第二田间试验的设计与实施

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(CK)区，每二对照区之间排列相同 数目的处理小区，通常是4或9个，重复2—4次。
各重复可排成一排或多排式。排成多排时，则可采用逆 向式(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 二条土地上接下去，但是开始时仍要种一对照区，称为额外 对照(Ex. CK)如图2.7。
18
19
20
C K
图2.6 20个品种3次重复的间比法排列，逆向式 （Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表重复；1、2、3…代表品种；CK代表对照）
C K
1
2
3
4
C K
5
6
7
8
C K
9
1 0
1 1
1 2
C K
1 3
1 4
1 5
1 6
C K
1
2
3
4
C K
5
6
7
8
C K
Ⅰ→
Ⅱ→
E
C K
1 6
1 5
1 4
1 3
C K
1 2
1 1
(一) 完全随机设计(completely random design)
完全随机设计将各处理随机分配到各个试验单元(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 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 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。
CV%
14
12
试 验 田甲
10 0
试 验 田乙
m2
5
10
15
20
25
30
35
40
图2.3 变异系数与小区面积大小的关系（根据两个水稻空白试验的产量数据）
二、小区的形状 小区的形状是指小区长度与宽度的比例。
适当的小区形状在控制土壤差异提高试验精确度方面 也有相当作用。
小区的长宽比可为(3～10)∶1，甚至可达20∶1，试验 地形状和面积以及小区多少和大小等调整决定。
例: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(用水)在内，共4个处理，若用盆栽试 验每盆小麦为一个单元，每处理用4盆，共16盆。 ➢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(器)随机数字发生 法得第一处理为(14，13，9，8)，第二处理为(12，11，6， 5)，第三处理为(2，7，1，15)，余下(3，4，10，16)为第 四处理。
2.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
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: ➢抽签法 ➢计算器(机)产生随机数字法 ➢利用随机数字表(附表1)。
3.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
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 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。
1 0
9
C K
8
7
6
5
C K
4
3
2
1
C K
1 6
1 5
1 4
1 3
C K
1 2
1 1
1 0
9
x. C
K
←Ⅲ
←
图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 （Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表重复；1、2、3…代表品种；CK代表对照；Ex. CK代表额外对照）
二、随机排列的试验设计
(一) 完全随机设计(completely random design) (二) 随机区组设计(randomized blocks design) (三) 拉丁方设计(latin square design) (四) 裂区设计(split-plot design) (五) 再裂区设计(split-split plot design) (六) 条区设计(strip blocks design)
ⅠC K
1
2
3
4
C K
5
6
7
8
C K
9
10
11
12
C K
13
14
15
16
C K
17
18
19
20
C K
Ⅱ
C K
20 19 18 17
C K
16 15 14 13
C K
12 11 10
9
C K
8
7
6
5
C K
4
3
2
1
C K
ⅢC K
1
2
3
4
C K
5
6
7
8
C K
9
10
11
12
C K
13
14
15
16
C K
17
(1)便于在田间对各处理进行观察比较时作为衡量品种 或处理优劣的标准；
(2)用以估计和矫正试验田的土壤差异。通常在一个试 验中只有一个对照，有时为了适应某种要求，可同时用两 个各具不同特点的处理作对照。
五、保护行的设置 在试验地周围设置保护行(guarding row)的作用是： ➢保护试验材料不受外来因素如人、畜等的践踏和损害； ➢防止靠近试验田四周的小区受到空旷地的特殊环境影响 即边际效应，使处理间能有正确的比较。
重复次数的多少，一般应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、 小区大小等而具体决定。对精确度要求高的试验，重复次数 应多些。试验田土壤差异较大的，重复次数应多些，土壤差 异较为一致的可少些。
四、对照区(check，以CK表示)的设置
作为处理比较的标准 ，设置对照区的目的是 ：
在通常情形下，长方形尤其是狭长形小区，容易调匀土 壤差异，使小区肥力接近于试验地的平均肥力水平。亦便于 观察记载及其农事操作。而在边际效应值得重视的试验中， 方形小区是有利的。
三、重复次数 重复次数即每一处理的试验小区数，试验设置重复次
数越多，试验误差越小。多于一定的重复次数，误差的减 少很慢，精确度的增进不大，而人、物力的花费大大增加， 并不经济。
第三节 田间试验设计的原则
田间试验设计(field experiment design) 广义----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 计分析的方法等；
狭义----专指小区技术，特别是重复区和试验小区的排 列方法。
科学田间试验设计的三个基本原则
图2.1 土壤肥力变异图
土壤差异通常有两种表现形式： 一种形式是肥力高低变化较有规则，即肥力从大田的一边 到另一边逐渐改变，这是较为普通的肥力梯度形式； 另一种形式是斑块状差异，即田间有较为明显的肥力差异的 斑块，面积可大可小，分布亦无一定的规则。
三、试验地选择和培养 (1)试验地的土壤肥力要比较均匀一致。 (2) 选择的田块要有土地利用的历史记录。 (3) 试验地最好选平地，在不得已的情况下，可采用同
照区旁边，使每一小区可与其邻旁的对照区直接比较。
Ⅰ 1 ck 2 3 ck 4 5 ck 6 7 ck 8
Ⅱ 1 ck 2 3 ck 4 5 ck 6 7 ck 8
Ⅲ 1 ck 2 3 ck 4 5 ck 6 7 ck 8
图2.5 8个品种3次重复对比排列(阶梯式)
(二) 间比法设计(interval contrast design)
(二) 随机区组设计(randomized blocks design) 亦称完全随机区组设计(random complete block design)
特点:ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ根据“局部控制”的原则，将试验地按肥力程度划分 为
土壤差异集中地表现为土壤肥力的差异。以往研究证明， 土壤差异具有持久性。
➢测定土壤差异程度的方法 最简单的方法是目测法，即根据前茬作物生长的一致情况加以 评定。 更精细地测定土壤肥力差异，可采用空白试验或均一性试验。
空白试验(blank test)即在整个试验地上种植单一品种的作物， 这种作物以植株较小而适于条播的谷类作物为好。在整个作物生长 过程中，从整地到收获，采用一致的栽培和管理措施，并对作物生 长情况作仔细观察，遇有特殊情况如严重缺株、病虫害等，应注明 地段、行数以作为将来分析时的参考。收获时，将整个试验地划分 为面积相同的大量单位小区，依次编号，分开收获，得到产量数据。 根据各单位小区的数据，可以画成产量连续面积图或等肥线图(图 2.1）。
1.重复(replication) 2.随机 (random) 3.局部控制(local control)
1.重复(replication) 试验中同一处理种植的小区数即为重复次数。 重复的作用: ➢估计试验误差 试验误差是客观存在的，但只能由同 一处理的几个重复小区间的差异估得。同一处理有了二 次以上重复，就可以从这些重复小区之间的产量(或其它 性状)的差异估计误差。 ➢降低试验误差 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 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。
重复
随机
局部控制
无偏的试验 误差估计
降低试验误差
图2.2 田间试验设计三个基本原则的关系和作用
第四节 控制土壤差异的小区技术
一、试验小区的面积 二、小区的形状 三、重复次数 四、对照区的设置 五、保护行的设置 六、重复区(或区组)和小区的排列