第三篇-区组设计.ppt

1、3.1 随机化完全区组设计 3.2 平衡不完全区组设计 3.3 格子设计,第三章 区组设计,3.1 随机化完全区组设计,由于试验条件不均匀，比如：试验场地、人员、设备、试验材料等存在一些差异，可能会对试验结果造成不良影响。,为解决这样的问题，把全部试验单元分为若干个区组，使得每个区组内各试验单元之间的差异尽可能的小，而区组间允许存在一些差异，这样的试验设计称为区组设计。划分区组也是试验设计的基本原则之一。,区组,区组,区组,某作物品种比较试验，有8个品种（含对照），设3次重复。,贫瘠,肥沃,随机化区组设计的目的，就是把区组引起的变异从随机误差的变异中分离出来，降低了随机误差的大小，提高统计分析

2、的可靠性。,随机化区组设计应用于单因子试验或复因子试验均可，可以考察因子间的交互作用。,随机化区组设计是应用最为广泛的试验设计方法之一，贯彻了试验设计的三大原则，试验的精确度比较高。,随机区组设计统计分析方差分析,Data yourdata; Input Block$ Treat$ Y ; Cards; 数据 ; Proc GLM data = yourdata; Class Block Treat; Model Y= Block Treat; Means Treat/duncan; Run;,3.2 平衡不完全区组设计（BIB设计）,在随机区组和拉丁方等设计中，任一个区组中都包含着所有的试验

3、处理，这种区组称为完全区组。,在科学试验中，由于受到试验条件的限制，有时一个区组中无法容纳全部的试验处理，而只能容纳其中一部分，这种区组称为不完全区组。这样的区组设计称为不完全区组设计。,不完全区组设计种类很多，其中应用非常广泛的设计之一是平衡不完全区组设计（Balanced Incomplete Block Design），简称BIB设计。,平衡不完全区组设计（BIB设计）,平衡不完全区组设计（BIB设计）,BIB设计统计分析方差分析,Data yourdata; Input Block Treat Y ; Cards; 数据 ; Proc GLM data = yourdata; Clas

4、s Block Treat; Model Y= Block Treat/SS1; LSMeans Treat/pdiff; Run;,3.3 格子设计（Lattice Design）,在农业试验设计中，经常会碰到由于试验处理较多，或者受试验条件的限制，而在一个重复中容纳不了较多试验处理的情况。这时可以采用格子试验设计。 比如，在作物育种试验中，处理数非常多，可以达到几十个，乃至几百个品系、杂交子代或无性系。若采用区组设计，过多的处理数会导致区组过大，区组控制失败，带来很大的试验误差。需采用一种试验设计方法格子设计。,格子设计,格子设计最早是由F. Yates于1936年提出，用于植物育种中品系

5、较多时的测试试验，现广泛用于各项育种试验中。 其基本原理是应用较小的区组，容易控制区组内的同质性来提高试验精确度。 格子设计是不完全区组设计的一种，可分为平衡格子设计和不平衡格子设计。,格子设计,平衡格子设计和不平衡格子设计的主要区别在于： 1.平衡格子设计的重复数比较严格，不平衡格子设计的重复数可根据实际情况少量选取。 2.比较处理间的差异时，平衡格子设计的精确度比不平衡格子设计的高。,3.3.1 平衡格子设计,平衡格子设计的参数： t 处理数 k 不完全区组包含的小区数 r 重复次数 b 区组数 满足的条件： t=k2 r=k+1 b=k*r=k(k+1),平衡格子设计,平衡格子设计的常用

6、参数：,注：处理数为36时无法安排平衡格子设计,处理数必为整数的平方，若不满足时，可以采用增加对照或有希望的处理，或减少无希望处理，从而接近的某个平方数。,平衡格子设计步骤,例：一个试验包含9个处理，平衡格子设计要求，每个不完全区组内应包含3个处理，4次重复，12个不完全区组。,步骤1：划分试验区域为4个重复，每个重复包含9个试验小区，来安排9个处理。,平衡格子设计步骤,划分区组时，应遵循区组内同质，区组间和重复间允许存在差异的原则。,步骤2：根据试验的处理数从设计表中挑选一个基础方案。即33的平衡格子。,平衡格子设计步骤,步骤3：对重复随机排列,步骤4：各重复内区组随机排列,平衡格子设计步骤

7、,步骤5：各区组内处理随机排列,步骤6：绘出田间种植图，安排田间试验,平衡格子设计的特点,特点1：区组较小，局部控制效果好，精度较高。,特点2：对处理数的要求太严格。,特点3：处理数太多时的要求重复数也很多。处理数很多时，可以根据其特征分成几个较小的格子设计，可较少重复数。,特点4：统计分析比较复杂。,3.3.2 不平衡格子设计,不平衡格子设计的重复数没有严格的要求，可采用较少的重复数。可以分为： 1.简单格子设计：取平衡格子设计的前两个重复，可以加倍成四次、六次重复。 2.三重格子设计：取平衡格子设计的前三个重复，可以加倍成六次、九次重复。 3.四重格子设计：可以在三重格子设计基础上在增加对

8、角线一组构成。,重复数确定后，重复区组和处理的随机化和平衡格子设计一样。,3.3.3 矩形格子设计,当每个区组内的小区数为k，每一重复内设置b=k+1个区组处理数为t=k(k+1)时，所形成的格子设计叫做矩形格子设计。 矩形格子设计也是不平衡格子设计的一种。 矩形格子设计的供试处理数k(k+1)个，如：12,20,30,42,56,72,90,110,132等。 由于其处理数在k2和(k+1)2之间，因而可以作为平衡格子设计的一种补充。 重复数为3或3的倍数，如：3,6,9等。,3.3.3 矩形格子设计,矩形格子设计的参数： t 处理数 k 不完全区组包含的小区数 r 重复次数 b 重复内区组

9、数 满足的条件： t=k(k+1) b=r(k+1) r=3,6,9,矩形格子设计的方法,矩形格子设计可以由多种方法构造，比较常用的方法是从一个主对角线上无相同字母的(k+1)阶拉丁方导出。,例如：对于45 =20的矩形格子设计可以由主对角线上无相同字母的5阶拉丁方导出。,矩形格子设计的方法,划去其主对角线上的字母，依次填入号码120。,把同一行的编号分为一组，称为X重复。,矩形格子设计的方法,把同一列的编号分为一组，称为Y重复。,矩形格子设计的方法,再把英文字母相同的编号分为一组，称为Z重复。,矩形格子设计的方法,此矩形格子设计，共有X,Y,Z三个重复。 安排试验时，重复内区组随机排列，区组内处理随机排列。,3.3.4 格子设计统计分析,各种格子设计的试验结果都只有四种变异来源重复间变异、重复内区组间变异、处理间变异和误差变异。 但是，其区组变异中混杂着处理效应因，不同区组的处理不相同；而处理变异中也混杂着区组效应因，不同处理可能在不同的区组。 因此，在方差分析计算区组变异时需消去处理效应，以获得试验误差的无偏估计，而在多重比较时则需矫正各处理的产量，以消去区组效应。 上述原则适用于所有格子设计，不同格子设计