试验设计与统计分析 第三章 田间试验技术课件

第三章 田间试验技术,1、试验设计（experiment design）： 广义：指整个试验课题的设计。包括试验处理设计、试验方法设计、小区设计、试验结果观察指标设计、抽样方法设计等。,狭义：指试验中所进行的一组处理的安排方法的设计（即小区设计）。,1 田间试验中常用的术语,2、试验因素（因子） (experiment factor) ： 指试验研究的对象，也就是试验中需要考虑的条件。例如：施肥影响农作物的产量，研究肥料对试验结果的影响，那么肥料就是试验因素。又如：生长激素对扦插生根有影响，那么生长激素就是试验因素。,3、水平（level）：指每个试验因素的不同状态，或每个试验因素所采用的不同质和量的具体措施。,4、试验处理（treatment）：,在单因素试验中：指试验因素的不同质和量的具体措施。与试验水平概念相同。 在多因素试验中：指各因素各水平的组合。与水平的概念有一定的差异。,例如：肥料试验中，N、P、K 三种肥料，1、2、3 三种施肥方法的试验，称为两因素，各3个水平，共9个处理组合的试验。,5、重复（replication）: 试验中同一试验处理（水平）种植的小区数。即安排同一试验处理的地块数。,6、试验小区（experiment plot)： 安排一个试验处理（水平）的地块。,7、试验区组（experiment block）： 包含若干个试验小区，环境条件相似的地块。,8、试验指标（experiment indicator）： 指试验中用来判断试验处理效果的性状或标准。,定量指标：指可以用数据描述的指标。 例如：产量、生长量等。 定性指标：指不能用数据描述的性状。 例如：花色、果实的颜色等。,10、互作效应（interaction effect）： 指试验中有两个因素彼此间相互影响对试验结果产生的影响。,因素间的交互效应只有在多因素试验中才能反映出来。,9、主效应 (main effect)： 指试验中单个因素对试验结果产生的影响。,例：施肥试验,B因素的主效应（10+20）215,A因素的主效应（20+30）225,AB因素的互作效应（30-20）2（20-10）2 5,若AB的互作效应值为负数，说明两个因素有相互抑制作用；,若AB的互作效应值为正数，说明两个因素有相互促进作用；,若AB的互作效应值为零，说明两个因素没有影响。,11、唯一差异原则：指试验中，只有试验处理存在差异，其它影响试验结果的因素必须控制在相同或相似的条件下。,12、误差（error）：指试验中试验处理的观察值与试验处理真值的差数。,系统误差（systematic error）：由试验处理以外的试验条件明显不一致产生的误差，又称偏差（bias）。,偶然误差（spontaneous error）：指严格控制试验条件以后仍然不能消除的误差。又称随机误差(random error)。,2 田间试验的误差及其控制,一、田间试验的误差来源,1. 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起的差异； 3. 环境条件的差异；,4. 观察取样、记载人为产生的误差； 5. 病虫害、人畜危害等因素的影响。,二、田间试验误差的控制途径,1. 选择同质一致的试验材料； 2. 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环境因素；,田间试验引起误差的主要外界环境因素是土壤差异。,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地； (2) 采用适当的小区技术； (3) 应用正确的试验设计和相应的统计分析。,4. 防治病虫为害，尽量减少人畜为害。,5. 用相同的标准对试验结果进行观察和测量,3 田间试验技术,、田间试验的种类,1. 以试验因素分： 1）单因素试验（single-factor experiment）： 指在一个试验中只研究某一个因素若干个处理（水平）的效应。,特点：试验设计、统计分析简单，研究目的明确。所得信息量较少， 不能了解几个因素间的相互关系对试验结果的影响 。,2）多因素试验（multiple-factor experiment）： 在一个试验中同时安排两个或两个以上因素的试验。,特点：试验结果不仅获得每个因素的效应，同时也能获得因素间相互影响的程度，所得到的结果更正确，信息量也较大；但是试验设计比较复杂，田间试验的安排比较繁琐，统计分析也比较复杂。,1）单点试验：（single-local experiment）： 试验只在一个地点进行。 2）多点试验：（multiple-local experiment）： 同一试验在不同地点同时进行。,2、依试验地点分：,二、试验因素和处理（水平）数的确定,试验因素是根据试验目的来提出的，那么根据试验目的来确定试验因素的类型及多少。同时也要考虑试验的条件、人力、财力、技术水平。,1、试验因素的确定：,2、试验处理（水平）数的确定,1）处理数的多少依据试验的实际和别人的经验确定。,2）各处理间的效应要有明显的差异 3）各处理间的间距尽量相等,三、小区设计,1. 小区大小,1）试验中研究因素的性质和要求,栽培试验的小区一般大于品种试验的小区。一般施肥试验、生产性试验、新技术试验、耕作方法研究性试验等小区面积一般要求要大一些。,2）试验材料和植物生长发育状况,灌木、株型矮小的树种，小区的面积相对较小，而大乔木、株型高大的树木，小区的面积相对较大一些。苗圃试验小区相对比造林试验小区要小一些。,3）试验地的土壤状况,土壤条件差异大，小区面积相对较大；反之小区的面积相对较小。,4）重复次数,重复次数多，小区面积可以小一点，反之，小区面积要求要大一些,5）劳动力、试验规模、试验地的面积、试验材料的多少,总之，试验小区面积的大小要满足试验精度的要求，小区面积大，试验的精度就高一些。一般要求小区的面积以满足大样本为宜。苗圃试验每个小区的株数不少于30株；造林试验，在整个试验中，每个处理的株数不少于30株。,2. 小区形状,小区的形状一般是长方形(310:1)或正方形设置。,3. 小区排列,不同处理的小区要随机排列才能满足试验的原则。,四、区组的设置,1. 区组设置的原则：,同一区组内除试验处理（水平）间存在差异外，其它影响试验结果的条件要控制在相同或相似的水平下。,2. 区组的形状：一般为长方形。,3. 区组的大小,完全区组： 指同一个区组中容纳全部的试验处理（水平） 不完全区组： 指同一区组中仅包含部分试验处理（水平）,一般地形平坦，土壤差异小，区组可大一些；反之，区组面积要小一些。如果小区面积要求较大，而地形又有明显的差异，在设置区组时可以考虑设置不完全区组。,4. 区组设置的方法,区组在田间设置的时候要考虑地形。 在山地，区组的长边要平行于等高线； 在平地，区组的长边要垂直于环境梯度。,肥力梯度,2,区组,小区,按土壤肥力变异趋势确定小区排列方向,五、试验处理的重复次数,在试验中重复的次数一般以误差自由度不小于12（df12）为标准。,六、试验地的选择,1. 地势要平坦，如果是坡地，坡度不能太大，坡度变化不能太复杂，地形要求规则。 2. 立地条件中等，土层厚度和肥力相对一致。 3. 交通方便，便于试验地的管理观察记载 4. 最好有水源，便于排灌。,七、试验材料的组织,1. 参加试验材料要真实可靠； 2. 参加试验材料要具有代表性； 3. 参加试验材料规格相对一致； 4. 参加试验材料若要进行选择，各个试验处理的入选率要一致，或者采用随机抽样的方法组织试验材料。,八、设置对照,对照小区（通常以CK表示）作为与处理比较的标准。,设置对照的作用： 、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。 、估计和矫正试验的误差。,例如：引种试验，一般用乡土树种作对照； 扦插试验，研究激素对生根的影响，因为激素是用水作溶液的，为了消除水给试验结果带来的影响，一般用水作对照，也叫空白对照。,九、设置保护行,指在试验地的周围设置保护行。,小区与小区之间一般不设保护行，重复区之间一般也不设保护行。,保护行的树种一般选择以不影响试验地树木生长为宜。例如：杉木试验，用柳杉作保护行。,十、设置地标,田间试验在野外较长时间，为了观察管理方便，便于查找，设置地标是必要的。 特别是造林试验，一般在试验范围的四周的每个角埋上水泥桩。并要钉一个牌子，写明试验用地，以示警示。,十一、田间试验的步骤,1. 拟定试验计划 2. 确定试验因素、处理数、重复数、小区面积，计算区组面积。 3. 选择一个适宜的设计方案（设计方案在下一章介绍） 4. 选择试验用地,5. 进行区组及小区的区划； 6. 试验材料的准备、编号； 7. 根据设计图将各个处理对号安排到试验地里； 8. 绘制田间栽植图，并且与设计图对照，查看是否有错误，如果发现错误，要及时纠正； 9. 栽植保护行，并作地标。,试验布置中要注意以下几点： 1）设计一定要根据试验的要求和试验地的实际进行选择； 2）试验材料一定要编号（处理号和区组号），并且要反复校对，不要出现错误； 3）对试验地的面积计算要根据小区的面积和重复次数计算，并且要根据地形、区组设计的原则来区划区组和小区,5）绘制的栽植图要跟设计图一致，并且要求注明试验的名称、设计人、试验布置的时间、试验的地点、明显的地标物、图例等。,4）将各个处理安排到对应的小区中时一定要细致认真，反复校对，不能出现差错。,1. 田间试验误差的主要来源及控制？ 2. 试述土壤差异的特点？ 3.如何确定试验处理（水平）数 ？ 4.如何确定试验小区的大小 ？ 5.区组设置的原则？ 6.选择试验用地考虑的条件是什么？ 7.试验材料的组织有哪些要求？ 8.田间试验的步骤？,思 考 题,