植物营养研究法：第一章 植物营养的田间研究方法
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第一章 植物营养的田间研究方法
教学内容： 田间研究试验设计基础知识，田间试 验方案设计的原则和方法 ，田间试 验的实施，田间试验资料的整理、收 集和总结的书写
教学要求： 掌握田间试验方法设计和熟悉田间试 验实施的全过程。
重点：田间试验方案设计，田间小区 排列方法及田间试验的实施，以提 高试验精度、估计误差的目的。
认真布置试验
作好试验的管理工作
完成计划观察记载项目和 各项目测定工作。
（四）总结（一般以论文或报告的形式进行）
总结试验目的、设计及过程 总结试验结果 对试验结果进行分析、讨论并提出合
理建议
三、试验研究的基本要求
要有代表性 准确性 重现性
四、试验方案设计的原则
➢要有明确的目的性 ➢要有严密的可比性：要遵循单
➢ 误差：观察结果与真值之间的差异。
➢ 随机误差：由试验单元、管理方法、测试仪 器、操作方法等方面不可识别的、大小方 向不同的微小差异所造成的观察值和真值
间的差异，具有随机性，所以称为随机误差。
➢ 系统误差：指由于管理方法、测试仪器等方面有可 辨别的差异，从而使观察值与真值间发生一定 方向的系统偏离称为系统误差
➢标准差：方差的正平方根
二、科学试验的主要步骤
试验设计阶段：包括选题、设计试验方案、 准备试验材料和环境
试验实施阶段：正确进行试验操作，保证试 验的一致性，观察试验结果，收集数据
试验分析阶段：检查核对试验数据、进行统 计分析、解释试验结果，作出科学结论、总 结试验为今后的研究及生产提供参考科学依 据
CV=14%
31.7 24.0 20.3 18.0 16.3 15.0 14.0
表1的例子：从中可以看出，在土壤变异系数 为10％,试验重复4次的条件下，处理差异 只有大于平均数的14.5％，才能达到95％
的置信度要求，据此，如果水稻产量为 6000/hm2, 处理差异至少为6000×14.5％ ＝870kg/hm2, 设每kgN增产稻谷10kg，则 氮肥水平间距应在87kg/hm2N以上。
（一） 选题：提出问题
问题：是人们认识活动中“已知”与“未知”之 间的连接点
爱因斯坦指出：提出一个问题往往比解决一个 问题更重要，因为解决问题也许仅仅是一个数学 或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可 能性，从新的角度去看旧的问题，却需要创造性 的想象力 ，而且标志着科学的真正进步
题目来源：
难点：正交设计
植物营养田间研究的概念
概念：就是在田间条件下研究植物营养及 其行为规律、供应状况和调控方法
特点：试验条件最接近农业生产要求，能 较客观地反映生产实际，所得结果对生 产有直接的指导意义
--P
+P
第一节 试验设计基本知识
一、试验的基本概念
总体:总体指的是同质事物的全体； (P95)
如果事先对试验因素效应大小有了一定的了解， 水平范围可小些。一般下限为不施肥处理，上限 为最高产量施肥量。
需肥量大，肥力低的土壤水平间距大些，反之。
2、确定试验因素的水平间距：指试验因素不 同水平的间隔大小。如果水平间距过大没 什么实际意义，过小易于被试验误差掩盖。
具体水平间距有两种确定方法，一种是根 据试验土壤肥力变异，重复次数和统计检 验的置信度见表1；另外一种是按照经验和 最适用量等距离收缩或延伸。
二、复因素试验方案设计
（一）基本概念：
1、因素的简单效应：指在复因素试验中，一个试验因素 在另一个试验因素的某一水平上的试验效应，称为这个 因素的简单效应 。
2、因素的主效应。指同一因素各简单效应的平均值称为该因素的 主效应或平均效应。
3、因素的交互效应：不同因素相互作用产生的新效应称为这些因 素的交互效应。就是指不同因素综合效应与各因素单独效应的差 值。这种交互作用涉及多个因素。
凡二个因素之间的交互作用称为一级联应，三个因素间之间的交互 作用称为二级联应，余此类推。交互作用可能为正值，也可能为 负值或零。
（二）、复因素试验方案设计
1、完全实施方案 将各因素不同水平一切可能的组合均作为 试验处理，这种设计方案称为完全实施方 案，例如课本上的例子（P54）
➢ 错误误差：试验中由于试验人员粗心大意所发生的差错， 如记录、测量错误等。
➢真值：在一条件下，事物所具有的 真实数值。由于偶然因素不可避免 的存在和影响，真值是无法测得。
➢平均值：用无数个数据平均后求得 得近于真值的平均值
Biblioteka Baidu
➢方差：观察值与平均值之间的离均差 平方的平均数
➢均方：总体方差一般不易求得，通常用 样本进行估计。样本方差称为均方。
一差异原则 （设底肥，对照） ➢要提高试验效率 ➢试验设计与统计方法的统一性
第二节 试验方案设计
一、单因素试验方案设计 设计要点： 1、确定试验因素的水平范围
2、确定试验因素的水平间距
1、确定试验因素的水平范围 指试验因素水平的上下限区间。大小取决于研究 目的：
如果事先对某种试验因素的效果一无所知，此时可 以把因素的水平范围适当放宽。
表 1 不同重复次数，不同变异系数的 两个处理平均数间最低置信度差值（95％置信度）
重复
最低置信差值（％）
次数 CV=3%
2
18.1
3
13.7
4
11.6
5
10.3
6
9.3
7
8.6
8
8.0
CV=10%
22.6 17.2 14.5 12.9 11.6 10.7 10.0
CV =12%
27.1 20.6 17.4 15.4 14.0 12.9 12.0
当前生产实践中提出和存在的问题 生产进一步发展需要解决的理论和技术问题 推广国内外的先进经验和技术 科学发展上需要解决的理论问题
（二）作好试验计划
设计和确定完成试验任务的方法步骤。 具体内容为： 设计试验方案 确定试验方法 制定管理措施 确定观察测定项目及其方法与标准
（三）试验的实施：
内容： 据试验目的和任务、试 验方案和试验方法作好 试验场所、器材、工具 的准备工作。
样本：从总体中取出的一部分个体，这 部分个体的总和叫做样本或抽样总体
➢ 试验因素：指在试验中必须加以考察的因素
➢ 水平：试验因素在试验中的不同数量水平或 质量水平
➢ 处理 ：因素的每一个水平或各因素不同水平 的组合称为处理(p48)
➢重复：试验中同一处理的试验单元数
➢区组：将整个试验空间分成若干个各自相 对均匀的局部，每一个局部叫做区组。
教学内容： 田间研究试验设计基础知识，田间试 验方案设计的原则和方法 ，田间试 验的实施，田间试验资料的整理、收 集和总结的书写
教学要求： 掌握田间试验方法设计和熟悉田间试 验实施的全过程。
重点：田间试验方案设计，田间小区 排列方法及田间试验的实施，以提 高试验精度、估计误差的目的。
认真布置试验
作好试验的管理工作
完成计划观察记载项目和 各项目测定工作。
（四）总结（一般以论文或报告的形式进行）
总结试验目的、设计及过程 总结试验结果 对试验结果进行分析、讨论并提出合
理建议
三、试验研究的基本要求
要有代表性 准确性 重现性
四、试验方案设计的原则
➢要有明确的目的性 ➢要有严密的可比性：要遵循单
➢ 误差：观察结果与真值之间的差异。
➢ 随机误差：由试验单元、管理方法、测试仪 器、操作方法等方面不可识别的、大小方 向不同的微小差异所造成的观察值和真值
间的差异，具有随机性，所以称为随机误差。
➢ 系统误差：指由于管理方法、测试仪器等方面有可 辨别的差异，从而使观察值与真值间发生一定 方向的系统偏离称为系统误差
➢标准差：方差的正平方根
二、科学试验的主要步骤
试验设计阶段：包括选题、设计试验方案、 准备试验材料和环境
试验实施阶段：正确进行试验操作，保证试 验的一致性，观察试验结果，收集数据
试验分析阶段：检查核对试验数据、进行统 计分析、解释试验结果，作出科学结论、总 结试验为今后的研究及生产提供参考科学依 据
CV=14%
31.7 24.0 20.3 18.0 16.3 15.0 14.0
表1的例子：从中可以看出，在土壤变异系数 为10％,试验重复4次的条件下，处理差异 只有大于平均数的14.5％，才能达到95％
的置信度要求，据此，如果水稻产量为 6000/hm2, 处理差异至少为6000×14.5％ ＝870kg/hm2, 设每kgN增产稻谷10kg，则 氮肥水平间距应在87kg/hm2N以上。
（一） 选题：提出问题
问题：是人们认识活动中“已知”与“未知”之 间的连接点
爱因斯坦指出：提出一个问题往往比解决一个 问题更重要，因为解决问题也许仅仅是一个数学 或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可 能性，从新的角度去看旧的问题，却需要创造性 的想象力 ，而且标志着科学的真正进步
题目来源：
难点：正交设计
植物营养田间研究的概念
概念：就是在田间条件下研究植物营养及 其行为规律、供应状况和调控方法
特点：试验条件最接近农业生产要求，能 较客观地反映生产实际，所得结果对生 产有直接的指导意义
--P
+P
第一节 试验设计基本知识
一、试验的基本概念
总体:总体指的是同质事物的全体； (P95)
如果事先对试验因素效应大小有了一定的了解， 水平范围可小些。一般下限为不施肥处理，上限 为最高产量施肥量。
需肥量大，肥力低的土壤水平间距大些，反之。
2、确定试验因素的水平间距：指试验因素不 同水平的间隔大小。如果水平间距过大没 什么实际意义，过小易于被试验误差掩盖。
具体水平间距有两种确定方法，一种是根 据试验土壤肥力变异，重复次数和统计检 验的置信度见表1；另外一种是按照经验和 最适用量等距离收缩或延伸。
二、复因素试验方案设计
（一）基本概念：
1、因素的简单效应：指在复因素试验中，一个试验因素 在另一个试验因素的某一水平上的试验效应，称为这个 因素的简单效应 。
2、因素的主效应。指同一因素各简单效应的平均值称为该因素的 主效应或平均效应。
3、因素的交互效应：不同因素相互作用产生的新效应称为这些因 素的交互效应。就是指不同因素综合效应与各因素单独效应的差 值。这种交互作用涉及多个因素。
凡二个因素之间的交互作用称为一级联应，三个因素间之间的交互 作用称为二级联应，余此类推。交互作用可能为正值，也可能为 负值或零。
（二）、复因素试验方案设计
1、完全实施方案 将各因素不同水平一切可能的组合均作为 试验处理，这种设计方案称为完全实施方 案，例如课本上的例子（P54）
➢ 错误误差：试验中由于试验人员粗心大意所发生的差错， 如记录、测量错误等。
➢真值：在一条件下，事物所具有的 真实数值。由于偶然因素不可避免 的存在和影响，真值是无法测得。
➢平均值：用无数个数据平均后求得 得近于真值的平均值
Biblioteka Baidu
➢方差：观察值与平均值之间的离均差 平方的平均数
➢均方：总体方差一般不易求得，通常用 样本进行估计。样本方差称为均方。
一差异原则 （设底肥，对照） ➢要提高试验效率 ➢试验设计与统计方法的统一性
第二节 试验方案设计
一、单因素试验方案设计 设计要点： 1、确定试验因素的水平范围
2、确定试验因素的水平间距
1、确定试验因素的水平范围 指试验因素水平的上下限区间。大小取决于研究 目的：
如果事先对某种试验因素的效果一无所知，此时可 以把因素的水平范围适当放宽。
表 1 不同重复次数，不同变异系数的 两个处理平均数间最低置信度差值（95％置信度）
重复
最低置信差值（％）
次数 CV=3%
2
18.1
3
13.7
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11.6
5
10.3
6
9.3
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8.6
8
8.0
CV=10%
22.6 17.2 14.5 12.9 11.6 10.7 10.0
CV =12%
27.1 20.6 17.4 15.4 14.0 12.9 12.0
当前生产实践中提出和存在的问题 生产进一步发展需要解决的理论和技术问题 推广国内外的先进经验和技术 科学发展上需要解决的理论问题
（二）作好试验计划
设计和确定完成试验任务的方法步骤。 具体内容为： 设计试验方案 确定试验方法 制定管理措施 确定观察测定项目及其方法与标准
（三）试验的实施：
内容： 据试验目的和任务、试 验方案和试验方法作好 试验场所、器材、工具 的准备工作。
样本：从总体中取出的一部分个体，这 部分个体的总和叫做样本或抽样总体
➢ 试验因素：指在试验中必须加以考察的因素
➢ 水平：试验因素在试验中的不同数量水平或 质量水平
➢ 处理 ：因素的每一个水平或各因素不同水平 的组合称为处理(p48)
➢重复：试验中同一处理的试验单元数
➢区组：将整个试验空间分成若干个各自相 对均匀的局部，每一个局部叫做区组。