试验设计与分析西北农林科技大学.

（二）试验种类及方案拟订
1. 按试验因素分：单因素试验 多因素试验 综合试验（生产示范） 2. 按内容分：栽培试验 品种比较试验（品种区域试验） 土肥试验 病虫害防治试验等 3. 按地点多少分：一点试验 多点试验 4. 按时间长短分：一年试验 多年试验 5. 按试验小区面积分：小区试验 大区试验
游土C1 杀菌B1 苜蓿A1 不杀菌B2 砂土C2
4
5 3
8
6 2
8个品种4个重复的随机区组排列
常用的田间试验设计
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
3 8 1 10
7
15 14 9
2 12 5
6 13 4 16 11
16个品种3个重复的随机区组，小区布置成两排
常用的田间试验设计
(3) 拉丁方设计 ①特点 ②各词解释 ③方法 ④优点 ⑤缺点
1.选择标准方
2.按随机数字 14532 调整直行
8
7
6
5
C K
4
3
2
1
C K
Ⅲ
C K
1
2
3
4
C K
5
6
7
8
CK
9
1 0
1 1
1 2
C K
1 3
1 4
1 5
1 6
C K
1 7
1 8
1 9
2 0
C K
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 C K C K 1 0 1 1 1 2 C K 1 3 1 4 1 5 1 6 C K C K C K
14
CV%
12
试 验田 甲
试 验田 乙
10
0
5
10
15
20
25
30
35
40
m
2
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）
控制土壤差异的小区技术
2. 小区的形状 (1) 方形或近方形：用于 ①边际效应、生长竞争强烈的情况 ②土壤差异型式不清 (2) 长方形或狭长形 ①优点 ②长方形的长宽比 ③长方形小区的排列
常用的田间试验设计
2. 随机排列的试验设计 (1) 完全随机排列 ①特点 ②方法 ③适用情况
常用的田间试验设计
(2) 随机区组法排列 ①特点 ②方法 ③优点 ④缺点 ⑤田间布置
常用的田间试验设计
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
7
1 3 4 2
4
3 6 8 1
2
8 1 7 6
1
7 5 3 4
5
8 6
肥力梯度
2
7 5
红三叶A2
白三叶杀菌砂土A3B1C1
白三叶杀菌粘土A3B1C3 白三叶不杀菌游土A3B2C1 白三叶不杀菌砂土A3B2C2 白三叶不杀菌粘土A3B2C3
白三叶A3
(三）确定试验方案的要点
1. 根据要解决的问题的多少决定用简单的还是 复杂的方案 2. 水平应力求简明，水平间的差异应适 当，水平间有 相等的间距 3. 试验方案中应包括对照 4. 在拟定试验方案时，在所比较的处理之间应用唯一 差异的原则 5. 制订试验方案时，应在某种程度上对预期的试验结 果有一些概念
常用的田间试验设计
1. 顺序排列的试验设计 (1) 对比法设计 ① 特点 ② 优点 ③ 缺点 ④ 适用情况
常用的田间试验设计
1 ck 2 3 ck 4 5 ck 6 7 ck 8 3 ck 4 5 ck 6 7 ck 8 1 ck 2 5 ck 6 7 ck 8 1 ck 2 3 ck 4
8个品种3次重复对比排列(阶梯式)
B2C2 B4C1 B3C1 B1C2 B3C2 B2C1 B4C1 B1C2 B2C1 B1C1 B3C2 B4C2 A1 A2 A3
二、试验方案
（一）基本概念 1. 试验指标 2．因素 3．水平 4．处理 5．试验单元 6．试验方案 7．效 应 8．简单效应 9．平均效应（主要效应、主效） 10. 交互作用
互作的几种形式
无互作
Experiment 1 30
30
正互作
Experiment 2
½ ® Æ ª Ë µ
10 0 P1 ×Ë Á ® Æ ½ P2
控制土壤差异的小区技术
4. 对照区的设置 (1) 设置CK的目的 (2) 选用CK (3) CK的种数 (4) CK设置的方式 5. 保护行的设置 6. 重复（或区组）和小区的排列 (1) 重复的排列 (2) 小区的排列
(三)常用的田间试验设计
1.顺序排列的试验设计 (1) 对比法设计 （2) 间比法设计 2.随机排列 （1）完全随机排列 （2）随机区组排列 （3）拉丁方排列 （4）裂区排列
试验设计与分析
主讲教师
员海燕
讲授内容
第一章 试验设计与分析的数理统计基础 第二章 简单试验的统计分析 第三章 常用试验设计的方差分析 第四章 回归与相关分析
第一章
第一节 第二节 第三节 第四节
试验设计与分析的 数理统计基础
试验设计原理 随机数据的属性及其简单处理 总体及其样本 抽样分布
第一节
试验设计原理
试验地的选择和培养
5. 试验地的位置要适当 （1）应选择阳光充足四周有较大空旷地的田块 （2）试验地周围最好种有相同于试验用的作物 6. 对似选作试验用的田块，特别是建立固定的 试验地时，除掌握整个试验地的土壤一般情况 及土地利用历史外，如可能，最好还要进行空 白试验 7. 试验地采用轮换制，使每年的试验设置在较 均匀的土地上
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
常用的田间试验设计
(2) 间比法设计 ① 特点 ② 优点 ③ 缺点 ④ 适用情况
Ⅰ
C K
1
2
3
4
C K
5
6
7
8
CK
9
10
1 1
1 2
C K
1 3
1 4
1 5
1 6
C K
1 7
1 8
1 9
2 0
C K
Ⅱ
C K
2 0
1 9
1 8
1 7
C K
1 6
1 5
1 4
1 3
C K
12
1 1
1 0
9
C K
五、田间试验的设计
内容：什么是田间试验设计? 广义的理解 狭义的理解 （一）田间试验设计的原则 （二）控制土壤差异的小区技术 （三）常用的田间试验设计（可放在第三
章中讲）
（一）田间试验设计的原则
1. 重复 （1）概念 （2）作用：①估计试验误差 ②降低试验误差 2. 随机 （1）概念 （2）作用：获得无偏的误差估计 3. 局部控制 （1）概念 （2）作用：降低试验误差
3.按随机数字 51243 调整横行
4.按随机数字 2=A，5=B，4=C 1=D，3=E，排列品种
AB C D E BAE C D CDAEB DE BAC ECDBA
AD E C B BCDEA CE BAD DAC B E EBADC
EBADC AD E C B BCDEA DAC B E CE BAD
试验误差的来源
3. 观察记载的不一致性所引起的差异 4. 进行试验的外界条件的差异 (1)土壤差异 (2)气候条件的差异 (3)生物的影响
(三) 控制误差的途径
1. 选择纯合一致的试验材料 (1) 必须严格要求材料在遗传型上的纯合性 (2) 生长发育上的一致性 2. 改进操作和管理技术，使之标准化 (1) 操作要仔细，一丝不苟，把各种操作尽可 能做到完全一样 (2) 一切管理操作、观测和数据收集都应以区 组为单位进行控制
田间试验设计的原则
随机化排列 设置重复 局部控制
消除系统误差，无偏 的试验误差估计
估计和降低随 机误差
与随机化相组合，分离系统 误差，降低随机误差
提高准确度和精确度，保 证统计推断的可靠性
田间试验设计三个基本原则的关系和作用
（二）控制土壤差异的小区技术
1. 试验小区的面积 （1）试验小区的面积大小与误差大小的关系（见下页图） （2）小区面积的确定：确定一个具体试验的小区面积 时，还要从以下各方面考虑 ①试验的种类 ②作物的类别 ③试验地土壤差异的程度与型式 ④育种工作的不同阶段 ⑤试验地面积 ⑥试验过程中的取样需要 ⑦边际效应和生长竞争
三、 试验误差
（一）试验误差的概念 1. 系统误差 （1）产生原因 （2）特点 2. 随机误差或偶然误差 （1）产生原因 （2）特点
随机误差与系统误差的大小

（a） 大的系统误差

（b） 小的系统误差

（c） 大的随机误差

（d） 小的随机误差
（二）试验误差的来源
1. 试验材料固有的差异 (1) 供试材料的遗传基础不一致 ①遗传基础尚未完全稳定 ②混有其他种质 (2) 供试材料生长发育不一致 2. 管理不一致所引起的差异
控制误差的途径
3. 控制引起差异的外界主要因素
(1) 正确选择试验地 (2) 试验中采用适当的小区技术 (3) 应用良好的试验验设计和相应的统 计分析
四、试验单元与试验空间 （试验地的选择与培养）
（一）土壤差异 1. 土壤差异的形成 （1）土壤形成的基础不同，以致在土 壤的理化性质方面有很大差异 （2）土地利用的差异：重要方面 2. 土壤差异的特点 具有持久性
控制土壤差异的小区技术
A．长边方向与土壤肥力、坡向平行
Ⅰ
肥 力 梯 度
Ⅱ
Ⅲ
控制土壤差异的小区技术
B．如果试验地有两种茬口，那么长边方向占有两个
茬地
甲茬
乙茬
C．犁地时，犁向与长边方向垂直
控制土壤差异的小区技术
3. 重复次数 重复次数的确定:小区面积小重复3－6 次,小区大2－4次,具体还应考虑： (1) 试验对精确度的要求：预备试验2次, 精确度高的4次 (2) 试验地土壤差异大小 (3) 试验材料种子的数量 (4) 试验地本身面积 (5)小区大小
1 4 2 4 6 5 2 5 4 低 中 高
1 3 5 4 6 1 6 5 3 高 中 低
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）
Ⅰ
Ⅱபைடு நூலகம்
Ⅲ
B2C1 A2 B4C2 B3C2 B1C1 B3C1 A1 B2C2 B4C2 B1C1 B2C2 A3 B1C2 B3C1 B4C1
35214 21345 54132 12453 43521
（5×5）拉丁方的随机
常用的田间试验设计
(4) 裂区设计 ①特点 ②方法 ③田间布置 ④优点 ⑤适用情况
常用的田间试验设计
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
1 5 2 5 4 1 2 4 3
6 5 3 2 3 1 1 6 3
2 4 6 5 3 2 1 4 2
6 3 4 3 6 2 6 5 1 高 低 中
1 Ⅰ
2 → 1 5
3
4
5
6
7
8
9
1 Ⅱ
2 → 1 5
3
4
5
6
7
8
C K
1 6
1 4
1 3
C K
1 2
1 1
1 0
9
C K
8
7
6
5
C K
4
3
2
1
C K
1 6
1 4
1 3
C K
1 2
1 1
1 0
9
E x. C K ←
←
Ⅲ
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）
苜蓿杀菌游土A1B1C1 苜蓿杀菌砂土A1B1C2
粘土C3
游土C1 砂土C2 粘土C3 游土C1 杀菌B1 砂土C2 粘土C3 游土C1 不杀菌B2 砂土C2 粘土C3 游土C1 杀菌B1 砂土C2 粘土C3 游土C1 不杀菌B2 砂土C2 粘土C3
苜蓿杀菌粘土A1B1C3
苜蓿不杀菌游土A1B2C1 苜蓿不杀菌砂土A1B1C2 苜蓿不杀菌粘土A1B2C3 红三叶杀菌游土A2B1C1 红三叶杀菌砂土A2B1C2 红三叶杀菌粘土A2B1C3 红三叶不杀菌游土A2B2C1 红三叶不杀菌砂土A2B2C2 红三叶不杀菌粘土A2B2C3 白三叶杀菌游土A3B1C1
½ ® Æ ª Ë µ
20
N1 N2
20 10 0 P1 ×Ë Á ® Æ ½ P2
N1 N2
负互作
Experiment 3 25 20
负互作
Experiment 4 20 N1 N2 15 N1 N2
½ ® Æ ª Ë µ
15 10 5 0 P1 ×Ë Á ® Æ ½ P2
½ ® Æ ª Ë µ
10 5 0 P1 ×Ë Á ® Æ ½ P2
一、田间试验的任务与要求 二、试验方案 三、试验误差 四、试验单元与试验空间 五、试验设计 六、田间试验的实施
一、田间试验的任务与要求
（一）田间试验的任务：主要形式、不可替代、桥梁。 （二）田间试验的特点 1．复杂性：原因：一是生物有机体；二是自然条件。 2．误差大 3．周期长，季节性强 （三）田间试验的要求 1．试验目的要明确 2．试验条件要有代表性：包括自然条件和农业条件 3．试验结果要可靠：用准确度和精确度衡量 4．试验结果要具有重演性
试验单元与试验空间 （试验地的选择与培养）
3. 土壤差异的表现形式 （1）一种形式是梯度差异 （2）另一种形式是斑块状差异 4. 估测试验地土壤差异程度的方法 （1）目测法 （2）空白试验或均一试验
（二）试验地的选择和培养
应从以下几个方面考虑： 1. 试验地所在的自然条件和农业条件应该有代 表性 2. 试验地的土壤肥力要比较均匀一致 3. 选择的田块要有土地利用的历史记录 4. 试验地最好选平地，在不得已的情况下，可 采用同一方向倾斜的缓彼地，但都应该是平 整的