[数学]第十章-试验设计及其统计分析PPT课件
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试验计及其统计分析92PPT资料18页
表6-11 不同地区黄鼬冬季针毛长度 地区 东北 内蒙古 河北
1
32.0 29.2 25.5
2
32.8 27.4 26.1
3
31.2 26.3 25.8
4
30.4 26.7 26.7
(单位：mm) 安徽 贵州
23.3 22.3 25.1 22.5 25.1 22.9 25.5 23.7
例6.3 园艺研究所调查了3个品种草莓的Vc含量，测定的 结果列于表6-15，试分析不同品种草莓之间Vc含量是否有显 著差异。
Thank you
随机区组设计也称为随机单位组设计。它是根 据局部控制和随机原理进行的，将试验单位按性质 不同分成与重复数一样多的单位组，使单位组内非 试验因素差异最小而单位组间非试验因素差异最大， 每个单位组均包括全部的处理。单位组内各处理随 机排列，各单位组独立随机排列。该设计既可用于 单因素试验，也适用于多因素试验。
• 优点：设计简单，统计分析简便；重复次数富有弹性。 各处理的重复次数可以相等，也可以不等；估计试验 误差的自由度增至最大，而对检验显著性要求的临界 Ｆ值减到最小，因而提高了试验的灵敏度。
• 缺点：处理的分布没有规律，不便于观察记载；没有 应用局部控制的原则。
• 适用范围：适合非试验条件较均匀一致，供试单位在 ２０个左右的情况下使用，一般做单因素试验。
一、随机区组设计的优点
• 符合试验设计的3性更强。
• 设计方法机动灵活。
可安排单因素、多因素试验，对条件的要求也不苛刻。
• 实施中的试验控制及结果的统计分析较易进行。 • 试验的韧性较好。
若某个区组受到破坏，在去掉这个区组后仍可进行分析。
例6.1 某花卉研究所为促进芦荟生长，提高其经济效益，研 究了4种不同配方的营养土对芦荟生长的影响。选取初始高度 一致的试管苗20株，随机分成4组，一段时间后测量各处理试 管苗株高，数据如表6-2所示，试比较各营养土配方的优劣。
试验设计的基本原理及其统计分析
局部控制：生物学试验中，要求把所有非处理因素控制均衡一 致是不易做到的。但我们可以将整个试验环境分解成若干个相 对一致的小环境，称为区组、窝组或重复，再在小环境内分别 配置一套完整的处理，在局部对非处理因素进行控制，即局部 控制。由于小环境间的变异可通过方差分析剔除，因而局部控 制可以最大程度地降低试验误差。
试验设计的基本原 理及其统计分析
第 章 试验设计及其统计 分析
主要内容
试验设计的基本原理
试验设计的意义 生物学试验的基本要求 试验设计的基本要素 试验误差及其控制途径 试验设计的基本原则
对比设计及其统计分析
对比设计 对比设计试验结果的统计分析
主要内容
随机区组设计及其统计分析
生物学试验的基本要求
试验结果要可靠
这包括试验的准确度和精确度两个方面： 准确度是指试验中某一性状的观测值与其相应真值的接近
程度。在一般试验中，真值为未知数，故准确度不易确定。 精确度是指试验中同一性状的重复观测值彼此接近的程度，
即试验误差的大小，它是可以计算的。 高度的责任心和科学的态度是保证试验结果可靠性的必要
试验设计的基本原则
为了有效地控制和降低试验误差，试验设计必须遵循 下面三条基本原则：
重复：在试验中，同一处理设置的试验单位数，称为重复。重 复的最主要作用是估计试验误差，另一主要作用是降低试验误 差。
随机：随机是指一个重复中的某一处理或处理组合被安排在哪 一个试验单位，不要有主观成见。
试验设计的基本原则
与处理因素相对应的是非处理因素，这是引起试验误差的主要来源， 在试验设计时要引起高度重视，尽量加以有效控制。
试验设计的基本要素
受试对象
受试对象是处理因素的客体，实际上就是根据研究目的而确定 的观测总体。在进行试验设计时，必须对受试对象所要求的具 体条件作出严格规定，以保证其同质性。
试验设计的基本原 理及其统计分析
第 章 试验设计及其统计 分析
主要内容
试验设计的基本原理
试验设计的意义 生物学试验的基本要求 试验设计的基本要素 试验误差及其控制途径 试验设计的基本原则
对比设计及其统计分析
对比设计 对比设计试验结果的统计分析
主要内容
随机区组设计及其统计分析
生物学试验的基本要求
试验结果要可靠
这包括试验的准确度和精确度两个方面： 准确度是指试验中某一性状的观测值与其相应真值的接近
程度。在一般试验中，真值为未知数，故准确度不易确定。 精确度是指试验中同一性状的重复观测值彼此接近的程度，
即试验误差的大小，它是可以计算的。 高度的责任心和科学的态度是保证试验结果可靠性的必要
试验设计的基本原则
为了有效地控制和降低试验误差，试验设计必须遵循 下面三条基本原则：
重复：在试验中，同一处理设置的试验单位数，称为重复。重 复的最主要作用是估计试验误差，另一主要作用是降低试验误 差。
随机：随机是指一个重复中的某一处理或处理组合被安排在哪 一个试验单位，不要有主观成见。
试验设计的基本原则
与处理因素相对应的是非处理因素，这是引起试验误差的主要来源， 在试验设计时要引起高度重视，尽量加以有效控制。
试验设计的基本要素
受试对象
受试对象是处理因素的客体，实际上就是根据研究目的而确定 的观测总体。在进行试验设计时，必须对受试对象所要求的具 体条件作出严格规定，以保证其同质性。
常用试验设计及其统计分析59页PPT
常用试验设计及其统计分析
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
59
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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《试验统计与统计分析》全套课件579页
标准。 （1）定量指标：指可以用数据描述的指标。
例如：产量、生长量等。 （2）定性指标：指不能用数据描述的性状。
例如：花色、果实的颜色等。
9、试验效应 (experimental effect)： 指试验因素对试验指标所起的增加或减少
的作用。 10、简单效应 (simple effect)：
指同一因素内两种水平间试验指标的差异。
第二章 科研课题申请书的拟定
◆ 科研课题可能的来源 ◆ 选定课题的准备工作 ◆ 申请书的主要格式及内容
一、科研课题可能ห้องสมุดไป่ตู้来源
1、国家根据各行业发展的需要所提出的研究任务
例如：国家、省级的自然科学基金、重点攻关、高新技 术引进专项等。
2、生产中急需要解决的问题
在各专业生产经营过程中，存在一些技术性亟待解决 的问题，这就要求科学技术人员要深入生产第一线找课题。
的研究和推广； 三．树木病虫害的综合防治。
2、科学研究的基本要求
一．试验目的要明确； 二．试验要有代表性和先进性； 三．试验结果要正确可靠 。
○ 在进行田间试验的过程中，必须严格控制试验条件，尽可能减少试验误差， 要努力提高试验的准确性和精确性，使试验结果正确、可靠。
准确度：指试验中试验处理的某一性状（产 量或其它性状）的观察值与其对应的真值的接近 程度。
一．树木、茶树都是多年生植物，生活周期长，研究周期长； 二．田间试验环境条件复杂，试验的误差大； 三．林业涉及的树种多、产品类型复杂； 四．茶叶试验不仅包括田间试验，还兼有工业性试验。
二、林业、 茶叶科学试 验的任务与 要求
一．林业、茶学科学试验的主要任务
一．品种改良； 二．林业、茶叶生产中的新技术、新方法
3、水平（level）： 指每个试验因素的不同状态，或每个试验因素
例如：产量、生长量等。 （2）定性指标：指不能用数据描述的性状。
例如：花色、果实的颜色等。
9、试验效应 (experimental effect)： 指试验因素对试验指标所起的增加或减少
的作用。 10、简单效应 (simple effect)：
指同一因素内两种水平间试验指标的差异。
第二章 科研课题申请书的拟定
◆ 科研课题可能的来源 ◆ 选定课题的准备工作 ◆ 申请书的主要格式及内容
一、科研课题可能ห้องสมุดไป่ตู้来源
1、国家根据各行业发展的需要所提出的研究任务
例如：国家、省级的自然科学基金、重点攻关、高新技 术引进专项等。
2、生产中急需要解决的问题
在各专业生产经营过程中，存在一些技术性亟待解决 的问题，这就要求科学技术人员要深入生产第一线找课题。
的研究和推广； 三．树木病虫害的综合防治。
2、科学研究的基本要求
一．试验目的要明确； 二．试验要有代表性和先进性； 三．试验结果要正确可靠 。
○ 在进行田间试验的过程中，必须严格控制试验条件，尽可能减少试验误差， 要努力提高试验的准确性和精确性，使试验结果正确、可靠。
准确度：指试验中试验处理的某一性状（产 量或其它性状）的观察值与其对应的真值的接近 程度。
一．树木、茶树都是多年生植物，生活周期长，研究周期长； 二．田间试验环境条件复杂，试验的误差大； 三．林业涉及的树种多、产品类型复杂； 四．茶叶试验不仅包括田间试验，还兼有工业性试验。
二、林业、 茶叶科学试 验的任务与 要求
一．林业、茶学科学试验的主要任务
一．品种改良； 二．林业、茶叶生产中的新技术、新方法
3、水平（level）： 指每个试验因素的不同状态，或每个试验因素
试验设计与统计分析
2se2b n
t aib1 aib2 saib1 aib2
(4)同一副区因子水平的两个主区因子水平平均数差数标准误：
sa1bja2bj
2(b1)se2b se2a bn
t
(b1)se2btb (b1)se2b
se2ata se2a
两种误差并不相等， 故而用加权法计算。
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。
其余各变异项目的自由度和平方和皆与随机区组设计相同。
裂区试验和多因素随机区组试验在变异来源上的区别： 误差项的再分解
裂区设计的每一主区都包括一套副处理。
例1：有一个甜菜试验，研究绿肥耕翻时期（A）和施用氮
肥量（B）对甜菜产量的效果。采用二因素裂区试验设计，3 次重复，绿肥耕翻时期分早晚2个水平，置于主区；氮肥施 用量分4个水平，置于副区。主区、副区均采用随机区组设 计，田间种植图及小区产量（kg）见下表，试作统计分析。
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
试验设计及其统计分析9-1精品文档31页
apps.webofknowledge/UA_GeneralSearch_input.do?product=UA&search_mode=GeneralSearch&SID=1ExOrRT76wd7GQa6trX&preferencesSaved= scholar.google/
（三）试验方案和试验设计方法
（一）课题选择与试验目的
选题注意事项 1、实用性：要着眼于科研和生产中急需解决的问题，从发展 的观点出发，适当照顾到长远或不久将来可能出现的问题。 2、先进性：在了解国内外该研究领域的进展、水平等基础上， 选择前人未解决或未完全解决的问题，以求在理论、观点及方 法等方面有所突破。 3、创新性：研究课题要有自己的新颖之处。 4、可行性：就是完成科研课题的可能性，无论是从主观条件 还是客观条件方面，都要能保证研究课题的顺利进行。
如果试验效果显著，同时应计算经济效益。
（七）Байду номын сангаас具备的条件和研究进度安排
包括研究工作基础或预试情况，现有的主要仪器设备，研究 技术人员及协作条件，从其他渠道已得到的经费情况等。研究 进度安排可根据试验的不同内容按日期、分阶段进行安排，定 期写出总结报告。
（八）试验所需的条件
除已具备的条件外，本试验尚需的条件，如经费、仪器设 备的数量和要求等。
（一）试验方案的基本概念 试验方案是指根据试验目的与要求而拟定的进行比 较的一组试验处理的总称。试验方案是整个试验工作 的核心部分，因此须周密考虑，慎重拟定。试验方案 按供试因素的多少可区分为单因素试验方案、多因素 试验方案。
狭义的理解是指试验单位的选取、重复数目的确定及试 验单位的分组。
• 试验设计的目的是避免系统误差，控制、降低试 验误差，无偏估计处理效应，从而对样本所在总 体作出可靠、正确的推断。
（三）试验方案和试验设计方法
（一）课题选择与试验目的
选题注意事项 1、实用性：要着眼于科研和生产中急需解决的问题，从发展 的观点出发，适当照顾到长远或不久将来可能出现的问题。 2、先进性：在了解国内外该研究领域的进展、水平等基础上， 选择前人未解决或未完全解决的问题，以求在理论、观点及方 法等方面有所突破。 3、创新性：研究课题要有自己的新颖之处。 4、可行性：就是完成科研课题的可能性，无论是从主观条件 还是客观条件方面，都要能保证研究课题的顺利进行。
如果试验效果显著，同时应计算经济效益。
（七）Байду номын сангаас具备的条件和研究进度安排
包括研究工作基础或预试情况，现有的主要仪器设备，研究 技术人员及协作条件，从其他渠道已得到的经费情况等。研究 进度安排可根据试验的不同内容按日期、分阶段进行安排，定 期写出总结报告。
（八）试验所需的条件
除已具备的条件外，本试验尚需的条件，如经费、仪器设 备的数量和要求等。
（一）试验方案的基本概念 试验方案是指根据试验目的与要求而拟定的进行比 较的一组试验处理的总称。试验方案是整个试验工作 的核心部分，因此须周密考虑，慎重拟定。试验方案 按供试因素的多少可区分为单因素试验方案、多因素 试验方案。
狭义的理解是指试验单位的选取、重复数目的确定及试 验单位的分组。
• 试验设计的目的是避免系统误差，控制、降低试 验误差，无偏估计处理效应，从而对样本所在总 体作出可靠、正确的推断。
常用试验设计及其统计分析 PPT
温度的高低,米饭从冰箱取出放在室温下的时间长短。 一个可信的科学实验还应该尽量幸免主观偏差。香和臭的差别有时
特别模糊,容易受心理因素的影响。要幸免主观倾向,就要采取盲法 。 科学实验的结果还必须具有可重复性,是别人能够重复出来的,而不 是只有某个人能够做出来。否则的话,就估计是因为偶然因素、主观 偏差甚至有意造假导致的。 不寻常的主张需要不寻常的证据,一个主张越是不寻常,支持它的证 据就要越确凿、越充分,才能让人信服。在见到确凿的证据之前,我 们不仅不相信水或米饭能够感知人的感情,而且还要把这种说法称之 为伪科学。
第二节：简单实验设计
对比法:一种最简单的试验设计方法
适用于单因素试验。
例如,在对小麦进行叶面喷施P肥的试验中,假如只设施P(A)与不施P(B) 两个处理,因为P肥是兑在水中然后喷到小麦叶面上的,两者的差异估 计有P的作用,也估计有水的作用,无法将它们区分开。假如再加入一 个喷施等量清水的处理(C),则P和水的作用可分别从A与C及B与C的 比较中解析出来。
ck
CB A
B C ck
A
ck
C ck B A A
BC
第三节：随机区组设计(randomized block design)
例:研究4种不同化疗药物对动物白细胞含量的影响。可将 16只动物随机化的方法,将它们均等分配到4个处理中。 将16只动物放在一起进行随机化,对动物的同质性要求是 特别困难的。 如何办？
重复、随机、局部控制三个基本原则是试验设计中 必须遵循的原则,再采纳相应的统计分析方法,就能 最大程度地降低并无偏估计试验误差,无偏估计处理 效应,从而关于各处理间的比较作出可靠的结论。
第二节：简单实验设计
试验方案中必须设立作为比较标准的对比 动物试验的目的就是通过比较来鉴别处理效应大小、好坏等。
特别模糊,容易受心理因素的影响。要幸免主观倾向,就要采取盲法 。 科学实验的结果还必须具有可重复性,是别人能够重复出来的,而不 是只有某个人能够做出来。否则的话,就估计是因为偶然因素、主观 偏差甚至有意造假导致的。 不寻常的主张需要不寻常的证据,一个主张越是不寻常,支持它的证 据就要越确凿、越充分,才能让人信服。在见到确凿的证据之前,我 们不仅不相信水或米饭能够感知人的感情,而且还要把这种说法称之 为伪科学。
第二节：简单实验设计
对比法:一种最简单的试验设计方法
适用于单因素试验。
例如,在对小麦进行叶面喷施P肥的试验中,假如只设施P(A)与不施P(B) 两个处理,因为P肥是兑在水中然后喷到小麦叶面上的,两者的差异估 计有P的作用,也估计有水的作用,无法将它们区分开。假如再加入一 个喷施等量清水的处理(C),则P和水的作用可分别从A与C及B与C的 比较中解析出来。
ck
CB A
B C ck
A
ck
C ck B A A
BC
第三节：随机区组设计(randomized block design)
例:研究4种不同化疗药物对动物白细胞含量的影响。可将 16只动物随机化的方法,将它们均等分配到4个处理中。 将16只动物放在一起进行随机化,对动物的同质性要求是 特别困难的。 如何办？
重复、随机、局部控制三个基本原则是试验设计中 必须遵循的原则,再采纳相应的统计分析方法,就能 最大程度地降低并无偏估计试验误差,无偏估计处理 效应,从而关于各处理间的比较作出可靠的结论。
第二节：简单实验设计
试验方案中必须设立作为比较标准的对比 动物试验的目的就是通过比较来鉴别处理效应大小、好坏等。
正交实验的设计(四因素三水平)ppt课件
正因为正交试验是用部分试验来代替全面
试验的，它不可能像全面试验那样对各因素效
应、交互作用一一分析；当交互作用存在时，
有可能出现交互作用的混杂。虽然正交试验设
计有上述不足，但它能通过部分试验找到最优
水平组合 ，因 而 很 受实际工作者青睐。
精选ppt课件2021
4
上一张 下一张 主 页 退 出
如对于上述3因素3水平试验，若不考虑交互作用，
பைடு நூலகம்
精选ppt课件2021
13
上一张 下一张 主 页 退 出
1.3.2.2 代表性
一方面： （1）任一列的各水平都出现，使得部分 试验中包括了所有因素的所有水平；
例如 L8(27)中(1, 1), (1, 2), (2, 1), (2, 2)各出现两次； L9(34) 中 (1, 1), (1, 2), (1, 3), (2, 1), (2, 2), (2, 3), (3, 1), (3, 2), (3, 3)各出现1次。即每个因素的一个水平与另一 因素的各个水平所有可能组合次数相等，表明任意两 列各个数字之间的搭配是均匀的。
3 因 素 3 水 平 的 全 面试验水平组合数为33=27，4 因素3水平的全面试验水平组合数为34=81 ，5因素3水 平的全面试验水平组合数为35=243，这在科学试验中
是有可能做不到的。
精选ppt课件2021
7
上一张 下一张 主 页 退 出
正交设计就是从选优区全面试验点（水平 组合）中挑选出有代表性的部分试验点（水平 组合）来进行试验。图10-1中标有试验号的九 个“(·)”，就是利用正交表L9(34)从27个试验点 中挑选出来的9个试验点。即：
1.3.1 正交表
由于正交设计安排试验和分析试验结果都要用正 交表，因此，我们先对正交表作一介绍。
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• 双因素随机区组试验设计的统计分析相对较复 杂，主要做区组间、A因素、B因素、AB交互 作用和试验误差几方面的方差分析。
2021
26
第四节：裂区设计
裂区设计是多因素试验的一种形式。
裂区设计是先将每一区按第一因素的处理数 划分为小区，称为主区（整区），在主区里 随机安排主处理。
在主区内引进第二个因素的各个处理（副处
24Βιβλιοθήκη • 随机区组设计的优点是每个区组内的 受试对象有较好的同质性，因此组间 均衡性也较好。比完全随机设计减少 了误差，因而更容易察觉处理组间的 差别，提高了实验效率。
2021
25
• 单因素随机区组试验设计的统计分析是将区组 看成一个试验因素，与试验因素一起作方差分 析，方法与双因素无重复观测值的方差分析相 似，主要做区组间、处理间和试验误差三方面 的方差分析。
将要求精度较高的因素作为副处理，另一因素 作为主处理。
2021
29
根据以往的研究，知道某些因素的效 应比另一些因素的效应更大时也适于 采用裂区设计
将可能表现较大差异的因素作为主处理
2021
30
试验设计需要临时改动再加入一个试验因素
可在原设计中的小区（主区）中再划分小区 （副区），增加一个试验因素，就成了裂区设 计。
2021
3
试验设计及其统计分析
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
试验设计的基本原理 对比设计及其统计分析 随机区组设计及其统计分析 裂区设计及其统计分析 统计设计及其统计分析
2021
4
第一节：试验设计的基本原理
一、试验设计的意义
二、生物学试验的基本要求
三、试验设计的基本要素
四、试验误差及其控制途径
试
验结果相类似的结果。
验
结 果
严格要求试验的正确执行和试验条件 1 的代表性；
重
注意试验的环节，全面掌握试验的条
演 2 件，详实的试验记载
3 考虑季节变异的特点，克服年份、地 点环境条件的差异
2021
9
三、试验设计的基本要素 受试对象
处理因素
基本 要素
处理效应
2021
10
概念 对受试对象给予的 特点 人为设置
理），就是主处理的小区内分设与副处理相
等的更小的小区，称为副区（裂区），在副 区里随机排列副处理。
2021
27
使用范围
在一个因素的各处理比另一个因素的 各处理需要更大区域时
需要较大区域的因素作为主处理，设在主区
需要较小区域的因素作为副处理，设在副区
2021
28
试验中某一因素的主效比另一因素的 主效更为重要，而且要求的精度较高
2021
31
A1
A2
A3
Aa
B1 B2 B3 … Bb B1 B2 B3 … Bb B1 B2 B3 … Bb B1 B2 B3 … Bb
某种外部干预（或措施）
处理（因素）
单因素处理 多因素处理
2021
11
1 实验中注意主要因素
处
理 因
2 控制非处理因素
素
3 处理因素标准化
2021
12
受试对象
处理因素的客体，即根据研 究目的而确定的观测总体。
必须对其具体条件做出严格 规定，保证其同质性。
2021
13
试验效应
1 处理因素作用于受试对象 的反应
2021
23
第三节：随机区组设计(randomized block design)
随机区组设计是根据局部控制和随机原理进行的， 将试验单位按性质不同分成与重复数一样多的组， 使区组内环境差异最小而区组间环境差异最大， 每个区组均包括各处理的一个小区。
区组内各处理随机排列，各区组独立随机排列。
2021
第十章 试验设计及其统计分析
2021
1
生物学是一门实验性科学。
收集资料，确定课题 制订方案，可行性分析
进行实验，得出结论
1 物质条件，技术方法
2 仪器设备的精度要求
3 制订方案
数据分析 实验技术
2021
2
学习目标
掌握：试验设计的基本原理；对比设计、 随机区组设计、裂区设计、正交设计4 种常用的试验设计及其统计方法。 熟悉：不同试验设计的适用情况。
采用合理的试验设计
2021
19
五、试验设计的基本原则
随机
重复
三
原
局部控制
则
无偏估计误差
估计误差
降低误差
统计推断
作 用
提高精确性
2021
20
第二节：对比设计
对比法：适用于单因素试验。
简单对比设计 只有一个CK
邻比设计
每一个处理相邻都有一个CK
2021
21
动物试验中称为配对试验设计。 把窝别、性别相同、年龄、体重相近的两个动物配 成一对，然后用随机的方法将每对的两头动物分别 安排到两组中。动物试验中称为配对试验设计。
同一对动物之间差异要尽量小些，不同对之间的动 物可以有差异。 也可进行同一只动物前后两次进行不同的处理，对 处理前后的结果进行比较。
2021
22
对比法试验，由于为顺序排列，不能正确估 计出无偏的试验误差，因而试验结果不能采 用方差分析的方法进行显著性检验。
一般采用百分比法。 某处理总和数
对邻近CK的％＝ 邻近CK总和数
五、试验设计的基本原则
2021
5
一、试验设计的意义
广义
狭义
课题的名称 研究的预期效果 试验单位的重复数 试验结果的分析方法
已备条件 进度安排、经费预算
试验目的 试验方案 试验单位的分组 经济或社会效益分析 尚缺少的条件 成果形式
2021
研究依据、内容 试验单位的选取 试验记录项目和要求
参加研究人员 试验时间、地点
学术论文撰写
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1 节省人力、物力、财力和时间
减少试验误差，提高试验的精确度， 2 取得真实的试验资料，为统计分析得
出正确的判断和结构打下基础。
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二、生物学试验的基本要求
试验目的明确
试验条件有代表性
试验结果可靠
试验结果能够重演
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在相同的条件下，再进行试验
或实践，应能重复获得与原试
2 研究结果的最终体现
误差效应 处理效应
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四、试验误差及其控制途径 试验误差的概念 来源
表示方法
控制途径
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试验效应
观测值
使观测值偏离试验处理 真值的偶然影响称为试 验误差或误差(error)。
误差效应 处理效应
不能完全一致的其他因素的偶然影响
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处理的真实效应
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（二）试验误差的来源
试验材料固有的差异
试验条件不一致
操作技术不一致
偶然性因素的影响
疏忽大意造成
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（三）试验误差的表示
绝对误差 观测值与真值之差 相对误差 绝对误差与真值之比 平均值±标准差
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（四）试验误差的控制
保证实验材料的均一性及实验环境的稳定性 改进操作管理制度，使之标准化
消除系统误差 精心选择试验单位
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第四节：裂区设计
裂区设计是多因素试验的一种形式。
裂区设计是先将每一区按第一因素的处理数 划分为小区，称为主区（整区），在主区里 随机安排主处理。
在主区内引进第二个因素的各个处理（副处
24Βιβλιοθήκη • 随机区组设计的优点是每个区组内的 受试对象有较好的同质性，因此组间 均衡性也较好。比完全随机设计减少 了误差，因而更容易察觉处理组间的 差别，提高了实验效率。
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• 单因素随机区组试验设计的统计分析是将区组 看成一个试验因素，与试验因素一起作方差分 析，方法与双因素无重复观测值的方差分析相 似，主要做区组间、处理间和试验误差三方面 的方差分析。
将要求精度较高的因素作为副处理，另一因素 作为主处理。
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根据以往的研究，知道某些因素的效 应比另一些因素的效应更大时也适于 采用裂区设计
将可能表现较大差异的因素作为主处理
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试验设计需要临时改动再加入一个试验因素
可在原设计中的小区（主区）中再划分小区 （副区），增加一个试验因素，就成了裂区设 计。
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试验设计及其统计分析
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
试验设计的基本原理 对比设计及其统计分析 随机区组设计及其统计分析 裂区设计及其统计分析 统计设计及其统计分析
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第一节：试验设计的基本原理
一、试验设计的意义
二、生物学试验的基本要求
三、试验设计的基本要素
四、试验误差及其控制途径
试
验结果相类似的结果。
验
结 果
严格要求试验的正确执行和试验条件 1 的代表性；
重
注意试验的环节，全面掌握试验的条
演 2 件，详实的试验记载
3 考虑季节变异的特点，克服年份、地 点环境条件的差异
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三、试验设计的基本要素 受试对象
处理因素
基本 要素
处理效应
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概念 对受试对象给予的 特点 人为设置
理），就是主处理的小区内分设与副处理相
等的更小的小区，称为副区（裂区），在副 区里随机排列副处理。
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使用范围
在一个因素的各处理比另一个因素的 各处理需要更大区域时
需要较大区域的因素作为主处理，设在主区
需要较小区域的因素作为副处理，设在副区
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试验中某一因素的主效比另一因素的 主效更为重要，而且要求的精度较高
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A1
A2
A3
Aa
B1 B2 B3 … Bb B1 B2 B3 … Bb B1 B2 B3 … Bb B1 B2 B3 … Bb
某种外部干预（或措施）
处理（因素）
单因素处理 多因素处理
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1 实验中注意主要因素
处
理 因
2 控制非处理因素
素
3 处理因素标准化
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受试对象
处理因素的客体，即根据研 究目的而确定的观测总体。
必须对其具体条件做出严格 规定，保证其同质性。
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试验效应
1 处理因素作用于受试对象 的反应
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第三节：随机区组设计(randomized block design)
随机区组设计是根据局部控制和随机原理进行的， 将试验单位按性质不同分成与重复数一样多的组， 使区组内环境差异最小而区组间环境差异最大， 每个区组均包括各处理的一个小区。
区组内各处理随机排列，各区组独立随机排列。
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第十章 试验设计及其统计分析
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1
生物学是一门实验性科学。
收集资料，确定课题 制订方案，可行性分析
进行实验，得出结论
1 物质条件，技术方法
2 仪器设备的精度要求
3 制订方案
数据分析 实验技术
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学习目标
掌握：试验设计的基本原理；对比设计、 随机区组设计、裂区设计、正交设计4 种常用的试验设计及其统计方法。 熟悉：不同试验设计的适用情况。
采用合理的试验设计
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五、试验设计的基本原则
随机
重复
三
原
局部控制
则
无偏估计误差
估计误差
降低误差
统计推断
作 用
提高精确性
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第二节：对比设计
对比法：适用于单因素试验。
简单对比设计 只有一个CK
邻比设计
每一个处理相邻都有一个CK
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动物试验中称为配对试验设计。 把窝别、性别相同、年龄、体重相近的两个动物配 成一对，然后用随机的方法将每对的两头动物分别 安排到两组中。动物试验中称为配对试验设计。
同一对动物之间差异要尽量小些，不同对之间的动 物可以有差异。 也可进行同一只动物前后两次进行不同的处理，对 处理前后的结果进行比较。
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对比法试验，由于为顺序排列，不能正确估 计出无偏的试验误差，因而试验结果不能采 用方差分析的方法进行显著性检验。
一般采用百分比法。 某处理总和数
对邻近CK的％＝ 邻近CK总和数
五、试验设计的基本原则
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一、试验设计的意义
广义
狭义
课题的名称 研究的预期效果 试验单位的重复数 试验结果的分析方法
已备条件 进度安排、经费预算
试验目的 试验方案 试验单位的分组 经济或社会效益分析 尚缺少的条件 成果形式
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研究依据、内容 试验单位的选取 试验记录项目和要求
参加研究人员 试验时间、地点
学术论文撰写
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1 节省人力、物力、财力和时间
减少试验误差，提高试验的精确度， 2 取得真实的试验资料，为统计分析得
出正确的判断和结构打下基础。
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二、生物学试验的基本要求
试验目的明确
试验条件有代表性
试验结果可靠
试验结果能够重演
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在相同的条件下，再进行试验
或实践，应能重复获得与原试
2 研究结果的最终体现
误差效应 处理效应
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四、试验误差及其控制途径 试验误差的概念 来源
表示方法
控制途径
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试验效应
观测值
使观测值偏离试验处理 真值的偶然影响称为试 验误差或误差(error)。
误差效应 处理效应
不能完全一致的其他因素的偶然影响
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处理的真实效应
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（二）试验误差的来源
试验材料固有的差异
试验条件不一致
操作技术不一致
偶然性因素的影响
疏忽大意造成
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（三）试验误差的表示
绝对误差 观测值与真值之差 相对误差 绝对误差与真值之比 平均值±标准差
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（四）试验误差的控制
保证实验材料的均一性及实验环境的稳定性 改进操作管理制度，使之标准化
消除系统误差 精心选择试验单位