田間試驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施

田間試驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施第1頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)田間試驗(yàn)的特點(diǎn)和要求■存在試驗(yàn)誤差;一.田間試驗(yàn)的特點(diǎn)試驗(yàn)的復(fù)雜性;試驗(yàn)的地區(qū)性;■試驗(yàn)的周期長(zhǎng)，具有季節(jié)性;第2頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

■試驗(yàn)的目的要明確■試驗(yàn)要有代表性■試驗(yàn)的結(jié)果要正確■試驗(yàn)結(jié)果要能夠重復(fù)二、田間試驗(yàn)的基本要求第3頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)田間試驗(yàn)的誤差與土壤差異一、田間試驗(yàn)的誤差1、田間試驗(yàn)的誤差來源試驗(yàn)材料固有的差異試驗(yàn)實(shí)施的不一致性外界條件的差異第4頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月選擇同質(zhì)的試驗(yàn)材料；2、控制田間試驗(yàn)誤差的途徑控制引起差異的外界主要因素；改進(jìn)操作和管理技術(shù)，使之標(biāo)準(zhǔn)化；第5頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月引起誤差的外界因素中，土壤差異是最主要的又是較難控制的。如能控制土壤差異、減少土壤差異對(duì)處理的影響，就可以有效地降低誤差，增加試驗(yàn)的精確度。

第6頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月二、試驗(yàn)地的土壤差異

1.土壤差異的表現(xiàn)斑塊差異2.土壤差異的估測(cè)空白試驗(yàn)梯度差異目測(cè)第7頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)應(yīng)用良好的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析方法。目前在控制土壤差異上，采取的措施有：(1)選擇合適的試驗(yàn)地；(2)采用適當(dāng)?shù)男^(qū)技術(shù)；第8頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月三、試驗(yàn)地的選擇與培養(yǎng)有代表性；土壤質(zhì)地均勻，肥力一致；有土地利用的歷史記錄；地勢(shì)平整；位置適當(dāng)；進(jìn)行空白試驗(yàn)；采用輪換制；第9頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)、田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則指整個(gè)試驗(yàn)研究課題的設(shè)計(jì)，包括確定試驗(yàn)處理的方案，小區(qū)技術(shù)，以及其相應(yīng)的資料收集整理和統(tǒng)計(jì)分析的方法等。專指小區(qū)技術(shù)，特別是重復(fù)區(qū)和試驗(yàn)小區(qū)的排列方法。有效控制土壤差異，降低試驗(yàn)誤差田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)第10頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

一、重復(fù)估計(jì)試驗(yàn)誤差降低試驗(yàn)誤差田間試驗(yàn)的重復(fù)次數(shù)是指試驗(yàn)中同一個(gè)處理所種植的小區(qū)數(shù)。重復(fù)的作用：第11頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月二、隨機(jī)排列指一個(gè)區(qū)組中每一個(gè)處理都有同等的機(jī)會(huì)設(shè)置在任何一個(gè)試驗(yàn)小區(qū)上，即重復(fù)中的某一個(gè)處理究竟安排在哪一個(gè)小區(qū)，不要有主觀成見，完全由隨機(jī)的方法確定。隨機(jī)的作用獲得無偏的試驗(yàn)誤差估計(jì)值第12頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月三、局部控制

局部控制就是將整個(gè)試驗(yàn)環(huán)境劃分成若干個(gè)肥力相對(duì)一致的小環(huán)境，再在小環(huán)境內(nèi)設(shè)置成套處理。分范圍分地段控制非處理因素，使其對(duì)個(gè)處理的影響趨于最大程度的一致。第13頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月每一區(qū)組再按試驗(yàn)處理數(shù)目劃分小區(qū)，一個(gè)小區(qū)隨機(jī)安排一個(gè)處理。將整個(gè)試驗(yàn)環(huán)境分成若干個(gè)最為一致的小環(huán)境，稱為區(qū)組。實(shí)施：第14頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月土壤肥力梯度方向肥瘦區(qū)組1區(qū)組2區(qū)組3第15頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月重復(fù)隨機(jī)排列局部控制無偏估計(jì)誤差有效降低誤差第16頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)控制土壤差異的小區(qū)技術(shù)一、試驗(yàn)小區(qū)的面積在田間試驗(yàn)中，安排一個(gè)處理的小塊地段稱為試驗(yàn)小區(qū)。第17頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月二、小區(qū)的形狀和方向小區(qū)的方向?qū)Ｖ搁L(zhǎng)方形小區(qū)而言，指長(zhǎng)方形小區(qū)長(zhǎng)邊的方向。小區(qū)的形狀有長(zhǎng)方形和正方形兩種；第18頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月三、重復(fù)次數(shù)100806040200020406080100120重復(fù)次數(shù)平均數(shù)的誤差

試驗(yàn)設(shè)置重復(fù)次數(shù)越多，試驗(yàn)誤差越小。但在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，并非重復(fù)越多越好。第19頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月四、對(duì)照區(qū)的設(shè)置作為試驗(yàn)中處理間比較標(biāo)準(zhǔn)稱做對(duì)照。設(shè)置對(duì)照的目的：在田間對(duì)各處理進(jìn)行比較時(shí)，有利于作為衡量品種或處理優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)；利用對(duì)照區(qū)估計(jì)和矯正試驗(yàn)地的土壤差異；第20頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月五、保護(hù)行的設(shè)置試驗(yàn)地和試驗(yàn)小區(qū)四周種植的不計(jì)產(chǎn)區(qū)域稱為保護(hù)行。保護(hù)行的作用：保護(hù)試驗(yàn)材料不受外來因素的損害；防止靠近試驗(yàn)田四周的小區(qū)受到空曠地的特殊環(huán)境的影響，即減少邊際效應(yīng)；第21頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月六、重復(fù)區(qū)(區(qū)組)與試驗(yàn)小區(qū)的排列

將全部處理排列于土壤肥力相對(duì)一致的一個(gè)區(qū)域內(nèi)，是控制土壤差異最簡(jiǎn)單而有效的方法之一，這個(gè)區(qū)域就稱作重復(fù)區(qū)（區(qū)組）。

重復(fù)區(qū)可排成一排，也可排成兩排或多排

第22頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月同一重復(fù)或區(qū)組內(nèi)的土壤肥力應(yīng)盡可能一致，試驗(yàn)地的土壤差異盡可能排列在重復(fù)區(qū)之間。區(qū)組間的差異大，并不增大試驗(yàn)誤差；而區(qū)組內(nèi)的差異小，卻能有效的減少誤差，因而可提高試驗(yàn)的精確度。第23頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月小區(qū)在各重復(fù)內(nèi)的排列方式有：隨機(jī)排列

小區(qū)在各重復(fù)內(nèi)的位置完全隨機(jī)決定；順序排列小區(qū)在各重復(fù)內(nèi)按照同一次序排列；第24頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月ABCDDCBAACDBBDACⅠⅡⅠⅡ第25頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)常用的田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)一、順序排列的試驗(yàn)設(shè)計(jì)法1.對(duì)比設(shè)計(jì)每隔2個(gè)供試處理設(shè)一個(gè)對(duì)照區(qū)，使每一個(gè)小區(qū)與其相鄰的對(duì)照直接比較。第26頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月5ck43ck21ckck12ck34ck51ck23ck45ckⅠⅡⅢ第27頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月2.間比設(shè)計(jì)在一條地上，排列的第一個(gè)小區(qū)和最末尾的小區(qū)一定時(shí)對(duì)照區(qū)，每?jī)蓚€(gè)對(duì)照區(qū)之間排列相同數(shù)目的處理小區(qū)。第28頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月ck1234ck5678ckck8765ck4321ckck1234ck5678ckⅠⅡⅢ8個(gè)處理3次重復(fù)的間比設(shè)計(jì)（方案1）第29頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月ck1234ck5678ck1234ckck8765ck4321ck8765ckⅠⅡⅢ8個(gè)處理3次重復(fù)的間比設(shè)計(jì)（方案2）第30頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月二、隨機(jī)排列的試驗(yàn)設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)多因素試驗(yàn)多因素試驗(yàn)完全隨機(jī)隨機(jī)區(qū)組拉丁方設(shè)計(jì)裂區(qū)設(shè)計(jì)第31頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月【例如】假定有A、B、C、D四個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，則田間排列為：ABCDACCBDBDA（一）完全隨機(jī)設(shè)計(jì)第32頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月盆載試驗(yàn)、溫室試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)。將各個(gè)處理隨機(jī)分配到各個(gè)試驗(yàn)單元(或小區(qū))中，每一處理的重復(fù)數(shù)可以相等或不相等，這種設(shè)計(jì)稱做完全隨機(jī)設(shè)計(jì)。重復(fù)和隨機(jī)第33頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)按照局部控制的原則，將整個(gè)試驗(yàn)地分成與重復(fù)數(shù)相等的區(qū)組，然后把每一個(gè)區(qū)組劃分成與處理數(shù)相等的小區(qū)。第34頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)施步驟：1.劃分區(qū)組

區(qū)組數(shù)＝重復(fù)數(shù)；

區(qū)組的走向與土壤肥力梯度相垂直；區(qū)組內(nèi)的差異盡可能的小，區(qū)組間的差異盡可能的大。第35頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月小區(qū)的長(zhǎng)邊與土壤肥力梯度平行；3.處理的設(shè)置區(qū)組內(nèi)每一個(gè)小區(qū)隨機(jī)安排一個(gè)處理，各區(qū)組內(nèi)的隨機(jī)獨(dú)立進(jìn)行；4.區(qū)組的設(shè)置不同的區(qū)組可以設(shè)置在不同的地段上，而同一區(qū)組內(nèi)的各個(gè)小區(qū)必須設(shè)置在同一地段上。2.小區(qū)的劃分小區(qū)數(shù)＝處理數(shù)；第36頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月【例如】假定有A、B、C、D、E五個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，采用隨機(jī)完全區(qū)組設(shè)計(jì)，則田間排列為：肥瘦ⅠⅡⅢABCDECBAEDECDAB第37頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)：①單因素、多因素試驗(yàn)都可應(yīng)用②符合試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三條基本原則，能提供無偏的誤差估計(jì)，并能有效地減少單向土壤肥力差異的影響，提高試驗(yàn)的精確度。第38頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月④容易分析，如果由于某種偶然事故而損失某一處理或某一區(qū)組時(shí)，可以將該試驗(yàn)看成本來就沒有這個(gè)處理或區(qū)組，仍可進(jìn)行分析。③對(duì)試驗(yàn)地的地形要求不嚴(yán)，平地或山地均可采用，必要時(shí)不同區(qū)組可分散設(shè)置在不同地段上。第39頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的主要缺點(diǎn)：②只能控制一個(gè)方向的土壤差異。①不允許處理數(shù)太多，如果處理數(shù)目過大，區(qū)組內(nèi)的環(huán)境變異就會(huì)增加，于是區(qū)組就會(huì)喪失局部控制的功能，使誤差增大。第40頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）拉丁方設(shè)計(jì)從行和列兩個(gè)方向上排列成區(qū)組或重復(fù)，而每一處理在每一行或列都只占有一個(gè)小區(qū)，處理在各區(qū)組的排列是隨機(jī)的。第41頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月CDAEBECDBABAECDABCDEDEBAC→→→→→↓↓↓↓↓行區(qū)組列區(qū)組5X5拉丁方第42頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月拉丁方設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：處理數(shù)=重復(fù)數(shù)=行區(qū)組數(shù)=列區(qū)組數(shù)；精確度高；第43頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月拉丁方設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)：缺乏伸縮性處理數(shù)=重復(fù)數(shù)；缺乏隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的靈活性這種試驗(yàn)設(shè)計(jì)，不能將一行或一列分開設(shè)置；中部小區(qū)往往不易接近，觀察記載和田間管理都不方便。第44頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月①選擇標(biāo)準(zhǔn)方ABCDBCDACDABDABC【例如】設(shè)某一試驗(yàn)，有4個(gè)處理，分別以1、

2、3、4表示，試做拉丁方設(shè)計(jì)。Ⅰ第45頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月②列隨機(jī)用隨機(jī)的方法得到隨機(jī)數(shù)字2、4、1、3，按隨機(jī)數(shù)字的順序把標(biāo)準(zhǔn)方的列做相應(yīng)的調(diào)整。ABCDBCDACDABDABCBDACCABDDBCAACDBⅠⅡ第46頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月③行隨機(jī)用隨機(jī)的方法得到隨機(jī)數(shù)字3、2、4、1，把列隨機(jī)得到的拉丁方Ⅱ

，按隨機(jī)數(shù)字進(jìn)行的調(diào)整，得到拉丁方Ⅲ.DBCACABDACDBBDACBDACCABDDBCAACDBⅢⅡ第47頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月④處理隨機(jī)若得隨機(jī)數(shù)字為4、3、1、2，表示A=4,B=3,C=1,D=2.將4個(gè)處理代入，得到拉丁方Ⅳ。2314143241233241DBCACABDACDBBDACⅣⅢ第48頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）裂區(qū)設(shè)計(jì)先按第一個(gè)因素設(shè)置各個(gè)處理（主處理）的小區(qū)；然后在這主處理的小區(qū)內(nèi)引進(jìn)第二個(gè)因素的各個(gè)處理（副處理），就是主處理的小區(qū)內(nèi)分設(shè)與副處理數(shù)目相等的更小的小區(qū)。第49頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月【例如】主因素A有A1、A2、A3三個(gè)水平;副因素B有B1、B2兩個(gè)水平;4次重復(fù),裂區(qū)設(shè)計(jì).主處理所分的小區(qū)稱為主區(qū)（整區(qū)），主區(qū)內(nèi)個(gè)副處理所分的小區(qū)稱為副區(qū)（裂區(qū)）。第50頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月A1A2A3A2A1A3A3A2A1A2A1A3

B1B2B2B1B1B2B1B2B2B1B1B2B1B2B1B2B2B1B2B1B2B1B2B1第51頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月A1B3A1B2A3B1A3B2A2B4A2B3A1B1A1B4A3B3A3B4A2