常用概率分布课件.ppt

1、田间试验设计田间试验设计主讲：汤青林第一节第一节 田间试验概述田间试验概述第一章第一章 田间试验设计基础田间试验设计基础一、田间试验的意义、任务与要求（一）田间试验的意义与特点 田间试验：是指在田间土壤、自然气候等环境条件下栽培作物，并进行与作物有关的各种科学研究的试验。 田间试验主要特点： 1、研究的对象和材料是农作物 ，以农作物生长发育的反应作为试验指标研究其生长发育规律、各项栽培技术或条件的效果。 2、田间试验具有严格的地区性和季节性。 3、田间试验普遍存在试验误差。 （二）田间试验的任务 田间试验的根本任务是在自然或田间条件下选育和鉴定新的作物品种和改进农业生产技术；客观地评定优良品种

2、及其适应区城；研究各项增产技术措施及其应用范围，使科研成果能够合理地应用和推广，尽快转化为生产力，发挥其在农业生产上的作用。 （三）田间试验的要求（三）田间试验的要求 1、试验目的要明确；、试验目的要明确； 2、试验要有代表性和先进性；、试验要有代表性和先进性； 3、试验结果要正确可靠、试验结果要正确可靠 。 在进行田间试验的过程中，必须严格控制试验条件，尽在进行田间试验的过程中，必须严格控制试验条件，尽可能减少试验误差，要努力提高试验的准确性和精确性，可能减少试验误差，要努力提高试验的准确性和精确性，使试验结果正确、可靠。使试验结果正确、可靠。 精确性精确性 也叫精确度也叫精确度 ，指试验中

3、同一试验指标或性状的重，指试验中同一试验指标或性状的重复观测值彼此接近的程度。若观测值彼此接近，即任意二个观复观测值彼此接近的程度。若观测值彼此接近，即任意二个观测值测值 xi 、xj 相差的绝对值相差的绝对值 |xi xj |小，则观测值精确性高；小，则观测值精确性高；反之则低。反之则低。 试验的试验的准确性、精确性合称为正确性准确性、精确性合称为正确性。图1-1 准确性与精确性示意图 4、试验结果要具有重演性、试验结果要具有重演性 试验结果的重演性是指在相同的条件下再次进行同一试验，试验结果的重演性是指在相同的条件下再次进行同一试验，应能获得与原试验相同的结果。只有试验结果符合客观规律、应

4、能获得与原试验相同的结果。只有试验结果符合客观规律、能够重演，才有推广应用价值。能够重演，才有推广应用价值。 二、田间试验常用术语二、田间试验常用术语 （一）试验指标（一）试验指标 用来衡量试验结果的好坏或处理效应的高低、在试验中用来衡量试验结果的好坏或处理效应的高低、在试验中具体测定的性状或观测的项目称为具体测定的性状或观测的项目称为试验指标试验指标。农业试验。农业试验中许多数量性状和质量性状都可以作为试验指标。中许多数量性状和质量性状都可以作为试验指标。 （二）试验因素（二）试验因素 指试验中人为控制的、影响试验指标的原因。试验因素常用大指试验中人为控制的、影响试验指标的原因。试验因素常用

5、大写字母写字母A、B、C、等表示。等表示。 （三）因素水平（三）因素水平 对试验因素所设定的量的不同级别或质的不同状态称为对试验因素所设定的量的不同级别或质的不同状态称为因素的因素的水平水平，简称，简称水平水平。 因素水平用代表该因素的字母添加下标因素水平用代表该因素的字母添加下标 1，2，来表示。如，来表示。如A1、A2、，B1、B2、，等。，等。 （四）试验处理（四）试验处理 事先设计好的实施在试验单位上的具体项目叫事先设计好的实施在试验单位上的具体项目叫试验处理试验处理，简称简称处理处理。 在单因素试验中，实施在试验单位上的具体项目就是试验在单因素试验中，实施在试验单位上的具体项目就是试

6、验因素的某一水平。因素的某一水平。 单因素试验时，试验因素的一个水平就是一个处理。单因素试验时，试验因素的一个水平就是一个处理。 在多因素试验时，试验因素的一个水平组合就是一个处理。在多因素试验时，试验因素的一个水平组合就是一个处理。 （五）试验小区（五）试验小区 安排一个试验处理的小块地段称为安排一个试验处理的小块地段称为试验小区试验小区，简称，简称小区小区。 （六）试验单位（六）试验单位 亦称试验单元，是指施加试验处理的材料单位。这个单位亦称试验单元，是指施加试验处理的材料单位。这个单位可以是一个小区，也可以是一穴、一株、一穗、一个器官等。可以是一个小区，也可以是一穴、一株、一穗、一个器官

7、等。 （七）总体（七）总体 根据试验研究目的确定的研究对象的全体称为根据试验研究目的确定的研究对象的全体称为总体总体 ，其中，其中的一个研究单位称为的一个研究单位称为个体个体 。 （八）有限总体与无限总体（八）有限总体与无限总体 包含无穷多个个体的总体称为包含无穷多个个体的总体称为无限总体无限总体；包含有限个个体的总体称为；包含有限个个体的总体称为有限总体有限总体。 （九）样本（九）样本 从总体中抽取的一部分供观察测定的个体组成的集合，称为从总体中抽取的一部分供观察测定的个体组成的集合，称为样本样本。 （十）样本容量（十）样本容量 样本所包含的个体数目称为样本所包含的个体数目称为样本容量样本容

8、量，常记为，常记为n。 通常将样本容量通常将样本容量 n 30 的样本称为的样本称为大样本大样本，将样本容量，将样本容量n30的样本称为的样本称为小样本小样本。 （十一）观测值（十一）观测值 对样本中各个体的某种性状、特性加以考察，如称量、度对样本中各个体的某种性状、特性加以考察，如称量、度量、计数或分析化验所得的结果称为量、计数或分析化验所得的结果称为观测值观测值。 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 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 受非处理因素的影响使观测值与试验处理真值之间产受非处理因素的影响使观测值与试验处理真值之间产生的

9、差异称为生的差异称为试验误差试验误差。 田间试验误差可分为田间试验误差可分为系统误差系统误差和和随机误差随机误差两种。两种。 1、系统误差、系统误差 系统误差是试验过程中产生的误差，它的值系统误差是试验过程中产生的误差，它的值或恒定不变、或遵循一定的变化规律，其产生或恒定不变、或遵循一定的变化规律，其产生的原因往往是可知的或可掌握的。的原因往往是可知的或可掌握的。 系统误差影响试验的准确性。系统误差影响试验的准确性。 2、随机误差、随机误差 由多种偶然的、无法控制的因素所引起的误由多种偶然的、无法控制的因素所引起的误差称为随机误差。差称为随机误差。 随机误差带有偶然性质，在试验中，即使十随机误

10、差带有偶然性质，在试验中，即使十分小心也难以消除。分小心也难以消除。随机误差影响试验的精随机误差影响试验的精确性。确性。 统计上的试验误差指随机误差。这种误差愈统计上的试验误差指随机误差。这种误差愈小，试验的精确性愈高。小，试验的精确性愈高。 （二）（二） 田间试验误差的来源田间试验误差的来源 1、试验材料本身所存在的差异；、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、试验操作和田间管理技术的不一致所引起的差异；起的差异； 3、环境条件的差异。、环境条件的差异。 （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、选择同质一致的试验材料；、选择同质一致的试验材

11、料； 2、改进操作管理技术，使之标准化；、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因素；、控制引起差异的主要外界因素； 田间试验引起误差的主要外界因素是土壤差田间试验引起误差的主要外界因素是土壤差异。异。 控制土壤差异的主要措施：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选择土壤质地和肥力均匀的试验地；地； (2) 采用适当的小区技术；采用适当的小区技术； (3) 应用正确的试验设计和相应的统应用正确的试验设计和相应的统计分析。计分析。 二、土壤差异与试验地的选择二、土壤差异与试验地的选择 （一）土壤差异（一）土壤差异 土壤差异形成原因：土壤差异形成原因：

12、 一是土壤形成的基础即成土母质、或一是土壤形成的基础即成土母质、或地形地势的不同，造成土壤的物理、化地形地势的不同，造成土壤的物理、化学性质方面的差异。学性质方面的差异。 二是由于土地利用过程中产生的差异。二是由于土地利用过程中产生的差异。 试验地的土壤差异是可以测量的：目测法，试验地的土壤差异是可以测量的：目测法，空白试验或匀田种植试验。空白试验或匀田种植试验。 土壤差异的表现形式：土壤差异的表现形式： 呈呈梯度变化梯度变化，即肥力高低有规则地从大田，即肥力高低有规则地从大田的一边到另一边逐渐变化；的一边到另一边逐渐变化； 呈呈斑块状变化斑块状变化，有的地点肥，有的地点瘦，有的地点肥，有的地

13、点瘦，变化无规则。变化无规则。 （二）试验地的选择（二）试验地的选择 1、试验地的位置要适当。、试验地的位置要适当。2、试验地最好选用平地。、试验地最好选用平地。3、试验地的土壤结构和肥力要均匀一、试验地的土壤结构和肥力要均匀一致。致。4、选择的试验地应有土地利用的历史、选择的试验地应有土地利用的历史记录。记录。5、试验地采用轮换制。、试验地采用轮换制。 三、田间试验设计的基本原则三、田间试验设计的基本原则田间试验设计田间试验设计的的广义广义理解是指从制定方理解是指从制定方案到资料整理分析的整个案到资料整理分析的整个试验研究课题的设试验研究课题的设计计，包括确定试验方案、小区技术、资料搜，包括

14、确定试验方案、小区技术、资料搜集和整理分析方法等。集和整理分析方法等。 田间试验设计田间试验设计的的狭义狭义理解则专指理解则专指小区技小区技术，特别是重复区和小区的排列方法术，特别是重复区和小区的排列方法。 按照试验的目的要求和试验地的具体情按照试验的目的要求和试验地的具体情况，将各试验小区在试验地上作最合理的况，将各试验小区在试验地上作最合理的设置和排列，称为设置和排列，称为田间试验设计田间试验设计。田间试验设计的主要作用是田间试验设计的主要作用是控制、降控制、降低试验误差低试验误差，提高试验的精确性，提高试验的精确性，获得试获得试验误差的无偏估计验误差的无偏估计，从而对试验处理进行，从而对

15、试验处理进行正确而有效的比较。正确而有效的比较。 田间试验设计的三原则：田间试验设计的三原则： （一）重复（一）重复 重复是指试验中将同一试验处理设重复是指试验中将同一试验处理设置在两个或两个以上的试验单位上。置在两个或两个以上的试验单位上。 同一试验处理所设置的试验单位数同一试验处理所设置的试验单位数称为称为重复数重复数。 田间试验中，当试验小区数目较多、整个田间试验中，当试验小区数目较多、整个试验需要面积较大，而试验环境或试验单位差试验需要面积较大，而试验环境或试验单位差异较大时，如果仅根据异较大时，如果仅根据重复重复和和随机随机两个原则进两个原则进行试验设计，不能将试验环境或试验单位差异

16、行试验设计，不能将试验环境或试验单位差异所引起的变异从试验误差中分离出来，因而试所引起的变异从试验误差中分离出来，因而试验误差大，试验的精确性与检验的灵敏度低。验误差大，试验的精确性与检验的灵敏度低。 下图的排列未实行局部控制下图的排列未实行局部控制: （三）随机排列（三）随机排列 随机排列是指试验中的每一处理都随机排列是指试验中的每一处理都有同等机会设置在一个重复中的任何一有同等机会设置在一个重复中的任何一个试验小区上。个试验小区上。重复重复随机排列随机排列局部控制局部控制降低试验误差降低试验误差无偏估计试验误差无偏估计试验误差 田间试验设计的三个基本原则的关系和作用田间试验设计的三个基本原

17、则的关系和作用四、控制土壤差异的小区技术四、控制土壤差异的小区技术 （一）试验小区的面积（一）试验小区的面积 原则原则：在保证一定重复次数的基础上，在保证一定重复次数的基础上，适当增大小区面积适当增大小区面积。 研究性试验小区面积一般在研究性试验小区面积一般在 6 30m2，示范性试验的小区面积通常不小于示范性试验的小区面积通常不小于300m2。 确定试验的小区面积，应考虑以下因素：确定试验的小区面积，应考虑以下因素：1、试验种类、试验种类2、作物类别、作物类别 稻麦品种比较试验的小区面积一般为稻麦品种比较试验的小区面积一般为515m2；棉花、玉米品种比较试验的小；棉花、玉米品种比较试验的小区

18、面积一般为区面积一般为1525m2。 3、试验地面积、土壤差异程度及形式、试验地面积、土壤差异程度及形式 4、育种工作的不同阶段、育种工作的不同阶段 5、保证试验收获计产面积的需要、保证试验收获计产面积的需要 要保证试验最终产量的准确性，必须考虑要保证试验最终产量的准确性，必须考虑取样需要取样需要、边际效应边际效应与与生长竞争生长竞争 。 在田间试验进行的过程中，常常需要在在田间试验进行的过程中，常常需要在田间田间取样取样进行各种测定，取样可能影响其进行各种测定，取样可能影响其周围植株的生长，因而有可能影响最终小周围植株的生长，因而有可能影响最终小区产量的准确性，因此，区产量的准确性，因此，在

19、确定试验小区在确定试验小区面积时，要相应增大小区面积面积时，要相应增大小区面积。 生长竞争是指当相邻小区种植不同作物或是指当相邻小区种植不同作物或相邻小区进行不同肥料等处理时，由于株高、相邻小区进行不同肥料等处理时，由于株高、分枝分蘖力或生长期的不同，小区边际通常有分枝分蘖力或生长期的不同，小区边际通常有一行或多行受到影响一行或多行受到影响。 （二）小区的形状（二）小区的形状 一般以一般以31至至51为宜。为宜。为了便于试验小区实现机械化作业，小为了便于试验小区实现机械化作业，小区的长宽比可大些，或依机械作业的宽度而定。区的长宽比可大些，或依机械作业的宽度而定。 （三）重复次数（三）重复次数

20、实际研究工作中，常采用实际研究工作中，常采用35次重复。次重复。 （四）对照区的设置（四）对照区的设置 对照区（通常以对照区（通常以CK表示）作为与处理比较表示）作为与处理比较的标准。的标准。 设置对照的作用：设置对照的作用：、在田间对各处理进行观察比较时作为、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。衡量处理优劣的标准。、估计和矫正试验地的土壤差异。、估计和矫正试验地的土壤差异。 （五）保护行的设置（五）保护行的设置 在试验地的周围设置保护行。在试验地的周围设置保护行。禾谷类作物一般至少种植禾谷类作物一般至少种植4行以上。行以上。小区与小区之间一般不设保护行，重复区小区与小区之间一

21、般不设保护行，重复区之间一般也不设保护行。之间一般也不设保护行。保护行种植的品种，可用对照品种，或比保护行种植的品种，可用对照品种，或比供试品种略为早熟的品种，以减少试验小区收供试品种略为早熟的品种，以减少试验小区收获时发生的误差及鸟害。获时发生的误差及鸟害。 将一个重复全部处理小区分配于具有相将一个重复全部处理小区分配于具有相对同质的一小块土地上，称为一个对同质的一小块土地上，称为一个区组区组。 设置区组是控制土壤差异和其它田间管设置区组是控制土壤差异和其它田间管理等最简单最有效的方法之一。理等最简单最有效的方法之一。 区组的排列，当小区数不太多时，每区组的排列，当小区数不太多时，每一一区组

22、可排成一行区组可排成一行，试验地呈长方形；，试验地呈长方形； 试验地为正方形而长度摆设不下整个区试验地为正方形而长度摆设不下整个区组时，组时，一个区组也可分排成二行一个区组也可分排成二行，相邻在，相邻在一起。一起。 第三节第三节 田间试验方案田间试验方案 一、田间试验的种类一、田间试验的种类 （一）按试验因素的多少分类（一）按试验因素的多少分类 1、单因素试验、单因素试验 单因素试验设计简单，试验目的明确，单因素试验设计简单，试验目的明确，试验结果容易分析。试验结果容易分析。 进行包含所有水平组合的多因素进行包含所有水平组合的多因素全面全面试验试验不仅可以考察不同因素的不仅可以考察不同因素的简

23、单效应简单效应和和主效主效，还可探索因素间的，还可探索因素间的交互作用交互作用，以确，以确定各试验因素的定各试验因素的最优水平组合最优水平组合。 3、综合性试验、综合性试验 也是一种多因素试验，综合性试验是将也是一种多因素试验，综合性试验是将试验因素的某些水平组合在一起形成少数几试验因素的某些水平组合在一起形成少数几个水平组合。个水平组合。这种试验的这种试验的目的在于探讨试验因素中某目的在于探讨试验因素中某些水平组合的综合作用些水平组合的综合作用，而不在于考察各试，而不在于考察各试验因素对试验指标的影响和交互作用。验因素对试验指标的影响和交互作用。 （二）根据试验的内容分类（二）根据试验的内容

24、分类 1、品种试验、品种试验 2、栽培试验、栽培试验 3、品种和栽培相结合的试验、品种和栽培相结合的试验 （三）按试验的年份分类（三）按试验的年份分类 1、一年试验、一年试验 2、多年试验、多年试验 （四）按试验的地点分类（四）按试验的地点分类 1、单点试验、单点试验 2、多点试验、多点试验 （五）按试验进程分类（五）按试验进程分类 1、预备试验、预备试验 2、主要试验、主要试验 3、示范试验、示范试验 ( (六）按试验场所分类六）按试验场所分类 1、田间试验、田间试验 2、温室试验、温室试验 3、实验室试验、实验室试验 ( (七）按试验区的大小分类七）按试验区的大小分类 小区试验小区试验 大

25、区试验大区试验 二、拟定试验方案的基本要求二、拟定试验方案的基本要求 试验方案是指根据试验目的与要求而拟试验方案是指根据试验目的与要求而拟定的进行比较的一组试验处理定的进行比较的一组试验处理。 单因素试验方案就是指该因素的各个水单因素试验方案就是指该因素的各个水平。平。 多因素试验方案就是指各因素的水平组多因素试验方案就是指各因素的水平组合。合。 在拟定试验方案时，应注意：在拟定试验方案时，应注意： （一）明确试验目的（一）明确试验目的 （二）根据试验目的确定参试因素（二）根据试验目的确定参试因素 （三）合理确定参试因素的水平（三）合理确定参试因素的水平 各因素水平间各因素水平间间距间距的确定

26、方法：的确定方法：1 1、等差法、等差法 各相邻两个水平数量之差相等。各相邻两个水平数量之差相等。水稻全生育期的尿素用量可设水稻全生育期的尿素用量可设3个水平，分个水平，分别为别为20、40、60 （kg/666.7m2）。）。玉米种植密度可设玉米种植密度可设3500、4000、4500（株（株/666.7m2）。）。2、等比法等比法 各相邻两个水平的数量比值相同。各相邻两个水平的数量比值相同。油菜喷施不同浓度硼肥的各水平分别为油菜喷施不同浓度硼肥的各水平分别为7.5、15、30、60（mg/kg），相邻两水平之比为），相邻两水平之比为1:2。3、随机法随机法 用随机的方法确定因素内的数量水平

27、。用随机的方法确定因素内的数量水平。 例如把喷施调节剂的浓度随机设定为例如把喷施调节剂的浓度随机设定为0，0.5，2，6，9（mg/kg）。）。 先选出因素水平的两个端点值，再以先选出因素水平的两个端点值，再以G（最大值最小值）（最大值最小值）0.618为水平间为水平间距，用（最小值距，用（最小值G）和（最大值）和（最大值G）的）的方法确定因素水平。方法确定因素水平。 （四）应用（四）应用唯一差异原则唯一差异原则 为保证试验结果的严格为保证试验结果的严格可比性可比性 ， 在试在试验中进行处理间比较时，除了处理因素设置验中进行处理间比较时，除了处理因素设置不同的水平外，其余因素或其它所有条件均不

28、同的水平外，其余因素或其它所有条件均应保持一致，以排除非试验因素对试验结果应保持一致，以排除非试验因素对试验结果的干扰，才能使处理间的比较结果可靠。的干扰，才能使处理间的比较结果可靠。 如进行一个喷施叶面肥的试验如进行一个喷施叶面肥的试验 ， 如果如果设置两个叶面肥浓度，对照应为喷施等量清设置两个叶面肥浓度，对照应为喷施等量清水水 。 （五）设置对照（五）设置对照 进行喷施植物生长调节剂的试验进行喷施植物生长调节剂的试验 ， 喷施喷施生长调节剂的为处理，不喷施生长调节剂的生长调节剂的为处理，不喷施生长调节剂的为对照，这样的对照为为对照，这样的对照为空白对照空白对照。若进行几个生长调节剂浓度的比

29、较试验，若进行几个生长调节剂浓度的比较试验，各个处理可各个处理可互为对照互为对照，不必再设对照。，不必再设对照。在对作物某生育期进行生理生化指标在对作物某生育期进行生理生化指标 测定测定时，所得数据是否异常应与作物的正时，所得数据是否异常应与作物的正 常值作比常值作比较，作物的正常值就是所谓的较，作物的正常值就是所谓的标准对照标准对照。 在杂交试验中，要确定杂交优势的大小在杂交试验中，要确定杂交优势的大小 ，必须以亲本作对照，这就是必须以亲本作对照，这就是试验对照试验对照。对作物进行某种处理前与处理后的比较对作物进行某种处理前与处理后的比较 ，属于属于自身对照自身对照。 在肥料效应试验中，以不

30、施肥处理作为在肥料效应试验中，以不施肥处理作为空白对照空白对照。 研究磷肥效果时，可在施用氮、钾肥的研究磷肥效果时，可在施用氮、钾肥的基础上，比较施磷肥与否的产量差异，这时基础上，比较施磷肥与否的产量差异，这时单施氮、钾肥的处理就称为单施氮、钾肥的处理就称为肥底对照肥底对照。 三、拟定试验方案的方法三、拟定试验方案的方法 （一）单因素试验方案（一）单因素试验方案 单因素试验方案由试验因素的所有水平构单因素试验方案由试验因素的所有水平构成。成。 （二）多因素试验方案（二）多因素试验方案 多因素试验方案由该试验的所有试验因素多因素试验方案由该试验的所有试验因素的水平组合（即处理）构成。的水平组合（

31、即处理）构成。 A因素因素3个水平、个水平、B因素因素4个水平的个水平的12个水平组合个水平组合这种由各因素所有水平组合构成的试验方这种由各因素所有水平组合构成的试验方案称为案称为完全试验方案完全试验方案，根据完全试验方案进行，根据完全试验方案进行的试验称为的试验称为全面试验全面试验 。（三）综合性试验方案（三）综合性试验方案 综合性试验方案综合性试验方案是在各试验因素全部水平组合中挑选部分水平是在各试验因素全部水平组合中挑选部分水平组合获得的方案，属于组合获得的方案，属于不完全试验方案不完全试验方案。 一、顺序排列设计一、顺序排列设计 （一）完全随机设计（一）完全随机设计1、设计方法、设计方

32、法 完全随机设计是将各处理完全随机地分配完全随机设计是将各处理完全随机地分配给不同的试验单位（如试验小区），每一处给不同的试验单位（如试验小区），每一处理的重复次数可以相等也可以不相等。理的重复次数可以相等也可以不相等。 例如，欲研究某种生长调节剂对水稻株高的例如，欲研究某种生长调节剂对水稻株高的影响，进行影响，进行6个处理（包括施用清水的对照）的个处理（包括施用清水的对照）的盆栽试验盆栽试验，每处理，每处理4盆（重复盆（重复4次），共次），共24盆盆 。 设计时先将每盆水稻（试验单位）随机编号设计时先将每盆水稻（试验单位）随机编号1、2、3、 、24 ；然后用抽签法从所有编；然后用抽签法从所

33、有编号中随机抽取号中随机抽取4个编号作为实施第个编号作为实施第1处理的处理的4盆盆 ；再从余下的再从余下的20个编号中随机抽取个编号中随机抽取4个编号作为实个编号作为实施第施第2处理的处理的4盆，如此进行下去，直到确定出盆，如此进行下去，直到确定出实施第实施第6处理的处理的4盆。盆。第第1处理：处理：13、2、7、22第第2处理：处理：5、18、24、12第第3处理：处理：17、20、11、1第第4处理：处理：10、3、15、19第第5处理：处理：4、16、9、14第第6处理：处理：21、23、6、8 2、设计特点、设计特点 完全随机设计应用了试验设计的完全随机设计应用了试验设计的重复重复和和

34、随机随机两个原则，其优点是设计容易，处理数与重复次两个原则，其优点是设计容易，处理数与重复次数都不受限制，统计分析也比较简单。数都不受限制，统计分析也比较简单。完全随机设计的主要缺点是没有应用完全随机设计的主要缺点是没有应用局部控局部控制制的原则，试验环境条件差异较大时试验误差较的原则，试验环境条件差异较大时试验误差较大，试验的精确度较低。大，试验的精确度较低。完全随机设计常用于土壤肥力均匀一致的田完全随机设计常用于土壤肥力均匀一致的田间试验和在实验室、温室、网室中进行的试验。间试验和在实验室、温室、网室中进行的试验。 （二）随机区组设计（二）随机区组设计 1 1、设计方法、设计方法 先将试验

35、地划分成若干个区组，区组先将试验地划分成若干个区组，区组数等于重复数；再将每一个区组划分成若数等于重复数；再将每一个区组划分成若干个小区，小区数等于处理数；然后将各干个小区，小区数等于处理数；然后将各个试验处理独立随机地安排在每一区组的个试验处理独立随机地安排在每一区组的各个小区上各个小区上 。 第一，根据局部控制的原则，划分区第一，根据局部控制的原则，划分区组时应使组时应使区组内的环境变异尽可能小，区区组内的环境变异尽可能小，区组间的环境变异尽可能大组间的环境变异尽可能大。 第二，第二， 由于试验地的限制，同一试验由于试验地的限制，同一试验的不同区组可以分散设置在不同的田块或的不同区组可以分

36、散设置在不同的田块或地段上，但地段上，但同一区组内的所有小区必须设同一区组内的所有小区必须设置在一起置在一起，决不能分开。，决不能分开。 第三，第三， 每一区组内各处理的随机排列每一区组内各处理的随机排列必须独立进行，这称为必须独立进行，这称为以区组为单位的独以区组为单位的独立随机化立随机化。 随机区组设计的优点：随机区组设计的优点： （1）设计简单，容易掌握；）设计简单，容易掌握； （2）灵活性大，单因素、多因素以及综合性）灵活性大，单因素、多因素以及综合性试验都可以采用；试验都可以采用； （3）符合试验设计的三原则，能提供无偏的）符合试验设计的三原则，能提供无偏的误差估计，能有效地减少单向

37、的土壤肥力差异误差估计，能有效地减少单向的土壤肥力差异对试验的影响，降低试验误差，提高试验的精对试验的影响，降低试验误差，提高试验的精确度；确度； （4）对试验地的形状和大小要求不严，）对试验地的形状和大小要求不严，必要时不同区组可以分散设置在不同的田块必要时不同区组可以分散设置在不同的田块或地段上；或地段上； （5）易于分析，当因某种偶然事故而损）易于分析，当因某种偶然事故而损失某一处理或区组时，可以除去该处理或区失某一处理或区组时，可以除去该处理或区组进行分析。组进行分析。 随机区组设计的缺点：随机区组设计的缺点： （1）处理数不能太多，因为处理数太多，）处理数不能太多，因为处理数太多，区

38、组必然增大，区组内的环境变异增大，从而区组必然增大，区组内的环境变异增大，从而丧失区组局部控制的功能，增大试验误差。在丧失区组局部控制的功能，增大试验误差。在田间试验中，处理数一般不超过田间试验中，处理数一般不超过20个个 ， 最好最好为为10个左右。个左右。 （2）只能控制一个方向的土壤差异，试验）只能控制一个方向的土壤差异，试验精确度低于拉丁方设计。精确度低于拉丁方设计。 （三）拉丁方设计（三）拉丁方设计1 1、设计方法、设计方法 拉丁方设计是从横行和直列两个方向对试拉丁方设计是从横行和直列两个方向对试验环境条件进行局部控制，使每个横行和直列验环境条件进行局部控制，使每个横行和直列都成为一

39、个区组，在每一区组内随机安排全部都成为一个区组，在每一区组内随机安排全部处理的试验设计。处理的试验设计。在拉丁方设计中在拉丁方设计中 ， 同一处理在每一横行同一处理在每一横行区组和每一直列区组出现且只出现一次，所以区组和每一直列区组出现且只出现一次，所以拉丁方设计的处理数、重复数、横行区组数和拉丁方设计的处理数、重复数、横行区组数和直列区组数均相同直列区组数均相同。 拉丁方拉丁方是一个由是一个由n个拉丁字母构成的个拉丁字母构成的nn阶阶方阵，各字母在每一横行和每一直列出现且只方阵，各字母在每一横行和每一直列出现且只出现一次。出现一次。 第一横行和第一直列的拉丁字母均按顺序第一横行和第一直列的拉

40、丁字母均按顺序排列的拉丁方称为排列的拉丁方称为标准拉丁方标准拉丁方。33标准拉丁方只有一个，即标准拉丁方只有一个，即ABCBCACAB进行拉丁方设计时，首先应根据处理数进行拉丁方设计时，首先应根据处理数确定选取哪一个标准拉丁方，确定选取哪一个标准拉丁方， 然后进行直列、然后进行直列、横行和处理的随机排列。横行和处理的随机排列。对于对于33和和44标准拉丁方，随机所标准拉丁方，随机所有直列和第二、第三、第四横行，再对处理有直列和第二、第三、第四横行，再对处理进行随机；进行随机；对于对于55及其以上标准拉丁方，及其以上标准拉丁方，随机随机所有直列和横行，再对处理进行随机所有直列和横行，再对处理进行

41、随机。 【例【例13】 有有 甲、乙、丙、丁、戊甲、乙、丙、丁、戊5个番个番茄品种进行比较试验，已知试验地存在双向茄品种进行比较试验，已知试验地存在双向肥力差异，试作拉丁方设计。肥力差异，试作拉丁方设计。第一步第一步，选择标准拉丁方：选取，选择标准拉丁方：选取55标准拉丁方。标准拉丁方。第二步第二步，随机直列：按抽签法所得随机数，随机直列：按抽签法所得随机数1、3、2、4、5对选取的标准拉丁方的直列进对选取的标准拉丁方的直列进行排列。行排列。第三步第三步，随机横行：按抽签法所得随机数，随机横行：按抽签法所得随机数3、5、4、2、1对已经直列随机的标准拉丁方对已经直列随机的标准拉丁方的横行进行排

42、列。的横行进行排列。第四步第四步，随机处理：按抽签法所得随机数，随机处理：按抽签法所得随机数2、5、4、1、3对处理进行随机，将已经直列、对处理进行随机，将已经直列、横行随机的标准拉丁方的横行随机的标准拉丁方的A、B、C、D、E分别分别替换为乙、戊、丁、甲、丙，即得拉丁方设计替换为乙、戊、丁、甲、丙，即得拉丁方设计的田间排列。的田间排列。1 3 2 4 5A B C D EA C B D E3 C A D E B丁丁乙乙甲甲丙丙戊戊B A E C DB E A C D5 E D C B A丙丙甲甲丁丁戊戊乙乙C D A E BC A D E B4 D B E A C甲甲戊戊丙丙乙乙丁丁D E

43、B A CD B E A C2 B E A C D戊戊丙丙乙乙丁丁甲甲E C D B AE D C B A1 A C B D E乙乙丁丁戊戊甲甲丙丙（1）（2）（3）（4）55拉丁方设计拉丁方设计 3 3、设计特点、设计特点 (1) 试验的重复数与处理数相等；试验的重复数与处理数相等； (2) 每一横行和每一直列都包括全部处理，每一横行和每一直列都包括全部处理，形成一个完全区组；形成一个完全区组； (3) 所有处理在横行和直列中都进行随机所有处理在横行和直列中都进行随机排列。排列。 拉丁方设计的优点：拉丁方设计的优点： 可以从两个方向消除试验环境条件的可以从两个方向消除试验环境条件的影响，具有

44、较高的精确性。影响，具有较高的精确性。 拉丁方设计的缺点拉丁方设计的缺点（1）由于重复数等于处理数，故处理不能）由于重复数等于处理数，故处理不能太多，否则横行区组、直列区组占地过大，试太多，否则横行区组、直列区组占地过大，试验效率不高；若处理数少，则重复次数不足，验效率不高；若处理数少，则重复次数不足，导致试验误差自由度太小，会降低试验的精确导致试验误差自由度太小，会降低试验的精确度和鉴别处理间差异的灵敏度。因此，拉丁方度和鉴别处理间差异的灵敏度。因此，拉丁方设计缺乏伸缩性设计缺乏伸缩性 ，一般常用于，一般常用于58个处理的个处理的试验。试验。（2）田间布置时，不能将横行区组和直列）田间布置时

45、，不能将横行区组和直列区组分开设置，要求有整块方形的试验地，缺区组分开设置，要求有整块方形的试验地，缺乏随机区组设计的灵活性。乏随机区组设计的灵活性。 在多因素试验中，有时各考察因素的重在多因素试验中，有时各考察因素的重要性是不同的，希望对重要因素的考察有较要性是不同的，希望对重要因素的考察有较高的精确度。高的精确度。 例如品种与施肥量两因素试验，品种是例如品种与施肥量两因素试验，品种是重要因素，精确度要求较高，施肥量是次要重要因素，精确度要求较高，施肥量是次要因素，精确度要求较低。在这种情况下，通因素，精确度要求较低。在这种情况下，通常采用裂区设计。常采用裂区设计。 1 1、设计方法、设计方

46、法 裂区设计先将试验地划分为若干个区裂区设计先将试验地划分为若干个区组，区组数等于试验的重复数；组，区组数等于试验的重复数； 再将每个区组划分为若干个主区，主再将每个区组划分为若干个主区，主区数等于主区因素的水平数；区数等于主区因素的水平数； 然后将每一主区划分为若干个副区然后将每一主区划分为若干个副区( (或或裂区裂区) )，副区数，副区数( (或裂区数或裂区数) )等于副区因素的等于副区因素的水平数；水平数； 在进行裂区设计时，每一区组内的主在进行裂区设计时，每一区组内的主处理和每一主区内的副处理都必须独立随处理和每一主区内的副处理都必须独立随机排列。机排列。 裂区设计的主区可以作随机区组

47、排列裂区设计的主区可以作随机区组排列（如上所述），也可作拉丁方排列。（如上所述），也可作拉丁方排列。 【例【例14】 拟进行番茄中耕次数（拟进行番茄中耕次数（A，主，主区因素）和施肥量（区因素）和施肥量（B，副区因素）试验，副区因素）试验，A因素设置因素设置3个水平：个水平： A1、A2、A3，B因素设置因素设置4个水平：个水平：B1、B2、B3、B4，重复，重复3次，主区次，主区作随机区组排列，试进行裂区设计。作随机区组排列，试进行裂区设计。 第二步第二步，将主区因素，将主区因素A的的3个水平个水平A1、A2、A3独立随机地排列在每个区组的独立随机地排列在每个区组的3个主区中。个主区中。 第

48、三步第三步，将各区组的每个主区划分为，将各区组的每个主区划分为4个个副区。副区。 第四步第四步，将副区因素，将副区因素B的的4个水平个水平B1、B2、B3、B4独立随机地排列在每个主区的独立随机地排列在每个主区的4个副区个副区中，即得裂区设计的田间排列。中，即得裂区设计的田间排列。 2 2、设计特点、设计特点 （1） 裂区设计副区因素是主要研究的裂区设计副区因素是主要研究的因素，主区因素是次要研究的因素，副区因素，主区因素是次要研究的因素，副区面积小、主区面积大。面积小、主区面积大。 （2） 裂区设计的各区组先划分为主区，裂区设计的各区组先划分为主区，安排主区因素的各水平（即主处理）安排主区因

49、素的各水平（即主处理） ，再由，再由主区划分副区安排副区因素的各水平主区划分副区安排副区因素的各水平 （即副（即副处理）处理） 。这样对副区来说主区就是一个完全。这样对副区来说主区就是一个完全区组，但对全试验所有处理区组，但对全试验所有处理 （即水平组合）（即水平组合）来说，主区仅是一个不完全区组。来说，主区仅是一个不完全区组。 主处理的重复数等于试验的重复数主处理的重复数等于试验的重复数 ，副，副处理的重复数等于试验的重复数乘主处理数，处理的重复数等于试验的重复数乘主处理数，显然副处理的重复数大于主处理的重复数。显然副处理的重复数大于主处理的重复数。 （3） 在裂区设计中，在主区因素水在裂区

50、设计中，在主区因素水平间和副区因素水平内的主区因素水平间平间和副区因素水平内的主区因素水平间进行比较，其精确度较低；而在副区因素进行比较，其精确度较低；而在副区因素水平间和主区因素水平内的副区因素水平水平间和主区因素水平内的副区因素水平间进行比较，其精确度较高，尤其是副区间进行比较，其精确度较高，尤其是副区因素水平间的比较，比主区因素水平间的因素水平间的比较，比主区因素水平间的比较更为精确。比较更为精确。 （4） 两因素裂区设计有两个误差两因素裂区设计有两个误差（主区误差和副区误差）、三因素再裂区（主区误差和副区误差）、三因素再裂区设计有三个误差（主区误差、副区误差、设计有三个误差（主区误差、