园艺植物试验与分析课件

1、绪绪 论论一、园艺植物试验设计与分析的概念园艺植物试验设计与分析的概念二、园艺植物试验设计与分析的内容与范畴园艺植物试验设计与分析的内容与范畴三、园艺植物试验设计与分析的发展概况园艺植物试验设计与分析的发展概况是以园艺植物为研究对象，以概率论是以园艺植物为研究对象，以概率论和数理统计为基础，研究园艺植物的和数理统计为基础，研究园艺植物的基础理论和生产中存在的问题，提高基础理论和生产中存在的问题，提高园艺植物研究水平的方法科学。园艺植物研究水平的方法科学。一、一、园艺植物试验设计与分析的概念园艺植物试验设计与分析的概念统计：统计：就是研究如何有效的收集整理和分就是研究如何有效的收集整理和分析受随

2、机影响的数据，据以对所观析受随机影响的数据，据以对所观察的问题作以统计判断，为进一步察的问题作以统计判断，为进一步采取决策提供依据和建议。采取决策提供依据和建议。统计包括统计包括 抽样调查和试验设计抽样调查和试验设计 统计分析和统计推断统计分析和统计推断理解上述概念从统计开始理解上述概念从统计开始生物统计生物统计: :就是应用概率论和数理统计原理来研就是应用概率论和数理统计原理来研究生物界各种现象和数量资料变化的究生物界各种现象和数量资料变化的科学。科学。园艺植物试验设计园艺植物试验设计: :在实验研究工作进行之前，应用生物在实验研究工作进行之前，应用生物统计的原理，结合园艺植物的特点统计的原

3、理，结合园艺植物的特点来制定合理的试验方案。来制定合理的试验方案。 二、园艺植物试验设计与分析的园艺植物试验设计与分析的内容与范畴内容与范畴v内容：内容：1、 试验设计试验设计2、统计分析、统计分析3、统计推断、统计推断试验设计的基本试验设计的基本概念、概念、试验设计的基本原则、试验设计的基本原则、试验设计方案的制定、试验设计方案的制定、常用试验设计方法。常用试验设计方法。数据资料的搜集和整理、数据资料的搜集和整理、数据资料特征数的计算、数据资料特征数的计算、统计推断、方差分析、统计推断、方差分析、回归和相关分析等。回归和相关分析等。总结归纳，获得结论总结归纳，获得结论v范畴：生物数学范畴：生

4、物数学生命科学生命科学数学数学三、园艺植物试验设计与分析的园艺植物试验设计与分析的发展概况发展概况本学科的发展由三个过程共同组成：本学科的发展由三个过程共同组成：1、生物统计学生物统计学2、农业田间试验农业田间试验3、园艺植物试验设计与分析园艺植物试验设计与分析统计学的发展大致可划分为统计学的发展大致可划分为三个阶段或形态三个阶段或形态 古典记录统计学古典记录统计学（17世纪中叶至世纪中叶至19世纪世纪中叶）中叶） 近代描述统计学近代描述统计学（ 19世纪中叶至世纪中叶至20世纪世纪上半页）上半页） 现代推断统计学现代推断统计学（20世纪初页至今）世纪初页至今）古典记录统计学形成期的代表人物

5、统计一词起源很早，最初发源于十七世统计一词起源很早，最初发源于十七世纪中叶的英国，发源是赌博和人口统计。纪中叶的英国，发源是赌博和人口统计。英国英国的经济学家的经济学家威廉威廉. .佩蒂佩蒂（William William Petty,1623-1687Petty,1623-1687）撰写了）撰写了政治算术政治算术一书，在他逝世后一书，在他逝世后16901690年出版，被认为年出版，被认为标志着统计学的诞生。标志着统计学的诞生。统计学在这个兴起阶段，仅仅是用文字或统计学在这个兴起阶段，仅仅是用文字或数字如实记录和分析国家社会经济状况数字如实记录和分析国家社会经济状况过程中，初步建立了统计研究的

6、方法和过程中，初步建立了统计研究的方法和规则。规则。 最初卓有成效的把古典概论引进统计学最初卓有成效的把古典概论引进统计学的是的是法国法国天文学家、数学家、统计学家天文学家、数学家、统计学家拉普拉斯拉普拉斯（P.S.Laplace,1749-1827P.S.Laplace,1749-1827）古典记录统计学形成期的代表人物古典记录统计学形成期的代表人物 发展了概率论的研究。1774年发表了第一篇关于概率论的表述；从1812年起先后出过四版概率分析理论。建立了严密的概率数学理论，成为古典概率论的集大成者。古典记录统计学形成期的代表人物 推广了概率论在统计中的应用他将概率论的应用成功的推广到了人口

7、统计、观察误差和天文问题的解决等方面。1809-1813年，拉普拉斯结合概率分布模型和中心极限思想来研究最小二乘法，首次为统计学中这项后来最常用的手段奠定了理论基础。古典记录统计学形成期的代表人物 明确了统计学的大数法则对于随机现象，拉普拉斯提出，当次数足够多时，能使个体的特征趋于消失而呈现出某种同一现象，这其中一定存在某些原因，而非偶然。古典记录统计学形成期的代表人物 进行了大样本推断的尝试1781-1786年，提出“拉普拉斯定理”（中心极限定理的一部分），初步建立了大样本推断的理论基础。1786年根据地方人口出生率来推算全国人口问题，在统计学发展史上，开创了一条抽样调查的新路子。古典记录统

8、计学形成期的代表人物十九世纪，随着自然科学和数学的发展，十九世纪，随着自然科学和数学的发展，产生了数理统计学派，它标志着统计学产生了数理统计学派，它标志着统计学进入新的发展阶段。代表人物进入新的发展阶段。代表人物比利时比利时大大统计学家统计学家阿道夫阿道夫. .凯特勒凯特勒（Lambert Lambert Adolphe Jacque Quetelet,1796-Adolphe Jacque Quetelet,1796-18741874）, ,他他倡议召开了第一次国际统计倡议召开了第一次国际统计会议会议。古典记录统计学形成期的代表人物 在凯特勒之后，经过统计学家的不断努在凯特勒之后，经过统计学

9、家的不断努力，逐渐形成了现代数理统计学的数学力，逐渐形成了现代数理统计学的数学体系。继而，体系。继而，德国德国大数学家大数学家高斯高斯（C.F.Gauss.1777-1855C.F.Gauss.1777-1855）在概率论和统）在概率论和统计学的结合方面做出了重要贡献计学的结合方面做出了重要贡献古典记录统计学形成期的代表人物 建立最小二乘法1794年开始讨论从观测值（y，x）中确定线性关系y=a+bx中的2个参数；1795年，设想以残差平方和为最小时，求得a，b，来估计线性关系中的参数；1798年完成最小二乘法的整个思考与结构，发表于1809年。古典记录统计学形成期的代表人物 证明了高斯分布（

10、正态分布）正态分布由1733年迪.摩佛来发现，后由高斯（Galls）证明完成，因此又称为高斯分布。在数理统计理论和实际应用上具有极为重要的意义。古典记录统计学形成期的代表人物 证明了高斯分布（正态分布）正态分布由1733年迪.摩佛来发现，后由高斯（Galls）证明完成，因此又称为高斯分布。在数理统计理论和实际应用上具有极为重要的意义。近代描述统计学形成期的代表人物 1919世纪达尔文用统计方法研究生物界的世纪达尔文用统计方法研究生物界的连续性变异；孟德尔用统计方法发现显连续性变异；孟德尔用统计方法发现显性、分离、独立分配等遗传定律；由于性、分离、独立分配等遗传定律；由于这种这种“描述描述”特色

11、是由一批研究生物进特色是由一批研究生物进化的学者们提炼而成，由此历史上称他化的学者们提炼而成，由此历史上称他们为生物统计学派。其创始人是们为生物统计学派。其创始人是英国英国的的高尔顿高尔顿（Francis Galton,1822-1911Francis Galton,1822-1911）近代描述统计学形成期的代表人物 出色的引入了中位数、百分位数、四分出色的引入了中位数、百分位数、四分位数、四分位差以及分布、相关、回归位数、四分位差以及分布、相关、回归等重要的统计学概念和方法。发表统计等重要的统计学概念和方法。发表统计学重要著作学重要著作自然遗传自然遗传（Natural Natural Inh

12、eritanceInheritance），与其学生皮尔逊首先提），与其学生皮尔逊首先提出了生物统计出了生物统计(biometry)(biometry)一词。一词。近代描述统计学形成期的代表人物 关于变异，提出了“平均数离差法则”。变异是进化论中的重要概念。1889年，高尔顿把总体定量法引入遗传研究中。近代描述统计学形成期的代表人物 关于“相关”，提出了相关函数（即现在常用的相关系数）的计算公式。统计相关法是高尔顿创造的。近代描述统计学形成期的代表人物 关于“回归”，赋予了最初的含义。1870年，研究人类身高的遗传现象时，发现了著名的亲子身高关系与种族之间联系的“回归”问题，1886年，正式提出

13、了“回归”的概念。后人推崇为“生物统计学之父”。近代描述统计学形成期的代表人物 皮尔逊是高尔顿的学生，将生物统计学上升到通用方法论的高度。他花了近50年的时间和精力，才将概率论与统计学融为一体。以皮尔逊为主将的生物统计学派在研究进化、遗传等生物现象时的统计方法也适用于社会、经济和人口等方面的统计研究。近代描述统计学形成期的代表人物 变异数据的处理通过试验或调查获得的数据常常是零乱的，很难看出其规律。皮尔逊首创的频数分布表与频数分布图成为统计方法中的最基本的手段。近代描述统计学形成期的代表人物 分布曲线的选配19世纪以前认为以频数分布表述的变异值，最终都表现为正态分布曲线；1894年，皮尔逊发现

14、了非对称曲线，有12种函数分布型，包括正态分布、矩形分布、J形分布、U形分布或铃形分布等。近代描述统计学形成期的代表人物 卡平方检验的提出。1900年，皮尔逊独立地发现 2分布，并提出著名的“卡平方检验法”。 回归与相关的发展发展了高尔顿的相关理论，将相关和回归推广到一般统计方法论中应用，并提出复相关、总相关、相关比等概念。从描述统计学到推断统计学，这是统计学发展过程中的一大飞跃。统计学发展中的这场变革是在农业田间试验领域完成的，因此历史上称为农业试验学派。 对现代推断统计的建立贡献最大的是英国统计学家哥赛特（Willian Seely Gosset,1876-1937）和R.费雪（Ronal

15、d Aylmer Fisher,1890-1962）现代推断统计学形成期的代表人物现代推断统计学形成期的代表人物 1908年，哥赛特首次以Student为笔名，在生物计量学杂志上发表了“平均数的概率误差”。提供了“学生t检验”的基础，被看做是统计推断理论发展史上的里程碑。使统计学由大样本向小样本、由描述向推断发展，因此后人将哥赛特推崇为推断统计学的先驱者。现代推断统计学形成期的代表人物 后来，哥赛特又连续发表了“相关系数的概率误差”（1909）；“非随机抽样的平均数的分布”（1909）；“从无限总体随机抽样平均数的概率估算表”（1917）等重要的统计理论学说。具有重要的战略意义，启发了后人发展

16、出许多统计方法。现代推断统计学形成期的代表人物 R.费雪一生发表论文329篇。当时，在统计学方面居世界领先地位，对统计学的贡献是多方面的。 1922年，提出“假设无限总体”（hypothetical infinite population），“所谓假设的无限总体，即现有的资料就是它的随机样本”，这一概念的提出有利于达到推断总体。现代推断统计学形成期的代表人物 1915年，对相关系数的公式作了论证， 1922年，导出相关系数的Z分布； 1924年，对t分布， 2分布和Z分布加以综合研究，使得t检验也能适用于大样本， 2检验也能适用于小样本。 1938年，与耶特斯合作合编了F分布显著性水平表，为该

17、分布的研究与应用提供了方便。现代推断统计学形成期的代表人物 首创了方差和方差分析两词。1918年，在“孟德尔遗传实验设计间的相对关系”一文中第一次提出；1925年，在供研究人员用的统计方法中对方差分析和协方差分析进行了完整的阐述。现代推断统计学形成期的代表人物 关于试验设计的研究，1923年发表了控制试验误差的三大原理；1925年，提出随机区组法和拉丁方法，1938年，与耶特斯合作编制了随机数字表。把随机化原则以最明确、最具体化的形式引入到统计工作与统计研究中。 纽耶曼（J.Neyman）和皮尔(person)逊分别在1936年和1938年提出了统计假设检验学说，这对推断理论研究和实验研究的结

18、论，具有实用价值。农业田间试验的产生：农业田间试验的产生：1)1) 最早记载的农业试验研究是范海尔蒙德最早记载的农业试验研究是范海尔蒙德（F.HelmendF.Helmend）的盆栽柳树试验。）的盆栽柳树试验。2)2) 最早的田间试验是布森戈最早的田间试验是布森戈18341834年进行的。年进行的。后来劳斯和吉尔贝特后来劳斯和吉尔贝特1843184318521852延用了延用了布森戈的方法进行了大规模田间试验。布森戈的方法进行了大规模田间试验。3)3) 19311931年，英国园艺学家（年，英国园艺学家（HoblyHobly）霍布）霍布林出版了名著林出版了名著园艺田间试验法园艺田间试验法；他；他的学生（的学生（S.C.PearceS.C.Pearce）皮尔斯于）皮尔斯于19531953年年发表了发表了果树及其他多年生作物田间试果树及其他多年生作物田间试验验。园艺植物试验设计与分析在中国的发展：19131913年，顾澄教授（年，顾澄教授（1882-1882-？）翻译了统计名著？）翻译了统计名著统计学之理论统计学之理