农学课件第二章 田间试验的设计与实施

1、第二章第二章 田间试验的设计与实施田间试验的设计与实施 第一节第一节 田间试验的特点和要求田间试验的特点和要求 第二节第二节 田间试验的误差与土壤差异田间试验的误差与土壤差异 第三节第三节 田间试验设计的原则田间试验设计的原则 第四节第四节 控制土壤差异的小区技术控制土壤差异的小区技术 第五节第五节 常用的田间试验设计常用的田间试验设计 第六节第六节 田间试验的布置与管理田间试验的布置与管理 第七节第七节 田间试验的观察记载和测定田间试验的观察记载和测定 第八节第八节 温室与实验室的试验温室与实验室的试验 第一节第一节 田间试验的特点和要求田间试验的特点和要求 一、田间试验的特点一、田间试验的

2、特点 二、田间试验的基本要求二、田间试验的基本要求 一、田间试验的特点一、田间试验的特点 (1) 由农作物或其他生物体本身的反应来直接检测试验由农作物或其他生物体本身的反应来直接检测试验 的效果，这是田间试验的重要特点。试验材料本身便存在产的效果，这是田间试验的重要特点。试验材料本身便存在产 生试验误差的多种因素。生试验误差的多种因素。 (2) 田间试验是在开放的自然条件下进行的，因而田间试田间试验是在开放的自然条件下进行的，因而田间试 验的环境条件也存在着导致试验产生试验误差，包括系统误验的环境条件也存在着导致试验产生试验误差，包括系统误 差和随机误差的多种可能性。差和随机误差的多种可能性。

3、 二、田间试验的基本要求二、田间试验的基本要求 (1) 试验目的要明确试验目的要明确 (2) 试验条件要有代表性试验条件要有代表性 (3) 试验结果要可靠试验结果要可靠 (4) 试验结果要能够重演试验结果要能够重演 (5)体现唯一差异原则体现唯一差异原则 第二节第二节 田间试验的误差与土壤差异田间试验的误差与土壤差异 一、田间试验的误差一、田间试验的误差 二、试验地的土壤差异二、试验地的土壤差异 三、试验地选择和培养三、试验地选择和培养 一、田间试验的误差一、田间试验的误差 (一一) 田间试验的误差来源田间试验的误差来源 (1)试验材料固有的差异试验材料固有的差异 (2)试验时农事操作和管理技

4、术的不一致所引起的差异试验时农事操作和管理技术的不一致所引起的差异 (3)进行试验时外界条件的差异进行试验时外界条件的差异 (二二) 控制田间试验误差的途径控制田间试验误差的途径 (1)选择同质一致的试验材料选择同质一致的试验材料 (2) 改进操作和管理技术，使之标准化改进操作和管理技术，使之标准化 (3) 控制引起差异的外界主要因素控制引起差异的外界主要因素 选择肥力均匀的试验地；选择肥力均匀的试验地； 试验中采用适当的小区技术；试验中采用适当的小区技术； 应用良好的试验设计和相应的统计分析。应用良好的试验设计和相应的统计分析。 二、试验地的土壤差异二、试验地的土壤差异 试验地的土壤差异来源

5、试验地的土壤差异来源 （1）由于土壤形成的基础不同，历史原因造成土壤的物）由于土壤形成的基础不同，历史原因造成土壤的物 理性质与化学性质方面有很大差异；理性质与化学性质方面有很大差异； （2）由于在土地利用上的差异，如种植不同作物，以及）由于在土地利用上的差异，如种植不同作物，以及 在耕作、栽培、施肥等农业技术上的不一致等。在耕作、栽培、施肥等农业技术上的不一致等。 土壤差异集中地表现为土壤肥力的差异。以往研究证明，土壤差异集中地表现为土壤肥力的差异。以往研究证明， 土壤差异具有持久性土壤差异具有持久性。 测定土壤差异程度的方法测定土壤差异程度的方法 l最简单的方法是目测法，即根据前茬作物生长

6、的一致情况加以最简单的方法是目测法，即根据前茬作物生长的一致情况加以 评定。评定。 l更精细地测定土壤肥力差异，可采用空白试验或均一性试验。更精细地测定土壤肥力差异，可采用空白试验或均一性试验。 空白试验空白试验(blank test)即在整个试验地上种植单一品种的作物，即在整个试验地上种植单一品种的作物， 这种作物以植株较小而适于条播的谷类作物为好。在整个作物生长这种作物以植株较小而适于条播的谷类作物为好。在整个作物生长 过程中，从整地到收获，采用一致的栽培和管理措施，并对作物生过程中，从整地到收获，采用一致的栽培和管理措施，并对作物生 长情况作仔细观察，遇有特殊情况如严重缺株、病虫害等，应

7、注明长情况作仔细观察，遇有特殊情况如严重缺株、病虫害等，应注明 地段、行数以作为将来分析时的参考。收获时，将整个试验地划分地段、行数以作为将来分析时的参考。收获时，将整个试验地划分 为面积相同的大量单位小区，依次编号，分开收获，得到产量数据。为面积相同的大量单位小区，依次编号，分开收获，得到产量数据。 根据各单位小区的数据，可以画成产量连续面积图或等肥线图根据各单位小区的数据，可以画成产量连续面积图或等肥线图(图图 2.1）。）。 图图2.1 土壤肥力变异图土壤肥力变异图 土壤差异通常有两种表现形式：土壤差异通常有两种表现形式： u 一种形式是肥力高低变化较有规则，即肥力从大田的一边一种形式是

8、肥力高低变化较有规则，即肥力从大田的一边 到另一边逐渐改变，这是较为普通的肥力梯度形式；到另一边逐渐改变，这是较为普通的肥力梯度形式； u另一种形式是斑块状差异，即田间有较为明显的肥力差异的另一种形式是斑块状差异，即田间有较为明显的肥力差异的 斑块，面积可大可小，分布亦无一定的规则。斑块，面积可大可小，分布亦无一定的规则。 三、试验地选择和培养三、试验地选择和培养 (1)试验地的土壤肥力要比较均匀一致。试验地的土壤肥力要比较均匀一致。 (2) 选择的田块要有土地利用的历史记录。选择的田块要有土地利用的历史记录。 (3) 试验地最好选平地，在不得已的情况下，可采用同试验地最好选平地，在不得已的情

9、况下，可采用同 一方向倾斜的缓坡地，但都应该是平整的。一方向倾斜的缓坡地，但都应该是平整的。 (4) 试验地的位置要适当。试验地的位置要适当。 (5) 对拟选作试验用的田块，特别是在建立固定的试验地对拟选作试验用的田块，特别是在建立固定的试验地 时，除掌握整个试验地的土壤一般情况及土地利用历史外，时，除掌握整个试验地的土壤一般情况及土地利用历史外， 若有可能，最好还要进行空白试验。若有可能，最好还要进行空白试验。 (6) 试验地采用轮换制，试验单位至少应有二组以上试验试验地采用轮换制，试验单位至少应有二组以上试验 地，一组田块进行试验，另一组的田块则进行匀田种植，以地，一组田块进行试验，另一组

10、的田块则进行匀田种植，以 备轮换。备轮换。 第三节第三节 田间试验设计的原则田间试验设计的原则 田间试验设计田间试验设计(field experiment design) 广义广义-是指整个试验研究课题的设计，包括确定试验是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，以及相应的资料搜集、整理和统处理的方案，小区技术，以及相应的资料搜集、整理和统 计分析的方法等；计分析的方法等； 狭义狭义-专指小区技术，特别是重复区和试验小区的排专指小区技术，特别是重复区和试验小区的排 列方法。列方法。 科学田间试验设计的三个基本原则科学田间试验设计的三个基本原则 1.重复重复(replica

11、tion) 2.随机随机 (random) 3.局部控制局部控制(local control) 1.重复重复(replication) 试验中同一处理种植的小区数即为重复次数。试验中同一处理种植的小区数即为重复次数。 重复的作用重复的作用: 估计试验误差估计试验误差 试验误差是客观存在的，但只能由同试验误差是客观存在的，但只能由同 一处理的几个重复小区间的差异估得。同一处理有了二一处理的几个重复小区间的差异估得。同一处理有了二 次以上重复，就可以从这些重复小区之间的产量次以上重复，就可以从这些重复小区之间的产量(或其它或其它 性状性状)的差异估计误差。的差异估计误差。 降低试验误差降低试验误差

12、 数理统计学已证明误差的大小与重复数理统计学已证明误差的大小与重复 次数的平方根成反比。重复多，则误差小，有四次重复次数的平方根成反比。重复多，则误差小，有四次重复 的试验，其误差将只有二次重复的同类试验的一半。此的试验，其误差将只有二次重复的同类试验的一半。此 外，通过重复也能更准确地估计处理效应。外，通过重复也能更准确地估计处理效应。 2.随机随机 (random) 随机是指一个区组中每一处理都有同等的机会设置在随机是指一个区组中每一处理都有同等的机会设置在 任何一个试验小区上，避免任何主观成见。任何一个试验小区上，避免任何主观成见。 进行随机排列的方法进行随机排列的方法: 抽签法抽签法

13、计算器计算器(机机)产生随机数字法产生随机数字法 利用随机数字表利用随机数字表(附表附表1)。 3.局部控制局部控制(local control) 局部控制就是将整个试验环境分成若干个相对最为局部控制就是将整个试验环境分成若干个相对最为 一致的小环境，再在小环境内设置成套处理，即在田间一致的小环境，再在小环境内设置成套处理，即在田间 分范围分地段地控制土壤差异等非处理因素，使之对各分范围分地段地控制土壤差异等非处理因素，使之对各 试验处理小区的影响达到最大程度的一致。因为在较小试验处理小区的影响达到最大程度的一致。因为在较小 地段内，试验环境条件容易控制一致。这是降低误差的地段内，试验环境条件

14、容易控制一致。这是降低误差的 重要手段之一。重要手段之一。 重重 复复 随随 机机 局部控制局部控制 无偏的试验无偏的试验 误差估计误差估计 降低试验误差降低试验误差 图图2.2 田间试验设计三个基本原则的关系和作用田间试验设计三个基本原则的关系和作用 第四节第四节 控制土壤差异的小区技术控制土壤差异的小区技术 一、试验小区的面积一、试验小区的面积 二、小区的形状二、小区的形状 三、重复次数三、重复次数 四、对照区的设置四、对照区的设置 五、保护行的设置五、保护行的设置 六、重复区六、重复区(或区组或区组)和小区的排列和小区的排列 一、试验小区的面积一、试验小区的面积 小区小区( plot )

15、( plot ) - 在田间试验中，安排一个处理的小块在田间试验中，安排一个处理的小块 地段称试验小区地段称试验小区,简称小区简称小区(plot)。 试验小区面积的大小，一般变动范围为试验小区面积的大小，一般变动范围为660m2。而示范。而示范 性试验的小区面积通常不小于性试验的小区面积通常不小于330m2。 可以从以下各方面考虑确定一个具体试验的小区面积：可以从以下各方面考虑确定一个具体试验的小区面积： 试验种类：试验种类： (2) 作物的类别作物的类别 (3) 试验地土壤差异的程度与形式试验地土壤差异的程度与形式 (4) 育种工作的不同阶段育种工作的不同阶段 (5) 试验地面积试验地面积

16、(6) 试验过程中的取样需要试验过程中的取样需要 (7) 边际效应和生长竞争边际效应和生长竞争 051 01 52 02 53 03 54 0 1 0 1 2 1 4 试验田 乙 试验田 甲 m 2 C V % 图图2.3 变异系数与小区面积大小的关系（根据两个水稻空白试验的产量数据）变异系数与小区面积大小的关系（根据两个水稻空白试验的产量数据） 二、小区的形状二、小区的形状 小区的形状是指小区长度与宽度的比例。小区的形状是指小区长度与宽度的比例。 适当的小区形状在控制土壤差异提高试验精确度方面适当的小区形状在控制土壤差异提高试验精确度方面 也有相当作用。也有相当作用。 小区的长宽比可为小区的

17、长宽比可为(310) 1，甚至可达，甚至可达20 1，试验，试验 地形状和面积以及小区多少和大小等调整决定。地形状和面积以及小区多少和大小等调整决定。 在通常情形下，长方形尤其是狭长形小区，容易调匀土在通常情形下，长方形尤其是狭长形小区，容易调匀土 壤差异，使小区肥力接近于试验地的平均肥力水平。亦便于壤差异，使小区肥力接近于试验地的平均肥力水平。亦便于 观察记载及其农事操作。而在边际效应值得重视的试验中，观察记载及其农事操作。而在边际效应值得重视的试验中， 方形小区是有利的。方形小区是有利的。 三、重复次数三、重复次数 重复次数即每一处理的试验小区数，试验设置重复次重复次数即每一处理的试验小区

18、数，试验设置重复次 数越多，试验误差越小。多于一定的重复次数，误差的减数越多，试验误差越小。多于一定的重复次数，误差的减 少很慢，精确度的增进不大，而人、物力的花费大大增加，少很慢，精确度的增进不大，而人、物力的花费大大增加， 并不经济。并不经济。 重复次数的多少，一般应根据试验所要求的精确度、重复次数的多少，一般应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、试验地土壤差异大小、试验材料如种子的数量、试验地面积、 小区大小等而具体决定。对精确度要求高的试验，重复次数小区大小等而具体决定。对精确度要求高的试验，重复次数 应多些。试验田土壤差异较大的，重复次数应

19、多些，土壤差应多些。试验田土壤差异较大的，重复次数应多些，土壤差 异较为一致的可少些。异较为一致的可少些。 四、对照区四、对照区(check，以，以CK表示表示)的设置的设置 作为处理比较的标准作为处理比较的标准 ，设置对照区的目的是，设置对照区的目的是 ： (1)便于在田间对各处理进行观察比较时作为衡量品种便于在田间对各处理进行观察比较时作为衡量品种 或处理优劣的标准；或处理优劣的标准； (2)用以估计和矫正试验田的土壤差异。通常在一个试用以估计和矫正试验田的土壤差异。通常在一个试 验中只有一个对照，有时为了适应某种要求，可同时用两验中只有一个对照，有时为了适应某种要求，可同时用两 个各具不

20、同特点的处理作对照。个各具不同特点的处理作对照。 五、保护行的设置五、保护行的设置 在试验地周围设置保护行在试验地周围设置保护行(guarding row)的作用是：的作用是： 保护试验材料不受外来因素如人、畜等的践踏和损害；保护试验材料不受外来因素如人、畜等的践踏和损害； 防止靠近试验田四周的小区受到空旷地的特殊环境影响防止靠近试验田四周的小区受到空旷地的特殊环境影响 即边际效应，使处理间能有正确的比较。即边际效应，使处理间能有正确的比较。 保护行的数目视作物而定，如禾谷类作物一般至少应保护行的数目视作物而定，如禾谷类作物一般至少应 种植种植4行以上的保护行。行以上的保护行。 六、重复区六、

21、重复区(或区组或区组)和小区的排列和小区的排列 区组区组( block )( block ) -将全部处理小区分配于具有相对同质将全部处理小区分配于具有相对同质 的一块的一块 土地上，这称为一个区组土地上，这称为一个区组(block) 完全区组完全区组 -一般试验须设置一般试验须设置34次重复，分别安排次重复，分别安排 在在34个区组上，这时重复与区组相等，每一区组或重个区组上，这时重复与区组相等，每一区组或重 复包含有全套处理，称为完全区组。复包含有全套处理，称为完全区组。 不完全区组不完全区组- 少数情况下，一个重复安排在几个区少数情况下，一个重复安排在几个区 组上，每个区组只安排部分处理

22、，称为不完全区组。组上，每个区组只安排部分处理，称为不完全区组。 小区在各重复内的排列方式：小区在各重复内的排列方式： 顺序排列或随机排列顺序排列或随机排列 顺序排列顺序排列-可能存在系统误差，不能作出无偏的误可能存在系统误差，不能作出无偏的误 差估计。差估计。 随机排列随机排列-是各小区在各重复内的位置完全随机决是各小区在各重复内的位置完全随机决 定，可避免系统误差，提高试验的准确度，还能提供无定，可避免系统误差，提高试验的准确度，还能提供无 偏的误差估计偏的误差估计 第五节第五节 常用的田间试验设计常用的田间试验设计 一、顺序排列的试验设计一、顺序排列的试验设计 二、随机排列的试验设计二、

23、随机排列的试验设计 一、顺序排列的试验设计一、顺序排列的试验设计 (一一) 对比法设计对比法设计(contrast design) (二二) 间比法设计间比法设计(interval contrast design) (一一) 对比法设计对比法设计(contrast design) 这种设计的排列特点是每一供试品种均直接排列于对这种设计的排列特点是每一供试品种均直接排列于对 照区旁边，使每一小区可与其邻旁的对照区直接比较。照区旁边，使每一小区可与其邻旁的对照区直接比较。 1ck 2 3 ck 4 5ck 6 7ck 8 1ck 2 3 ck 4 5ck 6 7ck 8 1ck 2 3 ck 4

24、5ck 6 7ck 8 图图2.5 8个品种个品种3次重复对比排列次重复对比排列(阶梯式阶梯式) (二二) 间比法设计间比法设计(interval contrast design) 间比法设计的特点是，在一条地上，排列的第一个小区间比法设计的特点是，在一条地上，排列的第一个小区 和末尾的小区一定是对照和末尾的小区一定是对照(CK)区，每二对照区之间排列相同区，每二对照区之间排列相同 数目的处理小区，通常是数目的处理小区，通常是4或或9个，重复个，重复24次。次。 各重复可排成一排或多排式。排成多排时，则可采用逆各重复可排成一排或多排式。排成多排时，则可采用逆 向式向式(图图2.6)。 如果一条

25、土地上不能安排整个重复的小区，则可在第如果一条土地上不能安排整个重复的小区，则可在第 二条土地上接下去，但是开始时仍要种一对照区，称为额外二条土地上接下去，但是开始时仍要种一对照区，称为额外 对照对照(Ex. CK)如如图图2.7。 C K 1234 C K 5678 C K 9101112 C K 13141516 C K 17181920 C K C K 20191817 C K 16151413 C K 1211109 C K 8765 C K 4321 C K C K 1234 C K 5678 C K 9101112 C K 13141516 C K 17181920 C K 图2.

26、6 20个品种3次重复的间比法排列，逆向式 （、代表重复；1、2、3代表品种；CK代表对照） C K 1234 C K 5678 C K 9 1 0 1 1 1 2 C K 1 3 1 4 1 5 1 6 C K 1234 C K 5678 C K C K 1 6 1 5 1 4 1 3 C K 1 2 1 1 1 0 9 C K 8765 C K 4321 C K 1 6 1 5 1 4 1 3 C K 1 2 1 1 1 0 9 E x. C K 图2.7 16个品种3次重复的间比排列，两行排3重复及Ex. CK的设置 （、代表重复；1、2、3代表品种；CK代表对照；Ex. CK代表额外对

27、照） 二、随机排列的试验设计二、随机排列的试验设计 (一一) 完全随机设计完全随机设计(completely random design) (二二) 随机区组设计随机区组设计(randomized blocks design) (三三) 拉丁方设计拉丁方设计(latin square design) (四四) 裂区设计裂区设计(split-plot design) (五五) 再裂区设计再裂区设计(split-split plot design) (六六) 条区设计条区设计(strip blocks design) (一一) 完全随机设计完全随机设计(completely random desi

28、gn) 完全随机设计将各处理随机分配到各个试验单元完全随机设计将各处理随机分配到各个试验单元(或小区或小区) 中，每一处理的重复数可以相等或不相等，这种设计对试验单中，每一处理的重复数可以相等或不相等，这种设计对试验单 元的安排灵活机动，单因素或多因素试验皆可应用。元的安排灵活机动，单因素或多因素试验皆可应用。 这类设计分析简便，但是应用此类设计必须试验的环境这类设计分析简便，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 盆钵试验。盆钵试验。 例例:要检验三种不同的生长素，各一个剂量，测定对小麦要检验三

29、种不同的生长素，各一个剂量，测定对小麦 苗高的效应，包括对照苗高的效应，包括对照(用水用水)在内，共在内，共4个处理，若用盆栽试个处理，若用盆栽试 验每盆小麦为一个单元，每处理用验每盆小麦为一个单元，每处理用4盆，共盆，共16盆。盆。 随机排列时将每盆标号随机排列时将每盆标号1，2，16; 然后查用随机数字表或抽签法或计算机然后查用随机数字表或抽签法或计算机(器器)随机数字发生随机数字发生 法得第一处理为法得第一处理为(14，13，9，8)，第二处理为，第二处理为(12，11，6， 5)，第三处理为，第三处理为(2，7，1，15)，余下，余下(3，4，10，16)为第四为第四 处理。处理。 (

30、二二) 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亦称完全随机区组设计(random complete block design) 特点特点: : 根据根据“局部控制局部控制”的原则，将试验地按肥力程度划分的原则，将试验地按肥力程度划分 为为 等于重复次数的区组，一区组亦即一重复，区组内各等于重复次数的区组，一区组亦即一重复，区组内各 处理都独立地随机排列。处理都独立地随机排列。 优点：优点：（1）设计简单，容易掌握；）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）富于伸缩性，单因素、多因素以及综合性的试 验都可应

31、用；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）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；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）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。亦可分散设置在不同地段上。 小区的随机可借助于附表小区的随机可借助于附表1随机数字表、抽签或计算机随机数字表、抽签或计算机 (器器)随机数字发生法。以随机数字法为例说明如下：随机数字发生法。以随机数字法为例说明如下： 例如有一包括例如有一包括8个处理的试验，个处理的试验， 将处理分别给以将处理分别给以1、2、3、4、5、6、7、8的

32、代号，的代号， 从随机数字表任意指定一页中的一行，去掉从随机数字表任意指定一页中的一行，去掉0和和9即可得即可得8 个处理的排列次序。如在该表个处理的排列次序。如在该表2页第页第68行数字次序为行数字次序为 5264862339，9718302620， 去掉去掉0和和9以及重复数字而得到以及重复数字而得到52648371，即为，即为8个处理个处理 在区组内的排列。在区组内的排列。 如有第二重复，则可再从表查另一行或一列随机数字，如有第二重复，则可再从表查另一行或一列随机数字， 作为作为8个处理在第二区组内的排列次序。个处理在第二区组内的排列次序。 多于多于9个处理的试验，可同样查随机数字表。如

33、有个处理的试验，可同样查随机数字表。如有12个处理，个处理， 可查得任何一页的一行，去掉可查得任何一页的一行，去掉00、97、98、99后即得后即得12个个 处理排列的次序。例如该表第处理排列的次序。例如该表第4页第页第79行，每次读两位，得行，每次读两位，得97、 39、24、89、90、89、86、49、15、18、25、43、80、74、 30、41、67、36、43、58、42、07、04、25、17、54、60、 88、49、34、42， 在这些随机数字中，除了将在这些随机数字中，除了将97等数字除去外，其余凡大于等数字除去外，其余凡大于12 的数均被的数均被12除后得余数，将重复数

34、字划去，所得随机排列为除后得余数，将重复数字划去，所得随机排列为3、 12、5、6、2、1、7、8、10、4、9、11，最后一个数字乃随，最后一个数字乃随 机查出机查出11个数字后自动决定的。个数字后自动决定的。 随机区组在田间布置时，应考虑到试验精确度与工作随机区组在田间布置时，应考虑到试验精确度与工作 便利等方面，以前者为主。便利等方面，以前者为主。 在通常情况下，采用方形区组和狭长形小区能提高试在通常情况下，采用方形区组和狭长形小区能提高试 验精确度。在有单向肥力梯度时，亦是如此，但必须注意验精确度。在有单向肥力梯度时，亦是如此，但必须注意 使区组的划分与梯度垂直，而区组内小区长的一边与

35、梯度使区组的划分与梯度垂直，而区组内小区长的一边与梯度 平行平行(图图2.8)。这样既能提高试验精确度，同时亦能满足工。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区距离过远，可将小区布置成两排(图示图示2.9)。 7421 1317 3685 4873 2164 5248 8756 6532 图图2.8 8个品种个品种4 4个重复的随机区组排列个重复的随机区组排列 肥力梯度 381 1071514 9 6 13 4 1611212 5 图图2.9 16个品种个品种3

36、个重复的随机区组，小区布置成两排个重复的随机区组，小区布置成两排 (三三) 拉丁方设计拉丁方设计(latin square design) 拉丁方设计将处理从纵横二个方向排列为区组拉丁方设计将处理从纵横二个方向排列为区组(或重复或重复)， 使每个处理在每一列和每一行中出现的次数相等（通常一次），使每个处理在每一列和每一行中出现的次数相等（通常一次）， 所以它是比随机区组多一个方向局部控制的随机排列的设计。所以它是比随机区组多一个方向局部控制的随机排列的设计。 如图如图2.10所示为所示为55拉丁方。拉丁方。 CDA ECD BAE BAC DEB 图图2.10 55拉丁方拉丁方 优点优点: :

37、精确度高精确度高 缺点缺点: :缺乏伸缩性缺乏伸缩性 拉丁方设计的通常应用范围只限于拉丁方设计的通常应用范围只限于48个处理。当在个处理。当在 采用采用4个处理的拉丁方设计时，为保证鉴别差异的灵敏度，个处理的拉丁方设计时，为保证鉴别差异的灵敏度， 可采用复拉丁方设计，即用可采用复拉丁方设计，即用2个个(44)拉丁方。拉丁方。 第一直行和第一横行均为顺序排列的拉丁方称标准方。第一直行和第一横行均为顺序排列的拉丁方称标准方。 拉丁方甚多，但标准方较少。如拉丁方甚多，但标准方较少。如33只有一个标准方。只有一个标准方。 A B C B C A C A B 将每个标准方的横行和直行进行调换，可以将每个

38、标准方的横行和直行进行调换，可以 化出许多不同的拉丁方。一般而论，每个化出许多不同的拉丁方。一般而论，每个kk标标 准方，可化出个不同的拉丁方。准方，可化出个不同的拉丁方。 不同处理数的拉丁方的随机略有不同，一般按以下不同处理数的拉丁方的随机略有不同，一般按以下 所示步骤进行：所示步骤进行： (44)拉丁方：拉丁方： 随机取随机取4个标准方中的一个，随个标准方中的一个，随 机所有直行及第机所有直行及第2、3、4横行，也可以随机所有横行和横行，也可以随机所有横行和 直行，再随机处理。直行，再随机处理。 (55)及更高级拉丁方：及更高级拉丁方： 随机所有直行、横行和随机所有直行、横行和 处理。处理

39、。 设有设有5个品种分别以个品种分别以1、2、3、4、5代表，拟用拉丁代表，拟用拉丁 方排列进行比较试验。方排列进行比较试验。 取上面所列的取上面所列的(55)选择标准方。选择标准方。 从随机数字表中，以铅笔尖任意落于一行，查随机从随机数字表中，以铅笔尖任意落于一行，查随机 数字，将数字，将0和大于和大于5的数字去掉，得的数字去掉，得1、4、5、3、2，即，即 为直行的随机。为直行的随机。 再点一行，如得再点一行，如得5、1、2、4、3，即为横行的随机。，即为横行的随机。 再点一行，得再点一行，得2、5、4、1、3，即为品种随机。，即为品种随机。 将将(55)选择标准方按上面三个随机步骤，就得

40、到所选择标准方按上面三个随机步骤，就得到所 需的拉丁方排列需的拉丁方排列(图图2.11)。 1.选择标准方选择标准方 2.按随机数字按随机数字 14532 调调整整直直行行 3.按随机数字按随机数字 51243 调调整整横横行行 4.按随机数字按随机数字 2=A，5=B，4=C 1=D，3=E，排列，排列 品种品种 ABCDEADECBEBADC35214 BAECDBCDEAADECB21345 CDAEBCEBADBCDEA54132 DEBACDACBEDACBE12453 ECDBAEBADCCEBAD43521 图2.11 （55）拉丁方的随机 (四四) 裂区设计裂区设计(split

41、-plot design) 裂区设计是多因素试验的一种设计形式。裂区设计是多因素试验的一种设计形式。 在多因素试验中在多因素试验中,处理组合数较多而又有一些特殊要求时，处理组合数较多而又有一些特殊要求时， 往往采用裂区设计。往往采用裂区设计。 主区主区( main plot )( main plot ) 按主处理所划分的小区称为主区，亦称整区按主处理所划分的小区称为主区，亦称整区. 副区副区 主区内按各副处理所划分的小区称为副区，亦称裂区主区内按各副处理所划分的小区称为副区，亦称裂区 (split-plot)。 在裂区设计时先按第一个因素设置各个处理在裂区设计时先按第一个因素设置各个处理(主处

42、理主处理)的小的小 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(副副 处理处理)的小区的小区. 通常在下列几种情况下，应用裂区设计通常在下列几种情况下，应用裂区设计: 在一个因素的各种处理比另一因素的处理可能需要更大在一个因素的各种处理比另一因素的处理可能需要更大 的面积时，为了实施和管理上的方便而应用裂区设计。的面积时，为了实施和管理上的方便而应用裂区设计。 (2) 试验中某一因素的主效比另一因素的主效更为重要，试验中某一因素的主效比另一因素的主效更为重要， 而要求更精确的比较，或二个因素间的交互作用比其主而要求更精确的比较，或二个因

43、素间的交互作用比其主 效是更为重要的研究对象时，亦宜采用裂区设计，将要效是更为重要的研究对象时，亦宜采用裂区设计，将要 求更高精确度的因素作为副处理，另一因素作为主处理。求更高精确度的因素作为副处理，另一因素作为主处理。 (3) 根据以往研究，得知某些因素的效应比另一些因素的根据以往研究，得知某些因素的效应比另一些因素的 效应更大时，亦适于采用裂区设计，将可能表现较大差效应更大时，亦适于采用裂区设计，将可能表现较大差 异的因素作为主处理。异的因素作为主处理。 下面以品种与施肥量两个因素的试验说明裂区设计。如下面以品种与施肥量两个因素的试验说明裂区设计。如 有有6个品种，以个品种，以1、2、3、

44、4、5、6表示，有表示，有3种施肥量，以种施肥量，以 高、中、低表示，重复高、中、低表示，重复3次，则裂区设计的排列可如次，则裂区设计的排列可如图图2.12。 图中先对主处理图中先对主处理(施肥量施肥量)随机，后对副处理随机，后对副处理(品种品种)随机，每随机，每 一重复的主、副处理随机皆独立进行。一重复的主、副处理随机皆独立进行。 裂区设计在小区排列方式上可有变化，主处理与副处裂区设计在小区排列方式上可有变化，主处理与副处 理亦均可排成拉丁方，这样可以提高试验的精确度。尤其理亦均可排成拉丁方，这样可以提高试验的精确度。尤其 是主区，由于其误差较大，能用拉丁方排列更为有利。主、是主区，由于其误

45、差较大，能用拉丁方排列更为有利。主、 副区最适于拉丁方排列的多因素组合有副区最适于拉丁方排列的多因素组合有52、53、54、 62、63、72、73等。等。 1 5 2 5 4 1 2 4 36 5 3 2 3 1 1 6 32 4 6 5 3 2 1 4 2 6 3 4 3 6 2 6 5 11 4 2 4 6 5 2 5 41 3 5 4 6 1 6 5 3 高低中低中高高中低 图2.12 施肥量与品种二因素试验的裂区设计 （施肥量为主区，品种为副区；、代表重复） (五五) 再裂区设计再裂区设计(split-split plot design) 裂区设计若再需引进第三个因素的试验，可以进一

46、步裂区设计若再需引进第三个因素的试验，可以进一步 做成再裂区，即在裂区内再划分为更小单位的小区，称为做成再裂区，即在裂区内再划分为更小单位的小区，称为 再裂区再裂区( split-split plot design )( split-split plot design )，然后将第三个因素的各个处，然后将第三个因素的各个处 理理(称为副副处理），随机排列于再裂区内，这种设计称为称为副副处理），随机排列于再裂区内，这种设计称为 再裂区设计再裂区设计。 举例说明再裂区设计设计步骤举例说明再裂区设计设计步骤 设有设有3种肥料用量以种肥料用量以A1、 A2、A3表示，作为主处理表示，作为主处理(a=3

47、)，重复重复3次即次即3个区组个区组(r=3)； 4个小麦品种以个小麦品种以B1、B2、B3、B4表示，作为副处理表示，作为副处理(b=4)；2 种播种密度以种播种密度以C1、C2表示，作为副副处理表示，作为副副处理(c=2)，作再裂区，作再裂区 设计。设计。 先将试验田先将试验田(地地)划分为等于重复次数的区组，每一区组划划分为等于重复次数的区组，每一区组划 分为等于主处理数目的主区，每一主区安排一个主处理。分为等于主处理数目的主区，每一主区安排一个主处理。 本例，先将试验地划分为三个区组，每一区组划分为本例，先将试验地划分为三个区组，每一区组划分为3个个 主区，每一主区安排一种肥料用量。主

48、区，每一主区安排一种肥料用量。 (2) 每一主区划分为等于副处理数目的裂区每一主区划分为等于副处理数目的裂区(即副区即副区)，每一，每一 裂区安排一个副处理。本例，每一主区划分为裂区安排一个副处理。本例，每一主区划分为4个裂区，个裂区， 每一裂区安排一个小麦品种。每一裂区安排一个小麦品种。 (3) 每裂区再划分为等于副副处理数目的再裂区，每一再裂每裂区再划分为等于副副处理数目的再裂区，每一再裂 区安排一个副副处理。本例，每一裂区再划分为区安排一个副副处理。本例，每一裂区再划分为2个再裂个再裂 区，每一再裂区安排一种密度。全部处理都用随机区组区，每一再裂区安排一种密度。全部处理都用随机区组 排列

49、，如图排列，如图2.13所示。所示。 B2C1B2C2B3C2B3C1B2C1B2C2 A2 B4C2B4C1 A3 B2C1B2C2 A1 B3C2B3C1 B3C2B3C1B1C2B1C1B4B2B4C1 B1C1B1C2B4C1B4C2B1C1B1C2 B3C1B3C2B2C1B2C2B2C2B2C1 A1 B2C2B2C1 A2 B4C2B4C1 A3 B3C2B3C1 B4C2B4C1B1C2B1C1B4C1B4C2 B1C1B1C2B3C1B3C2B1C1B1C2 B2C2B2C1B4C1B4C2B3C2B3C1 A3 B1C2B1C1 A1 B3C2B3C1 A2 B2C1B2C

50、2 B3C1B3C2B2C1B2C2B4C2B4C1 B4C1B4C2B1C2B1C1B1C1B1C2 图2.13 小麦肥料用量（A）、品种（B）和密度（C）的再裂区设计 (六六) 条区设计条区设计(strip blocks design) 条区设计是属裂区设计的一种衍生设计，如果所研究的条区设计是属裂区设计的一种衍生设计，如果所研究的 两个因素都需要较大的小区面积，且为了便于管理和观察记两个因素都需要较大的小区面积，且为了便于管理和观察记 载，可将每个区组先划分为若干纵向长条形小区，安排第一载，可将每个区组先划分为若干纵向长条形小区，安排第一 因素的各个处理因素的各个处理(A因素）；再将各区

51、组划分为若干横向长条因素）；再将各区组划分为若干横向长条 形小区，安排第二因素的各个处理形小区，安排第二因素的各个处理(B因素），这种设计方式因素），这种设计方式 称为称为条区设计条区设计。 假定第一因素假定第一因素(A因素因素)有有4个处理，第二因素个处理，第二因素(B因素因素)有有3个个 处理，其处理，其3个重复的条区设计如图个重复的条区设计如图2.14所示。所示。 A 3 A 1 A 4 A 2 A 4 A 3 A 1 A 2 A 1 A 3 A 2 A 4 B 3 B 2 B 3 B 1 B 3 B 1 B 2 B 1 B 2 图图2.14A因素四个处理、因素四个处理、B因素三个处理的

52、条区设计因素三个处理的条区设计 第六节第六节 田间试验的布置与管理田间试验的布置与管理 一、田间试验计划的制订一、田间试验计划的制订 二、试验地的准备和田间区划二、试验地的准备和田间区划 三、种子准备三、种子准备 四、播种或移栽四、播种或移栽 五、栽培管理五、栽培管理 六、收获及脱粒六、收获及脱粒 一、田间试验计划的制订一、田间试验计划的制订 (一一) 田间试验计划的内容田间试验计划的内容 一般包含以下项目：一般包含以下项目： (1) 试验名称试验名称 (2) 试验目的及其依据，包括现有的科研成果、发展趋势以及预期的试验结果试验目的及其依据，包括现有的科研成果、发展趋势以及预期的试验结果 (3

53、) 试验年限和地点试验年限和地点 (4) 试验地的土壤、地势等基本情况和轮作方式及前作状况试验地的土壤、地势等基本情况和轮作方式及前作状况 (5) 试验处理方案试验处理方案 (6) 试验设计和小区技术试验设计和小区技术 (7) 整地播种施肥及田间管理措施整地播种施肥及田间管理措施 (8) 田间观察记载和室内考种、分析测定项目及方法田间观察记载和室内考种、分析测定项目及方法 (9) 试验资料的统计分析方法和要求试验资料的统计分析方法和要求 (10) 收获计产方法收获计产方法 (11) 试验的土地面积、需要经费、人力及主要仪器设备试验的土地面积、需要经费、人力及主要仪器设备 (12) 项目负责人、

54、执行人项目负责人、执行人 (二二) 编制种植计划书编制种植计划书 种植计划书把试验处理安排到试验小区作为试验记载种植计划书把试验处理安排到试验小区作为试验记载 簿之用。簿之用。 内容：内容： l肥料、栽培、品种、药剂比较等试验的种植计划书：处肥料、栽培、品种、药剂比较等试验的种植计划书：处 理种类理种类(或代号或代号)、种植区号、种植区号(或行号或行号)、田间记载项目等；、田间记载项目等； l育种工作各阶段育种工作各阶段(除品种比较除品种比较)的试验：今年种植区号的试验：今年种植区号(或或 行号行号)、去年种植区号、去年种植区号(或行号或行号)、品种或品系名称、品种或品系名称(或组合或组合 代

55、号代号)、来源、来源(原产地或原材料原产地或原材料)以及田间记载项目等。以及田间记载项目等。 u不论哪种试验，都应按其应包括的项目依上述次序划不论哪种试验，都应按其应包括的项目依上述次序划 出表格。出表格。 二、试验地的准备和田间区划二、试验地的准备和田间区划 图图2.15小麦品种比较试验田间种植图小麦品种比较试验田间种植图 N G 小小 麦麦 良良 种种 G 区区 组组 6 23415 区区 组组 3 42165G 道道 繁繁 育育 区区 G46153 区区 组组 2 14653 区区 组组 2 G 路路 G 道道路路 三、种子准备三、种子准备 在品种试验及栽培或其它措施的试验中，须事先测定

56、各在品种试验及栽培或其它措施的试验中，须事先测定各 品种种子的千粒重和发芽率。品种种子的千粒重和发芽率。 按照种植计划书按照种植计划书(即田间记载本等即田间记载本等)的顺序准备种子，避免的顺序准备种子，避免 发生差错。发生差错。 需要药剂拌种以防治苗期病虫害的，应在准备种子时作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。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。仓库，以便遇到灾害后补种时应用。 四、播种或移栽四、播种或移

57、栽 播种时应力求种子分布均匀，深浅一致，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；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，应立即播种或移整个试验区播种或移栽完毕后，应立即播种或移 栽保护行。栽保护行。 五、栽培管理五、栽培管理 试验田的栽培管理措施可按当地丰产田的标准进试验田的栽培管理措施可按当地丰产田的标准进 行，在执行各项管理措施时除了试验设计所规定的处行，在执行各项管理措施时除了试验设计所规定的处 理间差异外，其它管理措施应力求质量一致，使对各理间差异外，其它管

58、理措施应力求质量一致，使对各 小区的影响尽可能没有差别。小区的影响尽可能没有差别。 六、收获及脱粒六、收获及脱粒 最好能将小区产量折算成标准湿度下的产量。最好能将小区产量折算成标准湿度下的产量。 折算公式如下：折算公式如下： 准湿度标-100 收获的湿度)量(100小区实际产 标准湿度的产量 第七节第七节 田间试验的观察记载和测定田间试验的观察记载和测定 一、田间试验的观察记载一、田间试验的观察记载 二、田间试验中的取样测定二、田间试验中的取样测定 田间试验中常采用的观察项目：田间试验中常采用的观察项目： （1）气候条件的观察记载）气候条件的观察记载 （2）田间农事操作的记载）田间农事操作的记

59、载 （3）作物生育动态的记载）作物生育动态的记载 （4）收获物的室内考种与测定）收获物的室内考种与测定 一、田间试验的观察记载一、田间试验的观察记载 二、田间试验中的取样测定二、田间试验中的取样测定 取样测定的要点：取样测定的要点： (1) 取样方法合理，保证样本有代表性。取样方法合理，保证样本有代表性。 (2) 样本容量适当，保证分析测定结果的精确性。样本容量适当，保证分析测定结果的精确性。 (3) 分析测定方法要标准化，所用仪器要经过标定，分析测定方法要标准化，所用仪器要经过标定， 药品要符合纯度要求，操作要规范化。药品要符合纯度要求，操作要规范化。 第八节第八节 温室与实验室的试验温室与

60、实验室的试验 设计参考：设计参考： (1) “唯一差异原则唯一差异原则”同样适用于温室和实验室试验同样适用于温室和实验室试验 中试验方案和试验条件的设计。中试验方案和试验条件的设计。 (2) 重复、随机排列及局部控制三原则同样适用于温重复、随机排列及局部控制三原则同样适用于温 室和实验室试验的设计。其中区组因素与田间试验室和实验室试验的设计。其中区组因素与田间试验 不同，不再是土地，而是其他相应的生态条件因素。不同，不再是土地，而是其他相应的生态条件因素。 痃尧螰貯斝窮癈騘璒忭勳襩鋟 咳軸農伾羾榋勦鐟益荐滰廵簬 氀贜逥镨槕溷祿奨皔棊遦正鞐 尋殶蠏唭奬堪蘍艋昨珿痊佯吵 艑萫膚剫瘩乓岞鰩溤蕚彺騏痪