田间试验精.ppt
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1、田间试验浙 江 大 学1遗传学第四章第1页,本讲稿共125页 第一节第一节 田间试验概述田间试验概述 第一章第一章浙 江 大 学2遗传学第四章第2页,本讲稿共125页 一、一、田间试验的意义、任务与要求田间试验的意义、任务与要求 (一)田间试验的意义与特点一)田间试验的意义与特点 田田间间试试验验(field field experimentexperiment)在在田田间间土土壤壤、自自然然气气候候等等环环境境条条件件下下栽栽培培作作物物,并并进进行行与作物有关的各种科学研究的试验。与作物有关的各种科学研究的试验。浙 江 大 学3遗传学第四章第3页,本讲稿共125页0.1 0.1 什么是田间
2、试验什么是田间试验 农业试验农业试验(experimentexperiment)为了提高农业生产力而进为了提高农业生产力而进行的一种自觉的、有计划的科研实践。指在人为控制条件下,行的一种自觉的、有计划的科研实践。指在人为控制条件下,以差异对比法为基础,观察和测定不同处理对作物的某些特以差异对比法为基础,观察和测定不同处理对作物的某些特征特性的影响。征特性的影响。田间试验田间试验(field experimentfield experiment)指在田间土壤、指在田间土壤、自然气候等环境条件下所进行的农业试验。自然气候等环境条件下所进行的农业试验。浙 江 大 学4遗传学第四章第4页,本讲稿共12
3、5页 从田间试验和农业生产的关系来说,田从田间试验和农业生产的关系来说,田间试验可看作是农业生产的间试验可看作是农业生产的先行先行和和准备准备。“先行先行”体现了田间试验的探索性和先进性,体现了田间试验的探索性和先进性,“准备准备”则体现了田间试验的目的性。则体现了田间试验的目的性。浙 江 大 学5遗传学第四章第5页,本讲稿共125页 农业生产通常在大田进行生产,是受自然农业生产通常在大田进行生产,是受自然环境条件影响的。农业科学研究成果在大田生产环境条件影响的。农业科学研究成果在大田生产条件下的实践结果如何,如一些引进的优良品种条件下的实践结果如何,如一些引进的优良品种是否适应本地区,一些新
4、选育的品种是否比原有是否适应本地区,一些新选育的品种是否比原有品种更高产稳产等等,都必须在田间条件下进行品种更高产稳产等等,都必须在田间条件下进行试验,才能为这些问题的解答和科研成果的评定试验,才能为这些问题的解答和科研成果的评定提供可靠的科学依据。提供可靠的科学依据。浙 江 大 学6遗传学第四章第6页,本讲稿共125页 因此,在解决农业生产实际问题而进行因此,在解决农业生产实际问题而进行的农业科学研究中,田间试验占有重要和不的农业科学研究中,田间试验占有重要和不可替代的地位。可替代的地位。浙 江 大 学7遗传学第四章第7页,本讲稿共125页 农业试验除以田间试验为主外,通常还要农业试验除以田
5、间试验为主外,通常还要有实验室试验、盆栽试验、温室实验等的配合。有实验室试验、盆栽试验、温室实验等的配合。后几种试验方法的主要优点是能够较严格地控后几种试验方法的主要优点是能够较严格地控制一些在田间条件下难以控制的试验条件,如制一些在田间条件下难以控制的试验条件,如温度、湿度、光照、土壤成分等,因而有助于温度、湿度、光照、土壤成分等,因而有助于深入地阐明作物的生长发育规律,但这些试验深入地阐明作物的生长发育规律,但这些试验研究结果能不能在大田生产中应用,都还必须研究结果能不能在大田生产中应用,都还必须经过田间试验的检验。经过田间试验的检验。浙 江 大 学8遗传学第四章第8页,本讲稿共125页
6、所以,田间试验是农业试验的主要所以,田间试验是农业试验的主要形式。形式。浙 江 大 学9遗传学第四章第9页,本讲稿共125页(二)田间试验的任务(二)田间试验的任务 1.1.根本任务根本任务在田间条件下选育和鉴定新在田间条件下选育和鉴定新品种和改进生产技术,评定优良品种及其适应品种和改进生产技术,评定优良品种及其适应区域,研究各项新技术及其应用范围。区域,研究各项新技术及其应用范围。2.2.作为联系农业科学与农业生产的桥梁。作为联系农业科学与农业生产的桥梁。3.3.推动农业科学和农业生产向前发展。推动农业科学和农业生产向前发展。浙 江 大 学10遗传学第四章第10页,本讲稿共125页(三)(三
7、)田间试验的要求田间试验的要求 1.1.代表性代表性 试验条件应该能代表将来准备推广试试验条件应该能代表将来准备推广试验结果的地区的自然条件(如试验地土壤验结果的地区的自然条件(如试验地土壤种类、地势、土壤肥力、气象条件等)与种类、地势、土壤肥力、气象条件等)与农业条件(如轮作制度、施肥水平等)。农业条件(如轮作制度、施肥水平等)。浙 江 大 学11遗传学第四章第11页,本讲稿共125页 这对于决定试验结果在当时当地的具体条件可这对于决定试验结果在当时当地的具体条件可能利用的程度,具有重要意义。在这样的条件下进能利用的程度,具有重要意义。在这样的条件下进行试验,新品种或新技术在试验中的表现,才
8、能真行试验,新品种或新技术在试验中的表现,才能真正反映今后拟应用和推广地区实际生产中的表现。正反映今后拟应用和推广地区实际生产中的表现。浙 江 大 学12遗传学第四章第12页,本讲稿共125页 2.正确性正确性 指试验结果正确可靠,能够把品种或处理间指试验结果正确可靠,能够把品种或处理间的差异真实反映出来。的差异真实反映出来。正确性包括正确性包括准确性准确性和和精确性精确性两个方面。两个方面。准确性准确性指试验中某一性状(小区产量或其指试验中某一性状(小区产量或其它性状)的观测值与其相应真值的接近程度,越它性状)的观测值与其相应真值的接近程度,越接近准确性越高。但在一般试验中,真值为未知接近准
9、确性越高。但在一般试验中,真值为未知数,故准确性不易确定。数,故准确性不易确定。浙 江 大 学13遗传学第四章第13页,本讲稿共125页 精确性精确性指试验中同一性状的重复观测值指试验中同一性状的重复观测值彼此接近的程度,即试验误差的大小;它是可彼此接近的程度,即试验误差的大小;它是可以计算的。试验误差越小,则处理间的比较越以计算的。试验误差越小,则处理间的比较越为精确。当试验没有系统误差时,精确度与准为精确。当试验没有系统误差时,精确度与准确度一致。确度一致。浙 江 大 学14遗传学第四章第14页,本讲稿共125页 因此要注意试验条件的一致性,即除了将因此要注意试验条件的一致性,即除了将所研
10、究的因素有意识地分成不同处理外,其它条所研究的因素有意识地分成不同处理外,其它条件及一切管理措施都应尽可能一致,以减少误差,件及一切管理措施都应尽可能一致,以减少误差,提高试验结果的可靠性。如果除处理外,其他条提高试验结果的可靠性。如果除处理外,其他条件又显然不一致,则试验误差大,难以判断造成件又显然不一致,则试验误差大,难以判断造成差异的真正原因,往往回导致错误的结论。差异的真正原因,往往回导致错误的结论。浙 江 大 学15遗传学第四章第15页,本讲稿共125页 3.重演性重演性 指通过田间试验所获得的试验结果,指通过田间试验所获得的试验结果,在相同或类似的条件下进行重复试验或大在相同或类似
11、的条件下进行重复试验或大面积生产时,可以获得相同或相似的试验面积生产时,可以获得相同或相似的试验结果。这对于在生产实践中推广科学研究结果。这对于在生产实践中推广科学研究成果极为重要。成果极为重要。浙 江 大 学16遗传学第四章第16页,本讲稿共125页 二、田间试验常用术语二、田间试验常用术语 1.试验指标试验指标在试验中用来判断试验处理好在试验中用来判断试验处理好坏的标准(简称指标)。坏的标准(简称指标)。例如,新梢长度是衡量例如,新梢长度是衡量PP333抑制果树生抑制果树生长效果的一个标准;单株产量是衡量品种生长效果的一个标准;单株产量是衡量品种生产力或考察栽培措施如施肥、灌水、修剪等产力
12、或考察栽培措施如施肥、灌水、修剪等效果的一个标准。效果的一个标准。浙 江 大 学17遗传学第四章第17页,本讲稿共125页 指标可以是定性的,也可以是定量的。指标可以是定性的,也可以是定量的。定量指标:定量指标:能直接用数量来表示的指标,如能直接用数量来表示的指标,如产量、单果重、新梢长度等。产量、单果重、新梢长度等。定性指标:定性指标:不能直接用数量来表示,只能用眼不能直接用数量来表示,只能用眼看、鼻闻、嘴尝的指标,如果实的色泽、风味等。看、鼻闻、嘴尝的指标,如果实的色泽、风味等。浙 江 大 学18遗传学第四章第18页,本讲稿共125页 2.试验因素试验因素对试验指标有影响,在试验对试验指标
13、有影响,在试验中需加以考察的条件叫中需加以考察的条件叫试验因素试验因素,简称,简称因素因素或或因子因子。如施肥试验中的肥料种类,品种比较试验如施肥试验中的肥料种类,品种比较试验中的品种,某种生长调节剂对植物生长发育、产中的品种,某种生长调节剂对植物生长发育、产量和品质产生影响,若对其研究都可以称为试验量和品质产生影响,若对其研究都可以称为试验因素。因素。浙 江 大 学19遗传学第四章第19页,本讲稿共125页 3.试验处理试验处理(简称处理)(简称处理)也叫水平,也叫水平,指试验因素的不同状态或不同的数量级别。指试验因素的不同状态或不同的数量级别。例如品种试验中的品种是因素,而不同的例如品种试
14、验中的品种是因素,而不同的品种则为处理。又如在茄子追施磷酸二铵的施品种则为处理。又如在茄子追施磷酸二铵的施肥试验中,每公顷施肥试验中,每公顷施300kg、375kg、450kg、525kg就是磷酸二铵这一因子的不同水平。就是磷酸二铵这一因子的不同水平。浙 江 大 学20遗传学第四章第20页,本讲稿共125页 农业试验通常是一种比较试验。这种试农业试验通常是一种比较试验。这种试验的基本特点是,验的基本特点是,除掉被研究的除掉被研究的因素因素具有控具有控制的不同制的不同水平水平(这种不同水平叫(这种不同水平叫处理处理)外,)外,其余因素都作为试验背景而要求保持常量。其余因素都作为试验背景而要求保持
15、常量。这样就能精确地测定处理的效应。这样就能精确地测定处理的效应。浙 江 大 学21遗传学第四章第21页,本讲稿共125页 例如,研究某种经过改进的农用激素例如,研究某种经过改进的农用激素A的增的增产效果是否优于原激素产效果是否优于原激素B,则这个试验除,则这个试验除A和和B两个处理外,其余的因素,如,如土壤肥力、两个处理外,其余的因素,如,如土壤肥力、供试品种、种植密度、管理措施以及自然因素供试品种、种植密度、管理措施以及自然因素温、光、气、热等,都是试验背景,都应当完温、光、气、热等,都是试验背景,都应当完全相同。这样我们就能从全相同。这样我们就能从A和和B的产量差异得出的产量差异得出处理
16、的真实效应。处理的真实效应。浙 江 大 学22遗传学第四章第22页,本讲稿共125页 但实际上,无论试验控制如何严格,两个处理但实际上,无论试验控制如何严格,两个处理所处的试验背景决不可能完全相同。因而,观察所处的试验背景决不可能完全相同。因而,观察到的效应总是混杂着试验背景这样或那样的不一到的效应总是混杂着试验背景这样或那样的不一致而产生的偶然效应。这种偶然效应叫做试验误致而产生的偶然效应。这种偶然效应叫做试验误差,简称误差。差,简称误差。误差误差又叫试验误差,由偶然效应引起的又叫试验误差,由偶然效应引起的偏差。偏差。浙 江 大 学23遗传学第四章第23页,本讲稿共125页 4.试验小区试验
17、小区在试验中,安排一个处理的小在试验中,安排一个处理的小块地段或材料单元。将来块地段或材料单元。将来 一个小区获得一个数据。一个小区获得一个数据。5.试验数据试验数据试验获得的原始资料。由于试验获得的原始资料。由于原始资料一般以数字的形式表示,所以又称试验原始资料一般以数字的形式表示,所以又称试验数据。简称数据。数据。简称数据。浙 江 大 学24遗传学第四章第24页,本讲稿共125页 6.总体总体由研究对象的全部个体所组成的集团。由研究对象的全部个体所组成的集团。7.样本样本从总体中抽取一部分个体所组成的集团。从总体中抽取一部分个体所组成的集团。有限总体有限总体指总体所包含的个体数是有限的指总
18、体所包含的个体数是有限的 能一一数清。能一一数清。总体总体 无限总体无限总体指总体所包含的个体数是无限的,指总体所包含的个体数是无限的,无法一一数清,而且往往是设想无法一一数清,而且往往是设想 的或抽象的总体。的或抽象的总体。浙 江 大 学25遗传学第四章第25页,本讲稿共125页举例:举例:欲研究某一果园红富士株产,如果该果园欲研究某一果园红富士株产,如果该果园 有有10000棵红富士苹果树,随机抽取了棵红富士苹果树,随机抽取了100棵树棵树 测了每一株的株产,则测了每一株的株产,则 总体:该果园所有果树的株产所构成的集团。总体:该果园所有果树的株产所构成的集团。样本:这样本:这100棵果树
19、株产所构成的集团。棵果树株产所构成的集团。浙 江 大 学26遗传学第四章第26页,本讲稿共125页 随机样本随机样本从总体中随机抽取一部分个体所组从总体中随机抽取一部分个体所组 成的样本。成的样本。样本样本 偏袒样本偏袒样本从总体中根据主观愿望抽取一部分从总体中根据主观愿望抽取一部分 个体所组成的样本。个体所组成的样本。生物统计学所研究的总体往往是无限总体,所生物统计学所研究的总体往往是无限总体,所研究的样本往往是随机样本。研究的样本往往是随机样本。浙 江 大 学27遗传学第四章第27页,本讲稿共125页 8.样本容量样本容量样本所包含的个体数目,常记为样本所包含的个体数目,常记为n。n30,
20、大样本,大样本;n30,小样本。小样本。9.观测值观测值对样本中各个个体的某种性状加以考对样本中各个个体的某种性状加以考察,如称量、度量、计数或分析化验所得的结果称为察,如称量、度量、计数或分析化验所得的结果称为观测值。观测值。浙 江 大 学28遗传学第四章第28页,本讲稿共125页第二节第二节 田间试验的误差及其控制田间试验的误差及其控制第一章第一章浙 江 大 学29遗传学第四章第29页,本讲稿共125页 一、试验误差及其控制一、试验误差及其控制 (一)试验误差(一)试验误差 1.1.系统误差系统误差由试验因素以外的其他试验由试验因素以外的其他试验条件的明显不一致所造成的。如土壤肥力梯条件的
21、明显不一致所造成的。如土壤肥力梯度、测量工具的误差、管理操作不一致等均度、测量工具的误差、管理操作不一致等均属此类。属此类。2.2.偶然误差偶然误差即通常所指的试验误差。即通常所指的试验误差。由偶然因素引起的偏差。由偶然因素引起的偏差。浙 江 大 学30遗传学第四章第30页,本讲稿共125页 误差影响试验的准确性和精确性,它是误差影响试验的准确性和精确性,它是衡量试验精确度的依据。显然,只有误差小,衡量试验精确度的依据。显然,只有误差小,才能对处理间差异做出正确而可靠的评定。才能对处理间差异做出正确而可靠的评定。浙 江 大 学31遗传学第四章第31页,本讲稿共125页 (二)田间试验误差的来源
22、(二)田间试验误差的来源 1.土壤差异土壤差异 主要指肥力不均匀所引起的误差。主要指肥力不均匀所引起的误差。土地是田间试验的最基本的条件,土壤肥力的均土地是田间试验的最基本的条件,土壤肥力的均匀一致是田间试验正确性的保证。在自然界中,匀一致是田间试验正确性的保证。在自然界中,土壤肥力的差异是普遍存在的,它引起的误差对土壤肥力的差异是普遍存在的,它引起的误差对试验结果的影响最大,而且难于克服。所以,在试验结果的影响最大,而且难于克服。所以,在进行田间试验设计时,最主要的问题是把土壤肥进行田间试验设计时,最主要的问题是把土壤肥力差异降低到最小程度。力差异降低到最小程度。浙 江 大 学32遗传学第四
23、章第32页,本讲稿共125页 2.田间操作技术不完全一致田间操作技术不完全一致 指在试验过程中,对各处理的耕整土地、指在试验过程中,对各处理的耕整土地、播种深浅或栽植密度和灌溉、施肥等操作播种深浅或栽植密度和灌溉、施肥等操作和管理方面,在质量上不能完全一致。和管理方面,在质量上不能完全一致。浙 江 大 学33遗传学第四章第33页,本讲稿共125页 3.试验材料固有的差异试验材料固有的差异 指试验中各处理的供试材料在其遗传指试验中各处理的供试材料在其遗传上和生长发育情况上或多或少存在着差异。上和生长发育情况上或多或少存在着差异。如试验用的材料基因型不纯,播种的种子如试验用的材料基因型不纯,播种的
24、种子大小有差别,试验用的秧苗大小、壮弱不大小有差别,试验用的秧苗大小、壮弱不一致等等。一致等等。浙 江 大 学34遗传学第四章第34页,本讲稿共125页 试验误差总是不可避免的;但是通过一些措试验误差总是不可避免的;但是通过一些措施,减少各种来源的差异,降低误差,却是可以施,减少各种来源的差异,降低误差,却是可以做到的。做到的。浙 江 大 学35遗传学第四章第35页,本讲稿共125页 (三)田间试验误差的控制途径(三)田间试验误差的控制途径 1.选择条件一致的试验地选择条件一致的试验地 2.选择同质一致的试验材料选择同质一致的试验材料 3.改进操作和管理技术改进操作和管理技术,使之标准化使之标
25、准化 4.小区设计要合理小区设计要合理 试验小区试验小区在试验中,安排一个处理的在试验中,安排一个处理的小块地段或材料单元。将来小块地段或材料单元。将来 一个小区获得一一个小区获得一个数据。个数据。浙 江 大 学36遗传学第四章第36页,本讲稿共125页第三节第三节 试验方案试验方案第五章第五章浙 江 大 学37遗传学第四章第37页,本讲稿共125页 在试验研究过程中拟订出试验计划是布置试验最基本在试验研究过程中拟订出试验计划是布置试验最基本的条件。的条件。计划中包括:计划中包括:浙 江 大 学38遗传学第四章第38页,本讲稿共125页计划中包括:计划中包括:1.试验名称;试验名称;2.试验目
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