第三章 试验设计技术

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第三章 试验设计技术
第一节 几个基本概念 第二节 试验误差 第三节 田间试验设计的基本原理 第四节 田间试验小区技术 第五节 常用的田间试验设计 第六节 试验田的区划和管理
第一节 几个基本概念
一、指标 二、因素与水平
三、主效与互作
一、指标
试验指标 在试验中,用来判断试验处理效果好
坏的量叫试验指标 ,简称指标。
试验地周围有防护林;
建筑物等天然屏障条件等。
微域气候的差异影响各小区植株的生长发育和
产量,影响试验结果的正确性
4、边际效应与生长竞争
边际效应 试验区(或小区)周围边缘的植株,由于所 处的环境条件与区内植株不同而表现出的生长上的差异。
一般来说,周围边缘的植株具有比较好的光照条件和 比较宽松的生长空间而有利于生长。
水平
1 2
3
35㎏/株(B3)
A 因素为压青时间,有2个水平;B因素为压青量,有3个水平
该试验有2×3=6个处理组合: 1、 6月压(A1)+ 5kg/株(B1), 即A1B1 2、 6月压(A1)+ 20kg/株(B2), 即A1B2 3、 6月压(A1)+ 35kg/株(B3), 即A1B3 4、10月压(A2)+ 5kg/株(B1), 即A2B1 5、10月压(A2)+20kg/株(B2), 即A2B2 6、10月压(A2)+35kg/株(B3), 即A2B3
第二节 试验误差
一、试验误差定义与分类 二、试验误差的来源及克服方法
(一)试验误差定义
由于试验处理以外的其它试验条件不一致所引
起的差异叫做试验误差。
如品种对比试验,要求除品种不同以外,其它
试验条件(土壤、修剪、施肥量等)完全一致。
然而,事实上其它试验条件完全一致是不可能 做到的,这样试验处理以外的其它试验条件不一致 引起的差异就是试验误差。
保护行设置有三种情况:
1)周围保护行
设置在整个试验地四周的保护行。
2)重复间保护行 设置在各重复四周的保护行。 3) 小区保护行 设置在小区的两侧的保护行。
第三节 田间试验设计的基本原理
一、田间试验设计的概念
二、设置重复 三、随机排列 四、局部控制
一、田间试验设计的概念
按照试验的目的要求和试验地的具体条件,将
分自然圆头形、变側主干形、扇形和纺垂形 4种树形就是质量上的不同状态
称为树形这个试验因素的4个水平。
单因素试验 只考察一个因素的试验 处理 水平
复因素试验
同时考察两个或者两个以上因素的试验
在复因素试验
处理
处理组合,是各因素不同水平的搭配
处理组合数
= 各个因素的水平数的乘积。
例3-1 设一果树压青效应试验要考察的因素和水平如表3-1 表3-1 因素 因素、水平表 压青时间(A) 6月压(A1) 10月压(A2) 压青量(B) 5㎏/株(B1) 20㎏/株(B2)
• •
减少土壤、小气候等引起的试验误差,增加试验数
据的代表性和正确性
估算出试验误差的大小,判明试验因子各水平之间 即设置重复有减少误差和正确估计误差双重作用 。
差异的显著程度
三、随机排列
定义 处理小区在重复中的排列不是按一定顺序 或试验者的主观意志决定,而是用抽签、查阅随机数 字表等方法随机决定,是一种无一定顺序的田间排列 方式。
田间试验设计围绕这一中心问题提出一系列技 术措施,力求把土壤肥力差异影响降到最低程度。
造成土壤肥力差异的主要原因有:
第一,土壤形成过程中,成土母质、发生发展 条件不同,使土壤机械组成、有机质含量、矿物质 种类及含量有差异,由此形成土壤理化性质及肥力 的差异,这是自然肥力差异。 第二,人们利用土壤过程中造成的人为差异, 即人工肥力的差异。植物种类、耕作制度、施肥量、 灌水和排水方法的不同等都对人工肥力有显著影响。
定量指标 能直接用数量来表示的指标,如单
株产量、果实重量、结果数量、枝梢长度、花朵直
径等。
定性指标 不能直接用数量来表示,只能用眼
看、用鼻闻、用嘴尝的指标,如果实色泽、风味浓
淡等。
杀虫剂杀虫效果试验
果树修剪试验 目的
虫口死亡率是指标
①通过修剪改善树冠内的光照条件 ②提高叶片的光合速率 ③增加产量 ④提高品质
人工肥力占土壤总肥力的比例较大,对土壤肥 力差异影响就大,应特别注意。
第三,自然或人为造成地形或地貌的不同,对
土攘中的水分和养分的分布影响很大,这也是造成
土壤因子差异的重要因素。
土壤肥力差异的两种形式
趋向性变异: 土壤肥力在较大面积上呈现出的方向性地逐渐地变化。 点发性差异: 土壤中有一些肥力变化比较大的小面积斑块。 土壤肥力差异客观存在不可避免,因此要 选择合适的试验地;采用正确的试验设计;精确的小区 技术加以控制,以降低试验误差。
生长竞争 相邻小区之间由于生长势不同而引起的生长 势强的小区植株抑制相邻的生长势弱的小区植株生长的现象。 比如相邻小区植株高矮不一或前期长势强弱不同,使 植株矮小或前期长势弱的植株受到影响,从而不能表现出自 身的生长特性。 边际效应与生长竞争的存在也是试验误差产生的原因。
5、操作的人为差异
操作的人为差异包括栽培管理、取样、观测、 记载等方面的人为差异。 如各种观察测定和选取样本时所用工具和时间 上的差异,以及工作人员掌握标准不一等所造成的 差异。 试验误差的大小是衡量试验正确性的标准。 试验误差愈小,试验结果正确性愈高。 因此,在田间试验设计时,必须注意合理估计 和降低试验误差,提高试验结果的准确性。
克服试验误差的途径
1、试验地的选择
2、试验材料的选择 尽最大的可能
选择质和量相同的试材
3、强调取样的科学性和管理、观
察、记载标准化
4、根据田间试验设计的基本原理,
正确地进行小区设计
5、设置保护行
1、试验地的选择
(1)试验地要有代表性 (2)地势要平坦 (3)位置要适当 (4)试验地的肥力要均匀
2、尽可能选择质和量相同的试材
指标
目的要求不同材料选择的重点不同
如以坐果率为试验指标,着重考虑供试树的树
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冠大小、树势和花量,供试植株这三方面应尽可能一
致。 如以大枝作为试验小区,应选择枝条的着生部 位、长短粗细 、 分枝角度、延伸方向以及枝上花 量等方面尽可能相似的大枝作为试材。
3、强调取样的科学性和管理、观 察、记载标准化
取样科学性 样品材料有代表性 数量足够 管理、观察、记载标准化 有明确一致的标准,所有的人员都按标准操 作。 “明确”是首要的,有明确的标准,所有的
试验指标是产量
对试验指标有影响的条件
种植时间、密度、灌水量、氮肥施用量……
试验专门考察的条件 氮肥施用量
因素 氮肥施用量
水平 是因素所处的不同状态。
数量上的不同状态 施肥量试验 施肥量是试验因素
分为株施5kg, 10kg, 15kg
3种施肥量就是数量上的不同状态
称为施肥量这个试验因素的不同水平;
质量上的不同状态 树体整形试验 树形是试验因素
交互作用 = 简单效应差数的平均数 常用“×”表示交互作用
本例“ N×P”表示氮与磷的交互作用:
N×P=(30-20)/2=(20-10)/2=5 (kg)
在生产中如果两项措施之间相互作用
正交互,则应同时采用,以期互相促进,增强效果 负交互,则应分开采用,以免互相拮抗,削弱效果 0交互,则看需要,分合皆可。
各个处理的试验小区在试验地里进行最合理的设置
和排列,称为田间试验设计。 原理 通过设置重复、随机排列和局部控制等
手段减少、排除和估计不易控制因子的干扰,提高 田间试验的正确性。 重复、随机排列和局部控制被称为田间试验设 计的三条基本原则。
二、设置重复
重复的定义 试验中,同名小区(处理相同的小区)出现的次数 出现一次叫做一次重复;出现两次叫二次重复。 重复的作用
2、试材差异
试材:用于做试验的种子、种苗、植株、某个
器官等
表现: 量的差异 指所用的试材生长量上的差异。 质的差异 指有性繁殖材料的遗传变异 和繁殖方法、砧穗组合、树龄、管 理方法不同造成的差异。 试材差异引起的试验误差是直接和严重的。
3、微域气候的差异
定义 试验地内各小区的小气候条件的差异。
原因 复杂的地形、地物、地貌;
2、偶然性误差
是指在严格控制试验条件相对一致后,仍不能
消除的偶发性差异。 具有随机性质, 没有方向性 没有累加性 不能预测 比较难克服。
通常所说的试验误差,就是指偶然性误差。
(一)试验误差的来源
1、土壤差异 土地是田间试验最基本的条件,土壤肥力的均 匀一致是田间试验正确性的保证。
土壤肥力差异普遍存在,它引起的误差对试验 结果影响最大,而且难于克服。
四、局部控制
定义 通过试验区的合理排列和管理工作的恰当安排,力 求同一个重复内的环境条件、技术措施和管理方式尽可能一致
的做法。
作用 重复内具有最大的同质性,而客观存在的异质性尽 可能存在重复之间, • 使同一重复内各处理处于相对均匀一致的条件,便于比较、
鉴定它们之间差异的本质;
10kg+20kg=30kg
氮肥的总效应
磷肥的总效应
主效应:
简单效应的平均值 氮肥主效应=(20+30)/2 = 25(kg) 磷肥主效应=(10+20)/2 = 15(kg)
交互作用: 上表中的氮肥简单效应并非固定不变,而是随 施磷水平的提高而增加。同样磷肥简单效应亦非固 定不变,也随氮肥水平的提高而增加。 一个因素的简单效应随其它因素的水平变化而 变化的现象叫做因素之间的交互作用,简称互作。 因素之间的互作有三种情况: ①正交互; ②负交互; ③0交互,即没有交互作用。
试验误差 (Erroe) ≠ 差错(Mistake)
(二) 试验误差分类
两类。 1、系统性误差 2、偶然性误差
1、系统性误差 又称片面误差
由试验处理以外的其他试验条件明显不一致所
造成的差异。
如土壤肥力方向性变化所造成的系统偏差;
试验地的方位、地形、地物、地貌引起的微域
气候差异造成的系统偏差等。 具有方向性 累加性 可以预测 比较容易克服。
实生繁殖材料,如实生砧木、种子等,应尽可能选择遗传性 状比较稳定一致的同种材料。 单胚与多胚品种选择多胚。 种苗 选择繁殖方法、砧穗组合、树龄、管理方法都相同的 材料。 对试材生长量差异 预选+分级+同级内安排重复
预选测验,选出生长量相对一致的材料,再对材料进行分级, 在同一级别内安排重复。
供试材料的选择 要考虑试验目的要求和试验
试验田左端,D品种位于右端,品种
之间的差异和土壤肥力的差异混在一 起, 无法判断品种间本质上的真正差异。 另外,在每一次重复中,A与B,B与C,C与D品种总是排列 在一起,如果它们之间有生长竞争存在的话,必然产生很大的 试验误差。 如果采用随机排列,上述缺点就能得到不同程度的克服, 减少试验误差,提高试验的正确性。
三、主效与互作
因素的主效和互作的意义
(以一个复因素试验结果来解释) 表3-2 氮、磷肥试验结果(kg/小区)

磷 不施磷(P1)
不施氮(N1) 80
施氮(N2) 100
N2-N1 20
氮 的 简 单 效 应
施磷(P2) P2-P1
90 10
120 20
磷的简单效应
30
总效应 : 简单效应 之和
20kg+30kg=50kg
作用 估计、减轻和排除土壤肥力、小气候差异
引起的误差,而且还能减少生长竞争引起的误差。
图3-1 四个品种四 次重复顺序排列法 A A A A B B B B C C C C D D D D
不实行随机排列,重复就失去 了作用。图3-1的排列中,虽然重复 了四次,但实际上等于没有重复,只
是小区面积扩大了四倍。A品种位于
人员都按标准去做,管理、观察、记载才能一致。
4、正确地进行小区设计
根据田间试验设计的基本原理,正确地进 行小区设计,其中包括
小区面积、形状、重复次数、小区排列方
式、合理设置对照和保护行等。 通过合理的试验设计去排除和估计误差。
5、设置保护行
目的:防止人、畜损害;防止边际效应和生长竞 争,使处理能正确地比较。 保护行的植株不计算产量,亦不做任何测定。 包括保护行面积的小区叫栽植小区; 除去保护行面积的小区叫计算小区。 保护行用的材料、实施的处理与被保护的小区相 同;相当于小区宽度。
指标(多个)
树冠内的光照强度、叶片的光合速率、
平均单株产量、果实的含糖量。
二、因素与水平
因素
水平 是因素所处的不同状态。
单因素试验 只考察一个因素的试验叫单因素
试验。
复因素试验 同时考察两个或者两个以上因素
的试验称为复因素试验。
因素

对试验指标有影响,并且在试验中专门加 以考察的条件
氮肥施用量对结球甘蓝产量影响试验
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