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第二章 田间试验设计

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第二章田间试验的设计与实施

第二章田间试验的设计与实施
2020/10/8
案例分析：本试验中灌水对周围影响较大，为减少因此而造成的试验误差需设置 较大小区面积，所以应采用裂区试验设计，把灌水的各处理放在主区内，把密度 的各处理放在副区内
第一步：划分3个区组， 区组之间设置走道， 并在区组两端及四周 设置走道和保护行
保
保
高
走
保 护
B3
B1
B2
保 护走
行 A2 A1 A3 A1 A3 A2 A3 A2 A1 行
CB A E C A D BE A DC E DB
95
2020/10/8
1 15 7
3 10 6 13 2
12 8 14 11 4
2、完全随机试验设计的优缺点 优点：完全随机设计中各处理或处理组合的重复数可以相等，也可 以不等，方便灵活 缺点：由于没有设置区组，所以就没有局部控制，不能效地控制试 验误差
第二章 田间试验的设计与实施
田间试验的特点和要求 田间试验的误差与土壤差异 田间试验设计的原则 控制土壤差异的小区技术 常用的田间试验设计
2020/10/8
学
无
止
境
2020/10/8
第二节 田间试验的误差与土壤差异
一、田间试验的误差
一）试验误差的概念
1、试验误差：由于偶然性因素或其它不可控制的环境条件造成的观测 值偏离处 理真值的部分。
2
ck 1
护 行
2、对比试验设计优缺点
优点： 每一处理均于对照相邻，这样易于观察比较，且精确度高，设计简单
缺点： （1） CK的小区太多，增加了土地使用面积 （2）处理的排列不随机，没有满足田间试验的随机原则，所以不能正确 地估计出试验误差，从而无法应用统计分析进行显著性测验

常用田间试验设计

常用田间试验设计
优点： １、适用于丘陵地等环境条件变异较大的地方。 ２、不受处理数的限制。 ３、田间操作比较方便。
第三节常用的试验设计
四、间比法设计
缺点：
１、对照区占地较多，比较浪费土地，且对照不 易选择。
２、未贯彻设计三大原则，重复内不具同质性， 而且不实行随机排列，精确度较低。
３、参试处理只能与对照作直接比较，而处理 间不能作直接比较。
第三节常用的试验设计
特点： 实行单方面局部控制。 优点：
同质性，因而适用范围较广。 内仅一个对照，因而大大减少了对照区。
第三节常用的试验设计
能分析出因子间的交互作用。 仍可用缺区估计进行分析
第三节常用的试验设计
缺点： 丁方设计。 好，通常１０个左右，否则局部控制失 败。 错乱。
第三节常用的试验设计
第三节常用的试验设计
平地随机区组设计
第三节常用的试验设计
坡地随机区组设计
第三节常用的试验设计
适用范围： 当参试药剂或处理数众多，环境条件差异较 大时，就难于实现局部控制，改良对比法用 增加对照区的办法，来解决这一矛盾，从而 提高试验的精确度
注意事项：
各重复区的第一个小区应安排处理，这样 可少一个对照区。
第三节常用的试验设计
四、间比法设计
田间排列说明： １、每个重复区内设置多个对照区，一般每
４、不能用作复因子试险，无法分析因子间的交 互作用。
第三节常用的试验设计
四、间比法设计 适用范围： 当参试品种或处理数众多，环境条件差异较 大时，难于实现局部控制，此时可用间比法。
注意事项： 各重复区内的处理用顺序排列。
第三节常用的试验设计
五、随机区组设计
田间排列说明： １、根据单方面局部控制的原则，即重复

田间试验设计技术

田间试验设计技术
什么是田间试验？田间试验就是在人为控制条件下进行试验处理，使非研究条件对试验的影响接近一致，突出主要研究内容，以差异对比法为基础，观测比较不同处理的反应和效果。
试验指标： 在试验中用来判断试验处理效果好坏的标准称为试验指标（简称指标），有定性指标和定量指标。 试验因素： 对试验指标有影响，在试验中需加以考察的条件叫试验因素，简称因素或因子，否则称非试验因素或非试验条件。
位置适当。
地势要平坦。
目测法：观察拟作为试验地的地块上生长着的植物种类及其生长发育状况，如生长势和整齐程度来粗略判断肥力差异状况。
空白试验法：在整个试验地上种植单一品种的作物（以植株较小而适于条播的谷类作物为好），在作物生长的整个过程中，从整地到收获，采用一致的栽培管理措施，并对作物生长情况作仔细观察。收获时将整个试验地划分为面积相等的若干单位，编号，分别计产，计算产量的变异系数，
第二节 田间试验的种类 按试验的性质分类 品种试验（二）栽培试验（三）植保试验 按试验阶段分类 预备试验（二）正式田间试验（三）生产试验 按试验因子的数量分类 单因子试验（二）复因子试验 （三）综合性试验
按试验小区面积大小的分类
小区试验（二）大区试验 按试验年限、地点及场所分类 一年试验和多年试验，单点试验和多点试验， 设施试验和露地试验 。
假设试验有ｋ个处理（包括对照），ｎ次重复，则可将试验地（试验材料）划分为ｎｋ个试验小区（全部供试单位＝ｎＫ）。将全部供试单位进行随机，并根据ｎ的大小分成Ｋ组，同组各供试单位接受相同处理或品种，这种设计叫完全y Randomized Design）
01
02
01
等差法：在选定中心处理之后，按照等差的差距向两端分别设置处理的方法。
等比法：在选定中心处理后，按照等比的差距向两端分设处理的方法。 在数量性差异的单因子处理设计中，中心处理的选定不是随机的，通常选取预备试验中较好的水平或是前人报道的较为适当的水平作为中心处理。处理间距要适当，不可过大或过小。

第2章--田间试验

第2章--田间试验
１、概念：指按重复分组来控制试验非处理 条件，使其对各处理的影响趋于最大程度 的一致。
２、作用：有效地降低试验误差。
例如，有6个西瓜品种的3 次重复试验。
瘦
土
壤
肥
力
梯
度
方
向
肥
a
区组1 区组2 区组3
b
区组1 区组2 区组3
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）或重复。
3. 因素多少
❖ 单因素试验 Single factor experiment
其他因素相同的条件下，只研究一个因素的 效应。
❖ 多因素试验 Multiple factor experiment
在同一个试验中研究两个或两个以上因素效 应的试验。
❖ 综合性试验 Comprehensive experiment
CDEAB 3 DEABC 4 EABCD 5
标准（拉丁）方：第一行和第一列为顺 序排列的拉丁方。
【例如】设某一试验，有4个处理，分别以1、 2、3、4表示，试做拉丁方设计。
①选择标准方
ABCD BCDA CDAB DABC
②列随机
用随机的方法得到随机数字2、4、1、3，按随 机数字的顺序把标准方的列做相应的调整。
❖１、试验材料固有的差异 ❖２、试验实施条件的不一致
❖二、进行试验的外界条件的差异
三、控制田间误差的具体措施
➢选择同质材料：生长、发育；壮弱程度； 秧苗大小等等。
➢操作和管理水平的一致性 ➢控制引起差异的外界主要因素--土壤差异
试验地的选择
➢土壤肥力要比较均匀一致 ➢选择的土地要有利用的历史记录 ➢试验地最好选在平地 ➢试验地的位置适当 ➢试验地最好采用轮换制 ➢试验地的选择需要有空白试验

田间试验与统计方法课程设计 (2)

田间试验与统计方法课程设计 (2)

田间试验与统计方法课程设计
课程设计背景
农业是一个重要产业，在实际生产过程中，田间试验和统计方法是必不可少的
工具。

田间试验可以帮助农民对主产区进行考察，确定适当的品种、肥料、农药、播种密度等，从而提高农产品产量和质量。

统计方法则可以对采集的数据进行分析，多角度探究存在问题及其根本原因，为农民提供决策依据。

设计目的
本课程设计旨在帮助学生了解田间试验的方法和步骤，以及统计分析的方法和
技巧，提高其对农业生产的理论和实践能力。

设计对象
本课程设计适合学习农业专业的本科生、研究生，以及从事田间实践和统计工
作的专业人士。

课程内容
第一章田间试验
1.1 田间试验的定义和意义
1.2 田间试验的原则和步骤
1.3 试验设计的要点和方法
1.4 试验数据的记录和分析
第二章统计方法
2.1 统计学概述
1。

第二章田间试验设计.ppt

第二章田间试验设计.ppt

=12
平均 (8+12)/2=10 效应
互作效应 (10-6)/2=2 (12
20
15
10
5
N1
N2
试验效应-负互作
水平 N1 N2 简单效应 平均效应 P1 10 16 (16-10)=6 P2 18 20 (20-18)=2 (6+2)/2=4
简单 (18-10) (20-16)
平均效应：一个因素内各简单效应的平均数，
也称主效。
互作效应：因素内简单效应之间差异的平均。
试验效应-无互作
水平 N1 N2 简单效应 平均效应
P1 10 16 (16-10)=6
P2 18 24 (24-18)=6 (6+6)/2=6
简单 (18-10) (24-16)
效应 =8
=8
平均 (8+8)/2=8 效应
3、用3个甘薯品种作翻蔓试验。品种为A1、 A2、 A3，翻蔓为B1（不翻蔓）、B2（翻蔓3次）、 B3（翻蔓6次）。以品种为主区因素，翻蔓 为裂区因素，作裂区设计，画出田间排列图。
4、有小麦品种甲、乙、丙、丁、戊、己等6个。 做一个拉丁方设计。写出整个设计和随机的 过程，以及最后的设计结果。
的方向不固定的误差 系统误差（fixed error） ：特定因素引起的
方向固定的误差
准确度（accuracy） ：测量结果和真实
结果之间的差异程度
精确度（precision） ：同一处理不同次
测量结果间的差异程度
误差、精确度和准确度图示
二、田间试验误差的来源与控制
1. 来 源
➢ 试验材料固有的差异 ➢ 田间管理技术的不完全一致
2. 小区设计的三原则：

第二章_田间试验的设计与实施讲解

需要药剂拌种以防治苗期病虫害的，应在准备种 子时作好拌种，以防止苗期病虫害所致的缺苗断 垄。
准备好当年播种材料的同时，须留同样材料按次 序存放仓库，以便遇到灾害后补种时应用。
三、播种或移栽
播种时应力求种子分布均匀，深浅一致。 如要进行移栽，取苗时要力求挑选大小均匀的秧
苗，以减少试验材料的不一致； 整个试验区播种或移栽完毕后，应立即播种或移
准备收获工具，采取室内考种样本, 收获计产部分， 按小区分区脱粒，称重。
及时、细致、准确，尽量避免差错。 2.考种： 考种是将取回的考种样本，进行植物形态的观察、产
量结构因子的调查，或收获物重要品质的鉴定的方法。
第二节 试验总结
农业科学研究工作中，在田间调查、观察记 载、收获计产、室内鉴定和统计分析等完成 后，最后获得试验结果，一般都要求写一份 试验总结。它是对研究成果的总结和记录， 是进行新技术推广的重要手段
主要内容：
第一节 田间试验的实施步骤 第二节 田间试验总结
第一节 田间试验的实施步骤
一、试验地的准备和田间区划
(一)试验地的准备 基肥均匀，犁耕深度一致，耙匀耙平。 （二）田间规划 即按田间试验计划与种植计划书进行试验地
区划。试验地区划主要是确定试验小区、保 护行、走道、灌排水沟等在田间的位置。每 小区前插上标牌，标明处理名称。
随机数字
４３ ６５ ７１ ０５ ８９ ０３ ６８ ４４ １０ ４２ ２５ １３ ５ １１ ０５ ２９ ０３ ８ １４ １０ １２ ２５
4)化区抽样
先将总体按变异情况化为若干区，在各 区按大小比例随机取样。
例土壤肥力调查，先将土壤划分为贫瘠 区、一般区、肥沃区。
六、收获、脱粒和室内考种

第二章田间试验的设计与实施方案


(1)选择肥力均匀的试验地 (2)试验中采用适当的小区技术 (3)应用合理的试验设计
业
事 奋
斗成
自来功
二、试验地的土壤肥力差异
一)土壤肥力差异的测定 测定方法：空白试验
二)土壤肥力差异的产生
1、土壤在形成过程中造成的差异
高
2、土壤利用过程中造成的土壤肥力差异
三）土壤肥力差异的种类
低
1、趋向式肥力差异 2、斑块式肥力差异 四）减少土壤差异的措施 1、均地播种或绿肥掩青
长方形小区
注意：
1、当土壤肥力呈梯度变化时，小区的方向必 须使长的一边与肥力变化方向平行，区组方向 与肥力梯度方向垂直；
2、边际效应较大时，采用方形小区更有利。
正方形小区
三、重复次数
试验重复次数的确定依据：试验次数多少根据试验所要求的精确度、试验地 土壤差异大小、试验材料如种子的数量、试验地面积、小区大小等具体情况而 定。一般情况下田间试验重复3-4次,实验室试验重复5-6次.
因素放在副区内称为副处理。
案例1：为研究小麦新品种豫农202的高产栽培措施，现 设置一试验，其中灌水量设置3个水平，分别为A1、A2、 A3,密度设置3个水平,分别为B1、B2、B3，要求重复3 次，试设计一个合理的田间试验。
案例分析：本试验中灌水对周围影响较大，为减少因此 而造成的试验误差需设置较大小区面积，所以应采用裂 区试验设计，把灌水的各处理放在主区内，把密度的各 处理放在副区内 。
第一步：划分3个区组， 区组之间设置走道， 并在区组两端及四周 设置走道和保护行
第二步：因为主处理 有3个，所以在每个 区组内划分3个主区, 主处理在每一重复的 主区内随机排列
第三步：因为有3个 副处理，所以在每一 主区内划分3个副区 , 副处理在每一主区内 的副内随排列

田间试验与统计方法 第二章 田间试验


(3)试验地土壤差异
土壤差异大，小区面积应相应大些；土壤差异较小，小区可相应小些。
(4)育种的不同阶段
新品种选育的过程中，品系数由多到少，种子数量由少到多，对精确度 的要求从低到高，因此在各阶段所采用的小区面积是从小到大。
(5)试验地面积
有较大的试验地时，小区可适当大些。
(6)试验过程中的取样需要
(一) 完全随机设计(completely random design) 将各处理随机分配到各个试验单元(或小区)中， 每一处理的重复数可以相等或不相等， 安排灵活机动，单因素或多因素试验皆可。
这类设计分析简便，但是应用此类设计必须试验的环境因素
相当均匀，所以一般用于实验室培养试验及网、温室的盆钵
第三节 田间试验设计的原则
田间试验设计(field experiment design)
广义----是指整个试验研究课题的设计
P17
狭义----专指小区技术
P18
科学田间试验设计的三个基本原则
1.重复(replication) 2.随机 (random) 3.局部控制(local control)
• 由于土壤局部差异，长方形小区有利于均分它，而正方形 小区可能独占它
• 例如图2-3，某试验地下面有暗沟，它对长方形各处理小区 影响不同。因此，在一般情况下，小区的理想形状为长方 形。
• 不论是呈梯度或呈斑块状的土壤肥力差异，采用狭长小区 均能较全面地包括不同肥力的土壤。 • 如已知试验田呈肥力梯度时，小区的方向是使长的一边与 肥力变化最大的方向平行，使区组方向与肥力梯度方向垂 直(图2.4)，这样可提供较高的精确度。
取样会影响小区四周植株的生长，亦影响取样小区最后的产量测定，因 此要相应增大小区面积，以保证所需的收获面积。

田间试验的设计与实施PPT课件

51
B1
B2
B1
A1 A2
A3
B2
B1
B2
B2
B1
B2
A3 A2
A1
B1
B2
B1
B1
B2
B1
A2
A1
A3
B2
B1
B2
B2
B1
B2
A2
A1
A3
B1
B2
B1
52
【例如】 A为主因素，有A1、A2、A3三个水平；
B为副因素，有B1、B2、B3、B4四个水平； 2次重复; 裂区设计如下:
A1B3 A1B2 A3B1 A3B2 A2B4 A2B3
【例如】进行甲、乙、丙三个品种与高、中、 低三种施肥量的两因素试验，共有
甲高、甲中、甲低; 乙高、乙中、乙低; 丙高、丙中、丙低; 这9个水平组合就是该试验的试验方案。
58
多因素试验方案根据处理的数目和均衡性， 又可分为完全方案、不均衡方案和均衡不完全 方案三种:
(1)完全方案
是多因素试验最简单的一种设计方案，即 每一个试验因素的每个水平要相互组合，所有 因素处于完全平等的地位
理所种植的小区数。 每一个处理至少要有两次重复。
重复的作用： 估计试验误差 降低试验误差
11
(2)随机排列（random assortment） 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。
随机的作用
49
（四）裂区设计 先按第一个因素设置各个处理（主处理）的小区； 然后在这主处理的小区内引进第二个因素的各个
处理（副处理），就是主处理的小区内分设与副 处理数目相等的更小的小区。
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单点试验 多点试验
4. 根据时间长短分
一年试验 多年试验
5. 按面积大小分
小区试验:指试验小区的面积 ≤60m2. 大区试验:指试验小区的面积 ﹥60m2 .
三、试验的指标和效应
1. 试验指标(indicator)：
用以衡量试验效果的指示性状。 单指标
多指标
2.试验效应(effect)：
试验因素对试验指标所起的增加或减 少的作用。 简单效应：其它因素水平相同条件下，另一因
素不同水平间试验指标的差异。
平均效应：一个因素内各简单效应的平均数，
也称主效。
互作效应：因素内简单效应之间差异的平均。
试验效应-无互作
水平 P1 P2 N1 10 18 N2 16 24 简单效应 (16-10)=6 (24-18)=6 (6+6)/2=6 互作效应 平均效应
对比法设计
1
对比法设计
间比法设计
2
（二） 随机排列的试验设计
完全随机设计
1
随机区组设计
2
拉丁方设计
3
4
条区设计
5
（三）各种小区设计的优缺点
五、控制土壤差异的小区技术
小区面积 小区形状 重复次数 设置对照 保护行的设置 区组和小区的排列
作业：完成书本上的所有题目；完成以下题目。
简单 (18-10) (24-16) 效应 =8 =8 平均 效应 (8+8)/2=8
(6-6)/2=0
(8-8)/2=0
无互作
30 25 20 15 10 5
P1 P2
N1
N2
试验效应-正互作
水平 P1 P2 N1 10 18 N2 16 28 简单效应 (16-10)=6 (28-18)=10 (6+10)/2=8 互作效应 平均效应
土地利用不同
地势不同
（1）土地差异
普遍性
B 特点：
持久性 顺序差异
C 形式：
斑块状差异
（2）试验地的选择与培养
有代表性
选 择
质地均匀，肥力一致 地势平坦，排灌条件良好 位置合适：避开高楼、大路、河流、大水库
培养： 匀田种植
三、小区设计的目的及基本原则
1.
目的
尽可能地降低随机误差
消除或提取系统误差
课后练习：
试作一个方案设计，注明题目、
目的、因素、水平、处理并编号。
第二节
田间试验的小区技术
试验误差的基本概念 为什么要进行小区控制？ 小区设计的基本原则是什么？
有哪些常用的小区设计方式？
一、关于试验误差的基本概念
误差(error)：测量值和真实值之间的差异 随机误差（random error） ：偶然因素引起
课 程 内 容 结 构
参数 估计
假设 测验
统计推断 统计计算 数据整理
数 据
抽样测量
布置管理
小区技术 方案设计
第二章
田间试验设计
第一节 田间试验的方案设计
试验方案的概念和基本要素 试验方案的种类 试验方案中的指标和效应
制定试验方案的要点
一、试验方案的概念和基本要素
因素：同一类性质相似的试验措施的总称。 水平：同一试验因素中划分的等级或状态。
简单 (18-10) (14-16) 效应 =8 =-2 平均 效应 (8-2)/2=3(-4-6)/2=-5
(-2-8)/2=-5
负互作
30 25 20 15 10 5
P1 P2
N1
N2
四、制定试验方案的要点
目的要明确 因素和水平设置要合理 考虑对照
唯一差异性原则
对试验结果要有所“预期”
置。以及保护行、道路的设置等。画出详细
的田间种植图，图上注明各项设计的尺寸大
小。
3、用3个甘薯品种作翻蔓试验。品种为A1、 A2、
A3，翻蔓为B1（不翻蔓）、B2（翻蔓3次）、
B3（翻蔓6次）。以品种为主区因素，翻蔓
为裂区因素，作裂区设计，画出田间排列图。
4、有小麦品种甲、乙、丙、丁、戊、己等6个。 做一个拉丁方设计。写出整个设计和随机的 过程，以及最后的设计结果。
处理：不同试验因素与水平的搭配或组合。
试验方案：根据试验目的和要求所拟定的一组要比
较和研究的处理的总称。
二、试验方案的种类
1. 根据因素多少分类
单因素试验
完全实施试验
多因素试验
均衡试验
部分实施试验
不均衡试验
2. 根据精确度要求分 预备试验：低
基本试验：高
3. 按试验地点多少分
的方向不固定的误差
系统误差（fixed error） ：特定因素引起的
方向固定的误差
准确度（accuracy） ：测量结果和真实 结果之间的差异程度
精确度（precision） ：同一处理不同次 测量结果间的差异程度
误差、精确度和准确度图示
二、田间试验误差的来源与控制
1. 来 源
试验材料固有的差异 田间管理技术的不完全一致
简单 (18-10) (28-16) 效应 =8 =12 平均 效应 (8+12)/2=10
(10-6)/2=2
(12-8)/2=2
正互作
30 25 20 15 10 5
P1 P2
N1
N2
试验效应-负互作
水平 P1 P2 N1 10 18 N2 16 20 简单效应 (16-10)=6 (20-18)=2 (6+2)/2=4 互作效应 平均效应
1、做一个小麦3因素试验，因素和水平见下表： 因 素 品种 施氮量（kg/亩） 生长素 水 平 甲、乙、丙 30 、50 A 、B
写出上述试验全面实施的方案设计。
2、用第1题的试验方案，在一块长100米，宽33 米的地块上做一个随机区组试验设计。假定 该地块的肥力基本均匀，设计时全面考虑重
复次数、小区大小、形状、区组和小区的设
简单 (18-10) (20-16) 效应 =8 =4 平均 效应 (8+4)/2=6
(2-6)/2=-2
(4-8)/2=-2
负互作
30 25 20 15 10 5
P1 P2
N1
N2
试验效应-负互作
水平 P1 P2 N1 10 18 N2 16 14 简单效应 (16-10)=6 (14-18)=-4 (6-4)/2=1 互作效应 平均效应
外界环境条件的差异（土壤差异）
2. 控制
选择纯合一致的实验材料 改进操作与管理技术：人员、实践、质量
控制外界环境，主要是土壤差异
控制土壤差异的措施： 选好试验地 采用适当的小区控制技术 应用适当的试验设计与相应的统计分析
3. 试验地的选择
（1）土地差异
形成基础不同
A 形成原因：
2. 小区设计的三原则：
（1）重复——a 估计误差
b 降低误差 （2）随机——防止系统误差，无偏估计误差
（3）局部控制：分范围分地段或分空间的控制非处理
因素，使之对各处理的影响一致 ——降低误差
重 复
随
机
局部控制
无偏 估计 误差
减小 试验 误差
四、田间试验常用的几种小区设计
（一）顺序排列的试验设计