试验共有abn个观测值。
于安排主因素；
A1
A2
A3
在主区内再按第二个因素（副因素或副处理）的水平数划分 小区，安排副因素，主区内的小区称副区或裂区。
对第二个因素来讲，主区就是一个区组。 从整个试验所有处理组合来说，主区仅是一个不完全的区组。 这种设计将主区分裂成副区，称为裂区设计。
一、裂区设计
A1
A2
A3
主处理设在主区，副处理设在每个主区的副区，副区之间的 试验条件比主区之间更为接近，局部控制效果好；
副处理的重复次数比主处理多，所以，副处理比主处理试验 精度高。
试验精度要求高的因素 副处理
副区
试验精度要求低的因素 主处理
主区
一、裂区设计
A1
A2
A3
(1) 根据试验因素的重要性，明确因素的主次； (2) 根据试验的重复数将试验场地划分成与重复数相同的若干
区组。 (3) 在一个区组中，先按主因素的水平数划分出主区，安排主
肥水管理、耕作制度、栽培方式、种植密度等要求有较大面积， 品种、修剪、生长激素使用以及病虫害防治等需要较小面积。
操作不便
随机区组设计
边际效应增加试验误差
试验对因素的主效或精度要求不同
品种与施肥量两因素试验， 品种是重要因素，精确度要求较高， 施肥量是次要因素，精确度要求较低。
一、裂区设计
根据试验要求和目的不同， 将试验因素或场地按不同要求分成主区（主因素） 和副区（副因素）， 并根据主、副区的不同， 将试验因素分别安排在主、副区中。
一、裂区设计
二因素试验：施肥（A，3个水平）、修剪（B，4个水平） 对第一个因素（施肥）要求有较大的试验面积，对第二 个因素（修剪）有较小的试验面积 按因素对试验面积的要求不同分成主因素和副因素。
A因素 B因素
一、裂区设计
在一个区组上，先按第一个因素（主因素或主处理）的水平
数划分主因素的试验小区，主因素的小区称为主区或整区，用
平方和的计算：
校正数：
C T2 abn
总平方和：
SST x2 C
主区平方和：
SSm
Tm2 C b
A因素平方和：
SS A
TA2 C bn
区组平方和：
SSr
Tr2 C ab
主区误差平方和：SSe a SSm - SSA - SSr
平方和的计算：
面积小区处理，故而将施肥量作为主区因素（A因素），品 种作为副区因素（A因素），
每一重复的主、副处理随机皆独立进行。
第一步，将试验区划分为3个区组（重复），每个 区组再划分成3个主区，以安排主处理。
处理
SST SS区组 SS处理 SS误差
dfT dfr df A dfea dfB df AB dfeb
dfm dfs dfT dfA dfB dfAB dft
df A dfr dfea dfm dfB df AB dfeb dfs dfea dfeb dfe
j 副区因素B第j水平的效应
(
) A因素i水平与B因素j水平互作效应 ij
ijk 副区误差
SST SSr SSA SSea SSB SSAB SSeb
主区平方和 副区平方和
SST SS主区 SS副区
区组
误差
SST SSr SSA SSea SSB SSAB SSeb
二、裂区设计的统计分析
A1
A2
Aa
Aa
A1
A2
A2
Aa
A1
水平数 重复数
Aa n B b an
AB ab n
因此，裂区试验的任一观测值的线性模型为：
xijk k i ik j ()ij ijk
总体平均数
k 第k区组效应
i 主区因素A第i水平的效应 ik 主区误差
副区误差
分
总变异
df
n-1 a-1 (a-1)(n-1) an-1 b-1 (a-1)(b-1) a(b-1)(n-1) abn-1
二裂式裂区试验与二因素随机区组试验在分析上的不同
二裂式裂区试验有主区部分和副区部分，因而有主区误差和 副区误差，分别用于检验主区处理以及副区处理和主、副处理 互作的显著性。
试验设计与统计分析
概述 对比设计及分析 区组设计及分析 拉丁方设计及分析 裂区设计及分析（split-plot design）
正交设计及分析
一、裂区设计
裂区设计是多因素试验的一种设计形式。 在多因素试验中，如处理组合不太多，而各个因 素的效应同等重要时，采用随机区组设计。
对某一因素的要求比其它因素要求有较大的试验面积
第二步，将主区因素A（肥料）的3个水平（高、 中、低）独立随机地排列在每个区组的3个主区中。
第三步，将各区组的每个主区划分为6个副区。
第四步，将副区因素B（品种）的6个水平1、2、 3、4、5、6品种独立随机地排列在每个主区的6个副 区中，即得裂区设计的田间排列。
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Ⅰ
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处理间平方和：
SSt
Tt2 C n
B因素平方和：
SS B
TB2
an
C
A×B平方和： SSAB SSt SSA SSB
副区误差平方和：SSe b SST -SSm - SSB SSAB
自由度的计算：
变异来源
主
区组
区
A因素
部
主区误差
分
总变异
Leabharlann Baidu
副
B因素
区
A×B互作
部
处理；主区内再按副因素的水平数划分出副区，安排副处理。 每个主处理在每一区组中仅重复一次； 副处理在一个区组中重复的次数等于主处理的水平数。
一、裂区设计
主区 完全随机
随机区组
拉丁方排列
副区 随机区组 拉丁方排列
一、裂区设计
有一肥料与品种试验，共6个品种，分别用1、2、 3、4、5、6表示，肥料用量有3个水平，分别用高、 中、低表示，试设计裂区试验。3次重复。
高
低
中
Ⅱ 152541243
634362651
低
中
高
Ⅲ
152541243
634362651
中
高
低
图 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；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表重复）
二、裂区设计的统计分析
A1
A2
Aa
设A和B两个试验因素， A因素为主处理，a个水平， B因素为副处理，b个水平， 设n个区组， 则试验共有abn个观测值。
于安排主因素；
A1
A2
A3
在主区内再按第二个因素（副因素或副处理）的水平数划分 小区，安排副因素，主区内的小区称副区或裂区。
对第二个因素来讲，主区就是一个区组。 从整个试验所有处理组合来说，主区仅是一个不完全的区组。 这种设计将主区分裂成副区，称为裂区设计。
一、裂区设计
A1
A2
A3
主处理设在主区，副处理设在每个主区的副区，副区之间的 试验条件比主区之间更为接近，局部控制效果好；
副处理的重复次数比主处理多，所以，副处理比主处理试验 精度高。
试验精度要求高的因素 副处理
副区
试验精度要求低的因素 主处理
主区
一、裂区设计
A1
A2
A3
(1) 根据试验因素的重要性，明确因素的主次； (2) 根据试验的重复数将试验场地划分成与重复数相同的若干
区组。 (3) 在一个区组中，先按主因素的水平数划分出主区，安排主
肥水管理、耕作制度、栽培方式、种植密度等要求有较大面积， 品种、修剪、生长激素使用以及病虫害防治等需要较小面积。
操作不便
随机区组设计
边际效应增加试验误差
试验对因素的主效或精度要求不同
品种与施肥量两因素试验， 品种是重要因素，精确度要求较高， 施肥量是次要因素，精确度要求较低。
一、裂区设计
根据试验要求和目的不同， 将试验因素或场地按不同要求分成主区（主因素） 和副区（副因素）， 并根据主、副区的不同， 将试验因素分别安排在主、副区中。
一、裂区设计
二因素试验：施肥（A，3个水平）、修剪（B，4个水平） 对第一个因素（施肥）要求有较大的试验面积，对第二 个因素（修剪）有较小的试验面积 按因素对试验面积的要求不同分成主因素和副因素。
A因素 B因素
一、裂区设计
在一个区组上，先按第一个因素（主因素或主处理）的水平
数划分主因素的试验小区，主因素的小区称为主区或整区，用
平方和的计算：
校正数：
C T2 abn
总平方和：
SST x2 C
主区平方和：
SSm
Tm2 C b
A因素平方和：
SS A
TA2 C bn
区组平方和：
SSr
Tr2 C ab
主区误差平方和：SSe a SSm - SSA - SSr
平方和的计算：