高级试验设计

《高级试验设计与数据分析》课程设计

农学院

1. 结合自己的专业或科研课题，运用所学的知识，设计一个A、B两因素的田间或室内试验，已知A与B因素相比更重要，且受环境的影响较大。希望能得出AB的优化组合和交互作用，并能计算出A、B两因素与试验效应的定量关系。（A、B需采用实际因子）

要求：1、写出完整的报告

2 、提出合理的试验方案，说明如何进行数据分析和结果的表达（可假定试验结果）？可获取哪些信息，并标明各因素的自由度。

不同施氮量下灌水量对小麦籽粒产量的影响

试验设计与结果分析

1. 试验地与试验材料

试验位于山东兖州小孟镇王海村，温带大陆性半湿润季风气候。供试品种为高产强筋小麦济麦20。试验地播种前0—20cm土层土壤含有机质1.42%，全氮0.13%，水解氮83.7mg kg-1，速效磷55.9mg kg-1，速效钾90.6mg kg-1。

2. 方案设计

本试验方案设计为采用方差分析的复因素析因试验设计完全实施方案。两个因素分别为施氮量和灌水量，施氮量设4个水平：0、120、210、300kg hm-2，分别记为B1、B2、B3、B4。灌水量也设4个水平：不浇水、底墒水+拔节水、底墒水+ 拔节水+开花水、底墒水+ 拔节水+ 开花水+灌浆水，每次灌水量60 mm，用水表计量灌水量，分别记为A1、A2、A3、A4。施氮量和灌水量相互搭配可得到共计16个试验处理构成试验方案。

3.方法设计

试验采用裂区设计，主区为施氮水平，副区为灌水量，设3次重复。主区采用随机区组排列。小区面积为3m*6m=18m²，各灌水处理间设置1m的隔离带。

4. 田间排列

区组I

区组II

区组III

5. 结果整理

单位：kkg hm-2

主处理B副处理A区组主区合计

（T m）区组总数（）

I II III

B1A1 5.9417 6.2789 5.604517.8251

A2 6.8325 6.7887 6.876320.4975

A37.1837.28767.078421.549

A4 6.9 6.9876 6.812420.7

Tm26.857227.342826.371680.5716

B2A17.51417.63347.934823.0823

A27.65887.59417.723522.9764

A37.74817.80687.689423.2443

A47.42547.48497.365922.2762

Tm30.346430.519230.713691.5792

B3A17.71177.67757.745923.1351

A28.18738.26628.108424.5619

A37.76957.68927.849823.3085

A47.38187.43567.32822.1454

Tm31.050331.068531.032193.1509

B4A17.78737.89417.680523.3619

A27.81927.73987.898623.4576

A37.58467.66737.501922.7538

A47.26977.30327.236221.8091

Tm30.460830.604430.317291.3824

Tr118.7147119.5349118.4345

主处理和副处理双向表

主处理副处理主处理合计

（T b）

A1 A2 A3 A4

B1 17.8251 20.4975 21.549 20.7 80.5716 B2 23.0823 22.9764 23.2443 22.2762 91.5792 B3 23.1351 24.5619 23.3085 22.1454 93.1509 B4 23.3619 23.4576 22.7538 21.8091 91.3824 副处理合计(T a) 87.4044 91.4934 90.8556 86.9307

6. 方差分析

1）划分变异因素

实验数据总变异可分为主区、副区两部分，其中主区部分包括：区组效应、施氮量（主处理）效应、主区随机误差、主区总数；副区部分包括：灌水量（副处理）、施氮量与灌水量之间的交互作用、副区误差。

2）计算平方和及自由度

C =(∑∑x ij 12j=14i=1)2

a ∗

b ∗r

=2650.491

总平方和与总自由度：

SS T =∑∑x ij 2

12

j=1

4

i=1−2650.491=13.179

df T =a*b*r-1=4*4*3-1=47

主区总平方和：

SS 主=∑T m

24

−2650.491=8.518

主处理的平方和与自由度：

SS B =∑T b

212

−2650.491=8.373

Df b =b-1=4-1=3

区组平方和与自由度：

SS r =∑T r 2

16

−2650.491=0.041

df r =r-1=3-1=2

主区误差平方和与自由度：

SS e1=SS 主−SS b −SS r =0.104 Df e1=(r-1)(b-1)=(3-1)(4-1)=6

副区总平方和：

SS 副=17.82512+···+21.80912

3

−2650.491=12.709

副处理平方和与自由度：

SS A =∑T a

212

−2650.491=1.364

Df a =a-1=4-1=3

主副处理交互作用平方和与自由度：

SS AB =SS 副−SS a −SS b =2.972

df ab =(a-1)(b-1)=(4-1)(4-1)=9

副区误差平方和与自由度：

SS e2=SS T −SS 主−SS A −SS AB =0.3244

df b =b(r-1)(a-1)=4(3-1)(4-1)=24

3）F 检验