试验设计及其统计分析分析
实验设计与统计分析技术
实验设计与统计分析技术实验设计是探究事物本质的基础，好的实验设计可以提高实验的可靠性。
而统计分析则是对实验结果进行演绎和验证的重要手段。
在实验科学中，实验设计和统计分析技术的巧妙运用可以有效提高实验准确性和数据的可靠程度。
一、实验设计实验设计是指为了达到某种目的，通过有目的地干预自变量，比较受试者对干预后的因变量所产生的反应差异，从而达到推断因果关系的有效研究方案。
好的实验设计应该具备以下几个方面的要素：1.目的明确：实验设计必须要有一个明确的目的，例如验证一个假设、探索一个现象或寻找因果关系等。
2.随机性：实验设计需要随机分配受试者，以消除可能存在的干扰因素。
3.对照组设计：实验设计中需要使用对照组，以进行比较分析。
4.操作性：实验设计需要操作，即干预自变量。
5.可再现性：实验设计结果需要可再现，即能够得到可靠的结果。
二、统计分析实验数据的统计分析是实验设计后的重要环节。
以实验数据为基础，使用统计方法对实验数据进行分析，以便对实验所做的科学结论进行验证的技术就是统计技术。
统计方法的基本作用是根据样本的信息来推断总体的情况，以便得到尽可能准确的结论。
常用的统计方法有：1.描述性统计：通过对数据进行整理、分析和描述来简洁地展现数据的基本特征。
2.参数估计：从样本中得到的统计量来推断总体参数的值，如均值、方差等。
3.假设检验：通过对样本数据和总体数据的关系进行分析，判断样本数据是否可以反映总体数据的规律性。
4.回归分析：通过建立数学模型来描述因变量和自变量之间的关系，并进行相关性分析。
5.方差分析：主要用于不同组之间的比较，通过比较组内和组间的方差来推断样本或总体之间的差异。
总之，实验设计和统计分析技术的巧妙运用可以大大提高实验结果的可靠程度和准确性。
在今后的实验科研工作中，我们应该注重实验设计的合理性，并充分利用统计技术对实验数据进行分析和验证。
试验设计和统计分析 第三章 田间试验技术
九、设置保护行
指在试验地的周围设置保护行。小区与小区之间一般不设保护行，重复区之间一般也不设保护行。保护行的树种一般逸捧以不影响甙硷地树木生 长为壹。例如：杉木成發，用柳衫作保护行。
5. 进行区组及小区的区划；6. 试验材料的准备、编号；7. 根据设计图将各个处理对号安排到试验地里；8. 绘制田间栽植图，并且与设计图对照，查看是
否有错误，如果发现错误，要及时纠正;9.栽植保护行，并作地标。
试验布置中要注意以下几点：
1）设计一定要根据试验的要求和试验地的实际
进行选择；2） 试验材料一定要编号（处理号和区组号）， 并且要反复校对，不要出现错误；3） 对试验地的面积计算要根据小区的面积和重
十、设置地标
田间试验在野外较长时间，为了观察管理方便，
便于查找，设置地标是必要的。特别是造林试验，一般在试验范围的四周的每 个角埋上水泥桩。并要钉一个牌子，写明试验用地， 以示警示。
十一、田间试验的步骤
1. 拟定试验计划2. 确定试验因素、处理数、重复数、小区面 积，计算区组面积。3. 选择一个适宜的设计方案（设计方案在下 一章介绍）4. 选择试验用地
试验因素和处理（水平）数的确定1、试验因素的确定：试验因素是根据试验目的来提出的，那么根据试验目的来确定试验因素的类型及多少。同时也要考虑试验的条件、人力、财力、技术水平。
2、试验处理（水平）数的确定1） 处理数的多少依据试验的实际和别人的经验确定。2） 各处理间的效应要有明显的差异3） 各处理间的间距尽量相等
8、试验孑旨标(experiment indicator):指试验中用来判断试验处理效果的性状或标准。
临床试验的研究设计与统计分析
临床试验的研究设计与统计分析临床试验是评估新药、新治疗方法或医疗器械安全性和疗效的关键环节，它对于指导临床决策和提高患者治疗效果具有重要意义。
本文将重点介绍临床试验的研究设计以及统计分析的相关方法和技巧。
一、临床试验研究设计1. 研究类型选择根据研究目的和数据获取方式，临床试验研究设计可分为观察性研究和干预性研究。
观察性研究主要通过观察人群的暴露与结果之间的关系，探索潜在的危险因素和保护因素。
干预性研究则通过对人群进行干预，评估干预措施的效果。
常见的干预性研究设计包括随机对照试验、非随机对照试验和自身对照试验。
2. 样本容量计算样本容量的确定是保证试验结果的可靠性和有效性的关键步骤。
通过样本容量计算，可以估算出适当的样本规模，以减少随机误差和提高统计检验的可靠性。
样本容量计算需考虑试验的研究问题、预计的效应大小、显著性水平、统计检验的类型等因素。
3. 随机化设计随机化是临床试验中的重要原则，它能够降低实验组与对照组之间的混杂因素的影响，提高试验结果的可靠性。
常见的随机化设计包括简单随机化、分层随机化和区组随机化等。
在随机化设计中，应根据试验的目的和实际情况选择适当的随机化方法。
4. 平行设计与交叉设计在干预性临床试验中，研究设计可以采用平行设计或交叉设计。
平行设计将受试者随机分配至实验组和对照组，在不同组中接受不同的干预措施；交叉设计则是将受试者分为不同顺序接受不同干预措施，并在每个干预阶段测量结果。
二、临床试验统计分析1. 描述性统计分析试验数据的描述性统计分析是对试验数据的基本特征进行总结和描述。
如平均数、标准差、中位数、分位数等。
通过描述性统计分析，可以了解试验数据的分布情况、集中趋势和离散程度，为进一步的推断性统计分析提供基础。
2. 推断性统计分析推断性统计分析是基于样本数据对总体进行推断，判断样本间差异是否代表总体间的差异。
常见的推断性统计分析包括假设检验和置信区间估计。
假设检验用于验证研究假设是否成立，置信区间估计则用于评估参数估计的精度。
试验设计及其统计分析
实验问题的合理解释(3)
• 或许会有人有疑问。 • 因为他的测量从来没有在夜间进行，甚至，在正午以外的
时间也没有进行过。 • 所以， （1）我们还不能认为这个实验已经完整地回答了问题。如
果在晚上进行测量，这个模型就被质疑了。
（2）有限的结论：天空在正午是蓝色的。
6. 如何用实验结论来描绘现实？
假设与模型
定义术语
• 实验是根据问题或假说来进行的。 • 以“天空是什么颜色的？为例来讨论如何设计实验。 • 首先需要定义术语： （1）定义颜色为“可见光” （2）定义“天空”。例如，仪器是指向正上方还是指向水 平线的？还是其它。
时间进程
• 在时间上进行多次测量叫做时间进程。可以用于了解任何 特定的点上的测量是否具有代表性，以及在不同的条件下 系统是否会发生基础性变化。
• 每5min测量一次。 • 在时间进程实施之前，科学家已对“天空是什么颜色的？”
预言了一个简单的答案。随着时间进程的发展，发现天空 不只是一个颜色；相反，它在时时变化着。因此，科学家 不能仅仅给出一个简单的结论来。而是，需要建立一个适 应这些数据的新模型。
• 连续测量7天。
重复
对照
• 首先需要有一个“仪器对照”，保证相应的波长是可以被 测量到的。需要阳性对照和阴性对照。
（1）提出一系列问题，如天空是蓝色的？绿色的？黄色的？ 红色的？
（2）测量中午时所有可见光的波长。 （3）得出结论：天空是蓝色的。
实验问题的合理解释(2)
• 天空真的是蓝色吗？ （1）连续测量。30天，27天是蓝色，3天是灰色的（阴天） （2）显著性检验：差异显著 （3）认为，“天空是蓝色的”正确。
例：用A1、A2 、 A3三种饲料喂鸡，每种饲料饲喂30只鸡。一 个月后称重。该如何操作？
正交试验设计及其统计析
05
结论
正交试验设计的优势与局限性
高效
通过合理地减少试验次数，提高试验 效率。
全面
能够全面地探索各个因素之间的交互 作用。
正交试验设计的优势与局限性
• 可靠：基于统计理论，结果具有较高的可 靠性。
正交试验设计的优势与局限性
适用范围有限
适用于因素数量和水平数目不太多的情况。
对数据要求较高
需要大量的数据进行分析，且数据质量要高。
促进科学决策
通过正交试验设计和统计分析，能够 为企业或研究机构提供科学依据，促 进科学决策和优化方案制定。
02
正交试验设计的基本原理
正交表的选择与设计
正交表的选择
交互作用和误差控制
根据试验因素的数量、水平数和试验 次数，选择合适的正交表。
考虑因素间的交互作用和误差控制， 确保试验结果的准确性和可靠性。
试验因素和水平的确定
明确试验目的，确定试验因素和水平， 确保试验结果具有实际意义。
Hale Waihona Puke 试验方案的制定试验操作步骤
根据正交表，确定每个试验方案的试验操作步骤。
数据记录
预先设计好数据记录表格，以便准确记录每个试 验方案下的数据。
试验重复
考虑试验的重复性，以提高结果的稳定性和可靠 性。
试验结果的收集
数据整理
方差分析
方差分析的原理
方差分析用于检验各因素对试验指标 的影响是否显著，通过比较各因素的 方差贡献，判断其对试验指标的影响 程度。
方差分析的应用
在正交试验设计中，方差分析可用于 确定显著影响因素，并进一步优化试 验条件。
回归分析
回归分析的原理
回归分析通过建立数学模型描述各因素与试验指标之间的数量关系，并预测不同因素水平下试验指标 的变化趋势。
试验设计与统计分析在食品科学研究中的作用
判别分析
根据已知分类的数据建立判别函数，对未知 分类的数据进行预测和分类。
03
试验设计与统计分析关系
试验设计对统计分析影响
试验设计确定数据收集方式和样本量，直接影响 统计分析的准确性和可靠性。
合理的试验设计可以减少误差，提高统计分析的 精度和效率。
试验设计确定的因素和水平，为统计分析提供了 依据和解释。
加强数据分析和解读
运用适当的统计分析方法对数据进行分析和解读，挖掘数据背后的信 息，为食品科学研究提供有力支持。
强化交叉学科合作
加强与其他相关学科的交流和合作，共同推动食品科学研究的发展。
关注新技术新方法
关注新技术、新方法在试验设计和统计分析中的应用，及时将其引入 食品科学研究中，提高研究的质量和效率。
食品中包含多种成分，其相互作 用和影响难以预测，增加了研究 的难度。
消费者需求多样性
消费者对食品的需求和偏好日益 多样化，要求食品科学研究更加 精细化和个性化。
食品安全与营养问
题
食品安全和营养问题一直是公众 关注的焦点，对食品科学研究提 出了更高的要求。
试验设计与统计分析发展趋势
多因素试验设计
未来试验设计将更加注重多因素、多水平的 试验，以更全面地了解食品成分和加工条件 对食品品质的影响。
因素干扰的情况。
析因设计
研究多个处理因素对试验结果的 影响及其交互作用，适用于处理 因素较多且需要全面考察各因素
及其交互作用的情况。
试验设计在食品科学中应用
配方优化
感官评价
通过试验设计确定最佳原料配比和工艺参 数，优化产品配方和加工工艺，提高产品 质量和降低成本。
运用试验设计原理和方法设计和实施感官 评价试验，对食品感官属性进行客观、准 确的评价。
试验设计与统计分析中的常见问题
6.试验数据的综合分析
（1）单因素试验数据的综合分析
有了单因素试验数据，可得到以下分析结果：
①通过方差分析得到因素对指标影响的显著性。
②通过回归分析得到因素对指标的影响规律。
③利用回归方程可得到最佳的参数水平及其指标值。
三、统计分析问题
（2）双因素试验数据的综合分析 有了双因素试验数据，可得到以下分析结果： ①通过方差分析得到因素及其交互作用对指标影响的 显著性。
“试验设计与统计分析”中的常见问题 四、写论文问题 1.题目要有吸引人眼球的地方 （1）试验手段先进，如：用流化床干燥大枣 （2）研究方法先进，如：用二次通用旋转组合 设计方法进行大枣干燥的研究，或大枣干燥工 艺参数的优化等。 （3）研究内容新颖，即无人进行过研究，如： 狗对牡丹花的看法。
四、写论文问题
“试验设计与统计分析”中的常见问题 三、统计分析问题 常用的统计分析方法有：方差分析，多重比较， 极差分析，回归分析，相关分析等。能得到的 分析结果如下：
三、统计分析问题 1.方差分析
以单因素试验为例，试验结果如下表。
重复次数
因素水平
1
x11 x21 … xi1
2
x12 x22 … …
…
… … … …
②通过方差分析得到因素及其交互作用对指标影响的 显著性。 ③对符合条件的正交试验数据，可进行回归分析。
三、统计分析问题
（4）多指标的参数优化
即找到一组最佳参数组合，使所有指标都较好的过程。
对于正交试验数据，可采用综合平衡法或加权综合评 分法。
对于回归试验数据，可采用加权综合评分法或主目标 优化法。
二、试验设计问题 5.回归试验
回归试验的目的是为了得到好的回归方程。有用的是 得到二次回归方程，可得到最佳参数组合。常采用二 次通用旋转组合设计，其优点是：利用回归方程预报 精度高，试验次数少。因为二次通用旋转组合设计各 因素都取5个水平，且试验点在编码空间分布合理 （分布在距中心点距离不等的3个球面上，且有星号 臂r控制回归方程的精度）。而BOX法设计，各因素 都取3个水平，分布在2个球面上，且无星号臂r控制， 回归成二次方程，不是也得是。因此，若是实际应用， 建议采用二次通用旋转组合设计。
田间试验设计与统计分析试验计划书
田间试验设计与统计分析试验计划书一、试验目的本试验旨在评估不同种植方法、肥料类型和播种密度对农作物产量的影响，为优化农业生产提供科学依据。
二、试验地点与作物试验将在本地的农田中进行，作物为小麦。
三、试验设计1. 试验设计类型：随机区组设计，包括3个处理（种植方法、肥料类型和播种密度）和3个重复。
2. 种植方法：处理A：机械播种；处理B：手工播种；处理C：机械与手工结合播种。
3. 肥料类型：处理D：常规化肥；处理E：有机肥；处理F：化肥与有机肥混合。
4. 播种密度：处理G：常规密度；处理H：增加密度；处理I：减少密度。
5. 观察与测量：观察作物生长情况，定期测量株高、叶面积、穗数、粒数等生长指标，并在成熟期采集样本进行品质分析。
6. 产量统计：收获后统计各处理的产量，并计算平均产量。
四、统计分析方法1. 数据整理：将试验数据整理成表格，便于后续分析。
2. 方差分析：使用ANOVA检验，比较各处理之间的产量差异，确定最佳种植方法、肥料类型和播种密度组合。
3. 相关性分析：通过绘制柱状图和散点图，直观展示各处理之间的差异，并分析产量与其他生长指标之间的相关性。
4. 回归分析：根据试验数据，建立产量与生长指标的回归模型，预测不同条件下的产量变化。
五、试验实施计划1. 时间表：试验开始时间-xxxx年x月xx日，结束时间-xxxx年x月xx日。
2. 人员安排：由专门的研究人员负责试验的全程跟踪和记录，确保数据的准确性和完整性。
3. 物资准备：提前准备好所需的种子、肥料、播种工具等物资，确保试验顺利进行。
4. 播种与观察：按照试验设计进行播种，并定期观察作物的生长情况，记录各项生长指标。
5. 收获与测量：在成熟期进行收获，统计各处理的产量，并测量其他品质指标。
6. 数据整理与分析：将试验数据整理成表格，并进行初步分析，得出初步结论。
7. 报告撰写：根据统计分析结果，撰写试验报告，提出优化农业生产的具体建议。
临床试验统计学设计与数据分析
临床试验统计学设计与数据分析一、引言临床试验统计学设计与数据分析是临床研究中的重要环节，它为医学领域提供了一种科学的方法来评估治疗的效果和安全性。
本文将探讨临床试验统计学设计与数据分析的基本概念、常用方法和技巧，以及其在临床实践中的应用。
二、临床试验的基本概念临床试验是为了评估新药、新疗法或新诊断方法的疗效、安全性和有效性而进行的一种研究方法。
其目的是通过统计学的方法来验证假设，并从中获取科学的结论。
临床试验可以分为治疗试验、预防试验、诊断试验和评估试验等不同类型，每种类型的临床试验都有其特定的设计和数据分析方法。
三、临床试验的设计在进行临床试验之前，研究者需要明确试验的目的、研究对象和研究设计。
常见的临床试验设计包括随机对照试验、非随机对照试验、交叉试验和队列试验等。
其中，随机对照试验是最常用的设计，它将参与者随机分配到接受治疗组或对照组，以比较两组之间的差异。
通过合理的设计和样本量计算，可以提高试验的可信度和可靠性。
四、临床试验数据的收集和管理在进行临床试验时，研究者需要收集大量的数据，并对其进行整理和管理。
临床试验数据可以包括患者的基本信息、病情评估、疾病进展、治疗效果等多个方面。
为了确保数据的质量和准确性，研究者需要建立完善的数据收集流程和数据管理系统，确保数据的安全性和保密性。
五、临床试验数据的分析方法临床试验数据的分析是评估治疗效果和安全性的关键步骤。
常见的数据分析方法包括描述性统计分析、假设检验、回归分析、生存分析和多变量分析等。
通过这些方法，可以对试验结果进行统计学的比较和解释，并得出科学的结论。
在数据分析过程中，研究者需要充分考虑数据的分布特点、样本量和研究假设等因素，选择合适的统计模型和检验方法。
六、临床试验的结果和解释临床试验的结果和解释对于疾病的治疗和预防具有重要的指导意义。
研究者需要将试验结果以简洁明了的形式呈现，同时解释结果的科学意义和临床应用价值。
在结果解释时，需要充分考虑结果的统计学显著性、临床意义和效应量等因素，并进行严格的结论推断和安全性评估。
临床试验的统计分析方法
临床试验的统计分析方法在医学领域中，临床试验是评估新药物、疗法或治疗方法的有效性和安全性的重要手段。
统计分析方法在临床试验中起着至关重要的作用，它能够帮助研究者对试验结果进行客观、准确的评估和解读。
本文将介绍一些常见的临床试验统计分析方法，包括：随机化对照试验、配对设计试验、方差分析和生存分析等。
一、随机化对照试验随机化对照试验是最常见、最经典的临床试验设计，其目的是通过将参与者随机分配到治疗组和对照组来评估新疗法的疗效。
在数据分析方面，常用的方法包括对照组与治疗组的比较，计算相对风险（Relative Risk）或者比值比（Odds Ratio）等统计指标。
此外，还可以应用生存分析方法来评估各组之间的生存率和生存时间的差异。
二、配对设计试验配对设计试验适用于需要控制个体间差异的研究场景，如双臂交叉试验和配对样本t检验等。
配对设计试验往往使得每个个体在两组中都有一定的数据，因此可以通过配对样本t检验来对两组数据的差异进行统计分析。
此外，也可以利用配对样本的相关性进行分析，如配对样本的Pearson相关系数或Spearman等非参数相关系数。
三、方差分析方差分析是一种用于比较三个或三个以上组别差异的分析方法。
在临床试验中，方差分析可用于比较多个不同剂量组或不同治疗方法的疗效。
通常通过计算F值来判断各组之间的差异是否显著。
若F值大于临界值，则可以认为各组之间存在显著性差异，需要进一步进行事后多重比较。
四、生存分析生存分析是评估治疗效果或事件发生时间的统计方法，适用于评估肿瘤患者的生存期、药物的剂量反应关系等。
在生存分析中，常用的统计方法包括生存曲线的绘制（如Kaplan-Meier曲线）、生存率的估计（如中位生存时间）、生存风险比的计算等。
此外，还可以使用Cox比例风险模型来评估各因素对生存影响的相对风险。
综上所述，临床试验的统计分析方法多种多样，应根据研究设计和试验目的选择适当的分析方法。
合理使用统计方法可以提高试验结果的可信度和科学性，为临床决策提供重要的依据。
实验设计及其统计分析
为乙组 。如从随机数字表（Ⅰ）第12行第7列的16开 始向右连续抄下18个随机数字填入表第二行。
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• 例：设有同品种、同性别、体重相近的健康仔猪
18头，按体重大小依次编为1、2、3、…、18 号，试用完全随机的方法，把它们等分成甲、乙、 丙三组。（三个以上处理比较的分组）
• 由随机数字表（Ⅱ）第10列第2个数94开始，向
下依次抄下18个数，填入下表第2横行。
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者分入第二组,余数为2者分入第三组。当然,也可定 出其他的分组规则,但规则必须事先确定下来,一旦 确定不应随意改动。
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• 第三步,从上述三种随机数字表中任意指定的位置开
始向后(或向前)抄录随机数字,依次写在各编号之下, 注意舍弃不符合要求的随机数字(如随机数字超过了 编号所对应的数字)。
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15
1.2完全随机实验的统计分析
• （二）处理数大于2 若获得的资料各处理
重复数相等，则采用各处理重复数相等的 单因素实验资料方差分析法分析；若在实 验中，因受到条件的限制或实验生物出现 疾病、死亡等使获得的资料各处理重复数 不等，则采用各处理重复数不等的单因素 实验资料方差分析法分析。
• 设计范例
• 有三种生长激素，分别用A、B、C代替，测定
其对小麦株高的影响，包括对照（用等量的清 水）在内，共4个处理，进行盆栽实验，每盆 小麦为一个单元，每处理用4盆（重复4次）共 16盆。
裂区试验设计与结果的统计分析
裂区试验设计与结果的统计分析裂区试验（split-plot design）是一种常用的设计方法，适用于在同一个实验中比较多个处理的效果，同时考虑到不同处理之间的相关性。
这种设计方法是多个因素的正交组合，通过将实验单位进行分区，以达到同时考虑多个因素的目的。
裂区试验包括两种类型的因素：主区因素（whole plot factor）和副区因素（sub plot factor）。
主区因素是指主要的实验处理，它在试验开始时就确定下来，并且针对每个实验区域进行随机分配。
副区因素是在主区因素设置完成后再确定的次要因素，它在主区因素内的每个实验区域中进行随机分配。
这种设计方法的优势在于可以同时考虑多个因素的影响，并通过分析不同因素之间的交互作用来提高实验效果。
裂区试验的设计步骤如下：1.确定主区因素和副区因素：根据实验目的确定需要考虑的因素，并确定它们的类型（定性或定量）和水平（多个水平或二元水平）。
2.确定实验单位：确定实验单位的大小和数量，这是根据研究对象和实验条件来确定的，在实验区域内进行分区。
3.随机分配主区因素：将主区因素随机分配给每个实验区域，确保每个实验区域都包含不同的主区因素水平组合。
4.随机分配副区因素：在每个实验区域内，将副区因素随机分配给各个实验单位。
5.数据收集：对实验单位进行观测与测量，记录主区因素和副区因素的水平以及观测结果。
6.数据分析：进行统计分析，根据实验设计的要求，使用适当的统计方法（方差分析、回归分析等）来分析主区因素和副区因素的效应，检验主效应和交互作用的显著性。
7.结果解释：根据统计分析的结果，对各个因素的效应进行解释和比较，得出结论。
裂区试验结果的统计分析主要包括方差分析和回归分析两种方法。
方差分析是一种用于比较多个处理效果的统计方法，通过计算各个因素的方差来判断它们的影响程度。
在裂区试验中，可以使用方差分析方法来分析主区因素和副区因素的效应，以及它们之间的交互作用。
实验设计与统计分析
1.重复(replication)
定义：在试验中，将一个处理实施在两个或 两个以上的试验单位上，称为处理有重复。如 用某种饲料喂4头猪，就说这个处理(饲料)有4 次重复。 作用：
(1)估计误差
_
y 单个观测值是无法估计误差的大小。只有 获得多个观测值，才可以根据这些观测值之间 的差异来估计试验误差。 24
试验设计基本原则：
重复试验以降低结果的机会变异。
随机化安排指定的处理。
控制隐藏变量对反应的效应。
统计显著性(Statistical Significance)。
若观察的效果太大，在概率分布上极不可能发生，
称为该效应统计显著。
试验设计三原则的关系及作用
重复 随机化
无偏误差估计 估计误差
43
第三节 随机区组设计及其统计分析
一、 随机区组设计 二、随机区组设计试验结果的统计分析
一、随机区组设计
1.特点：使用了田间试验设计三个原则，并根据“局
部控制”的原则，将试验地按肥力程度划分为等于
重复数的区组，一区组安排一重复，区组内各处理
二是受误差影响不容易发现试验效应的规律。
16
3、试验方案中应包括对照水平或处理(check, CK)
对照是试验中比较处理效应的基准。
品种比较试验中常统一规定同生态区内使用对 照品种。
17
4、注意比较间的唯一差异性原则，才能正确
解析出试验因素的效应。唯一差异性原则：
为保证试验结果的严格可比性，除了试验因
素设置不同的水平外，其余因素或其他所有
条件均应保持一致，以排除非试验因素对试
验结果的干扰，这样的比较结果才能可靠。
如在对小麦进行叶面喷施P肥的试验中，可能
试验设计与统计分析
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。
第二步，将主区因素A（肥料）的3个水平（高、 中、低）独立随机地排列在每个区组的3个主区中。
第三步，将各区组的每个主区划分为6个副区。
第四步，将副区因素B（品种）的6个水平1、2、 3、4、5、6品种独立随机地排列在每个主区的6个副 区中，即得裂区设计的田间排列。
152541243
Ⅰ
634362651
一、裂区设计
二因素试验：施肥（A，3个水平）、修剪（B，4个水平） 对第一个因素（施肥）要求有较大的试验面积，对第二个 因素（修剪）有较小的试验面积 按因素对试验面积的要求不同分成主因素和副因素。
A因素 B因素
一、裂区设计
在一个区组上，先按第一个因素（主因素或主处理）的水平
数划分主因素的试验小区，主因素的小区称为主区或整区，用
(4)多重比较—耕翻期×施氮量
同一绿肥耕翻时期内不同施氮水平的比较
s
aib1 aib2
2se2b
dfeb=12
0.634
LSD0.05=1.38
n
LSD0.01=1.94
施氮量
B3 B4 B2 B1
A1 早耕翻 差异显著性
平均产量 5％ 1％
22.0
aA
18.9
bB
15.2
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作用： 因为区组之间的差异可在方差分析时从试验误差中分 离出来，所以局部控制原则能较好地降低试验误差。 例： 在田间试验中将试验田划分成等于重复数的区组， 区组内的肥力水平尽可能保持一致； 在温室试验中，将区组安排在同一光照水平上； 在微生物接种试验中，将接种时间安排为区组。
三个基本原则的关系和作用
第八章 试验设计及其统计分析
第一节 试验设计的基本原理
一、试验设计的意义
广义的试验设计：整个研究课题的设计.包括试验 方案的拟订，试验单位的选择，分组的排列，
试验过程中生物性状和试验指标的观察记载，
试验资料的整理、分析等内容；
狭义的试验设计：指试验单位的选择、分组与排
列方法。
广义
课题的名称 研究的预期效果 试验单位的重复数 试验目的 试验方案 试验单位的分组
二、对比试验结果的统计分析
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
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第二节 随机区租设计及其统计分析
特点： 根据“局部控制”的原则，划分为等 于重复数的区组，每个区组包含全部的处 理。区组及区租内内各处理独立地随机排 列。
2 12 5
2、优缺点： 优点： （1）设计简单，容易掌握； （2）富于伸缩性，单因素、多因素以及综合性试验都能用； （3）能提供无偏的误差估计，并有效减小单向的肥力差异， 降低误差； 缺点： （1）设计不允许处理数太多，一般不超过20个； （2）只能在一个方向上控制非试验因素的差异。
重复 随机
局部控制
无偏的试验 误差估计
降低试验 误差
第二节 对比设计及其统计分析
一、对比设计：
一种最简单的试验设计方法适用于单因素试验。 简单对比设计
邻比设计 间比设计 只有一个CK
每一个处理相邻都有一个CK
隔相同数目的若干处理之间安 排一个CK
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（一）邻比设计： 每一供试品种直接排列于对照区旁边， 使每一小区可与其邻旁的对照区接比较。sx s n
(3)估计的处理效应的可靠性增加 多次重复所估计的处理效应（平均数）可以 抵消部分误差的影响，使处理间的比较更加可靠。
2.随机 一个重复中每个处理都有同等的机会设置在任何 一个试验单位上，避免任何主观成见。 作用：使估计的误差无偏。 3.局部控制 在试验环境或试验单位差异较大的情况下，可将 整个试验环境或试验单位分成若干小环境或小组，称 为单位组（或区组、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。
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
Ⅲ
C 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
各重复可排成一排或多排式。排成多排时，则可采用逆 向式。
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3、试验结果要可靠 试验结果的可靠程度主要用准确度与精确度进行描述。 4、试验结果要能够重演
三、 试验设计的基本要素
试验设计包括三个基本组成部分: 1.处理因素 对受试对象给予的某种外部干预(或措施)，称为处理 因素，简称处理。 2.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。 3.处理效应 处理效应是处理因素作用于受试对象的反应，是研究 结果的最终体现。
五、 试验设计的基本原则
1.重复(replication) 在试验中同一处理设置的试验单位数。 作用： (1)估计误差 εi=yi－μ 式中μ为总体平均数，是一个无法得到的理论 _ 值。在实际工作中，通常用样本的平均数 y 来估计μ。而
(2)降低误差 误差的大小与重复次数的平方根成反比，重 复多，误差则小。
狭义
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
试验结果的分析方法 经济或社会效益分析
已备条件
进度安排、经费预算
尚缺少的条件
成果形式
试验时间、地点
学术论文撰写
3
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二、 生物学试验的基本要求
1、试验目的明确 一、要抓住当时生产实践和科学实验中急需解决的问题， 二、要照顾到长远和不久的将来可能突出的问题。 2、试验条件要有代表性 试验条件应能代表将来准备推广试验结果的地区的 自然条件、经济和社会条件。
1 3
5
CK CK
CK
2 4
6
3 5
1
CK CK
CK
4 6
2
5 1
3
CK CK
CK
6 2 4
每重复的第一个小区安排为处理区，第二个小区安 排为CK，以后每隔两个处理区安排一个对 照区，同时 必须使每一重复的最后一个处理区的一侧有CK。
在田间试验中，同一重复内各小区顺序排列，但不 同重复排成多排时，不同重复间的相同处理不要排在 一条直线上，可采用阶梯式或逆向式排列。
四、 试验误差及其控制途径
1.试验误差的来源
(1)试验材料固有的差异 如基因型不一致、种子生活力有差异、秧苗 素质有差异等 (2)偶然因素的影响。
(3)试验条件不一致
如各试验单位所处的外部环境不一致。 (4)操作技术不一致
2.控制试验误差的途径 (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)精心选择试验单位。 各试验单位的性质和组成要求均匀一致。 (4)采用合理的试验设计。
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（二）间比法：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，每两给 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。
Ⅰ C 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
设计示例 (1) 8个处理，4次重复，共32个小区。
I II III IV
2
5
5 1
6
4
4
5
1
4 8 3 7
4
2 8 6 7
肥力梯度
5
3 7 2 1
2
4 1 3 7
6
3
8
8
（2）16个处理，3次重复，小区布置成两排
肥 力 梯 度 I
3 1 10 7 15 14 9
II
III
8
6 13 4 16 11