田间试验的设计与实施精选PPT.ppt

《田间试验的设计与实施精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《田间试验的设计与实施精选PPT.ppt（65页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、关于田间试验的设计与实施1第1页，讲稿共65张，创作于星期二2 试验试验是指在人为控制条件下进行的实践活动，利用生物是指在人为控制条件下进行的实践活动，利用生物本身做指示者，以研究有关问题，由生物作出回答。本身做指示者，以研究有关问题，由生物作出回答。第2页，讲稿共65张，创作于星期二3 试验的内容：试验的内容：v 简单的品种试验简单的品种试验v 简单的栽培与饲养管理试验简单的栽培与饲养管理试验v 品种与管理相结合的试验品种与管理相结合的试验 试验的任务：试验的任务：v解决生产中急需解决的问题解决生产中急需解决的问题v解决科学问题解决科学问题第3页，讲稿共65张，创作于星期二4 试验的方式试验

2、的方式v田间试验田间试验v实验室试验实验室试验v盆栽试验盆栽试验v温室试验温室试验v利用人工气候室进行的试验等利用人工气候室进行的试验等第4页，讲稿共65张，创作于星期二5第一节第一节 田间试验田间试验一、田间试验的特点与要求一、田间试验的特点与要求田间试验的复杂性田间试验的地区性田间试验周期长、具有季节性存在试验误差特点：特点：第5页，讲稿共65张，创作于星期二6要求：试验的目的要明确试验的目的要明确试验要有代表性试验要有代表性试验的结果要正确试验的结果要正确试验结果要能够重复试验结果要能够重复 准确度准确度(accuracy)精确度精确度(precision)第6页，讲稿共65张，创作于星

3、期二7对田间试验而言，土壤差异是最主要最经常的误差来源。田间试验的设计主要是针对控制土壤差异而展开的。第7页，讲稿共65张，创作于星期二8目前控制土壤差异的措施：目前控制土壤差异的措施：v 合适的试验地v 采用适当的小区技术v 良好的试验设计和相应的统计分析方法第8页，讲稿共65张，创作于星期二9 二、二、土壤差异与试验地的选择土壤差异与试验地的选择 1.1.土壤差异的表现土壤差异的表现斑块差异斑块差异2.2.土壤差异的估测土壤差异的估测空白试验空白试验梯度差异梯度差异梯度差异梯度差异目测目测第9页，讲稿共65张，创作于星期二10 3 3、试验地的选择与培养、试验地的选择与培养有代表性；土壤质

4、地均匀，肥力一致；有土地利用的历史记录；地势平整；位置适当；进行空白试验；采用轮换制；第10页，讲稿共65张，创作于星期二11三、田间试验设计的基本原则三、田间试验设计的基本原则指整个试验研究指整个试验研究课题的设计，包课题的设计，包括确定试验处理括确定试验处理的方案，小区技的方案，小区技术，以及其相应术，以及其相应的资料收集整理的资料收集整理和统计分析的方和统计分析的方法等法等。专指小区技指小区技术，特别是术，特别是重复区和试重复区和试验小区的排验小区的排列方法列方法。有效控制土壤差异，有效控制土壤差异，降低试验误差降低试验误差田间试验设计田间试验设计第11页，讲稿共65张，创作于星期二12

5、田间试验的基本原则田间试验的基本原则(1)重复（重复（replication）估计试验误差估计试验误差降低试验误差降低试验误差田间试验的重复次数是指试验中同一个处田间试验的重复次数是指试验中同一个处 理所种植的小区数。理所种植的小区数。重复的作用：重复的作用：每一个处理至少要有两次重复每一个处理至少要有两次重复。第12页，讲稿共65张，创作于星期二13(2)随机排列（随机排列（random assortment）指试验中的不同处理都有同等的机会设置在任何一指试验中的不同处理都有同等的机会设置在任何一个试验小区上，即重复中的某一个处理究竟安排在哪个试验小区上，即重复中的某一个处理究竟安排在哪一个

6、小区，不要有主观成见，完全由随机的方法确定一个小区，不要有主观成见，完全由随机的方法确定。随机的作用随机的作用获得无偏的试验误差估计值获得无偏的试验误差估计值第13页，讲稿共65张，创作于星期二14(3)局部控制（局部控制（local control）局部控制就是分范围分地段控制非处理因素，使其局部控制就是分范围分地段控制非处理因素，使其对各处理的影响趋于最大程度的一致。对各处理的影响趋于最大程度的一致。每一区组再按试验处理数目划分每一区组再按试验处理数目划分小区（小区（plot），一个小区一个小区随机随机安排一个处理。安排一个处理。实施：实施：将整个试验环境分成若干个最为一致的小环将整个试验

7、环境分成若干个最为一致的小环 境，称为境，称为区组（区组（blockblock）。第14页，讲稿共65张，创作于星期二15土壤肥力梯度方向肥瘦区组1区组2区组3第15页，讲稿共65张，创作于星期二16重 复随机排列局部控制无偏估计误差有效降低误差第16页，讲稿共65张，创作于星期二17四、四、控制土壤差异的小区技术控制土壤差异的小区技术1.1.小区面积小区面积在田间试验中，安排一个处理的小块地在田间试验中，安排一个处理的小块地段称为段称为试验小区（试验小区（plotplot）。第17页，讲稿共65张，创作于星期二182.2.小区的形状和方向小区的形状和方向小区的方向专指长方形小区而言，指小区的

8、方向专指长方形小区而言，指 长方形小区长边的方向。长方形小区长边的方向。小区的形状有长方形和正方形两种小区的形状有长方形和正方形两种；第18页，讲稿共65张，创作于星期二193.3.重复次数重复次数100 80 60 40 20 00 20 40 60 80 100 120重复次数平均数的误差 试验设置试验设置重复次数越多，重复次数越多，试验误差越小。试验误差越小。但在实际运用但在实际运用时，并非重复时，并非重复越多越好越多越好。第19页，讲稿共65张，创作于星期二204.4.设置对照区设置对照区作为试验中处理间比较标准的处理称做作为试验中处理间比较标准的处理称做对照对照（checkcheck

9、）。）。设置对照的目的：设置对照的目的：在田间对各处理进行比较时，有利于作为在田间对各处理进行比较时，有利于作为 衡量品种或处理优劣的标准；衡量品种或处理优劣的标准；利用对照区估计和矫正试验地的土壤差异利用对照区估计和矫正试验地的土壤差异；第20页，讲稿共65张，创作于星期二215.5.设置保护行设置保护行试验地和试验小区四周种植的不计产区域试验地和试验小区四周种植的不计产区域称为称为保护行（保护行（guard rowguard row）。保护行的作用：保护行的作用：保护试验材料不受外来因素的损害；保护试验材料不受外来因素的损害；防止靠近试验田四周的小区受到空旷地防止靠近试验田四周的小区受到空

10、旷地 的特殊环境的影响，即减少边际效应；的特殊环境的影响，即减少边际效应；第21页，讲稿共65张，创作于星期二226.6.重复区重复区(区组区组)与试验小区的排列与试验小区的排列 将全部处理排列于土壤肥力相对一致的一个 区域内，是控制土壤差异最简单而有效的方 法之一，这个区域就称作 重复区（区组）。重复区可排成一排，也可排成两排或多排 第22页，讲稿共65张，创作于星期二23同一重复或区组内的土壤肥力应尽可能同一重复或区组内的土壤肥力应尽可能 一致，试验地的土壤差异尽可能排列在一致，试验地的土壤差异尽可能排列在 重复区之间。重复区之间。区组间的差异大，并不增大试验误差；区组间的差异大，并不增大

11、试验误差；而区组内的差异小，却能有效的减少误而区组内的差异小，却能有效的减少误 差，因而可提高试验的精确度。差，因而可提高试验的精确度。第23页，讲稿共65张，创作于星期二24小区在各重复内的排列方式有小区在各重复内的排列方式有：随机排列：随机排列：各小区在各重复内的位置完全随机决定各小区在各重复内的位置完全随机决定顺序排列：顺序排列：将小区在个重复内按照同一次序排列；将小区在个重复内按照同一次序排列；第24页，讲稿共65张，创作于星期二25ABCDDCBAACDBBDAC第25页，讲稿共65张，创作于星期二26第二节第二节 常用田间试验设计方法常用田间试验设计方法一、一、顺序排列设计法顺序排

12、列设计法1.1.对比设计对比设计每隔每隔2 2个供试处理设一个对照区，使每个供试处理设一个对照区，使每一个小区与其相邻的对照直接比较一个小区与其相邻的对照直接比较。第26页，讲稿共65张，创作于星期二275 5ckck 4 43 3ckck 2 21 1ckckckck 1 12 2ckck 3 34 4ckck 5 51 1ckck 2 23 3ckck 4 45 5ckck第27页，讲稿共65张，创作于星期二285 5ckck 1 12 2ckck 3 34 4ckck1 1ckck 2 23 3ckck 4 45 5ckck4 4ckck 5 51 1ckck 2 23 3ckck第28

13、页，讲稿共65张，创作于星期二292.2.间比设计间比设计在一条地上，排列的第一个小区和在一条地上，排列的第一个小区和最末尾的小区一定是对照区，每两最末尾的小区一定是对照区，每两个对照区之间排列相同数目的处理个对照区之间排列相同数目的处理小区。小区。第29页，讲稿共65张，创作于星期二30ckck 1 1 2 2 3 3 4 4 ckck 5 5 6 67 7 8 8 ckckckck 8 8 7 7 6 6 5 5 ckck 4 4 3 32 2 1 1 ckckckck 1 1 2 2 3 3 4 4 ckck 5 5 6 67 7 8 8 ckck 方案方案1 18 8个处理个处理3 3

14、次重复的间比设计次重复的间比设计第30页，讲稿共65张，创作于星期二31ckck 1 12 23 34 4ckck5 56 67 78 8ckck1 12 23 34 4ckckckck8 87 76 65 5ckck 4 43 32 21 1ckck 8 87 76 65 5ckck 方案方案2 28 8个处理个处理3 3次重复的间比设计次重复的间比设计第31页，讲稿共65张，创作于星期二32二、随机排列设计法二、随机排列设计法（一）完全随机设计（一）完全随机设计完全随机完全随机随机区组随机区组拉丁方设计拉丁方设计裂区设计裂区设计单因素试验单因素试验多因素试验多因素试验多因素试验多因素试验第

15、32页，讲稿共65张，创作于星期二33【例如】假定有假定有A A、B B、C C、D D四个处理，每个处四个处理，每个处理重复理重复3 3次，采用完全随机设计，则田间排列为：次，采用完全随机设计，则田间排列为：ABCDACCBDBDA第33页，讲稿共65张，创作于星期二34广泛应用于环境变异较小的盆栽试验、广泛应用于环境变异较小的盆栽试验、温室试验和实验室试验，而在田间试验温室试验和实验室试验，而在田间试验中很少应用。中很少应用。完全随机设计完全随机设计是将具有是将具有n次重复的次重复的k个处理个处理 完全随机的布置到各个试验单元中去的试完全随机的布置到各个试验单元中去的试 验方法。验方法。重

16、复和随机重复和随机第34页，讲稿共65张，创作于星期二35（二）随机区组设计（二）随机区组设计 按照局部控制的原则，将整个试验地分成按照局部控制的原则，将整个试验地分成与重复数相等的区组，然后把每一个区组划分与重复数相等的区组，然后把每一个区组划分成与处理数相等的小区。成与处理数相等的小区。第35页，讲稿共65张，创作于星期二36实施步骤：实施步骤：1.划分区组划分区组区组数重复数；区组数重复数；区组的走向与土壤肥力梯度相垂直；区区组的走向与土壤肥力梯度相垂直；区组内的差异尽可能的小，区组间的差异尽组内的差异尽可能的小，区组间的差异尽可能的大。可能的大。第36页，讲稿共65张，创作于星期二37

17、小区的长边与土壤肥力梯度平行；小区的长边与土壤肥力梯度平行；3.处理的设置处理的设置区组内每一个小区随机安排一个处理，各区组内区组内每一个小区随机安排一个处理，各区组内的随机独立进行；的随机独立进行；4.4.区组的设置区组的设置不同的区组可以设置在不同的地段上，而同一区不同的区组可以设置在不同的地段上，而同一区组内的各个小区必须设置在同一地段上。组内的各个小区必须设置在同一地段上。2.2.小区的划分小区的划分小区数处理数；小区数处理数；第37页，讲稿共65张，创作于星期二38【例如例如】假定有假定有A A、B B、C C、D D、E E五个处理，每个处理五个处理，每个处理 重复重复3 3次，采

18、用随机完全区组设计，则田间排列为：次，采用随机完全区组设计，则田间排列为：肥肥瘦瘦ABCDECBAEDECDAB第38页，讲稿共65张，创作于星期二39随机区组设计的主要优点随机区组设计的主要优点：设计简单，容易掌握。设计简单，容易掌握。符合试验设计的三条基本原则，能提供无偏符合试验设计的三条基本原则，能提供无偏 的误差估计，并能有效地减少单向土壤肥力的误差估计，并能有效地减少单向土壤肥力 差异的影响，提高试验的精确度差异的影响，提高试验的精确度。灵活性大，单因素、多因素试验都可应用。灵活性大，单因素、多因素试验都可应用。第39页，讲稿共65张，创作于星期二40容易分析，如果由于某种偶然事故而

19、损失容易分析，如果由于某种偶然事故而损失 某一处理或某一区组时，可以将该试验看某一处理或某一区组时，可以将该试验看 成本来就没有这个处理或区组，仍可进行成本来就没有这个处理或区组，仍可进行 分析。分析。对试验地的地形要求不严，平地或山地均对试验地的地形要求不严，平地或山地均 可采用，必要时不同区组可分散设置在不可采用，必要时不同区组可分散设置在不 同地段上。同地段上。第40页，讲稿共65张，创作于星期二41随机区组设计的主要缺点：随机区组设计的主要缺点：只能控制一个方向的土壤差异，试验精只能控制一个方向的土壤差异，试验精 确度没有拉丁方设计高。确度没有拉丁方设计高。不允许处理数太多，如果处理数

20、目不允许处理数太多，如果处理数目k k过大，过大，区组内的环境变异就会增加，于是区组区组内的环境变异就会增加，于是区组 就会丧失局部控制的功能，使误差增大。就会丧失局部控制的功能，使误差增大。第41页，讲稿共65张，创作于星期二42（三）拉丁方设计（三）拉丁方设计从行和列两个方向上排列成区组或重复，从行和列两个方向上排列成区组或重复，而每一处理在每一行或列都只占有一个而每一处理在每一行或列都只占有一个小区，处理在各区组的排列是随机的。小区，处理在各区组的排列是随机的。第42页，讲稿共65张，创作于星期二43CDAEBECDBABAECDABCDEDEBAC 行区组列 区 组5X5 5X5 拉丁

21、方拉丁方第43页，讲稿共65张，创作于星期二44选择标准方选择标准方A B C DB C D AC D A BD A B C【例如例如】设某一试验，有设某一试验，有4 4个处理，分别以个处理，分别以1 1、2 2、3 3、4 4表示，试做拉丁方设计。表示，试做拉丁方设计。第44页，讲稿共65张，创作于星期二45列随机列随机用随机的方法得到随机数字用随机的方法得到随机数字2 2、4 4、1 1、3 3，按随机数字，按随机数字的顺序把标准方的列做相应的调整。的顺序把标准方的列做相应的调整。ABCDBCDACDABDABCB D A CC A B DD B C AA C D B第45页，讲稿共65张

22、，创作于星期二46行随机行随机用随机的方法得到随机数字用随机的方法得到随机数字3 3、2 2、4 4、1 1，把列随机得，把列随机得到的拉丁方到的拉丁方 ，按随机数字进行的调整，得到拉丁方，按随机数字进行的调整，得到拉丁方.D B C AC A B DA C D BB D A CBD A CCA B DDB C AAC D B第46页，讲稿共65张，创作于星期二47处理随机处理随机将处理代号将处理代号1,2,3,41,2,3,4进行随机，若得随机数字为进行随机，若得随机数字为4 4、3 3、1 1、2 2，表示，表示A=4,B=3,C=1,D=2.A=4,B=3,C=1,D=2.将将4 4个处

23、理代入，个处理代入，得到拉丁方得到拉丁方。2 3 1 41 4 3 24 1 2 33 2 4 1D B C AC A B DA C D BB D A C第47页，讲稿共65张，创作于星期二48拉丁方设计的特点拉丁方设计的特点：处理数处理数=重复数重复数=行区组数行区组数=列区组数；列区组数；精确度高；精确度高；试验结果分析简便；试验结果分析简便；第48页，讲稿共65张，创作于星期二49拉丁方设计的缺点拉丁方设计的缺点：缺乏伸缩性缺乏伸缩性 处理数处理数=重复数；重复数；缺乏随机区组设计的灵活性缺乏随机区组设计的灵活性 这种试验设计，不能将一行或一列分开设置；这种试验设计，不能将一行或一列分开

24、设置；对中部小区的观察记载和田间管理不方便。对中部小区的观察记载和田间管理不方便。第49页，讲稿共65张，创作于星期二50（四）裂区设计（四）裂区设计先按第一个因素设置各个处理（主处理）的小区；先按第一个因素设置各个处理（主处理）的小区；然后在这主处理的小区内引进第二个因素的各个然后在这主处理的小区内引进第二个因素的各个 处理（副处理），就是主处理的小区内分设与副处理（副处理），就是主处理的小区内分设与副 处理数目相等的更小的小区。处理数目相等的更小的小区。主处理主处理 所分的小区称为主区（整区），主区内所分的小区称为主区（整区），主区内 各副处理所分的小区称为副区（裂区）。各副处理所分的小区

25、称为副区（裂区）。第50页，讲稿共65张，创作于星期二51【例如】主因素主因素A有有A1、A2、A3三个三个水平水平;副因素副因素B有有B1、B2两个水两个水平平;4次重复次重复,裂区设计裂区设计.第51页，讲稿共65张，创作于星期二52A1 A2 A3 A2 A1 A3A3 A2 A1A2 A1 A3 B1B2B2B1B1B2B1B2B2B1B1B2B1B2B1B2B2B1B2B1B2B1B2B1第52页，讲稿共65张，创作于星期二A1B3A1B3A1B2A1B2A3B1A3B1A3B2A3B2A2B4A2B4A2B3A2B3A1B1A1B1A1B4A1B4A3B3A3B3A3B4A3B4A

26、2B1A2B1A2B2A2B2A3B1A3B1A3B3A3B3A2B4A2B4A2B3A2B3A1B2A1B2A1B3A1B3A3B4A3B4A3B2A3B2A2B1A2B1A2B2A2B2A1B4A1B4A1B1A1B1 【例如】A A为主因素，有为主因素，有A1A1、A2A2、A3A3三个水平；三个水平；B B为副因素，有为副因素，有B1B1、B2B2、B3B3、B4B4四个水平；四个水平；2 2次重复次重复;裂区设计如下裂区设计如下:第53页，讲稿共65张，创作于星期二54裂区设计在小区的排列方式上可有变裂区设计在小区的排列方式上可有变 化，主处理和副处理均可排列成拉丁化，主处理和副处理

27、均可排列成拉丁 方或随机区组；方或随机区组；副区的比较比主区更为精确；副区的比较比主区更为精确；第54页，讲稿共65张，创作于星期二55通常在下列几种情况下，宜采用裂区设计通常在下列几种情况下，宜采用裂区设计：一个因素的各个处理比另一个因素的处理可能需一个因素的各个处理比另一个因素的处理可能需要更大的面积时；要更大的面积时；试验中某一因素的主效比另一因素的主效更为重要，试验中某一因素的主效比另一因素的主效更为重要，而要求更精确的比较，或者是两个因素的交互作用而要求更精确的比较，或者是两个因素的交互作用比其主效是更为重要的研究对象时；比其主效是更为重要的研究对象时；根据以往的研究，得知某些因素的

28、效应比另一因素根据以往的研究，得知某些因素的效应比另一因素的效应更大时，宜采用裂区设计，将可能表现较大差的效应更大时，宜采用裂区设计，将可能表现较大差异的因素作为主处理。异的因素作为主处理。第55页，讲稿共65张，创作于星期二56第三节第三节 试验方案试验方案一、试验方案v根据试验目的与要求所拟订的进行比较的一组试验处理的总称。第56页，讲稿共65张，创作于星期二57v单因素试验方案是各个水平的总称单因素试验方案是各个水平的总称；【例如例如】有一氮肥施用量试验，共设亩有一氮肥施用量试验，共设亩施纯氮施纯氮0kg0kg，2kg2kg，4kg4kg，6kg6kg四个水四个水平，这四个水平就是四个处

29、理，四个平，这四个水平就是四个处理，四个处理的总合就是试验方案。处理的总合就是试验方案。第57页，讲稿共65张，创作于星期二58v多因素试验方案是多个因素水平组合的总称；【例如】进行甲、乙、丙三个品种与高、中、低三种施肥量的两因素试验，共有 甲高、甲中、甲低;乙高、乙中、乙低;丙高、丙中、丙低;这9个水平组合就是该试验的试验方案。第58页，讲稿共65张，创作于星期二59 多因素试验方案根据处理的数目和均衡性，又可分为完全方案、不均衡方案和均衡不完全方案三种:(1)完全方案 是多因素试验最简单的一种设计方案，即每一个试验因素的每个水平要相互组合，所有因素处于完全平等的地位 第59页，讲稿共65张

30、，创作于星期二60【例如】研究氮、磷、钾肥肥效的试验，包括N，P，K三个因素，每个因素又分为施与不施两个水平。所以，处理数为2228个。其试验方案如下：处理1 O(CK)处理5 NP处理2 N 处理6 NK处理3 P 处理7 PK处理4 K 处理8 NPK第60页，讲稿共65张，创作于星期二61完全方案包括了每个试验因素不同水平的一切可能的组合，反映情况比较全面，所以也称全面试验(complete experiment)。只包括部分处理的试验，叫做部分实施试验(partial experimentation)。第61页，讲稿共65张，创作于星期二62 (2)不均衡方案 为了缩减处理数，在完全方

31、案的基础上，根据经验和专业知识，剔除一些次要的和无意义的水平组合，可构成不均衡方案即不完全方案。【例例如如】氮、磷、钾肥肥效试验，在富含钾的土壤上，可剔除K、NK和PK处理，缩减成以下方案：处理1 O(CK)处理4 NP 处理2 N 处理5 NPK 处理3 P 第62页，讲稿共65张，创作于星期二63 (3)均衡不完全方案 是在保持试验因素之间搭配均衡性的基础上，减少试验处理数。“正交设计”就是典型的均衡不完全方案设计(详见第十二章)。第63页，讲稿共65张，创作于星期二642.2.拟订试验方案的要点拟订试验方案的要点 处理水平力求简明，水平间的差异须适当，处理水平力求简明，水平间的差异须适当，使处理的效应容易表现使处理的效应容易表现 试验处理中必须有作为比较标准的对照试验处理中必须有作为比较标准的对照 根据试验目的、任务和条件选准试验因素根据试验目的、任务和条件选准试验因素 第64页，讲稿共65张，创作于星期二感谢大家观看第65页，讲稿共65张，创作于星期二