《田间实验与统计》实验讲义

PAGE1《田间实验与统计》实验讲义实验一讲义实验内容：单因素实验EXCEL方差分析实验目的熟悉方差分析的意义和基本原理和方差分析的步骤，能够独立地利用EXCEL中的函数对交叉分组资料进行方差分析。实验方法和步骤1、严格按照统计表的结构和要求（统计表由标题、横标目、纵标目、线条、数字及合计构成）制作统计表。2、原始数据的录入。3、检查与核对数据。4、在已制作好的表格下对原始数据进行初步计算（即利用EXCEL中SUM、AVERAGE等函数计算实验资料中的每一处理数据合计值和平均值）。5、对实验资料进行方差分析，利用EXCEL中求出实验资料中各项变异来源的平方和（离均差的平方和），其中在利用DEVSQ函数求处理间的平方和时应注意乘以n（重复数）。然后求各项变异的均方（样本方差或总体方差），最后求出F值。6、或者把第4步和第5步省略，用EXCEL“工具”菜单栏中的“数据分析”来进行方差分析。7、如果检验结果显著，制作多重比较表（常采用标记字母法）。函数的输入：一些单变量的函数或较简单的函数，可用键盘直接输入，其方法与在单元格中输入公式相同，首先输入一个“＝”号，然后输入函数即可。例如，＝SQRT（B1），SUM（B1：B5）等。参数较多或较复杂的函数，可用“粘贴函数”输入。步骤如下：单击“常用”工具栏的fx按钮，或在“插入”菜单中选择“函数”项，屏幕弹出“插入函数”对话框，如图1所示。图1插入函数对话框从对话框“或选择类别”中选择所需要的函数类别（下拉框中除含有9类函数处，还有“常用函数”和“全部”两项，共有300多种函数，从对话框下面“选择函数”中选出所需要的函数。选定后回车确认，屏幕出现该函数的对话框，编辑栏出现公式“＝”函数名（），如图2所示。本例是从“统计”函数中选择求样本数据与其均值的平方和函数。图2DEVSQ函数对话框对话框的上部并列有2个框。在Number1和Number2两个对话框中，可分别输入两个样本所在的单元格区域。输入结束后回车确认，即在对话框底部给出计算结果。如果事先指定存放计算结果的单元格，再按“确定”按钮，还能将计算结果记入指定的位置。重点SUMSQ、DEVSQ、FINV、AVERAGE、SQRT等常用于方差分析的函数使用，数据分析工具进行方差分析。有关统计函数的功能见附表。难点1、SUMSQ进行平方和的计算技巧。2、利用EXCEL中的函数进行完全随机和随机区组试验的方差分析。3、利用数据分析工具进行完全随机和随机区组试验的方差分析。注意事项：1、在利用DEVSQ函数求处理间的平方和时应注意乘以n（重复数）。2、多重比较表制作方法和步骤。3、标记字母法的方法。作业：对下列一单因素试验资料进行方差分析。有一水稻施肥的盆栽试验，设5个处理：A1和A2分别施用两种不同的氨水，A3施碳酸氢铵，A4施尿素，A5不施氮肥。每处理4盆（每盆纯氮相同），共20盆，随机放置于同一盆栽场地。其稻谷产量（克/盆）列于下表，试作方差分析。水稻施氮量盆栽试验的产量结果处理产量（克/盆）A124302826A227242126A331282530A432333328A521221621有一烤烟品种产量比较试验，供试品种有A、B、C、D、E、F6个品种，其中D为对照种，采用随机区组设计，重复四次，小区计产面积60m2ⅠE13.7C16.6A15.3F17.0D16.4B18.0ⅡA14.9D17.3E13.6B17.6C17.8F17.6ⅣA16.2B18.3F17.5D17.8E14.0C17.8ⅢF18.2C17.6A16.2E13.9B18.6D17.3附表统计函数功能简介函数名称功能简介1、用于描述统计的函数MODE求一组数据的众数MEDIAN求一组数据的中位数AVERAGE求一组数据的均值HARMEAN求调和平均数GEOMEAN求几何平均数TRIMMEAN求去掉最大值和最小值的平均数AVEDEV求样本数据与其均值的平均离差DEVSQ求样本数据与其均值离差的平方和（SS）STDEV求样本标准差（S）STDEVA求包含逻辑值和字符串的样本标准差STDEVP求总体标准差VAR求样本方差（S2)VARP求总体方差2、用于假设检验的函数TDIST求t分布FDIST求F分布FINV求F分布的逆函数3、用于相关和回归函数VORREL求相关系数LINEST建立直线方程4、统计中常用的数学函数SUM参数求和SQRT求平方根SUMPRODUCT求两组对应值的乘积之和SUMSQ求参数的平方和实验二讲义实验内容：DPS（DataProcessingSystem）数据处理系统的应用实验目的：掌握应用DPS数据处理系统对试验资料进行方差分析。实验方法和步骤：DPS数据处理系统（DataProcessingSystem）DPS数据处理系统，英文名称为DataProcessingSystem，取首字母缩写为DPS。该系统采用全屏幕直接写屏方式设计编制，配有多级下拉式菜单，用户使用时整个屏幕犹如一张啊作平台，随意调整，操作自如，故形象地称其为DPS数据处理工作平台，简称DPS平台。DPS平台是作者设计研制的通用多功能数理统计和数学模型处理软件系统。它将数值计算、统计分析、模型模拟以及画线制表等功能融为一体。因此，DPS系统主要是作为数据处理和分析工具而面各广大用户。DPS系统兼有如Excel等流行电子表格软件系统和若干专业统计分析软件系统的功能。与流行的电子表格系统比较，DPS平台具有强大得多的统计分析和数学模型模拟分析功能。与国外同类专业统计分析软件系统（如SAS、STAT、STATISICA等）相比，DPS系统具有操作简便，在统计分析和模型模拟方面功能齐全，易于掌握，尤其是对广大中国用户，其工作界面友好，只需熟悉它的一般操作规则就可灵活应用。DPS数据处理系统的第一版于1997年出版发行，运行环境是直接写屏的软汉字DOS操作系统。当前推出的第二版，其运行环境是当前流行的中文Windows视窗系统。DPS数据处理系统集数据全屏幕编辑制表、试验设计及统计分析、多元分析、数值计算以及建立各种数学模型等多项功能为一体，可广泛适用于教学、科研和生产各个领域。不管是青年学生、还是高级科研人员，不管是计算机应用的初学者，还是经验丰富的计算机应用专家，用户都可以在本系统中找到自己感兴趣或有用的部分。一、DPS系统功能简介独特优良的人机用户界面一旦开机进入DPS平台系统，用户的整个数据处理过程，无论是计算还是数学公式分析都将处于全屏幕编辑状态。可把整个系统视为一张稿纸，键盘和鼠标作为笔，用户可以任意地在上面写、擦、画表和进行数值计算、统计分析、建立数学模型等，计算结果也都返回于编辑状态下。用户需要的事情主要是输入编辑数据、定义数据块和在菜单方式下调用统计计算功能。执行统计分析、建立数学模型等高级功能的调用时，只需要用鼠标点一下下拉式菜单，在菜单方式下就可选择执行相应的功能。当相应功能执行完毕后，计算结果存放在编辑器里（当前的光标下面），系统处于编辑状态。因此用户的任何工作都能在编辑方式下完成。功能完备的数据编辑电子表格系统采用目前流行的电子为数据编辑器，本编辑器是针对数据处理的特点而开发的数据处理集成软件。它将字处理、数据加工和画线制表融为一体，在编辑器的任何地方可随时写入算式或查询有关函数，进行计算或查询函数值。3、接近自然语言的数学表达方式DPS系统在建立数学模型、进行数学模型模拟以及数学计算等方面，其数学表达式非常自然形式（甚至公式中的乘号都可省略）。完整实用的多功能统计分析功能DPS系统第二版的统计分析功能比第一版更加齐全，根据读者（用户)建议，增加了若干新的功能，基本上形成了一套较完整的统计分析体系。用途广泛的数学模型建模工具DPS平台除具有功能齐全的统计分析功能外，还为用户提供了通用的试验数据分析和建立数学模型的工具。用户可根据自己的需要，建立符合自己要求和目标而定义的模型。拟建可以是单因变量的线性回归模型或非线性经验模型，也可是由多个因变量建立的联立线性回归模型或非线性模型方程组。这些线性、非线性模型又可以是差分模型，或是对各个变量进行加权处理后的模型。此外，DPS系统还可对模型进行模拟分析。例如，数学模型中各个参数的变化速率分析（即农业技术经济学中的边际分析）求解模型的最大值、最小值（即建立模型后对模型模拟寻优）以及线性规划、非线性规划等，DPS系统均有相应的功能模块代用户之劳。用DPS系统建立和分析数学模型，可使复杂的工作变得简单易行，用户只需按系统规则定义模型就行了。DPS系统在数学模型处理方面实现了“所想即所见，所见即所得”。简便的数值计算方程求解包括解线性规划或非线性方程组（如无约束非线性规划）。DPS系统对矩阵的处理采用交互方式，用图标实现了矩阵计算功能，包括两个矩阵相加、相减、相乘（左乘或右乘）、矩阵求逆、矩阵转置、求矩阵特征值及特征向量等繁琐的计算工作。其它数学分析和计算功能包括实系数多项式求根、微分方程求导数值、定各分、多重积分数值的计算以及微分方程的初值求解。DPS系统的数学计算功能，特别是矩阵交互工处理功能使得，农林高等院校在数理统计分析教学工作中遇到的原本繁冗无味的矩阵计算变得快速而精确，可在很大程度上提高教学质量，起到了很好的辅助教学作用。丰富多样的数学函数DPS系统定义的数学函数除包括一般常用数学函数外，还提供数理统计分析中常用的统计函数。二、DPS数据处理系统的使用用户界面，系统会出现如图1的用户界面。图1DPS用户界面图2DPS的电子表格部分菜单操作在编辑状态下，顶部一行是系统主菜单，如已经将待分析的数据编辑好定义成数据矩阵块，可需移动鼠标，弹出下拉式菜单，选择相应的操作即可。图3数据矩阵块工具栏系统主菜单下面是两行工具栏；上面一行是常用编辑、计算、文件读写等工具按钮，第二行的工具栏是矩阵计算按钮。数据编辑格式及数据块的定义对于待统计分析的数据，将鼠标位置移到数据块的块首，按下左按钮并拖动鼠标到数据块的块尾位置，然后松开按钮，即可完成数据块的定义。DPS数据处理系统操作指南数据块分析结果数据块分析结果公式块图4菜单栏常用工具按钮矩阵计算按钮菜单栏常用工具按钮矩阵计算按钮电子表格公式编辑器图5DPS数据处理用户界面作业农杆菌法甘蓝高效遗传转化体系的建立采用正交设计法研究影响转化效率的各种转化参数（包括乙酰丁香酮加入与否、浸染培养液选择、浸染时间和共培养天数）对甘蓝抗性芽分化率的影响，确定最佳的转化参数。不同转化参数指标构成了四因素三水平L9(34)正交设计，具体方案见表1，结果见表2，试做方差分析。转化率计算：(1)方差分析：运用DPSv3.01专业版统计软件，对不同处理间形成的转化率进行方差分析表1甘蓝转化参数L9(34)正交试验设计表Tab.1TheorthogonaldesignL9(34)offactorsforcabbagetransformation处理因素ABCD浸染液乙酰丁香酮（µmol/L）浸染时间(min)共培养天数(d)Ⅰ1（MS0）1（0）1（10）1（2）Ⅱ12（100）2（20）2（3）Ⅲ13（200）3（30）3（4）Ⅳ2（MS+BA+NAA）123Ⅴ2231Ⅵ2312Ⅶ3（AA）132Ⅷ3213Ⅸ3321表2甘蓝转化参数L9(34)正交试验统计结果Tab.2TheresultoftheorthogonaldesignL9(34)offactorsforcabbagetransformation处理外植体数抗性愈伤数分化的抗性外植体数分化的芽数转化率（％）平均转化率（％）平均分化芽数ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠ404042179181561417101837.5015.0033.3328.6115Ⅱ5062621939379222215303418.0035.4835.4829.6626Ⅲ45425630242511111924223024.4426.1933.9328.1925Ⅳ4441302925151