第二章 田间试验的设计与实施

（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 C 9 B 5 A 1 E 15 C 7 A 3 D 10 B 6 E 13 A 2 D 12 C 8 E 14 D 11 B 4
栽试验、室内实验等。
二）随机区组试验设计
案例：
现有一试验：有A、B、C、D、E 共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，试选用合适的田间试验设计。
1.设计步骤： （1）划分区组：区 组的个数等于重复 次数，区组排列方 向与环境变异方向 一致。 （2）划分小区：小 区数等于处理数， 小区的排列方向与 环境变异方向垂直。 （3）随机排列：所 有处理在每一区组 内小区间随机排列 。
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 案例： 现有6个小麦品种进行产量试
ck
6 1
ck
2 3
ck 4
保 护 行
保 护 1 行 走 保 护 6 行
ck 2
3 ck
4
5 ck 道
保 6 护 行
验，依据株高进行编号为1、2、
业 事 成 奋 斗 自 来 功
(3)应用合理的试验设计
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 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 1、趋向式肥力差异
2、斑块式肥力差异
低 高
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
3、4、5、6、对照为CK
ck
5 4
ck 3
2
ck 1
保 护 行
2、对比试验设计优缺点
优点： 设计较简单，每一处理均与对照相邻，容易观察比较， 且处理与邻近对照相比较，精确度高。 缺点：（1） CK所占的小区太多，导致试验地面积过大，增加了工 作量和成本，试验很不经济， （2）没有遵循随机排列原则，不能无偏估计试验误差， 试验结果无法应用统计学方法进行数据分析。
A3,密度设置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。
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 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, 主处理在每一重复的
学 亦 乐
苦
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 (1)选择肥力均匀的试验地 (2)试验中采用适当的小区技术
（4）遵循了田间试验设计的三个原则
3. 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。
4.适用范围
田间试验中最常用的试验设计，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。
在多因素实验中，如果处理组合数不太多，且各个因素的 效应同等重要时，可采用随机区组设计；但如果处理组合数较 三 )裂区试验设计(split-plot design) 多而且又有一些特殊要求时又应该怎么做呢？
应与肥力梯度垂直，小区的 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 差异而引的试验误差，提高
高
低
试验准确性
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
保
保 高 走 保 保 A A A 3 1 2 护 护 行 B B B B B B B B B 行 2 1 3 1 3 2 3 2 1 走 道 护
走
护
保 保 A A A 2 3 1 护 护 行 B B B1 B2 B3 B1 B3 B1 B2 行 3 2 走 道 保 A2 A1 护 行 B B B B B B 1 3 2 1 2 3 道
2、完全随机试验设计的优缺点 优点：（1）有遵循了重复和随机原则，设计相对简单，试
验结果能够进行统计分析；
（2）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，不能有 效地控制试验误差 。 3、完全随机试验设计的应用范围 此种设计适用于试验环境比较均匀一致的试验，如：盆
间 比 试 验 田 间 种 植 图
保 走 护 行 道
保 护 CHale Waihona Puke 行123
4
CK
5
6
7
8
CK
保 护 行
保 走 护
保 护 CK 行
8
7
6
5
CK
4
3
2
1
CK
保 护 行
道
行
2、间比试验设计的优缺点 优点：设计简单，可容纳更多的处理 。 缺点：（1）试验的精确度较差； （2）没有遵循随机排列原则，不能无偏估计试验误差， 试验结果无法应用统计学方法进行数据分析。 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，如新品系的产量鉴定试验。
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
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
保 护 1 行 走 保 护 5 行 ck 2 3 ck 4 5 ck 道 保 6 护 行
1、裂区试验设计的方法
（1）划分区组：把试验地划分成区组，区组数等于重复数，区组的排列方向与环 境变异方向一致,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 在每一区组内划分主区，主区等于主处理数,主处理在每
主处理随机排列： 一区组内的主区间随机排列 （3）划分副区和 在每一主区内划分副区，副区等于副处理数，副处
副处理随机排列： 理在每一主区内的副区间随机排列
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1：为研究小麦新品种豫农202的高产栽培措施，现
设置一试验，其中灌水量设置3个水平，分别为A1、A2、
试验误差随着小区面积的增加而减小，但面
CV
积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 。 3、小区面积的确定 作物种类
小区面积
试验类型
试验环境差异 其它 （如边际效应或生长竞争）
第四节 控制土壤差异的小区技术
二、小区的形状
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(狭长形）小区 正方形小区 3、长方形小区的长宽比： 3-10 : 1 注意：
3、随机排列的方法 （1）随机数字表法 （2）抽签法
三、局部控制原则
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
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、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
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
长方形小区
1、当土壤肥力呈梯度变化时，小区的方向必 须使长的一边与肥力变化方向平行，区组方向 与肥力梯度方向垂直；
2、边际效应较大时，采用方形小区更有利。
正方形小区
三、重复次数
试验重复次数的确定依据：试验次数多少根据试验所要求的精确度、试验地 土壤差异大小、试验材料如种子的数量、试验地面积、小区大小等具体情况而 定。一般情况下田间试验重复3-4次,实验室试验重复5-6次.
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：先划分小区或确定试验单位，小区数=处理（组合）数
ⅹ重复数，然后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 共5个小麦品种进行比较试验，重复3次 案例分析：
（1）划分小区：小区数=5X3=15
3、应用范围：多应用于处理数目较少的试验特别是生产示范试验 。
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、14个、19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 .