《试验设计与统计分析》课件3、田间试验技术

1、第三章 田间试验技术 1、试验设计（experiment design）： 广义：指整个试验课题的设计。包括试验处理设计、试验方法设计、小区设计、试验结果观察指标设计、抽样方法设计等。 狭义：指试验中所进行的一组处理的安排方法的设计（即小区设计）。 1 田间试验中常用的术语2、试验因素（因子） (experiment factor) ： 指试验研究的对象，即试验中需要考虑的条件。例如：施肥影响农作物的产量，研究肥料对试验结果的影响，那么肥料就是试验因素。研究生长激素对扦插生根有影响，那么生长激素就是试验因素。 3、水平（level）： 指每个试验因素的不同状态，或每个试验因素所采用的不同质和量

2、的具体措施。 4、试验处理（treatment）： 单因素试验中：指试验因素的不同质和量的具体措施。与试验水平概念相同。 多因素试验中：指各因素各水平的组合。与水平的概念有一定的差异。 例如：肥料试验中，N、P、K 三种肥料，1、2、3 三种施肥方法的试验，称为两因素，各3个水平，共9个处理组合的试验。 5、重复（replication）: 试验中同一试验处理种植的小区数。即安排同一试验处理的地块数。 6、试验小区（experiment plot)： 安排一个试验处理的地块。 7、试验区组（experiment block）： 包含若干个试验小区，环境条件相似的地块。 8、试验指标（exper

3、iment indicator）： 指试验中用来判断试验处理效果的性状或标准。 （1）定量指标：指可以用数据描述的指标。例如：产量、生长量等。（2）定性指标：指不能用数据描述的性状。例如：花色、果实的颜色等。 10、简单效应 (simple effect)： 指同一因素内两种水平间试验指标的差异。 9、试验效应 (experimental effect)： 指试验因素对试验指标所起的增加或减少的作用。 11、主效应 (main effect)： （1）指试验中单个因素对试验结果产生的影响；（2）指一个因素内各简单效应的平均数，亦称平均效应。 12、互作效应（interaction effect

4、）： （1）指试验中有两个因素彼此间相互影响对试验结果产生的影响；（2）两个因素简单效应间的平均差异。 因素间的交互效应只有在多因素试验中才能反映出来。 A因素B因素不施氮肥A1施氮肥A2不施磷肥B18010020施磷肥B290120301020例：施肥试验B因素的主效应（10+20）215A因素的主效应（20+30）225 AB因素的互作效应（30-20）2 （20-10）2 5 若AB的互作效应值为正数，说明两个因素有相互促进作用； 若AB的互作效应值为负数，说明两个因素有相互抑制作用； 若AB的互作效应值为零，说明两个因素没有影响。 13、唯一差异原则： 指试验中，只有试验处理存在差异，

5、其它影响试验结果的因素必须控制在相同或相似的条件下。14、误差（error）： 指试验中试验处理的观察值与试验处理真值的差数。（1）系统误差（systematic error）： 由试验处理以外的试验条件明显不一致产生的误差，又称偏差（bias）。 （2）偶然误差（spontaneous error）： 指严格控制试验条件以后仍然不能消除的误差，又称随机误差(random error)。2 田间试验的误差及其控制一、田间试验的误差来源1. 试验材料本身所存在的差异；2. 试验操作和田间管理技术的不一致所引起的差异；3. 环境条件的差异；4. 观察取样、记载人为产生的误差；5. 病虫害、人畜危害

6、等因素的影响。二、田间试验误差的控制途径1. 选择同质一致的试验材料； 2. 改进操作管理技术，使之标准化；3. 控制引起差异的主要外界环境因素； 田间试验引起误差的主要外界环境因素是土壤差异。 控制土壤差异的主要措施：(1) 选择土壤质地和肥力均匀的试验地；(2) 采用适当的小区技术；(3) 应用正确的试验设计和相应的统计分析。 4. 防治病虫为害，尽量减少人畜为害。5. 用相同的标准对试验结果进行观察和测量。3 田间试验技术一、田间试验的种类1. 以试验因素分：1）单因素试验（single-factor experiment）： 指在一个试验中只研究某一个因素若干个处理的效应。 特点：试验

7、设计、统计分析简单，研究目的明确。所得信息量较少， 不能了解几个因素间的相互关系对试验结果的影响 。2）多因素试验（multiple-factor experiment）： 在一个试验中同时安排两个或两个以上因素的试验。特点：试验结果不仅获得每个因素的效应，同时也能获得因素间相互影响的程度，所得到的结果更正确，信息量也较大；但是试验设计比较复杂，田间试验的安排比较繁琐，统计分析也比较复杂。 1）单点试验：（single-local experiment）： 试验只在一个地点进行。2）多点试验：（multiple-local experiment）： 同一试验在不同地点同时进行。 2、依试验地点

8、分：二、试验因素和处理（水平）数的确定1、试验因素的确定： 试验因素是根据试验目的提出来的，那么根据试验目的来确定试验因素的类型及多少。同时，也要考虑试验的条件、人力、财力、技术水平。 2、试验处理（水平）数的确定 1）处理数的多少依据试验的实际和别人的经验确定。2）各处理间的效应要有明显的差异。3）各处理间的间距尽量相等。三、小区设计 1. 小区大小1）试验中研究因素的性质和要求 栽培试验的小区一般大于品种试验的小区。施肥试验、生产性试验、新技术试验、耕作方法研究性试验等小区面积一般要求要大一些。 2）试验材料和植物生长发育状况 灌木、株型矮小的树种，小区的面积相对较小，而大乔木、株型高大的

9、树木，小区的面积相对较大一些。苗圃试验小区相对比造林试验小区要小一些。 3）试验地的土壤状况 土壤条件差异大，小区面积相对较大；反之，小区的面积相对较小。 4）重复次数 重复次数多，小区面积可以小一点，反之，小区面积要求大一些。 5）劳动力、试验规模、试验地的面积、试验材料的多少 试验小区面积的大小要满足试验精度的要求，小区面积大，试验的精度就高一些。一般要求小区的面积以满足大样本为宜。苗圃试验每个小区的株数不少于30株；造林试验，在整个试验中，每个处理的株数不少于30株。 2. 小区形状 小区的形状一般是长方形(310:1)或正方形设置。 3. 小区排列 不同处理的小区要随机排列才能满足试验

10、的原则。 四、区组的设置1. 区组设置的原则： 同一区组内除试验处理间存在差异外，其它影响试验结果的条件要控制在相同或相似的水平下。 2. 区组的形状：一般为长方形。 3. 区组的大小 （1）完全区组： 指同一个区组中容纳全部的试验处理（水平）（2）不完全区组： 指同一区组中仅包含部分试验处理（水平） 一般地形平坦，土壤差异小，区组可大一些；反之，区组面积要小一些。如果小区面积要求较大，而地形又有明显的差异，在设置区组时可以考虑设置不完全区组。4. 区组设置的方法 区组在田间设置的时候要考虑地形。在山地，区组的长边要平行于等高线；在平地，区组的长边要垂直于环境梯度。 肥力梯度2154367区组

11、小区 按土壤肥力变异趋势确定小区排列方向五、试验处理的重复次数 在试验中重复的次数一般以误差自由度不小于12（df12）为标准。六、试验地的选择1. 地势要平坦，如果是坡地，坡度不能太大，坡度变化不能太复杂，地形要求规则。2. 立地条件中等，土层厚度和肥力相对一致。3. 交通方便，便于试验地的管理观察记载4. 最好有水源，便于排灌。七、试验材料的组织1. 参加试验材料要真实可靠；2. 参加试验材料要具有代表性； 3. 参加试验材料规格相对一致；4. 参加试验材料若要进行选择，各个试验处理的入选率要一致，或者采用随机抽样的方法组织试验材料。八、设置对照 对照小区（通常以CK表示）作为与处理比较的

12、标准。设置对照的作用：、在田间对各处理进行观察比较时，作为衡量处理优劣的标准。、估计和矫正试验误差。例如：引种试验，一般用乡土树种作对照； 扦插试验，研究激素对生根的影响，因为激素是用水作溶液的，为了消除水对试验结果的影响，一般用水作对照，也叫空白对照。九、设置保护行 指在试验地的周围设置保护行。 小区与小区之间一般不设保护行，重复区之间一般也不设保护行。 保护行的树种一般选择以不影响试验树木生长为宜。例如：杉木试验，用柳杉作保护行。 十、设置地标 田间试验在野外较长时间，为了观察管理方便，便于查找，设置地标是必要的。 特别是造林试验，一般在试验范围四周的每个角埋上水泥桩。并钉一个牌子，写明试

13、验用地，以示警示。十一、田间试验的步骤1. 拟定试验计划2. 确定试验因素、处理数、重复数、小区面积，计算区组面积。3. 选择一个适宜的设计方案（设计方案在下一章介绍）4. 选择试验用地5. 进行区组及小区的区划；6. 试验材料的准备、编号；7. 根据设计图将各个处理对号安排到试验地里；8. 绘制田间栽植图，并且与设计图对照，查看是否有错误，如有错误，要及时纠正；9. 栽植保护行，并作地标。试验布置中要注意以下几点：1）设计一定要根据试验的要求和试验地的实际进行选择。2）试验材料一定要编号（处理号和区组号），并且要反复校对，不要出现错误。3）对试验地的面积计算要根据小区的面积和重复次数计算，并且要根据地形、区组设计的原则来区划区组和小区。 4）将各个处理安排