第二章 田间试验的设计与实施.

5.设置保护行（guard row）
➢ 保护行：对试验区周边或小区间、区组间作而 不作观察记录的作物行。
➢保护行的作用： A．防止外来因素的损害（人、畜） B．减少边际效应 C．防渗透
6.重复区(区组)与试验小区的排列
同一重复或区组内的土壤肥力应尽可能 一致，试验地的土壤差异尽可能排列在 重复区之间。
课本 P5
【例如】对某水稻品种进行施肥试验， 每亩施氮10kg，亩产量为350kg， 每亩施氮15kg，亩产量为450kg。
则在每亩施氮10kg的基础上增施5kg的 效应即为450－350＝100kg/亩。
效应：就是供试因素不同水平下的产量（或 其它性状）差异。 在单因素试验中，这一差异称作简单效应。
•互作显著与否关系到主效的实用性。
•不显著，则各因素的效应可以累加，主效就代表了
各个简单效应。
•正互作时，从各因素的最佳水平推论最优组合，
•负互作，则根据互作的大小程度而有不同情况。
➢ 两个因素间的互作称为一级互作(first order interaction）。一级互作易于理解，实际意义明确。
➢ 病虫害防治措施比较试验（研究不同的措施
对病害或虫害的防治效果的差异的试验。包括农药药效试
验、生物防治试验、综合防治试验）
➢ 品种与管理相结合的试验
三、农业试验的任务
➢解决农业生产中需要解决的问题 ➢解决农业科学问题
四、农业试验与农业生产的关系
➢农业试验是农业生产的先行和准备 ➢为农业生产服务，但又不完全依赖于生产。
3.重复次数
试验设置重复次 数越多，试验误 差越小。但在实 际运用时，并非 重复越多越好。
100
平 80
均 数
60
的 40
误 20
差0
0 20 40 60 80 100 120
重复次数
4.设置对照区
对照（check）:作为试验中处理间比较标 准的处理称做对照。
设置对照的目的： ➢在田间对各处理进行比较时，有利于作为衡量品种 或处理优劣的标准； ➢利用对照区估计和矫正试验地的土壤差异；
降低试验误差; 扩大试验的代表性 。
2. 局部控制
(1) 局部控制: 就是分范围分地段控制非处理因素， 使其对各个处理的影响趋于最大程度的一致。
实施：
将整个试验环境分成若干个最为一致的小环 境，称为区组（block）。
每一区组再按试验处理数目划分小区（plot）， 一个小区随机安排一个处理。
例
作用：进一步减少试验误差
实例：
例１. 三种药剂的防治害虫试验（Ａ１、Ａ２、A3）， 目的是比较三种药剂的防治效果有否不同。
例２. 两种喷雾方法的比较试验（Ｂ１、 Ｂ２）,目的是 比较两方法的效果有否不同。
例3：将以上两个例子合起来.
（3）单、复因子试验作用区别:
单因子试验，解决该因子水平间的比较问题。 复因子试验不仅要了解各个因子自身水平间的
处理因素
非处理因素
试验中可以人为地加以调节的因子叫可 控因子，如品种、密度、施肥量、用量 等。而不能人为进行调节的因子叫作不 可控因子。如：雨量、气候等。
田间试验一般只考虑可控因子。
3.水平(level) 因素内的不同状态或者数量等级称为水平。
4.试验按因子数分类 (1)单因子试验：只包含一个因子的试验叫单 因子试验。其任务是解决这个因子的几个水平 间的比较问题。 (2)复（多）因子试验：包含两个以上的因子 的试验叫复因子试验。
比较问题，还要了解因子之间的相互作用问题， 找出最有效的措施，且精度较高的优点。
(4)综合性试验
也是一种多因素试验，试验中各因素的各水平 不构成平衡的处理组合，而是将若干因素的某 些水平结合在一起形成少数的几个处理组合。
目的在于探讨一系列供试因素某些处理组合的 综合作用。而不在于检测因素的单独作用和相 互作用。
3. 随机排列(random assortment)
(1)随机排列：指试验中的不同处理都有同等的 机会设置在任何一个试验小区上，即重复中 的某一个处理究竟安排在哪一个小区，不要 有主观成见，完全由随机的方法确定。
(2)随机的作用: 获得无偏的试验误差估计值
例：有一6品种的产量比较试验，欲在一块土壤肥力南北 走向的试验地进行，n=3,如何合理安排小区。
(2) 偶然误差(random error)
精确性
随机误差（机误）：由许多无法控制的内在、 外在的偶然因素所造成的偏差。
主要由于试验地的土壤差异所引起，这是 田间试验误差中最有影响也是最难以控制的； 其它因素如病虫害侵袭、人畜践踏、风雨影响 等也会引起偶然误差。
➢偶然误差具有随机性，在试验过程及统 计分析中常常把偶然误差称为试验误差。 它是衡量试验精确度的依据。
无互作
水平 N1 N2
P1 10
16
试验Ⅱ P2 18
28
平均 14
22
P2-P1 8
12
平均 13 23
10
N2-N1 6 10 8
4,4/2=2
正互作
水平 N1 N2
P1 10
16
试验Ⅲ P2 18
20
平均 14
18
P2-P1 8
4
平均 13 19
6
N2-N1 6 2 4
-4,-4/2=-2
➢ 三个因素间的互作称二级互作(second order interaction)，余类推。
➢ 二级以上的高级互作较难理解，实际意义不大，一般 不予考察。
&2.4 田间试验设计的三原则
田间试验设计
指整个试验研究课 题的设计，包括确 定试验处理的方案， 小区技术，以及其 相应的资料收集整 理和统计分析的方 法等。
在试验中实际观察值与其相应真值的偏差称为试验误差
2. 误差类型 试验中发生的误差有两种：系统误差和偶然误差(机误)
误差按来源分类：
wenku.baidu.com准确性
(1)系统误差(systematic error)
由于在观测中因仪器不准，工作者的习惯和偏向等原
因所引起的观察值偏大或偏小的差异。
特点: 有一定方向性
系统误差不能用数理统计分析方法来消除，只能用试 验设计来避免，如选择同质一致的试验材料、标准化操 作技术和对试验的外界条件的一致性控制（如试验地、 测试仪器等）。
田间试验是最基本、最直接的农业试 验方法。
2 、田间试验的任务
在大田自然环境条件下研究新的品种和新的 生产技术，客观的评定具有各种优良特性的品种 及其适应区域，正确的鉴定最有效的增产技术措 施及其适应范围，使科研的成果能够合理地应用 和推广，发挥其在农业生产上的作用。
3.
➢试验的复杂性; ➢试验的地区性;
瘦
土 壤 肥 力 梯 度 方 向 肥
区组1 区组2 区组3
三原则间关系
重复
随机排列
局部控制
无偏估计误差
有效降低误差
二、控制土壤差异的小区技术
1.小区面积 在田间试验中，安排一个处理的小块地段
称为试验小区（plot）。
2.小区的形状和方向
小区的形状有长方形和正方形两种；
小区的方向专指长方形小区而言，指 长方形小区长边的方向。
专指小区技术，特 别是重复区和试验 小区的排列方法。
有效控制土壤差异， 降低试验误差
一、田间试验三原则
1.重复（replication)
(1)重复:指每一个处理有两个或两个以上试验单元。 (2)重复数:指试验中同一个处理所种植的小区数。
例：
(3)重复的作用：
估计试验误差试验(常用
sx
s
n ）表示 ;
&2.3 田间试验常见术语
一、 试验指标、因素、水平、处理
1. 试验指标(experimental index) 衡量试验处理效果的指示性状称为试验 指标，简称指标。
2.因素(factor)
试验因素：指在试验中对试验指标有影响，在 试验中需要加以考察的各种条件，简称为因素 或因子。
通常用大写字母A、B、C等来表示。
➢ 简单效应：在某因素同一水平上，另一因素不同水平对试验 指标的影响称为简单效应，即是特殊水平组合间的差数。
➢ 主效应(main effect) ：一个因素内各简单效应的平均数称为 主要效应，简称主效。
➢ 互作(interaction) ：两个因素简单效应间的平均差异称为交 互作用效应，简称互作，反映一个因素的各水平在另一因素 的不同水平中反应不一致的现象。
5.处理(treatment)
试验处理：指事先设计好的实施在试验单 位上的一种具体措施或试验中的具体比 较项目叫做处理。
在单因素试中，每一个水平就是一个处理。
在多因素试验中，每一 个水平组合(处理组合） 是一个处理。
【例如】 研究 A1、A2、A3、 A4、 A5 不同 品种的产量表现。
【例如】 研究不同品种在不同氮肥施用量下的 产量表现： 品种： A1、A2、A3 施氮等级： B1、B2 该试验就会有六种水平组合（处理）：
➢在田间试验的设计与实施过程中，必须 注意合理估计试验误差，并有效地降低
第二章田间试验的设计与实施
农业科学研究方法分两大类： 调查研究法与试验研究法。 两者可在田间进行，或结合生产
进行，也可在室内进行。
第二章田间试验的设计与实施
&2.1 农业试验的内容、任务、方式 &2.2 田间试验的特点和要求 &2.3 田间试验常用术语 &2.4 田间试验三原则 &2.5 试验误差来源及控制 &2.6 常用田间试验设计 &2.7 试验方案及实验步骤
负互作
水平 N1 N2
P1 10
16
试验Ⅳ P2 18
14
平均 14
15
P2-P1 8
-2
平均
N2-N1
13
6
19
-4
1
6 -10,-10/2=-5
负互作
30
20
10
0
n1
30
Ⅰ
p2 p1
n2
30 20 10
0
n1
30
Ⅱ
p2 p1 n2
20
p2
20
p1
p1 p2
10 10
0
n1
n2
Ⅲ
0
n1
n2
Ⅳ
【例如】有一氮肥肥效试验，其处理有： O(不施氮肥)； N(施氮肥)；
则：氮的简单效应=N产量-O产量=N-O
在多因素试验中，一个因素的相同水平下 ， 另一因素不同水平间的产量(或其它性状)差异仍 称为简单效应。
【例如】有一氮、磷肥肥效试验，其处理有: P(只施磷肥)； NP(同时施氮肥和磷肥)；
&2.1 农业试验的内容、任务、方式
一、农业试验 是为了提高农业生产力而进行的一种
自觉的，有计划的科学研究实践。
二、农业试验的主要内容
➢ 品种比较试验 ➢ 栽培措施比较试验 ➢ 适应性试验将国外或外地引进的新品种或新的栽培措施在当
地的条件下试种或试用，以检验引进的品种或栽培措施 在当地是否具有应 用价值。
区组间的差异大，并不增大试验误差； 而区组内的差异小，却能有效的减少误差， 因而可提高试验的精确度。
小区在各重复内的排列方式有：
顺序排列： 将小区在各重复内按照同一次序排列； 随机排列： 各小区在各重复内的位置完全随机决定
A
B
C
D
D
C
B
A
A
C
D
B
B
D
A
C
&2.5 试验误差及其控制途径
一、 试验误差及类型 1. 误差的概念
五、农业试验的方式
➢ 田间试验 ➢ 实验室试验 ➢ 盆栽试验 ➢ 温室试验 ➢ 利用人工气候室进行的试验等
&2.2田间试验的特点和要求
1、田间试验的概念 凡是在田间生产条件下对农作物品种和栽
培技术等进行的科学试验都称为田间试 验 (field experiment)。
田间试验是在自然的土壤、气候和接 近生产的大田条件下，以作物作为研究 对象，研究作物对各项技术处理的效应 的方法。
A1B1、A1B2、 A2B1、A2B2、 A3B1、A3B2
二、试验单元(experimental unit)
试验单元：提供一个处理所用的具有随机误差 的一个观察值的独立单位或施加处理的材料单 位，称为一个试验单元（或小区）。
课本 P5 三、 试验效应(effect)
➢ 试验效应：试验因素对试验指标所起的增加或减少的作用称 为试验效应。
➢ 试验的周期长，具有季节性; ➢ 存在试验误差;
5.田间试验的要求
（1）试验的目的要明确 （2）试验条件要有代表性 （3）试验结果要能够重复 （4）试验的结果要正确
保证一定准确度和精确度
准确度(accuracy): 指试验中某一性状 的观察值与其相应真值(true value)的接 近程度。
精确度(precision): 指试验中同一性状 重复观察值彼此接近程度，即试验误差 的大小，它是可以估计的。
则：氮肥的简单效应=NP产量－-P产量=NP-P
p5 实例:某豆科植物2×2复因子试验，施用氮（N）、 磷（P）的4种处理组合试验结果的假定数据，以 说明各种效应。
水平 N1 N2
P1 10
16
试验Ⅰ P2 18
24
平均 14
20
P2-P1 8
8
平均 13 21
8
N2-N1 6 6 6
0,0/2=0