《田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施（82頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第二章 田間試驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施,第一節(jié) 田間試驗(yàn)的特點(diǎn)和要求,在自然環(huán)境的大田進(jìn)行的科學(xué)試驗(yàn)稱為田間試驗(yàn)。 田間試驗(yàn)的任務(wù)是解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中存在的問題，為科研成果的評定提供依據(jù)； 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、盆栽試驗(yàn)和溫室試驗(yàn)等只能作為有效的輔助性試驗(yàn)方法。,1、研究對象一般為農(nóng)作物 不同作物有不同的遺傳特性 不同品種也具有不同的遺傳特性和生長發(fā)育規(guī)律。,一、田間試驗(yàn)的特點(diǎn),2、田間試驗(yàn)具有復(fù)雜性 田間試驗(yàn)的主要對象是農(nóng)作物，是一個(gè)復(fù)雜的有機(jī)體，作物本身常常是個(gè)遺傳變異群體，有其自身的生長發(fā)育規(guī)律和遺傳特性，并與耕作條件、自然環(huán)境等密切相關(guān)，因此是復(fù)雜多變的。,3、試驗(yàn)干擾因素多,田間試驗(yàn)是在開
2、放的自然的環(huán)境條件下進(jìn)行，受到自然環(huán)境如溫度、濕度、降雨等的影響。 昆蟲、病菌、雜草、土壤條件等與作物之間存在有相互作用。 不同的農(nóng)業(yè)管理措施和耕作制度也影響到作物的生長發(fā)育狀況。 所以田間試驗(yàn)普遍存在試驗(yàn)誤差。,4、試驗(yàn)周期長,農(nóng)作物一個(gè)生長周期的時(shí)間較長，而且有季節(jié)性。每個(gè)生長環(huán)節(jié)的表現(xiàn)都對最終的試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。,5、田間試驗(yàn)具有地區(qū)性和季節(jié)性,不同地區(qū)具有不同的土壤、氣候、耕作條件，在某一地區(qū)獲得的試驗(yàn)結(jié)果，在其它地區(qū)可能表現(xiàn)不同的效果。 由于氣候條件的限制，農(nóng)作物生長具有季節(jié)性。,田間試驗(yàn)誤差不可能沒有！,試驗(yàn)條件：大田開放的自然環(huán)境 研究的對象：農(nóng)作物 試驗(yàn)周期：長,1、試驗(yàn)?zāi)康?/p>
3、要明確 為什么要進(jìn)行這項(xiàng)科學(xué)研究？解決什么問題？它在科研和生產(chǎn)中的作用、效果如何？等等。 科研選題要注意： 實(shí)用性 先進(jìn)性 創(chuàng)新性 可行性,二、田間試驗(yàn)的要求,Why？ Very important! What? Problems to be solved! How? Possible process to meet the problem!,Outlines Contents and Details to do Advantages Expected outcomes,試驗(yàn)條件應(yīng)能代表試驗(yàn)結(jié)果推廣地區(qū)的自然條件、農(nóng)業(yè)條件。 試驗(yàn)條件在考慮當(dāng)前生產(chǎn)條件的同時(shí)，應(yīng)適當(dāng)超前。,
4、2、試驗(yàn)要有代表性,油菜機(jī)械化，冬閑田,3、試驗(yàn)要有可靠性,試驗(yàn)的可靠性也即是試驗(yàn)的正確性。正確性包括試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和試驗(yàn)的精確性。 在進(jìn)行試驗(yàn)的過程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)試驗(yàn)要求，將非試驗(yàn)因素的干擾控制在最低水平，降低試驗(yàn)誤差，提高試驗(yàn)的正確性。,4、試驗(yàn)要有重演性,重演性是指在相同條件下，重復(fù)進(jìn)行同一試驗(yàn)，能夠獲得與原試驗(yàn)類似的結(jié)果。 由于試驗(yàn)材料的差異和復(fù)雜的環(huán)境條件等因素影響，在不同地區(qū)或不同時(shí)間進(jìn)行的相同試驗(yàn)，結(jié)果往往不同。 因此，為了保證試驗(yàn)結(jié)果的重演性，必須明確設(shè)定試驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，保持系統(tǒng)的試驗(yàn)紀(jì)錄。在有條件的情況下，盡可能進(jìn)行多年或多點(diǎn)試驗(yàn)，這樣所獲得的試驗(yàn)結(jié)果才具有較好的
5、重演性。,第二節(jié) 田間試驗(yàn)的誤差,一、試驗(yàn)誤差及特點(diǎn) 試驗(yàn)誤差：觀察值與處理真值之間的差異。 試驗(yàn)誤差的估計(jì)是進(jìn)行顯著性測驗(yàn)的基礎(chǔ)。也是衡量試驗(yàn)精確性的依據(jù)，誤差小則精確性高，誤差大則精確性底。,誤差的種類,系統(tǒng)誤差：有一定的原因引起的偏差。系統(tǒng)誤差可在一定程度上消除。 隨機(jī)誤差：找不出確切原因，完全是由于偶然性引起的差異。隨機(jī)誤差不可避免，但可以減小。 田間試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，將系統(tǒng)誤差盡可能排除，將剩下都?xì)w結(jié)為隨機(jī)誤差。,隨機(jī)誤差的特點(diǎn),隨機(jī)誤差符合正態(tài)分布。其平均值是0。,二、田間試驗(yàn)誤差的來源,（1）試驗(yàn)材料固有的差異。 （2）試驗(yàn)過程中農(nóng)事操作和管理技術(shù)的不一致所引起的差異。 （3）試驗(yàn)
6、外界條件的差異。 試驗(yàn)地土壤差異是田間試驗(yàn)最主要的、最經(jīng)常的差異，亦是最難以控制的誤差來源。,三、試驗(yàn)誤差的控制途徑,（1）選擇同質(zhì)、一致的材料 供試材料的基因型一致 生長發(fā)育一致。如根據(jù)秧苗大小，壯弱等進(jìn)行分組。 （2）改進(jìn)操作和管理技術(shù) 田間管理規(guī)范化 管理時(shí)間統(tǒng)一化 減少工作人員之間的操作差異,（3）控制引起差異的外界主要因素 針對土壤差異，通常采用： 選擇肥力均勻的試驗(yàn)地 試驗(yàn)中選擇適當(dāng)?shù)男^(qū)技術(shù) 應(yīng)用良好的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析 （下面將詳細(xì)講解）,一、試驗(yàn)地的土壤差異 土壤差異的原因： 土壤形成的基礎(chǔ)不同。土壤的理化性 質(zhì)方面有很大的差異 土壤利用上
7、的差異。種植過不同作物、實(shí)施過不一致的耕作、栽培、施肥等農(nóng)業(yè)技術(shù)。 土壤的平整性差異。,第三節(jié) 土壤差異,土壤差異的表現(xiàn) 1、斑塊狀差異、無一定規(guī)律 2、規(guī)律性差異。 土壤差異的特點(diǎn)： 1、具有持久性 2、肥力差異具有相鄰相似性 土壤差異的測定方法： 1、目測法 2、空白試驗(yàn)法,二、試驗(yàn)地的選擇和培養(yǎng),試驗(yàn)地的選擇： 1、試驗(yàn)地的土質(zhì)和肥力要求均勻一致。 2、最好是平地，或有規(guī)律的緩坡地。 3、排灌條件要好。 4、位置適當(dāng)。 試驗(yàn)地的培養(yǎng) 1、增施肥料可以減小肥力差異。 2、采用輪作方式，可保持土壤的一致性。,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 試驗(yàn)類型和試驗(yàn)因素。 作物種類
8、及其種植密度大小 如稻麥品比試驗(yàn)一般為515m2 玉米棉花則需要1525m2 試驗(yàn)地面積與土壤差異程度。,收獲計(jì)產(chǎn)面積的需要。 試驗(yàn)取樣的影響 邊際效應(yīng)的影響：小區(qū)兩端和兩邊的植株因占有較大空間，往往具有較強(qiáng)的生長勢。 生長競爭的影響：當(dāng)相鄰小區(qū)種植不同品種或相鄰小區(qū)施用不同肥料時(shí)，由于株高、分蘗力或生長期的不同，通常將有一行或多行受到影響。,二、小區(qū)的形狀,小區(qū)的形狀指小區(qū)長與寬的比例。 長方形小區(qū)有利于調(diào)勻土壤差異。 小區(qū)長的方向應(yīng)與肥力變化方向一致。 方形小區(qū)利于消除競爭效應(yīng)。,三、重復(fù)次數(shù),重復(fù)次數(shù)越多，試驗(yàn)誤差越小。 依試驗(yàn)所要求的精確度、試驗(yàn)地土壤差異大小等確定。 一般35
9、次。,四、對照區(qū)的設(shè)置,目的： （1）作為衡量品種或處理優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。 （2）用以估計(jì)和矯正試驗(yàn)地的土壤差異。,五、保護(hù)行和保護(hù)區(qū)的設(shè)置,作用： （1）防止邊際效應(yīng)。 （2）保護(hù)試驗(yàn)材料免遭外界因素的破壞。,六、區(qū)組和小區(qū)的排列,區(qū)組（block）：將一個(gè)重復(fù)的全部處理小區(qū)分配于具有相對同質(zhì)的一塊土地，稱為一個(gè)區(qū)組。 它根據(jù)局部控制原則和土壤差異情況，控制非試驗(yàn)因素對試驗(yàn)結(jié)果影響的有效方法。 設(shè)置區(qū)組的目的是控制試驗(yàn)誤差。 每一區(qū)組包含全套處理稱為完全區(qū)組。,原則上，同一區(qū)組（重復(fù)）內(nèi)的土壤肥力應(yīng)盡可能相對一致，而不同重復(fù)之間可以存在差異。 區(qū)組的排列可以密集方式，也可以分散方
10、式。 區(qū)組內(nèi)小區(qū)的排列，一般可分為隨機(jī)排列和順序排列。,第五節(jié) 試驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則,一、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的和類型 試驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的：是以盡可能少的人力、物力和時(shí)間得到盡可能準(zhǔn)確的信息。,試驗(yàn)設(shè)計(jì)的類型,按試驗(yàn)因素分類 單因素試驗(yàn): 只有一個(gè)因素的不同水平。 多因素試驗(yàn): 包含有兩個(gè)和兩個(gè)以上因素及其不同水平。 綜合性試驗(yàn): 只有少數(shù)處理組合的多因素試驗(yàn)。,按試驗(yàn)內(nèi)容分類,1、品種試驗(yàn) 2、栽培試驗(yàn) 3、品種栽培相結(jié)合的試驗(yàn),按年份試驗(yàn)分類,1、一年試驗(yàn) 2、多年試驗(yàn),按地點(diǎn)分類,單點(diǎn)試驗(yàn) 多點(diǎn)試驗(yàn),按試驗(yàn)進(jìn)程分類,預(yù)備試驗(yàn) 正式試驗(yàn) 示范試驗(yàn),二、試驗(yàn)方案制定的要點(diǎn),1、根據(jù)試驗(yàn)的目的確定試驗(yàn)因素
11、 擬定方案時(shí)，根據(jù)生產(chǎn)中存在的關(guān)鍵問題，突出重點(diǎn)，挑選少數(shù)幾個(gè)對試驗(yàn)指標(biāo)影響較大的因素做試驗(yàn)因素。若只考察一個(gè)因素，則可采用單因素試驗(yàn)。若是考察兩個(gè)以上因素，則應(yīng)采用多因素試驗(yàn)。,2、根據(jù)試驗(yàn)因素的性質(zhì)確定試驗(yàn)水平,水平數(shù)目要適當(dāng)，太少會(huì)使結(jié)果分析不全面；過多會(huì)增大試驗(yàn)規(guī)模。 水平的間距要合理。要將可能的最佳水平包括在內(nèi)。可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或預(yù)備試驗(yàn)，確定試驗(yàn)水平的范圍。 試驗(yàn)水平的間距一般采用等差法、等比法或優(yōu)選法。,3、試驗(yàn)方案中必須設(shè)立對照（CK）,田間試驗(yàn)的目的就是通過比較來鑒別處理效應(yīng)優(yōu)劣等，否則就不能顯示出試驗(yàn)處理的效果 。根據(jù)研究的目的與內(nèi)容，可選擇不同的對照形式。,4、試驗(yàn)方案應(yīng)
12、遵循唯一差異原則,這是指在進(jìn)行處理間比較時(shí)，除了所試驗(yàn)的因素不同外，其它所有條件應(yīng)當(dāng)盡量一致或相同，使其具有可比性，才能使試驗(yàn)因素各處理間的比較結(jié)果可靠。,5、處理好試驗(yàn)規(guī)模與試驗(yàn)處理的關(guān)系,單因素試驗(yàn)規(guī)模較小，試驗(yàn)結(jié)果簡單明了，但有其局限性。多因素試驗(yàn)不僅可以衡量不同因素的效應(yīng)，還可以估算互作效應(yīng)。但隨著因素的增加，處理數(shù)迅速增多，常常難以實(shí)施。 多因素試驗(yàn)也可抽取部分處理，進(jìn)行試驗(yàn)。,三、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則,（一）重復(fù) 重復(fù)是指試驗(yàn)中同一處理實(shí)施在兩個(gè)或兩個(gè)以上的試驗(yàn)單位上。 在田間試驗(yàn)中，一株可以構(gòu)成一個(gè)試驗(yàn)單位，但常常是一行，或者若干行（小區(qū)）構(gòu)成一個(gè)試驗(yàn)單位。 設(shè)置重復(fù)的主要作用在于
13、估計(jì)試驗(yàn)誤差和降低試驗(yàn)誤差。 田間試驗(yàn)以3-5次重復(fù)最為常見。,（二）隨機(jī),隨機(jī)是指每一個(gè)處理都有同等的機(jī)會(huì)設(shè)置在任何一個(gè)小區(qū)，避免試驗(yàn)人員主觀傾向的影響。 隨機(jī)化的目的是為了獲得無偏的誤差估計(jì)量。,（三）局部控制,當(dāng)試驗(yàn)環(huán)境差異較大時(shí)，或試驗(yàn)單位較多時(shí)，僅根據(jù)重復(fù)和隨機(jī)兩原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，試驗(yàn)誤差仍可能較大。 將整個(gè)試驗(yàn)或試驗(yàn)單位分成若干個(gè)小環(huán)境或小組，在小環(huán)境或小組內(nèi)使非處理因素盡量一致，這就是局部控制。 每個(gè)比較一致的小環(huán)境或小組，稱為區(qū)組。,第六節(jié) 常用的田間試驗(yàn)設(shè)計(jì),依據(jù)試驗(yàn)小區(qū)的排列方式可分為兩類 順序排列的試驗(yàn)設(shè)計(jì) 隨機(jī)排列的試驗(yàn)設(shè)計(jì),一、順序排列的試驗(yàn)設(shè)計(jì),（一）對比法設(shè)計(jì)（
14、contrast design）,（二）間比法設(shè)計(jì)（interval design）,開頭和結(jié)尾的小區(qū)均為對照，每二對照之間排列相同數(shù)目的處理小區(qū)（通常是4或9個(gè)，ck常編號(hào)為5或10），重復(fù)24次。 開頭小區(qū)的對照，稱為額外對照（Ex. CK）。若一條土地上不能安排整個(gè)重復(fù)的小區(qū)，則可在第二條土地依順序接下去。,對比和間比法的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)： 處理與對照相鄰或接近，準(zhǔn)確性較高。,缺點(diǎn)： 對照數(shù)量較多，試驗(yàn)效率較低。,順序排列設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：,優(yōu)點(diǎn)： 設(shè)計(jì)簡單 田間操作方便。如播種 觀察記載方便,缺點(diǎn)： 不能無偏地估計(jì)試驗(yàn)誤差。 用途： 常用在育種的初級階段：參加試驗(yàn)的材料多，與對照
15、比較進(jìn)行初步的淘汰。,二、隨機(jī)排列的試驗(yàn)設(shè)計(jì),完全隨機(jī)設(shè)計(jì) 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì) 拉丁方設(shè)計(jì) 裂區(qū)設(shè)計(jì),1.完全隨機(jī)設(shè)計(jì)（completely random design）,例如：8個(gè)處理，每處理3重復(fù)的盆缽試驗(yàn)，共24個(gè)盆缽。 先對處理進(jìn)行編號(hào)：處理A(1-3)，處理B(4-6)，處理C(7-9)，處理D(10-12)，處理E(13-15)，處理F(16-18)，處理G19-21)，處理H(22-24)。 然后將這24個(gè)盆缽隨機(jī)排列。,完全隨機(jī)排列,完全隨機(jī)排列的特點(diǎn)： 可以估計(jì)誤差和方差分析。,無局部控制。 適用于： 環(huán)境因素相對均勻的試驗(yàn)，如實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)試驗(yàn)，網(wǎng)、溫室的盆缽試驗(yàn)。,2
16、.隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)（random blocks design）,亦稱完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì) （random complete block design） 以8個(gè)品種，每品種4重復(fù)的品種比較 試驗(yàn)為例。 每個(gè)區(qū)組內(nèi)，隨機(jī)排列安排8個(gè)處理；共進(jìn)行4次重復(fù)。,隨機(jī)區(qū)組排列,隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：,同時(shí)運(yùn)用三大原則，即重復(fù)、隨機(jī)和局部控制。區(qū)組間土壤的差異可以與誤差區(qū)分開來，試驗(yàn)精確度較高。 將試驗(yàn)地按肥力程度劃分為區(qū)組，區(qū)組內(nèi)各處理隨機(jī)排列，增加了處理間的可比性。 同時(shí)不同區(qū)組可以分散設(shè)置，增加設(shè)計(jì)的靈活性。,缺點(diǎn)：,當(dāng)處理過多時(shí)，區(qū)組內(nèi)條件的一致性較難保證。 一般不超過20個(gè)處理。,隨機(jī)區(qū)組排列,可以從一
17、個(gè)方向控制土壤差異。,3、拉丁方設(shè)計(jì)(了解)（latin square design）,將試驗(yàn)處理按縱、橫兩個(gè)方向作了局部控制，使每一處理在每一行和每一列中均出現(xiàn)一次。,例如：5個(gè)處理的5 5拉丁方 第一直行和第一橫行均為相同順序排列的拉丁方----標(biāo)準(zhǔn)方。,拉丁方的隨機(jī)排列,1）根據(jù)處理數(shù)K，選定一個(gè)K K的標(biāo)準(zhǔn)方。 2）將直行隨機(jī)排列。 3）將橫行隨機(jī)排列。 4）將處理隨機(jī)排列。,如隨機(jī)排列后的 55 拉丁方示意。,拉丁方設(shè)計(jì)的特點(diǎn),可以從兩個(gè)方向控制土壤差異，因而具有較高的精確度。 試驗(yàn)設(shè)計(jì)缺乏伸縮性。因?yàn)?處理數(shù)=重復(fù)數(shù)=直行數(shù)=橫行數(shù) 拉丁方設(shè)計(jì)一般適合于4 8個(gè)處理。,4、裂區(qū)設(shè)
18、計(jì)（split-plot design）,在多因素試驗(yàn)中，在某些特殊情況下，需要采用該種設(shè)計(jì)。 按第一因素設(shè)置各個(gè)處理的小區(qū)（稱為主區(qū)，main plot） 主區(qū)內(nèi)引進(jìn)第二個(gè)因素的各個(gè)處理（副處理）的小區(qū)（副區(qū)或裂區(qū)，split-plot） 例如：3種施肥水平與6個(gè)品種的二因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)。,三種肥料、6個(gè)品種、3次重復(fù)的裂區(qū)設(shè)計(jì),裂區(qū)試驗(yàn)的特點(diǎn):,主區(qū)面積大，副區(qū)面積小。 對第二個(gè)因素來講，一個(gè)主區(qū)就是一個(gè)區(qū)組，但從整體試驗(yàn)來講，一個(gè)主區(qū)不是一個(gè)完全區(qū)組。 副區(qū)處理間的比較精確度較高。,通常以下幾種情況應(yīng)用裂區(qū)設(shè)計(jì)： 1. 管理實(shí)施需要時(shí)： 一個(gè)因素的處理比另一個(gè)因素的處理需要更大的面積。
19、2. 精確度要求不同時(shí): 將精確度要求高的因素放在副區(qū)。,3. 兩因素主效差別較大時(shí)： 已知某一因素的效應(yīng)比另一因素的效應(yīng)更大時(shí)，可將效應(yīng)小的處理做為副處理，以便發(fā)現(xiàn)副區(qū)處理間的差異。 4. 試驗(yàn)設(shè)計(jì)需要臨時(shí)變更。,第七節(jié) 田間試驗(yàn)的實(shí)施,一、種植計(jì)劃書的編制,1. 試驗(yàn)名稱: 2. 試驗(yàn)?zāi)康? 3. 試驗(yàn)地點(diǎn)和時(shí)間: 4. 試驗(yàn)方案：,試驗(yàn)因素 試驗(yàn)水平 試驗(yàn)處理,5. 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法 小區(qū)面積及其形狀。 種植密度。 試驗(yàn)處理的編碼,6. 試驗(yàn)執(zhí)行人： 7. 試驗(yàn)地狀況： 土質(zhì)，地勢，前茬等。 8. 試驗(yàn)管理情況記錄 播種、移栽、田間管理措施。 9. 田間種
20、植圖,10、田間記載 氣候條件的記載 管理操作記載 不正?，F(xiàn)象的記載。 生育動(dòng)態(tài)及農(nóng)藝性狀記載。,田間種植圖,,,N,E,試驗(yàn)記載本的編制,參試組合試驗(yàn)編碼,田間種植計(jì)劃書非常重要。 所以至少應(yīng)有兩份。,1、擬通過盆栽試驗(yàn)的方式，研究不同棉花品種對鉀肥的敏感性。請自己試驗(yàn)設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)，說明采用哪種設(shè)計(jì)，并簡述試驗(yàn)要點(diǎn)。,課堂練習(xí),2、擬對8個(gè)小麥品系進(jìn)行3次重復(fù)的比較試驗(yàn)。 請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)田間試驗(yàn)方案，繪制田間設(shè)計(jì)圖，標(biāo)明小區(qū)號(hào)和處理代號(hào)。,3、擬研究某一水稻品種的最適種植密度和肥料水平的關(guān)系。分三種施肥水平（A1、A2、A3），四種栽培密度（設(shè)為B1、B2、B3、B4 ） 。試設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)方案，繪制田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)圖。,
田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施
