第01章-田間試驗(yàn)概述

第一章田間試驗(yàn)概述單位黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院主要內(nèi)容田間試驗(yàn)的任務(wù)和要求1試驗(yàn)方案的制訂2試驗(yàn)誤差及其控制3試驗(yàn)地的土壤差異與小區(qū)技術(shù)4常用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)5試驗(yàn)的實(shí)施6第一節(jié)田間試驗(yàn)的任務(wù)和要求田間試驗(yàn)的特點(diǎn)：

(1)田間試驗(yàn)研究對(duì)象和材料是生物體本身；

(2)田間試驗(yàn)是在開放的自然條件下進(jìn)行的。一、田間試驗(yàn)的任務(wù)和來源田間試驗(yàn)：在大田條件下進(jìn)行的試驗(yàn)。農(nóng)業(yè)科學(xué)試驗(yàn)：

溫室（苗期）；實(shí)驗(yàn)室（盆栽、人工氣候箱）；田間試驗(yàn)（主要形式）田間試驗(yàn)的任務(wù)：

在大田條件下評(píng)價(jià)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新技術(shù)、新產(chǎn)品和新品種的實(shí)際效果，解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要解決的問題。田間試驗(yàn)任務(wù)的來源：（1）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)或提出了新問題，需要通過田間試驗(yàn)進(jìn)行解決。如優(yōu)質(zhì)米生產(chǎn)中的倒伏問題（2）有關(guān)作物生長發(fā)育和遺傳基礎(chǔ)以及作物與環(huán)境之間相互關(guān)系等的研究。如質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀（3）受其他地區(qū)或單位委托進(jìn)行的研究。如品種審定（4）根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，各級(jí)農(nóng)業(yè)行政部門或科研主管部門經(jīng)常會(huì)下達(dá)一些田間試驗(yàn)項(xiàng)目。如品種審定二、田間試驗(yàn)的基本要求1.試驗(yàn)?zāi)康囊鞔_（1）當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科研中急需解決的理論或?qū)嶋H問題，適當(dāng)照顧將來（2）試驗(yàn)的目的具體現(xiàn)實(shí)，在現(xiàn)有條件下能夠完成。（3）對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用前景要有初步的估計(jì)。二、田間試驗(yàn)的基本要求(2)試驗(yàn)條件要有代表性田間試驗(yàn)的條件應(yīng)能代表試驗(yàn)結(jié)果預(yù)期推廣地區(qū)自然條件（地勢、土壤和氣候等）生產(chǎn)條件（種植制度、施肥水平和水利條件等）。二、田間試驗(yàn)的基本要求(3)試驗(yàn)結(jié)果要可靠性準(zhǔn)確性：試驗(yàn)結(jié)果的觀察值與其理論真值接近的程度。精確度：試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)觀察值彼此接近的程度。(4)試驗(yàn)結(jié)果要能夠重演重演性指在相似條件下重復(fù)進(jìn)行同一試驗(yàn)應(yīng)能獲得相似的結(jié)果。（５８年浮夸風(fēng)：畝產(chǎn)萬斤水稻）三、田間試驗(yàn)的種類按試驗(yàn)項(xiàng)目的性質(zhì)分類按試驗(yàn)因素多少分類按試驗(yàn)設(shè)計(jì)類型分類按試驗(yàn)小區(qū)面積分類按試驗(yàn)地點(diǎn)數(shù)分類按試驗(yàn)?zāi)攴輸?shù)分類第二節(jié)試驗(yàn)方案的制訂試驗(yàn)方案:根據(jù)試驗(yàn)的目的和要求所擬訂的一組試驗(yàn)處理或處理組合的總稱。有時(shí)試驗(yàn)方案也指整個(gè)試驗(yàn)計(jì)劃，包括試驗(yàn)?zāi)康暮鸵罁?jù)、供試試驗(yàn)材料、試驗(yàn)處理、小區(qū)設(shè)置、種植方法、田間管理、觀察記載項(xiàng)目、收獲考種、試驗(yàn)結(jié)果分析方法等。一、試驗(yàn)因素及其水平在田間試驗(yàn)中有各種各樣的因素影響試驗(yàn)結(jié)果，有些因素是試驗(yàn)的條件稱為條件因素；

氣候條件和土壤肥力等在試驗(yàn)中對(duì)其進(jìn)行研究的因素稱為試驗(yàn)因素。一、試驗(yàn)因素及其水平水平：同一因素中質(zhì)的不同的狀態(tài)或量的不同級(jí)別稱為水平。施肥量5kg10kg15kg（數(shù)量）品種墾粳1號(hào)空育131合江19（質(zhì)量）5kg(A1)10kg(A2)15kg(A3)墾粳1號(hào)(B1)A1B1A2B1A3B1空育131(B2)A1B2A2B2A3B2合江19(B3)A1B3A2B3A3B3水平定性水平定量水平具有質(zhì)的區(qū)別，如不同品種，果實(shí)顏色等稱為質(zhì)量水平等間距如小麥田噴施N肥，分0、5、10g/小區(qū)三個(gè)水平不等間距如玉米田噴施2甲4氯，分0、10、20、40、80g/小區(qū)五個(gè)水平等稱為數(shù)量水平一、試驗(yàn)因素及其水平處理：是各種試驗(yàn)材料或方法的通稱。施肥量5kg10kg15kg（數(shù)量）品種墾粳1號(hào)空育131合江19（質(zhì)量）5kg(A1)10kg(A2)15kg(A3)墾粳1號(hào)(B1)A1B1A2B1A3B1空育131(B2)A1B2A2B2A3B2合江19(B3)A1B3A2B3A3B3二、試驗(yàn)指標(biāo)與效應(yīng)1、試驗(yàn)指標(biāo)：用于衡量試驗(yàn)效果的指示性狀稱試驗(yàn)指標(biāo)。或者把它叫做觀察項(xiàng)目。

它是一種判據(jù)。例如可以把株高作為判斷灌水有無促進(jìn)植物生長的依據(jù)，那么株高就是反映灌水作用的指標(biāo)。試驗(yàn)觀察指標(biāo)必須選得準(zhǔn)，因?yàn)樗P(guān)系到試驗(yàn)結(jié)果能否回答所研究的問題。通常同一試驗(yàn)需要調(diào)查多個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)。2、試驗(yàn)效應(yīng)：試驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)所起的增加或減少的作用稱為效應(yīng)。簡單效應(yīng)：同一因素內(nèi)兩種水平間試驗(yàn)指標(biāo)的相差屬簡單效應(yīng)。主要效應(yīng)：一個(gè)因素內(nèi)各簡單效應(yīng)的平均數(shù)?；プ餍?yīng)：兩個(gè)因素簡單效應(yīng)間的平均差異。因素NP水平N1N2平均N2-N1P11016136P218282310平均14228P2-P181210222實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用以解釋各種效應(yīng)N1水平下P2和P1間的簡單效應(yīng)N2水平下P2和P1間的簡單效應(yīng)P的主效應(yīng)互作效應(yīng)（12-8）/2=2（10-6）/2=2P2P1N1N2P2P1N1N2P2P1N1N2P2P1N1N2（8-8）/2=0或（6-6）/2=0無互作（12-8）/2=2或（10-6）/2=2（4-8）/2=-2（-2-8）/2=-5負(fù)互作正互作負(fù)互作三、試驗(yàn)方案的擬定1.了解以往研究進(jìn)展，使方案確切有效。2.根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康膩頉Q定供試因素和水平

（１）選用的因素和水平數(shù)也不宜太多。（２）各因素水平間的差異要適當(dāng)。例如：施肥2、4、6、8、10差異過小。三、試驗(yàn)方案的擬定3.試驗(yàn)方案中應(yīng)包括對(duì)照對(duì)照（CK）：是試驗(yàn)中作為各處理共同的優(yōu)劣比較標(biāo)準(zhǔn)的處理。品種比較試驗(yàn)一般以當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的主栽品種為對(duì)照施肥和農(nóng)藥試驗(yàn)，如果試驗(yàn)的目的在于明確施肥或用藥是否有效，應(yīng)以不施肥或不用藥為對(duì)照，這種對(duì)照也叫零處理或空白處理。如試驗(yàn)的目的在于確定更有效的施肥量或用藥量，則應(yīng)以當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)仄胀ㄉa(chǎn)田的施肥量或用藥量為對(duì)照，這種對(duì)照也叫標(biāo)準(zhǔn)處理或常規(guī)處理。三、試驗(yàn)方案的擬定

4.試驗(yàn)處理之間要遵循唯一差異原則

*百米賽，運(yùn)動(dòng)員是唯一差。*葉面噴施某種液體肥料唯一差異原則：指在試驗(yàn)中進(jìn)行比較的各個(gè)處理，其間的差別僅在于不同的試驗(yàn)因素或不同的水平，其余所有的條件都應(yīng)完全一致。根據(jù)交互作用的概念，在一種條件下某試驗(yàn)因子的最優(yōu)水平，換了一種條件，便不可能再是最優(yōu)水平。例如：若幾個(gè)品種試驗(yàn)用同一常規(guī)密度比較，則喜密品種就表現(xiàn)不出高產(chǎn)優(yōu)勢，即試驗(yàn)條件限制了喜密的增產(chǎn)潛力。四、正確處理試驗(yàn)因素和試驗(yàn)條件的交互作用第三節(jié)試驗(yàn)誤差及其控制一、試驗(yàn)誤差的概念觀察值(observation):將每次所取樣品測定的結(jié)果稱為一個(gè)觀察值，記為xi。

例如：測定水稻農(nóng)豐08-47的株高，得到以下數(shù)值(單位：cm)：

90、91.5、93、89、90.8

其中的每一個(gè)數(shù)值就是一個(gè)觀察值。如果沒有誤差，上述觀察值就不會(huì)出現(xiàn)差異，并始終保持一個(gè)恒定的值，這個(gè)值稱為理論值或真值，以μ表示。由于誤差是客觀存在的，所以：觀察值＝真值＋誤差用代數(shù)式表示為：yi

＝μ＋εi

式中εi代表誤差，故：εi

＝y(tǒng)i

－μ

誤差:觀察值與真值之間的差異。試驗(yàn)誤差：試驗(yàn)過程中，由非處理因素的偶然干擾和影響而造成的試驗(yàn)結(jié)果與真值的偏差。試驗(yàn)誤差的分類：1.系統(tǒng)誤差(systematicerror)：由于處理因素以外，其它條件明顯有規(guī)律、有方向的不一致造成的定向性偏差。影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。2.隨機(jī)誤差(randomerror)，或叫偶然誤差：有那些難以預(yù)測和控制的偶然因素造成的無規(guī)律、偶然的偏差。偶然誤差是無法消除的。偶然誤差使數(shù)據(jù)相互分散，影響了數(shù)據(jù)的精確性。準(zhǔn)確性：試驗(yàn)結(jié)果的觀察值與理論值之間的符合程度。精確性：試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)觀察值彼此接近的程度。系統(tǒng)誤差使數(shù)據(jù)偏離了其理論值，影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。偶然誤差使數(shù)據(jù)相互分散，影響了數(shù)據(jù)的精確性。下面用例子說明誤差與準(zhǔn)確性和精確性之間的關(guān)系：二、試驗(yàn)誤差的來源系統(tǒng)誤差

來源于各種研究領(lǐng)域中，可能產(chǎn)生的、有一定原因的系統(tǒng)偏差。隨機(jī)誤差

來源于試驗(yàn)過程中各種偶然因素的影響，試驗(yàn)的環(huán)節(jié)愈多，時(shí)間愈長，隨機(jī)誤差發(fā)生的可能性及波動(dòng)性便愈大。取100個(gè)30g大豆種子的樣品測定蛋白質(zhì)含量。第一層次的誤差：來源于抽樣引起的誤差。第二層次的誤差：從30g種子中取2g進(jìn)行分析，要求測定兩次，兩次測定結(jié)果若相差太大還需進(jìn)行第三次測定?？梢姷诙哟蔚恼`差來源于測定過程的誤差。30g30g30g2g2g2g測定2次一、田間試驗(yàn)的誤差田間試驗(yàn)的誤差來源(1)試驗(yàn)小區(qū)條件不一致。

高大建筑物、樹木、道路、風(fēng)口等(2)試驗(yàn)材料不一致。

種子、秧苗等(3)栽培管理操作技術(shù)不一致

播種、采樣、噴藥、施肥等

(4)偶然因素的影響冰雹、旋風(fēng)、人畜、病蟲等控制田間試驗(yàn)誤差的途徑

(1)選擇同質(zhì)一致的試驗(yàn)材料

(2)改進(jìn)操作管理制度，使之標(biāo)準(zhǔn)化

(3)精心選擇試驗(yàn)地

(4)采用合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)第四節(jié)試驗(yàn)地的土壤差異和小區(qū)技術(shù)試驗(yàn)地的土壤差異來源:（1）土壤發(fā)生過程中造成的土壤肥力差異；（2）土地利用不同造成的土壤肥力差異。如種植不同作物，以及在耕作、栽培、施肥等農(nóng)業(yè)技術(shù)上的不一致等。

特點(diǎn):土壤差異是普遍存在的、具有持久性、是田間差異最主要來源。一、試驗(yàn)地的土壤差異及選擇圖2.1土壤肥力變異圖土壤差異通常有兩種表現(xiàn)形式：

梯度式：肥力高低變化較有規(guī)則，即肥力從大田的一邊到另一邊逐漸改變，這是較為普通的肥力梯度形式；斑塊式：田間有較為明顯的肥力差異的斑塊，面積可大可小，分布亦無一定的規(guī)則。最簡單的方法是目測法，即根據(jù)前茬作物生長的一致情況加以評(píng)定。更精細(xì)地測定土壤肥力差異，可采用空白試驗(yàn)或均一性試驗(yàn)。

空白試驗(yàn)(blanktest)即在整個(gè)試驗(yàn)地上種植單一品種的作物，這種作物以植株較小而適于條播的谷類作物為好。在整個(gè)作物生長過程中，從整地到收獲，采用一致的栽培和管理措施，并對(duì)作物生長情況作仔細(xì)觀察，遇有特殊情況如嚴(yán)重缺株、病蟲害等，應(yīng)注明地段、行數(shù)以作為將來分析時(shí)的參考。收獲時(shí)，將整個(gè)試驗(yàn)地劃分為面積相同的大量單位小區(qū)，依次編號(hào)，分開收獲，得到產(chǎn)量數(shù)據(jù)。根據(jù)各單位小區(qū)的數(shù)據(jù)，可以畫成產(chǎn)量連續(xù)面積圖或等肥線圖(圖2.1）。土壤差異的測定方法：二、試驗(yàn)地的土壤差異試驗(yàn)地選擇和培養(yǎng)：(1)試驗(yàn)地的土壤肥力要比較均勻一致。(2)選擇的田塊要有土地利用的歷史記錄。(3)試驗(yàn)地最好選平地，在不得已的情況下，可采用同一方向傾斜的緩坡地，但都應(yīng)該是平整的。(4)試驗(yàn)地的位置要適當(dāng)。(5)對(duì)擬選作試驗(yàn)用的田塊，特別是在建立固定的試驗(yàn)地時(shí)，除掌握整個(gè)試驗(yàn)地的土壤一般情況及土地利用歷史外，若有可能，最好還要進(jìn)行空白試驗(yàn)。(6)試驗(yàn)地采用輪換制，試驗(yàn)單位至少應(yīng)有二組以上試驗(yàn)地，一組田塊進(jìn)行試驗(yàn)，另一組的田塊則進(jìn)行勻田種植，以備輪換。二、小區(qū)技術(shù)1、試驗(yàn)小區(qū)的面積2、小區(qū)的形狀3、重復(fù)次數(shù)4、對(duì)照區(qū)的設(shè)置5、保護(hù)行的設(shè)置6、重復(fù)區(qū)(或區(qū)組)和小區(qū)的排列1、試驗(yàn)小區(qū)的面積

小區(qū)(plot)----

在田間試驗(yàn)中，安排一個(gè)處理的小塊地段稱試驗(yàn)小區(qū),簡稱小區(qū)(plot)?？梢詮囊韵赂鞣矫婵紤]確定一個(gè)具體試驗(yàn)的小區(qū)面積：

試驗(yàn)種類(2)作物的類別(3)試驗(yàn)地土壤差異的程度與形式(4)育種工作的不同階段(5)試驗(yàn)地面積(6)試驗(yàn)過程中的取樣需要(7)邊際效應(yīng)和生長競爭邊際效應(yīng)：指種植在小區(qū)或試驗(yàn)地邊上的植株因其光照、通風(fēng)和根系吸收范圍等生長條件與中間的植株不同而產(chǎn)生的差異。生長競爭：指不同處理的相鄰小區(qū)之間的影響。2、小區(qū)的形狀小區(qū)的形狀是指小區(qū)長度與寬度的比例。說明：采用狹長小區(qū)能較全面地包括不同肥力的土壤，相應(yīng)減少小區(qū)之間的土壤差異，提高試驗(yàn)的精確度。狹長小區(qū)還有利于田間操作和觀察記載。長方形小區(qū)的長寬比可為(3～10)∶1，甚至可達(dá)20∶1。48:2誤差=7.8％96m212:8誤差=11.5％**正方形小區(qū)比長方形小區(qū)的周長小，受邊際效應(yīng)影響的面積較小。有些試驗(yàn)如農(nóng)藥和灌溉試驗(yàn)等，其處理效應(yīng)往往會(huì)擴(kuò)及到鄰區(qū)，所以采用正方形或接近正方形小區(qū)較好。3、重復(fù)次數(shù)

重復(fù)次數(shù)即每個(gè)試驗(yàn)處理所種植的小區(qū)數(shù)目。**重復(fù)的次數(shù)一般根據(jù)試驗(yàn)精確度的要求、試驗(yàn)地土壤差異、試驗(yàn)地面積等因素來決定，一般3—4。192×1誤差—5.3%16×12誤差—3.1%**從理論上說試驗(yàn)設(shè)置的重復(fù)次數(shù)越多試驗(yàn)誤差越小。4、對(duì)照區(qū)(check，以CK表示)的設(shè)置作為處理比較的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置對(duì)照區(qū)的目的是：

(1)作為衡量品種或處理優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)；

(2)估計(jì)和矯正試驗(yàn)田的土壤差異。通常在一個(gè)試驗(yàn)中只有一個(gè)對(duì)照，有時(shí)為了適應(yīng)某種要求，可同時(shí)用兩個(gè)各具不同特點(diǎn)的處理作對(duì)照。5、保護(hù)行的設(shè)置在試驗(yàn)地周圍設(shè)置保護(hù)行的作用是：

保護(hù)試驗(yàn)材料不受外來因素如人、畜等的踐踏和損害；防止靠近試驗(yàn)田四周的小區(qū)受到空曠地的特殊環(huán)境影響即邊際效應(yīng)，使處理間能有正確的比較。護(hù)行的數(shù)目視作物而定，如禾谷類作物一般至少應(yīng)種植4行以上的保護(hù)行。

6、區(qū)組和小區(qū)的排列

區(qū)組(block)----將全部處理小區(qū)分配于具有相對(duì)同質(zhì)的一塊土地上，這稱為一個(gè)區(qū)組(block)

完全區(qū)組

----一般試驗(yàn)須設(shè)置3～4次重復(fù)，分別安排在3～4個(gè)區(qū)組上，這時(shí)重復(fù)與區(qū)組相等，每一區(qū)組或重復(fù)包含有全套處理，稱為完全區(qū)組。

不完全區(qū)組----少數(shù)情況下，一個(gè)重復(fù)安排在幾個(gè)區(qū)組上，每個(gè)區(qū)組只安排部分處理，稱為不完全區(qū)組。試驗(yàn)區(qū)組的安排應(yīng)遵循局部控制原則，排列方向與的主要肥力梯度一致，使同一組內(nèi)的土壤差異盡可能小一些，而不同區(qū)組之間可以存在較大差異。6、區(qū)組和小區(qū)的排列試驗(yàn)小區(qū)在區(qū)組內(nèi)的排列：順序排列（正向式、逆向式、階梯式）隨機(jī)排列第五節(jié)常用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)——按照試驗(yàn)的目的要求和試驗(yàn)地的具體條件，將各個(gè)處理或處理組合在試驗(yàn)地上作最合理的設(shè)置和排列。一、試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則重復(fù)原則隨機(jī)排列原則局部控制原則重復(fù)(replication)：試驗(yàn)中同一處理種植的小區(qū)數(shù)即為重復(fù)次數(shù)。作用:估計(jì)試驗(yàn)誤差：試驗(yàn)誤差是客觀存在的，但只能由同一處理的幾個(gè)重復(fù)小區(qū)間的差異估得。同一處理有了二次以上重復(fù)，就可以從這些重復(fù)小區(qū)之間的產(chǎn)量(或其它性狀)的差異估計(jì)誤差。降低試驗(yàn)誤差：數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)已證明誤差的大小與重復(fù)次數(shù)的平方根成反比。重復(fù)多，則誤差小，有四次重復(fù)的試驗(yàn)，其誤差將只有二次重復(fù)的同類試驗(yàn)的一半。此外，通過重復(fù)也能更準(zhǔn)確地估計(jì)處理效應(yīng)。重復(fù)隨機(jī)(random)

：在試驗(yàn)中，每一個(gè)處理每一個(gè)重復(fù)都有同等機(jī)會(huì)被安排在某一特定的空間和時(shí)間環(huán)境中，以消除某些處理或重復(fù)可能占有的“優(yōu)勢”或“劣勢”，保證試驗(yàn)條件在空間和時(shí)間上的公平性。作用:估計(jì)試驗(yàn)誤差：隨機(jī)排列可有效排除非試驗(yàn)因素的干擾，從而可正確、無偏的估計(jì)是呀誤差。進(jìn)行隨機(jī)排列的方法:

抽簽法，計(jì)算器(機(jī))產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字法，利用隨機(jī)數(shù)字表(附表1)。隨機(jī)局部控制(localcontrol)：局部控制就是將整個(gè)試驗(yàn)環(huán)境分成若干個(gè)相對(duì)最為一致的小環(huán)境，再在小環(huán)境內(nèi)設(shè)置成套處理，即在田間分范圍分地段地控制土壤差異等非處理因素，使之對(duì)各試驗(yàn)處理小區(qū)的影響達(dá)到最大程度的一致。因?yàn)樵谳^小地段內(nèi)，試驗(yàn)環(huán)境條件容易控制一致。這是降低誤差的重要手段之一。

局部控制重復(fù)

隨機(jī)

局部控制無偏的試驗(yàn)誤差估計(jì)

降低試驗(yàn)誤差

圖2.2田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)三個(gè)基本原則的關(guān)系和作用二、順序排列的試驗(yàn)設(shè)計(jì)順序排列的試驗(yàn)設(shè)計(jì)：著重在使試驗(yàn)實(shí)施比較方便，常用在處理數(shù)量大、精度要求不高、不需作統(tǒng)計(jì)推斷的早期試驗(yàn)或預(yù)備試驗(yàn)。隨機(jī)排列的試驗(yàn)設(shè)計(jì)：

強(qiáng)調(diào)有合理的試驗(yàn)誤差估計(jì)，以便通過試驗(yàn)的表面效應(yīng)與試驗(yàn)誤差相比較后作出推論，常用于對(duì)試驗(yàn)誤差要求較高的試驗(yàn)。(一)對(duì)比法設(shè)計(jì)(contrastdesign)(二)間比法設(shè)計(jì)(intervalcontrastdesign)二、順序排列的試驗(yàn)設(shè)計(jì)用途：這種設(shè)計(jì)常用于少數(shù)處理的比較試驗(yàn)和示范試驗(yàn)方法：每個(gè)處理小區(qū)均與對(duì)照區(qū)相鄰，使每個(gè)處理均可與其相鄰的對(duì)照直接比較，故叫對(duì)比法。對(duì)比法設(shè)計(jì)Ⅰ

ⅡⅢ

1ck23ck45ck67ck81ck23ck45ck67ck88ck76ck54ck32ck1圖2.58個(gè)品種3次重復(fù)逆向式排列對(duì)比法設(shè)計(jì)Ⅰ

ⅡⅢ

1ck23ck45ck67ck85ck67ck81ck23ck47ck81ck23ck45ck6圖2.58個(gè)品種3次重復(fù)對(duì)比排列(階梯式)對(duì)比法設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)：由于相鄰小區(qū)之間土壤肥力的相似性，對(duì)比法設(shè)計(jì)使試驗(yàn)處理與對(duì)照的比較有較高的精確度，并有利于觀察。缺點(diǎn)：對(duì)照區(qū)過多，要占據(jù)三分之一的試驗(yàn)地面積，土地的利用率不高。對(duì)比法設(shè)計(jì)用途：主要用于處理數(shù)較多，精確度要求不太高且采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)有困難的試驗(yàn)，育種前期經(jīng)常采用的方法。方法：在一條地上，排列的第一個(gè)小區(qū)和末尾的小區(qū)一定是對(duì)照(CK)區(qū)，每二對(duì)照區(qū)之間排列相同數(shù)目的處理小區(qū)，通常是4或9個(gè)，重復(fù)2—4次。

間比法設(shè)計(jì)圖2.620個(gè)品種3次重復(fù)的間比法排列，逆向式（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表重復(fù)；1、2、3…代表品種；CK代表對(duì)照）各重復(fù)可排成一排或多排式。排成多排時(shí)，則可采用逆向式。

間比法設(shè)計(jì)圖2.716個(gè)品種3次重復(fù)的間比排列，兩行排3重復(fù)及Ex.CK的設(shè)置（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表重復(fù)；1、2、3…代表品種；CK代表對(duì)照；Ex.CK代表額外對(duì)照）如果一條土地上不能安排整個(gè)重復(fù)的小區(qū)，則可在第二條土地上接下去，但是開始時(shí)仍要種一對(duì)照區(qū)，稱為額外對(duì)照(Ex.CK)。間比法設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡單、操作方便，可按品種的成熟期或株高等排列，以減少植株間的生長競爭。缺點(diǎn)：各處理小區(qū)安排不是隨機(jī)的，估計(jì)的誤差有偏，理論上不能應(yīng)用生物統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行處理間的差異顯著性測驗(yàn)。當(dāng)有明顯的土壤肥力梯度時(shí)處理間的比較將會(huì)發(fā)生系統(tǒng)誤差。間比法設(shè)計(jì)三、隨機(jī)排列的試驗(yàn)設(shè)計(jì)(一)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)(completelyrandomdesign)(二)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)(randomizedblocksdesign)(三)拉丁方設(shè)計(jì)(latinsquaredesign)(四)裂區(qū)設(shè)計(jì)(split-plotdesign)(五)再裂區(qū)設(shè)計(jì)(split-splitplotdesign)(六)條區(qū)設(shè)計(jì)(stripblocksdesign)適用范圍：適用于試驗(yàn)單元比較均勻一致的試驗(yàn)。由于試驗(yàn)沒有進(jìn)行局部控制，所以完全隨機(jī)設(shè)計(jì)常用于土壤肥力均勻一致的田間試驗(yàn)和在實(shí)驗(yàn)室、溫室中進(jìn)行的試驗(yàn)。設(shè)計(jì)方法：完全隨機(jī)設(shè)計(jì)將各處理隨機(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)使每個(gè)試驗(yàn)單元都有機(jī)會(huì)接受任何一種處理。完全隨機(jī)設(shè)計(jì)例：要檢驗(yàn)三種不同的肥料基施效果，各一個(gè)劑量，測定對(duì)水稻株高的效應(yīng)，包括對(duì)照(化肥)在內(nèi)，共4個(gè)處理，若用盆栽試驗(yàn)每盆小麥為一個(gè)單元，每處理用4盆，共16盆。隨機(jī)排列時(shí)將每盆標(biāo)號(hào)1，2，…，16;然后查用隨機(jī)數(shù)字表或抽簽法或計(jì)算機(jī)(器)隨機(jī)數(shù)字發(fā)生法得第一處理為(14，13，9，8)，第二處理為(12，11，6，5)，第三處理為(2，7，1，15)，余下(3，4，10，16)為第四處理。完全隨機(jī)設(shè)計(jì)01020304050607080910111213141516肥料A02肥料B肥料C化肥對(duì)照完全隨機(jī)設(shè)計(jì)111305160103081015060412091407AAAADDDCCCCBBBDB優(yōu)點(diǎn)：這類設(shè)計(jì)分析簡便，能夠獲得無偏的試驗(yàn)誤差估計(jì)。缺點(diǎn)：要求試驗(yàn)的環(huán)境因素相當(dāng)均勻。完全隨機(jī)設(shè)計(jì)適用范圍：單因素、多因素及綜合性試驗(yàn)均可應(yīng)用，處理數(shù)不能太多，一般在10個(gè)左右，不超過20個(gè)。設(shè)計(jì)方法：根據(jù)“局部控制”的原則，將試驗(yàn)地按肥力程度劃分為等于重復(fù)次數(shù)的區(qū)組，一區(qū)組亦即一重復(fù)，區(qū)組內(nèi)各處理都獨(dú)立地隨機(jī)排列。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)圖148個(gè)品種4個(gè)重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組排列隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)圖148個(gè)品種4個(gè)重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組排列隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)圖148個(gè)品種4個(gè)重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組排列隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)圖148個(gè)品種4個(gè)重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組排列隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)圖148個(gè)品種4個(gè)重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組排列隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)71324856圖1516個(gè)品種3個(gè)重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組，小區(qū)布置成兩排隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)進(jìn)行一品種和氮肥二因素試驗(yàn)，品種2水平（A1，A2），氮肥4水平（B1，B2，B3,B4），重復(fù)4次，試進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)。處理號(hào)品種氮肥1A1B12A1B23A1B34A1B45A2B16A2B27A2B38A2B4隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)A1B3A2B2A2B1A1B4A2B4A1B2A1B1A2B3優(yōu)點(diǎn)：（1）設(shè)計(jì)簡單，容易掌握；（2）富于伸縮性，單因素、多因素以及綜合性的試驗(yàn)都可應(yīng)用；（3）能提供無偏的誤差估計(jì)，并有效地減少單向的肥力差異，降低誤差；（4）對(duì)試驗(yàn)地的地形要求不嚴(yán)，必要時(shí)，不同區(qū)組亦可分散設(shè)置在不同地段上。缺點(diǎn)：處理數(shù)不能太多，一般在10個(gè)左右，不超過20個(gè)。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)拉丁方設(shè)計(jì)將處理從縱橫二個(gè)方向排列為區(qū)組(或重復(fù))，使每個(gè)處理在每一列和每一行中出現(xiàn)的次數(shù)相等（通常一次），所以它是比隨機(jī)區(qū)組多一個(gè)方向局部控制的隨機(jī)排列的設(shè)計(jì)。如圖2.10所示為5×5拉丁方。CDAEBECDBABAECDBACDEDEBAC圖2.105×5拉丁方優(yōu)點(diǎn):精確度高缺點(diǎn):缺乏伸縮性

拉丁方設(shè)計(jì)拉丁方設(shè)計(jì)的通常應(yīng)用范圍只限于4—8個(gè)處理。當(dāng)在采用4個(gè)處理的拉丁方設(shè)計(jì)時(shí)，為保證鑒別差異的靈敏度，可采用復(fù)拉丁方設(shè)計(jì)，即用2個(gè)(4×4)拉丁方。第一直行和第一橫行均為順序排列的拉丁方稱標(biāo)準(zhǔn)方。拉丁方甚多，但標(biāo)準(zhǔn)方較少。如3×3只有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方。ABCBCACAB將每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方的橫行和直行進(jìn)行調(diào)換，可以化出許多不同的拉丁方。一般而論，每個(gè)k×k標(biāo)準(zhǔn)方，可化出個(gè)不同的拉丁方。不同處理數(shù)的拉丁方的隨機(jī)略有不同，一般按以下所示步驟進(jìn)行：

(4×4)拉丁方：隨機(jī)取4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方中的一個(gè)，隨機(jī)所有直行及第2、3、4橫行，也可以隨機(jī)所有橫行和直行，再隨機(jī)處理。

(5×5)及更高級(jí)拉丁方：隨機(jī)所有直行、橫行和處理。設(shè)有5個(gè)品種分別以1、2、3、4、5代表，擬用拉丁方排列進(jìn)行比較試驗(yàn)。取上面所列的(5×5)選擇標(biāo)準(zhǔn)方。從隨機(jī)數(shù)字表中，以鉛筆尖任意落于一行，查隨機(jī)數(shù)字，將0和大于5的數(shù)字去掉，得1、4、5、3、2，即為直行的隨機(jī)。再點(diǎn)一行，如得5、1、2、4、3，即為橫行的隨機(jī)。再點(diǎn)一行，得2、5、4、1、3，即為品種隨機(jī)。將(5×5)選擇標(biāo)準(zhǔn)方按上面三個(gè)隨機(jī)步驟，就得到所需的拉丁方排列(圖2.11)。將k個(gè)處理排成一個(gè)k×k拉丁方，使得每一個(gè)處理在每一行或每一列中都只出現(xiàn)一次。每一行及每一列都成為區(qū)組（重復(fù)），行稱為橫行區(qū)組，列稱為縱行區(qū)組。因此拉丁方設(shè)計(jì)有幾個(gè)處理就必須設(shè)置幾次重復(fù)，拉丁方設(shè)計(jì)的處理數(shù)＝重復(fù)數(shù)＝橫行區(qū)組數(shù)＝縱行區(qū)組數(shù)。1、選擇標(biāo)準(zhǔn)方2、按數(shù)字1,4,5,3,2調(diào)整列的順序3、按數(shù)字5,1,2,4,3調(diào)整行的順序IIIIIIIVVIABCDEIIBAECDIIICDAEBIVDEBACVECDBAIIIIIIIVVIIVVIIIIIABCDEEDBCADCEABCEABDBADECIVIIIVIIIVEBADCADECBIIIBCDEAIVDACBEIIICEBAD4、按2=A，5=B，4=C，1=D，3=E排列品種；并將區(qū)組順序標(biāo)記IIVVIIIIIVEBADCIADECBIIBCDEAIVDACBEIIICEBADIIIIIIIVVI35214II21345III54132IV12453V43521優(yōu)點(diǎn)：是從縱橫兩個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行局部控制，且各處理均衡分布在整個(gè)試驗(yàn)區(qū)，可以控制任意方向上的土壤肥力差異，因此試驗(yàn)的精確度高，是各種常用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)中精確度最高的一種。缺點(diǎn)：由于其重復(fù)次數(shù)等于處理數(shù)，因此不適用于處理數(shù)很少或很多的試驗(yàn)。

裂區(qū)設(shè)計(jì)（用于二因素試驗(yàn)）：把兩個(gè)因素分兩次分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。先按單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方法設(shè)計(jì)第一個(gè)因素（主處理），由此形成的小區(qū)稱為主區(qū)；然后將每個(gè)主區(qū)都劃分為與第二個(gè)因素（副處理）的水平數(shù)相等的小區(qū)，在這些小區(qū)中隨機(jī)地排列第二個(gè)因素的各個(gè)水平。這種在主區(qū)里面形成的小區(qū)稱為副區(qū)，裂區(qū)設(shè)計(jì)也因?qū)⒅鲄^(qū)分裂為副區(qū)而得名。裂區(qū)設(shè)計(jì)裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)在一個(gè)因素的各種處理比另一因素的處理可能需要更大的面積時(shí)，為了實(shí)施和管理上的方便而應(yīng)用裂區(qū)設(shè)計(jì)。(2)試驗(yàn)中某一因素的主效比另一因素的主效更為重要，而要求更精確的比較，或二個(gè)因素間的交互作用比其主效是更為重要的研究對(duì)象時(shí)，亦宜采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，將要求更高精確度的因素作為副處理，另一因素作為主處理。(3)根據(jù)以往研究，得知某些因素的效應(yīng)比另一些因素的效應(yīng)更大時(shí)，亦適于采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，將可能表現(xiàn)較大差異的因素作為主處理。通常在下列幾種情況下，應(yīng)用裂區(qū)設(shè)計(jì):裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)下面以品種與施肥量兩個(gè)因素的試驗(yàn)說明裂區(qū)設(shè)計(jì)。有6個(gè)品種，以1、2、3、4、5、6表示，有3種施肥量，以高、中、低表示，重復(fù)3次以哪個(gè)因素作為主處理，哪個(gè)作為副處？？？裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ高低中低中高高中低ⅠⅡⅢ高低中高中低中低高ⅠⅡⅢ152541243653231163246532142634362651142465254135461653高低中低中高高中低

裂區(qū)設(shè)計(jì)若再需引進(jìn)第三個(gè)因素的試驗(yàn)，可以進(jìn)一步做成再裂區(qū)，即在裂區(qū)內(nèi)再劃分為更小單位的小區(qū)，稱為再裂區(qū))，然后將第三個(gè)因素的各個(gè)處理(稱為副副處理），隨機(jī)排列于再裂區(qū)內(nèi)，這種設(shè)計(jì)稱為再裂區(qū)設(shè)計(jì)。舉例說明再裂區(qū)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟

設(shè)有3種肥料用量以A1、A2、A3表示，作為主處理(a=3)，重復(fù)3次即3個(gè)區(qū)組(r=3)；4個(gè)小麥品種以B1、B2、B3、B4表示，作為副處理(b=4)；2種播種密度以C1、C2表示，作為副副處理(c=2)，作再裂區(qū)設(shè)計(jì)。再裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)再裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)先將試驗(yàn)田(地)劃分為等于重復(fù)次數(shù)的區(qū)組，每一區(qū)組劃分為等于主處理數(shù)目的主區(qū)，每一主區(qū)安排一個(gè)主處理。本例，先將試驗(yàn)地劃分為三個(gè)區(qū)組，每一區(qū)組劃分為3個(gè)主區(qū)，每一主區(qū)安排一種肥料用量。(2)每一主區(qū)劃分為等于副處理數(shù)目的裂區(qū)(即副區(qū))，每一裂區(qū)安排一個(gè)副處理。本例，每一主區(qū)劃分為4個(gè)裂區(qū)，每一裂區(qū)安排一個(gè)小麥品種。(3)每裂區(qū)再劃分為等于副副處理數(shù)目的再裂區(qū)，每一再裂區(qū)安排一個(gè)副副處理。本例，每一裂區(qū)再劃分為2個(gè)再裂區(qū)，每一再裂區(qū)安排一種密度。全部處理都用隨機(jī)區(qū)組排列，如圖2.13所示。裂區(qū)設(shè)計(jì)再裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)圖2.13小麥肥料用量（A）、品種（B）和密度（C）的再裂區(qū)設(shè)計(jì)ⅠⅡⅢ再裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)圖2.13小麥肥料用量（A）、品種（B）和密度（C）的再裂區(qū)設(shè)計(jì)ⅠⅡⅢA2A3A1A1A2A3A3A1A2再裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)圖2.13小麥肥料用量（A）、品種（B）和密度（C）的再裂區(qū)設(shè)計(jì)ⅠⅡⅢA2B2A3B3A1B2B4B2B3B3B1B4B1B4B1A1B3A2B2A3B2B2B4B3B4B1B4B1B3B1A3B2A1B4A2B3B1B3B2B3B2B4B4B1B1再裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)ⅠⅡⅢA2B2C1B2C2A3B3C2B3C1A1B2C1B2C2B4C2B4C1B2C1B2C2B3C2B3C1B3C2B3C1B1C2B1C1B4B2B4C1B1C1B1C2B4C1B4C2B1C1B1C2A1B3C1B3C2A2B2C1B2C2A3B2C2B2C1B2C2B2C1B4C2B4C1B3C2B3C1B4C2B4C1B1C2B1C1B4C1B4C2B1C1B1C2B3C1B3C2B1C1B1C2A3B2C2B2C1A1B4C1B4C2A2B3C2B3C1B1C2B1C1B3C2B3C1B2C1B2C2B3C1B3C2B2C1B2C2B4C2B4C1B4C1B4C2B1C2B1C1B1C1B1C2圖2.13小麥肥料用量（A）、品種（B）和密度（C）的再裂區(qū)設(shè)計(jì)再裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)條區(qū)設(shè)計(jì)是裂區(qū)設(shè)計(jì)的一種衍生設(shè)計(jì)，與普通裂區(qū)設(shè)計(jì)的不同之處：兩個(gè)因素不分主次，兩者的各個(gè)水平互為主區(qū)。具體做法：先將每個(gè)區(qū)組劃分為若干個(gè)縱向主區(qū)，安排第一個(gè)因素（A）的各個(gè)水平；然后再將每個(gè)區(qū)組劃分為若干橫向主區(qū)，安排第二個(gè)因素（B）的各個(gè)水平。條區(qū)設(shè)計(jì)假定第一因素(A因素)有4個(gè)處理，第二因素(B因素)有3個(gè)處理，其3個(gè)重復(fù)的條區(qū)設(shè)計(jì)如圖2.14所示。A3A1A4A2A4A3A1A2A1A3A2A4B3B2B3B1B3B1B2B1B2ⅠⅡⅢ圖2.14A因素四個(gè)處理、B因素三個(gè)處理的條區(qū)設(shè)計(jì)ⅠⅡⅢA3A1A4A2A4A3A1A2A1A3A2A4ⅠⅡⅢ特點(diǎn)：是兩個(gè)因素的各個(gè)水平互為主區(qū)，所以兩個(gè)因素均有較大的面積，便于試驗(yàn)操作、田間管理和調(diào)查記載。條區(qū)設(shè)計(jì)對(duì)兩