随机区组设计
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随机区组设计五个品种(最新版)目录一、引言二、随机区组设计的概念与意义三、五个品种的选取与分类四、随机区组设计的实施步骤五、实验结果与分析六、结论正文一、引言在农业科学研究中,对于不同品种的农作物进行对比实验,是探索其性状差异、产量及品质的重要手段。
为保证实验的科学性和准确性,常常采用随机区组设计方法。
本文以五个品种为例,介绍随机区组设计的相关知识及应用。
二、随机区组设计的概念与意义随机区组设计是一种常用的实验设计方法,主要目的是通过合理的分组和排列,减少实验误差,提高实验结果的可靠性。
在农业科学研究中,随机区组设计可以有效地消除品种间差异、环境因素等对实验结果的影响,从而得到更加真实可靠的实验数据。
三、五个品种的选取与分类本文选取了五个品种的农作物作为研究对象,分别为:水稻、小麦、玉米、大豆和棉花。
根据这五个品种的生长周期、生长环境、产量及品质等方面的不同特点,将它们分为两类:一类是粮食作物,包括水稻、小麦和玉米;另一类是经济作物,包括大豆和棉花。
四、随机区组设计的实施步骤1.首先,将五个品种分别进行分组,每组若干个品种,保证每个品种在各组中的分布均匀。
2.然后,对每个品种进行区组设计,将每个品种分为若干个小区,每个小区包含一定数量的个体。
3.接着,将各品种的小区随机排列,形成随机区组。
4.最后,在随机区组内进行实验,观察并记录各品种的生长状况、产量和品质等指标。
五、实验结果与分析经过随机区组设计实验后,得到了各品种在实验条件下的生长状况、产量和品质等数据。
通过对比实验结果,可以发现不同品种之间的差异,以及品种与环境因素的相互作用。
通过数据分析,可以得出各品种的生长优势和适宜的生长环境,为农业生产提供参考依据。
六、结论本文通过随机区组设计方法,对五个品种的农作物进行了实验研究。
实验结果表明,随机区组设计能有效地消除品种间差异和环境因素对实验结果的影响,得到可靠的实验数据。
随机区组设计,亦称完全随机区组设计、配伍组设计。
是指利用分组技术实现局部控制,分组误差仅来自组内,而组间的差别与误差无关。
设计将整个试验区分成若干个区组,要求各区组内环境变异尽可能小,而各区组间的变异可以较大,可通过方差分析将误差从组间变异中分离出来。
区组数与重复数相同,区组内小区数与试验处理数相同,试验处理在区组内随机排列。
田间条件下常会遇到供试地块的某些环境因素呈现趋势性变化,如供试地块是坡地,或地力有方向性增尚或递减的趋势等,为减少这类环境变异带来的误差,常设置小区形状成长方形,并使其长边与地力变化的方向保持一致,而在设置区组时则使区组内小区的排列方向与地力或坡度变化方向保持垂直,并沿着地力或坡度方向设置各个区组,目的是使同区组内小区间的地力变异最小,而使各区组间的地力变异最大。
随机区组试验设计的步骤随机区组试验设计就像是一场精心策划的活动,每一个步骤都有它的妙处。
咱们先来说说啥是随机区组试验设计。
这就好比是要举办一场运动会,要把不同的运动员(处理因素)安排到不同的比赛场地(区组)里去比赛,但是这个安排不是乱搞的,是有讲究的。
第一步呢,得确定区组。
这就像是给运动员们分宿舍一样。
比如说咱们这个运动会有短跑、长跑、跳远这些项目,那咱们可以按照性别来分宿舍(区组),男运动员一个区组,女运动员一个区组。
为啥要这样呢?因为性别可能会对比赛结果有影响啊,就像不同的土壤环境可能会对种的花有影响一样。
区组内的个体要尽可能相似,这样才能更好地比较不同处理因素的效果。
这一步可不能马虎,要是区组没分好,就好比宿舍里的人乱七八糟的,有的是专业运动员,有的是业余爱好者,那这个比较就不公平了。
接着呢,就是确定处理因素。
这就像是确定运动会里的比赛项目。
是增加新的项目呢,还是对现有的项目做些调整?这些处理因素得是咱们感兴趣的,想要研究它们对结果的影响的。
比如说咱们想知道不同的训练方法(处理因素)对运动员成绩的影响,那就得把这些训练方法确定好。
这时候你可能会想,这不是很简单嘛。
嘿,可别小瞧了这一步,要是处理因素没选对,就像运动会设了些没人感兴趣的项目,那整个研究就没意义了。
再之后就是随机分配处理因素到区组内的各个单元了。
这就像是给每个宿舍的运动员随机分配比赛项目一样。
不能有偏袒,完全是随机的。
你可不能说,这个宿舍的人都长得高,就都让他们去跳高项目。
这得靠抽签或者用随机数字表之类的方法来决定。
要是不随机分配,那结果就可能会偏向某些处理因素,就像运动会上有人作弊,比赛结果就不公平了。
在这个过程中,咱们还得注意样本量的大小。
这就好比运动会的参赛人数不能太少。
如果参赛人数太少,那这个比赛结果可能就不准确,不能代表整体的水平。
同样的道理,样本量太小,咱们得到的结果可能就不可靠,就像只看了几个运动员的比赛成绩就说整个运动项目的情况一样,太片面了。
(精编资料推荐)随机区组设计随机区组设计方差分析概述随机区组设计又称为配伍设计,该方法属于两因素方差分析(Two-WayANOVA),用于多个样本均数间的比较,比如动物按体重、窝别等性质配伍,然后随机地分配到各个处理组中,即保证每一个区组内的观察对象的特征尽可能相近。
同一受试对象在不同时间点上观察,或同一样品分成多份,每一份给予不同处理的比较也可用随机区组设计进行分析。
随机区组设计分组原则:在某些研究中,先将受试对象按可能影响试验结果的属性分组(非随机组),分组的原则是将属性相同或相近的受试对象分在同一组内,如将病人按年龄/性别/职业或病情分组,或者将动物按性别/体重分组,然后采取随机化的方法对每个组内的受试对象分配各种处理。
如此以来,可使得区组内的观察单位同质性好,使各比较组的可比性强,使组间均衡性好,处理因素的效应更容易检测处理。
随机区组设计方差分析用于分析两个或两个以上因素是否对不同水平下样本的均值产生显著的影响;检验多个因素取值水平的不同组合之间,因变量的均值是否存在显著性差异。
其既可以分析单个因素的作用(主效应),也可以分析因素之间的交互作用(交互效应),还可以进行协方差分析,以及各因素变量与协变量之间的交互作用。
若有两个因素A与B,因素A与B间不存在交互作用,那么可以对因素A和B各自进行独立分析,在后续分析中去除不显著的因素。
如果方差分析结果显示因素A和B间存在交互作用,则需对数据进行进一步分析,具体包括:在因素A的某个水平下,因素B对响应变量的作用在因素B的某个水平下,因素A对响应变量的作用在所有因素(A/B)的组合中,哪两组的差异最大SPSS实现随机区组设计方差分析示例:研究3种不同的避孕药A/B/C在体内的半衰期,考虑到窝别对结果的影响,采用随机区组设计方案。
将同一窝别的3只雌性大白鼠随机分配到A/B/C3组,测定该药在血液中的半衰期(小时),试分析3种药物的半衰期有无不同?1.示例分析:目的:确认3种药物的半衰期有无不同;不同窝别对半衰期有所影响,考虑该该问题,按照窝别进行配伍设计,在同一配伍内随机分配A/B/C三种药物。
生物统计学
随机区组设计
随机区组设计(randomized blocks design),亦称完全随机区组设计(random complete block design)。
这种设计的特点是根据“局部控制”的原则,在若干个“局部”完成试验。
例如,试验地按肥力程度划分为等于重复次数的区组,一区组安排一重复,区组内各处理都独立地随机排列。
这是随机排列设计中最常用、最基本的设计。
排列
随机区组设计有以下优点:
(1)设计简单,容易掌握;
(2)富于伸缩性,单因素、多因素以及综合性的试验都可应用;(3)能提供无偏的误差估计,并有效地减少单向的肥力差异,降
低误差;
(4)对试验地的地形要求不严,必要时,不同区组亦可分散设置在不同地段上。
不足之处:
这种设计不允许处理数太多,一般不超过20个。
因为处理多,区组必然增大,局部控制的效率降低,而且只能控制一个方向的土壤差异。
谢谢!。
随机区组设计:巧妙安排实验,提升研究准确性随机区组设计:深入理解与应用在随机区组设计中,每个区组内部的实验对象尽可能相似,这样做的目的是为了确保实验结果的差异主要由处理因素引起,而非区组间的差异。
这种方法在实验心理学、教育学、医学等领域得到了广泛应用。
实施步骤1. 确定区组变量:研究者需要确定哪些因素会影响实验结果,这些因素将成为区组变量的基础。
例如,如果研究一种新药物的效果,区组变量可能是年龄、性别或疾病严重程度。
2. 划分区组:根据区组变量,将实验对象分为若干个区组。
每个区组内的对象在区组变量上是同质的,而在不同区组之间则尽可能异质。
3. 随机分配:在每个区组内,将实验对象随机分配到不同的处理组。
这种随机化过程保证了每个处理组都有相等的机会接收各种类型的实验对象,从而平衡了可能影响结果的偶然因素。
优势与应用随机区组设计的最大优势在于其能够有效控制实验误差。
由于区组内的对象相似,任何观察到的处理效应都更有可能是由于处理本身,而非区组间的差异。
这种设计提高了实验的内部效度。
在实际应用中,随机区组设计特别适合于资源有限或实验对象数量不多的研究。
例如,在一项小规模的课堂教学实验中,教师可以将学生按照学习能力分为几个区组,然后在每个区组内随机实施不同的教学方法,以评估哪种方法更有效。
注意事项确保区组变量的选择是合理的,且能够真正代表可能影响实验结果的因素。
随机分配过程必须严格遵守随机化原则,避免任何人为的偏向。
考虑到区组大小可能对结果产生影响,应尽量保持各区组的大小一致。
通过精心设计的随机区组实验,研究者能够更加自信地得出结论,为科学研究和实践应用提供坚实的依据。
随机区组设计:优化实验流程,揭示因果关系案例分析随机区组设计的有效性可以通过一个具体的案例来加以说明。
假设一项研究旨在比较两种不同的锻炼方案对老年人平衡能力的影响。
研究者可能会将年龄、性别和健康状态作为区组变量,将参与者分为若干个区组。
在每个区组内,参与者被随机分配到锻炼方案A或锻炼方案B。
随机区组设计要求1. 随机区组设计要求每个区组内的实验对象要尽量相似呀!就好比选足球队员,把水平差不多的放在一组,这样才能更好地比较不同处理的效果呢,比如研究不同肥料对同一种类蔬菜生长的影响,你说是不是?2. 一定要保证区组的划分是合理的哦!这就像是给物品分类,得准确恰当呀。
比如研究不同教学方法对学生成绩的影响,把基础差不多的学生分到一个区组里,难道不是很重要吗?3. 随机分配处理到各个区组可不能乱来呀!就如同抽奖要公平一样。
比如给一组病人随机分配不同的药物进行治疗,要做到公正公平呀,对吧?4. 随机区组设计的重复次数可不能少啊!就像多练习才能熟练掌握技能一样。
比如说研究几种饲料对动物体重的影响,多重复几次实验才能更可靠呀,你想想是不是?5. 要注意区组内的实验条件要保持一致呢!好比一场比赛在相同的场地进行。
比如在研究不同光照对植物的影响时,同一区组内光照就得一样呀,这不难理解吧?6. 每个区组都得认真对待呀!不能厚此薄彼。
就像对待每一个学生都要用心教育一样。
在研究不同温度对化学反应的影响时,每个区组都重要着呢,可不是吗?7. 别小看了随机区组设计的作用哦!它就像一把钥匙能打开知识的大门。
比如通过它来探究不同锻炼方式对身体的好处,你说重要不重要?8. 区组的选择可是个关键呀!就像选择合适的工具来完成工作一样重要。
比如研究不同环境对动物行为的影响,选对区组太重要啦,对吧?9. 随机区组设计很有讲究的哦!不认真对待可不行。
它能让我们更科学地获得结果,得到可靠的信息,所以大家一定要重视呀!我的观点结论是:随机区组设计是一种非常实用且有效的实验设计方法,只有严格按照要求去做,才能充分发挥它的作用,取得有价值的成果。
随机区组设计要使随机区组设计在科学研究中扮演着重要的角色。
它是一种实验设计方法,可以有效地探究因果关系和变量之间的相互关系。
本文将详细介绍随机区组设计的概念、原理和应用。
一、概述随机区组设计是一种将实验对象随机分配到不同处理组中的设计方法。
它的主要目的是消除实验对象个体差异对结果的干扰,从而更准确地评估处理的效果。
随机区组设计由三个关键要素组成:随机分组、处理组和响应变量。
随机分组是指将实验对象随机分配到不同处理组的过程;处理组是指接受不同处理的实验对象组;响应变量是指研究者关心的实验结果指标。
二、原理随机区组设计的原理基于以下两个假设:第一,实验对象之间存在个体差异,这些差异可能影响实验结果;第二,将实验对象随机分配到不同处理组中可以使得这些个体差异在各组之间均匀分布。
通过随机分组,实验对象在各组中的分布情况趋于随机,从而消除了个体差异对结果的影响。
三、应用随机区组设计广泛应用于各个科学领域,尤其在医学研究和农业实验中被广泛采用。
在医学研究中,随机区组设计可以用来评估新药的疗效。
研究者将患者随机分配到接受不同剂量的药物治疗的组别中,然后观察各组的治疗效果。
这样可以消除患者个体差异对疗效评估的影响,提高实验结果的可靠性。
在农业实验中,随机区组设计可以用来评估不同农药对作物生长的影响。
研究者将田地划分为多个随机分组,每个分组施用不同剂量的农药,然后观察作物的生长情况。
通过随机分组,可以消除土壤差异和气候变化对实验结果的影响,提高实验的准确性。
四、实施步骤随机区组设计的实施步骤包括以下几个方面:首先,确定实验对象和处理。
然后,将实验对象随机分配到不同处理组中。
接下来,进行实验观测并记录响应变量。
最后,对实验数据进行统计分析,评估处理的效果。
五、优缺点随机区组设计的优点在于可以减少实验结果的偏倚,提高实验结果的可靠性。
通过随机分组,可以消除实验对象个体差异对结果的影响,使得实验结果更具说服力。
然而,随机区组设计也存在一些缺点。
第十一章随机区组试验知识目标:●掌握随机区组试验田间试验设计方法;●掌握随机区组排列田间试验结果统计分析方法。
技能目标:●学会随机区组试验设计;●能够绘制随机区组设计田间布置图;●学会随机区组试验结果统计分析。
随机区组试验设计是把试验各处理随机排列在一个区组中,区组内条件基本上是一致的,区组间可以有适当的差异。
随机区组试验由于引进了局部控制原理,可以从试验的误差方差中分解出区组变异的方差(即由试验地土壤肥力、试材、操作管理等方面的非处理效应所造成的变异量),从而减少试验误差,提高F检验和多重比较的灵敏度和精确度。
随机区组试验也分为单因素和复因素两类。
本节只介绍单因素和二因素随机区组试验的方差分析方法,第一节单因素随机区组试验和统计方法一、随机区组设计随机区组设计(randomized blocks design)是根据“局部控制”和“随机排列”原理进行的,将试验地按肥力程度等性质不同划分为等于重复次数的区组,使区组内环境差异最小而区组间环境允许存在差异,每个区组即为一次完整的重复,区组内各处理都独立地随机排列。
这是随机排列设计中最常用、最基本的设计。
区组内各试验处理的排列可采用抽签法或随机数字法。
如采用随机数字法,可按照如下步骤进行:(1)当处理数为一位数时,这里以8个处理为例,首先要将处理分别给以1、2、3、4、5、6、7、8的代号,然后从随机数字表任意指定一页中的一行,去掉0和9及重复数字后,即可得8个处理的排列次序。
如在该表1页第26行数字次序为0056729559,3083877836,8444307650,7563722330,1922462930 则去掉0和9以及重复数字而得到56723841,即为8个处理在区组内的排列。
完成一个区组的排列后,再从表中查另一行随机数字按上述方法排列第二区组、第三区组……,直至完成所有区组的排列。
(2)当处理数多于9个为两位数时,同样可查随机数字表。
从随机数字表任意指定一页中的一行,去掉00和小于100且大于处理数与其最大整数倍相乘所得的数字及重复数字后,将剩余的两位数分别除以处理数,所得的各余数即为各处理在此区组内的排列。
然后按同样方法完成其他区组内的处理排列。
例如有14个处理,由于14乘以7得数为98,故100以内14的最大整数倍为7,其与处理数的乘积得数为98,所以,除了00和重复数字外,还要除掉99。
如随机选定第2页第34行,每次读两位,得73,72,53,77,40,17,74,56,30,68,95,80,95,75,41,33,29,37,76,91,55,27,17,04,89,在这些随机数字中,除了将99,00和重复数字除去外,其余凡大于14的数均被14除后得余数,将余数记录所得的随机排列为14个处理在区组内的排列,值得注意的在14个数字中最后一个,是随机查出13个数字后自动决定的。
随机区组在田间布置时,考虑到试验精确度与工作便利等方面的因素,通常采用方形区组和狭长形小区以提高试验精确度。
此外,还必须注意使区组划分要与肥力梯度垂直,而区组内小区的长边与梯度平行(图11-1)。
这样既能提高试验精确度,同时亦能满足工作便利的要求。
如处理数较多,为避免第一小区与最末小区距离过远,可将小区布置成两排(图11-2)。
随机区组设计的优点是:(1)设计简单,容易掌握;(2)富于伸缩性,单因素、复因素以及综合试验等都可应用;(3)能提供无偏的误差估计,在大区域试验中能有效地降低非处理因素等试验条件的单向差异,降低误差;(4)对试验地的地形要求不严,只对每个区组内的非处理因素等试验条件要求尽量一致。
因此,不同区组可分散设置在不同地段上。
缺点是:这种设计方法不允许处理数太多。
因为处理多,区组必然增大,局部控制的效率降低,所以,处理数一般不要超过20个,最好在10个左右。
二、单因素随机区组试验结果统计方法在单因素随机区组试验结果的统计分析时,处理看作A 因素,区组看作B 因素,其剩余 部分则为试验误差。
分析这类资料时,可应用两向分组资料的方差分析方法进行分析。
设试验有k 个处理,n 个区组(指完全区组,下同),这样,此资料共有kn 个观测值。
整理格式见表11-1。
x 表示各小区产量(或其它性状),r x 表示区组平均数,t x 表示处理平均数,x 表示全试验的平均数,T 表示全试验总和。
其平方和与自由度分解公式如下:222111111()()()()knnkknrt r t x x k xx n x x x x x x -=-+-+--+∑∑∑∑∑∑ (11-1)总平方和=区组平方和+处理平方和+试验误差平方和)1)(1()1()1(1--+-+-=-k n k n nk (11-2) 总自由度=区组自由度+处理自由度+误差自由度表11-1 单因素随机区组试验资料的整理格式和符号处理 样本 区 组 处理总和T t 处理平均t x 12… j… n1 x 11 x 12 … x 1j … x 1n T t1 1t x 2x 21x 22… x 2j… x 2nT t22t x… … …… …… …… …ix i1x i 2… x i j… x i nT titi x… … …… …… …… …kx k 1 x k 2 … x k j … x k n T tk tk xT r T r1T r2…T rj…T rnT =∑xx[例11.1]有一包括A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 7个高蛋白大豆品种的蛋白质含量比较试验,其中E 品种为对照,随机区组设计,3次重复,蛋白质含量结果如图11-3所示,试作分析。
图11-3 大豆蛋白质含量情况示意图1.资料整理将图11-3资料按区组与处理作两向表,如表11-2。
表11-2 大豆蛋白质含量结果表处 理区 组T t t xⅠⅡ Ⅲ A 45.48 44.73 44.25 134.46 44.82 B 43.33 42.94 43.10 129.37 43.12 C 43.72 42.26 43.25 129.23 43.08 D 44.26 44.65 44.10 133.01 44.34 E 43.73 43.25 41.22 128.20 42.73 F 43.15 43.78 44.00 130.93 43.64 G 41.14 43.43 42.21 126.78 42.26T r304.81305.04302.13T =911.98x =43.432.平方和及自由度的分解根据11-1式和11-2式计算各变异来源的平方和及自由度。
平方和及自由度计算如下:矫正数22911.9839605.1237T C nk === ⨯ 总变异平方和222245.4844.7342.2123.30T SS xC C =-=+++-=∑ 区组间平方和2222304.81305.04302.130.757rr T SS C C k++=-=-=∑品种间平方和2222134.46129.37126.7814.623+++=-=-=∑ ttT SS C C n误差平方和23.300.7514.627.93e T r t SS SS SS SS =--=--=ⅠⅡⅢ总变异自由度1T DF kn =-=20173=-⨯ 区组间自由度1r DF k =-=213=-品种间(处理间)自由度1t DF n =-=617=-误差(处理内)自由度(1)(1)(31)(71)12e DF k n =--=--= 将以上结果填入表 11-3。
3.F 测验列方差分析表,算得各类变异来源的s 2值,并进行F 测验。
表11-3 表11-2 资料的方差分析变异来源 SS DF s 2 F F 0.05 F 0.01 区组间 0.75 2 0.38 0.57 3.89 6.93 处理间 14.62 6 2.44 3.68* 3.00 4.82 误差 7.93 12 0.66 总计23.3020对区组间s 2作F 测验,结果表明3个区组间的土壤肥力没有显著差异。
区组间差异与否并不是试验的目的,因此一般不作F 测验。
对肥料间s 2作F 测验,结果表明7个总体平均数间有显著的差异,需进一步作多重比较,以明了哪些处理间有显著差异,哪些处理间没有显著差异。
4.多重比较(1)最小显著差数法(LSD 法) 根据品种比较试验要求,各个供试品种应与对照品种进行比较,宜应用LSD 法。
首先应算得样本平均数差数的标准误:120.66x x s -==根据v =DF e =12,查t 值表得0.050.012.179, 3.055t t = =,故0.050.010.66 2.179 1.440.66 3.055 2.02LSD LSD =⨯==⨯=得到各品种与对照品种(E )的差数及显著性,并列于表11-4。
表11-4 图11-3资料各品种与对照产量差异显著性测验表品 种 蛋白质含量 与E (CK )差异A D FBC E(CK) G44.82 44.34 43.64 43.12 43.08 42.73 42.262.09** 1.61* 0.91 0.39 0.35 0.00 -0.47从表11-4可以看出,品种A 与对照品种蛋白质含量差异达到极显著水平,品种D 与对照比差异达到显著水平。
(2)最小显著极差法(LSR 法) 如果不仅要测验品种和对照相比的差异显著性,而且要测验品种间相互比较的差异显著性,则应该应用LSR 法。
用这种方法比较,首先应算得样本平均数标准误SE :0.47SE ==查SSR 值表,当v =DF e =12时得k =2、3……7的SSR 值,并根据公式a a LSR SE LSR =⨯,算得SSR 值列于表11-5,然后用字母标记法以表11-5的LSR 衡量不同品种间产量差异显著性将比较结果列于表11-6。
表11-5 图11-3资料最小显著极差法测验值k 2 3 4 5 6 7 SSR 0.05 3.08 3.23 3.33 3.36 3.4 3.42 SSR 0.01 4.32 4.55 4.68 4.76 4.84 4.92 LSR 0.05 1.45 1.52 1.57 1.58 1.60 1.61 LSR 0.012.032.142.202.242.272.31表11-6 图11-3资料的差异显著性测验结果品种 t x差异显著性a =0.05 a =0.01 A D F B C E(CK) G44.82 44.34 43.64 43.12 43.08 42.73 42.26a ab abc bc bc c cA AB AB AB AB AB B结果表明: A 、D 品种与B 、C 、E 、G 品种间达到显著差异;A 品种与G 品种达到极显著差异,其余品种间均无显著差异。