河南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物統(tǒng)計(jì)教研室

1、1第一章緒論2第一節(jié) 試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)及其特點(diǎn)一、試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)發(fā)展及其應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)（Statistics）是一門(mén)研究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的搜集分析和整理的理論和方法的科學(xué)。試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)是統(tǒng)計(jì)學(xué)的一個(gè)部分，它是統(tǒng)計(jì)學(xué)和試驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的。3精算農(nóng)業(yè)動(dòng)物學(xué)人類(lèi)學(xué)考古學(xué)審計(jì)學(xué)晶體學(xué)人口統(tǒng)計(jì)學(xué)牙醫(yī)學(xué)生態(tài)學(xué)經(jīng)濟(jì)計(jì)量學(xué)教育學(xué)選舉預(yù)測(cè)和策劃工程氣象改善金融水產(chǎn)漁業(yè)研究遺傳學(xué)地質(zhì)學(xué)地理學(xué)歷史研究人類(lèi)遺傳學(xué)工業(yè)法律語(yǔ)言學(xué)文學(xué)勞動(dòng)計(jì)劃學(xué)管理科學(xué) 市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)學(xué) 醫(yī)學(xué)診斷 流行病學(xué) 氣象學(xué)軍事科學(xué)核材料安全管理眼科學(xué)制藥學(xué)物理學(xué)政治學(xué)心理學(xué)心理物理學(xué)質(zhì)量控制分類(lèi)學(xué)博采，等等應(yīng)用領(lǐng)域41、英國(guó)的R.Fisher 于1925年出版統(tǒng)計(jì)方法

2、在研究工作中的應(yīng)用，是試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)發(fā)展的第一個(gè)里程碑。一些著名的學(xué)者為試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展和創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)：De Moiver、Laplace和Gauss的正態(tài)分布理論P(yáng)earson的統(tǒng)計(jì)推斷的理論Gosset的t分布理論Glaton的回歸和相關(guān)理論Fisher提出了方差分析、建立了試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三大原則。尤其是1925年 “Statistical Methods for Reasarch Workers”的出版使試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)形成了較為完整的體系。2、田口玄一等在上世紀(jì)40年代創(chuàng)立了適合于 安排多因素試驗(yàn)的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，極大豐富了試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的內(nèi)容。解決了工業(yè)生產(chǎn)中的多因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題。二戰(zhàn)后日本迅速發(fā)展與

3、普及推廣應(yīng)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法有密切的關(guān)系。是試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的第二個(gè)里程碑。3、田口玄一等人1957年又創(chuàng)立了SN比試驗(yàn)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的三次設(shè)計(jì)方法解決了產(chǎn)品或工序的最佳穩(wěn)定性和最佳動(dòng)態(tài)特性問(wèn)題，為試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用開(kāi)辟了更為重要更為廣泛的領(lǐng)域。是試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的第三個(gè)里程碑。試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史5二、本課程的主要內(nèi)容試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)試 驗(yàn) 設(shè) 計(jì)統(tǒng) 計(jì) 分 析方法試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的原理基本原則方案制定試驗(yàn)誤差來(lái)源及控制小區(qū)技術(shù)常用試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法主要是理論分布和抽樣分布資料的搜集和整理數(shù)據(jù)特征數(shù)的計(jì)算（描述統(tǒng)計(jì)）統(tǒng)計(jì)假設(shè)測(cè)驗(yàn)方差分析回歸和相關(guān)分析6試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本作用：1、提供整理和描述數(shù)據(jù)資料的科學(xué)方法；2、提供由樣

4、本推斷總體的方法；3、提供通過(guò)誤差分析以鑒定處理效應(yīng)的科學(xué)方法；4、提供試驗(yàn)設(shè)計(jì)的的一些重要原則。7三、本課程的學(xué)習(xí)方法：能否利用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立進(jìn)行田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析從而得出正確的分析結(jié)果和結(jié)論是衡量的標(biāo)準(zhǔn)。（一）本課程比較難學(xué)，是因?yàn)椋?1、理論比較抽象； 2、分析步驟復(fù)雜，公式多。（二）要學(xué)好這門(mén)課，學(xué)習(xí)中應(yīng)掌握以下幾點(diǎn)： 1、理解基本概念，弄清基本原理和基本公式，理解公式的含 義和應(yīng)用條件，不必深究其數(shù)學(xué)推導(dǎo)； 2 、理論聯(lián)系實(shí)際，注意應(yīng)用； 3、培養(yǎng)科學(xué)的統(tǒng)計(jì)思維方法。8（三）學(xué)習(xí)中的要求： 1、認(rèn)真聽(tīng)課，做好筆記； 2、獨(dú)立完成作業(yè)； 3、認(rèn)真上好實(shí)驗(yàn)課。參考書(shū)： 1、莫

5、惠棟主編農(nóng)業(yè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)； 2、范濂主編農(nóng)業(yè)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法； 3、崔黨群主編生物統(tǒng)計(jì)學(xué)。9常用統(tǒng)計(jì)軟件10第二節(jié) 科學(xué)研究與科學(xué)試驗(yàn)一、農(nóng)業(yè)和生物學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)研究 1、科學(xué)研究：是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然、改造自然、服務(wù)社會(huì)的原動(dòng)力。2、農(nóng)業(yè)和生物學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)究的作用：它推動(dòng)了人們認(rèn)識(shí)生物界的各種規(guī)律，促進(jìn)人們發(fā)掘新的農(nóng)業(yè)技術(shù)和措施，從而不斷提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，改進(jìn)人類(lèi)生存環(huán)境。3、自然科學(xué)的分類(lèi)： 是理論科學(xué) 是實(shí)驗(yàn)科學(xué) 4、農(nóng)業(yè)和生物學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)研究主要是實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)的方法有兩類(lèi)，一類(lèi)是抽樣調(diào)查，另一類(lèi)是科學(xué)試驗(yàn)。11二、科學(xué)研究的基本過(guò)程發(fā)現(xiàn)問(wèn)題提出解決問(wèn)題的可能途徑（認(rèn)識(shí)或假說(shuō)）設(shè)計(jì)并執(zhí)行試驗(yàn)解決問(wèn)題1

6、2第三節(jié) 試驗(yàn)方案一、試驗(yàn)因素與水平1、幾個(gè)基本概念（1）試驗(yàn)方案：是根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康呐c要求所擬定的進(jìn)行比較的一組試驗(yàn)處理的總稱(chēng)。 如：我們研究小麥新品種的產(chǎn)量水平，那么參試的小麥品種就是試驗(yàn)因素；再如，我們研究不同氮肥施用量對(duì)玉米產(chǎn)量的影響，那么，氮肥就是試驗(yàn)因素。（2）試驗(yàn)因素(experimental factor)：指通過(guò)試驗(yàn)研究的對(duì)象，簡(jiǎn)稱(chēng)因素或因子。13如：小麥新品種的產(chǎn)量比較試驗(yàn)中，參加試驗(yàn)的每一個(gè)品種就是一個(gè)水平（從質(zhì)的方面進(jìn)行劃分）；再如：不同氮肥施用量對(duì)玉米產(chǎn)量影響試驗(yàn)中，每一種施氮量就是一個(gè)水平（從量的方面進(jìn)行劃分）。 如：玉米品種比較試驗(yàn)中，參試的每一個(gè)品種為一個(gè)水平，稱(chēng)為

7、一個(gè)處理。玉米密度試驗(yàn)中，可以從量的方面分為3000株/畝，3500株/畝，4000株/畝，4500株/畝和5000株/畝5個(gè)水平，又稱(chēng)5個(gè)處理。 （3）試驗(yàn)水平(level)：試驗(yàn)因素按照質(zhì)或量分成不同的級(jí)別，這些級(jí)別就是水平。（4）試驗(yàn)處理（treatment）：試驗(yàn)中每一個(gè)水平即為一個(gè)處理。142、試驗(yàn)方案的分類(lèi) 按其供試因子數(shù)的多少可以區(qū)分為以下幾類(lèi)： （1）單因素試驗(yàn)（single-factor experiment）： 單因素試驗(yàn)是指整個(gè)試驗(yàn)中只研究一個(gè)因素的試驗(yàn)。例如在品種產(chǎn)量比較試驗(yàn)中，試驗(yàn)?zāi)康闹辉谟诒容^各品種的產(chǎn)量水平，此時(shí)，品種是試驗(yàn)的唯一因素，該試驗(yàn)就是單因素試驗(yàn)。單因素

8、試驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、目的明確，試驗(yàn)結(jié)果易于分析，其局限性在于不能了解幾個(gè)因子的相互關(guān)系。 15（2）多因素試驗(yàn)（multiple-factor or factorial experiment ）： 多因素試驗(yàn)是指在同一試驗(yàn)方案中包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的試驗(yàn)因素，各個(gè)因素都分為不同水平，這種試驗(yàn)稱(chēng)為多因素試驗(yàn)。如：在高產(chǎn)栽培試驗(yàn)中所設(shè)計(jì)的播期播量試驗(yàn)，該試驗(yàn)的目的就在于研究某一品種的最佳播期、最佳播量和最佳的播期播量組合。多因素試驗(yàn)不僅能研究各因素單獨(dú)的效應(yīng)，而且能研究?jī)蓚€(gè)或兩個(gè)以上因素結(jié)合起來(lái)的交互作用。在多因素試驗(yàn)中，各因素都可分為若干不同水平，各因素的不同水平相互搭配起來(lái)，就構(gòu)成了多因素試驗(yàn)的各個(gè)處

9、理組合。 16如甲、乙、丙3個(gè)品種與高、中低3種施肥量的二因素試驗(yàn)中，共有甲高、甲中、甲低、乙高、乙中、乙低、丙高、丙中、丙低9種處理組合，這樣的試驗(yàn)，除了可以明確兩個(gè)試驗(yàn)因素的作用外，還可以找出3個(gè)品種對(duì)各種施肥量是否有不同反應(yīng)，進(jìn)而選出最優(yōu)處理組合。多因素試驗(yàn)?zāi)軌蛉娴卣f(shuō)明問(wèn)題，其效率往往高于單因素試驗(yàn)。但是多因素試驗(yàn)中的高級(jí)的交互作用有時(shí)解釋起來(lái)會(huì)很困難。17（3）綜合性試驗(yàn)（comprehensive experiment） 一個(gè)因素的特定水平與另外一個(gè)因素的特定水平搭起來(lái)形成一些特定的處理組合。各個(gè)因素的各水平不構(gòu)成平衡的處理組合。 也是一種多因素試驗(yàn)，但與上述多因素試驗(yàn)不同。綜合性

10、試驗(yàn)中各水平不構(gòu)成平衡的處理組合，而是將若干因素的某些水平結(jié)合在一起形成少數(shù)幾個(gè)處理組合。 目的在于探討一系列供試因素某些處理組合的綜合作用，綜合性試驗(yàn)是建立在對(duì)若干單個(gè)因素的效應(yīng)或若干個(gè)因素的互作效應(yīng)已有相當(dāng)?shù)牧私?。主要用于綜合技術(shù)研究，試驗(yàn)和結(jié)果分析是把特定處理組合作為單因素處理對(duì)待。18二、試驗(yàn)指標(biāo)與效應(yīng) 1、試驗(yàn)指標(biāo)（experimental indicator）：用于衡量試驗(yàn)效果的指示性狀稱(chēng)試驗(yàn)指標(biāo)。一般田間試驗(yàn)中最主要的常常是產(chǎn)量這個(gè)指標(biāo)一個(gè)試驗(yàn)中可以選用單指標(biāo)，也可以選用多指標(biāo)，這由專(zhuān)業(yè)知識(shí)對(duì)試驗(yàn)的要求確定。在設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí)要合理地選用試驗(yàn)指標(biāo)，同時(shí)對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)要分清主次。 192、試

11、驗(yàn)效應(yīng)（experimental effect） （1）定義：指試驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)所起的增加或減少的作用。 （2）分類(lèi)：簡(jiǎn)單效應(yīng)（simple effect）：指在同一因素內(nèi)兩種水平間試驗(yàn)指標(biāo)的相差屬簡(jiǎn)單效應(yīng)。主要效應(yīng)(main effect) 一個(gè)因素內(nèi)各簡(jiǎn)單效應(yīng)的平均數(shù)稱(chēng)平均效應(yīng)（average effect），亦稱(chēng)主要效應(yīng)，簡(jiǎn)稱(chēng)主效。互作效應(yīng)（interaction effect）：指兩個(gè)因素簡(jiǎn)單效應(yīng)間的平均差異。它反映一個(gè)因素的各水平在另一因素的不同水平中反應(yīng)不一致的現(xiàn)象。20水平N1N2平均N2-N1P1P2101816281323610平均P2-P114822121084，4/2=2N的主要效應(yīng)P的主要效應(yīng)N與P交 互效應(yīng)P1條件下N簡(jiǎn)單效應(yīng)，其余類(lèi)推21 因素間的交互作用只有在多因素試驗(yàn)中才能反映出來(lái)。互作顯著與否關(guān)系到主效的實(shí)用性。若交互作用不顯著，則各因素的效應(yīng)可以累加，主效就代表了各個(gè)簡(jiǎn)單效應(yīng)。在正互作時(shí)，從各因素的最佳水平推論最優(yōu)組合，估計(jì)值要偏低些，但仍有應(yīng)用價(jià)值。