第2章试验设计与实施ppt课件.ppt

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1、第二章 试验设计与实施,试验设计的特点和要求,试验误差与土壤差异,试验设计的基本原则,控制土壤差异的小区技术,常用的试验设计,第一节 试验设计的特点和要求,1、田间试验的研究对象和材料是生物体本身,由农作物或其他生物体本身的反应来直接检测试验的效果,这是田间试验的重要特点,2、田间试验是在开放的自然条件下进行的，因而田间试验的环境条件存在着导致试验产生试验误差,二、试验设计的基本要求,1、试验目的要明确,2、试验条件要有代表性,3、试验结果要可靠,4、试验结果具有重演性,一、田间试验的特点,第二节 试验误差与土壤差异,一、试验误差,（一）试验误差,1、定义：由于偶然性因素或其它不可控制的环境条

2、件造成的观测值偏离处 理真值的部分。,2、试验误差的分类（1）系统误差：在一次试验中某个处理或某几个处理的观测值重复定向出现偏高或偏低的现象。影响试验的准确性，可以消除。（2）偶然误差：偶然性的找不出确切原因的误差。影响试验的精确性，只能降低，不能消除。,3、试验误差的衡量（1）准确性：观察值与其理论真值的符合程度。（2）精确性：试验中同一性状重复观察值间的符合程度。,（二）试验误差的来源,1.试验材料固有的差异,2.试验条件不一致,3.操作技术不一致,（三）控制试验误差的途径,4.偶然性因素的影响,5.疏忽大意造成,1.保证实验材料的均一性及实验环境的稳定性,2.改进操作管理制度，使之标准化

3、,3.消除系统误差,4.精心选择试验单位,5.采用合理的试验设计,二、试验地的土壤肥力差异,二)土壤肥力差异的产生,1、土壤在形成过程中造成的差异,2、土壤利用过程中造成的土壤肥力差异,三）土壤肥力差异的种类,1、趋向式肥力差异,2、斑块式肥力差异,四）减少土壤差异的措施,1、均地播种或绿肥掩青,2、试验地轮换使用,第三节 试验设计的基本原则,一、重复原则(replication),试验中同一处理种植的小区数即为重复次数,2、重复的作用,（1）估计试验误差,（2）降低试验误差，提高试验精确度,（3）估计处理效应,3、重复次数的确定,田间试验：3-4次为宜,实验室实验：5-6次为宜,1、定义：,

4、二、随机排列原则,是指一个处理或处理组合被安排在哪一个试验小区靠随机方法确定，而不受人的主观影响,2、随机排列的作用,（1）避免系统误差,（2）与重复相结合可以进行试验误差无偏估值,3、随机排列的方法,（1）随机数字表法,（2）抽签法,1、定义：,（3）计算机或计算器,三、局部控制原则,指分范围分地段控制非处理因素，使这些非处理因素对处理的影响能够最大限度趋向一致,将试验地划分成等于重复数的区组，各处理在一个区组内只出现一次，区组内的小区数等于处理数,划分区组时应使区组的长边应与肥力梯度垂直，小区的长边应与肥力梯度平行,可有效降低试验误差，提高试验准确性,1、定义：,2、局部控制方法：,3、局

5、部控制的作用,注意：,第四节 控制土壤差异的小区技术,一、试验小区的面积,1、试验小区（experimental plot）：在田间试验中，安排一个处理的小块地段称试验小区，简称小区(plot),2、小区面积与试验误差的关系,试验误差随着小区面积的增加而减小，但面积增加到一定程度误差减少的幅度变小，因此，小区面积不能无限增大。,二、小区的形状,是指小区长度与宽度的比例,长方形小区、正方形小区,3-10:1,正方形小区,1、小区的形状：,2、小区的种类：,3、长方形小区的长宽比：,3、小区面积大小（6-60m2）,与试验种类、作物类别、土壤差异、育种阶段、试验地面积、取样需要、边际效应和生长竞争

6、有关。,三、重复次数,试验次数的确定依据：试验次数多少根据试验所要求的精确度、试验地土壤差异大小、试验材料如种子的数量、试验地面积、小区大小等具体情况而定。一般情况下田间试验重复3-4次,四、对照区的设置,对照是处理的比较标准，以CK表示,1、设置对照的目的,（1）衡量处理的优劣,（2）估计和矫正试验单位的差异,2、设置对照的方法,（1）顺序式,（2）随机式,五、保护行的设置,1、设置保护行的目的,（1）保护试验材料免受人畜损害,（2）减少边际效应的影响,2、设置保护行原则,（1）保护行需设置4行以上，太少达不到预期目的,（2）成熟期应早于处理，这样保护行可提前收获，减少混杂，同时也可减少鸟类

7、危害,六、区组的排列,1、定义：指安排全部处理小区的相对同质的一块土地,2、区组排列的原则：同一区组内土壤肥力尽可能相对一致，区组间土壤肥力可以有差异,3、区组的排列方式：可排成一排也可排成两排或多排，这要依据试验地的地形及肥力差异情况而定,第五节 常用试验设计,一、顺序排列的试验设计,一）对比试验设计,二）间比试验设计,二、随机排列的试验设计,一）完全随机试验设计,二）随机区组试验设计,三）裂区试验设计,二、随机排列的试验设计,（一)完全随机设计(completely random design),1、设计特点：划分小区，小区数=处理数（或处理组合）重复数，把处理或处理组合随机地安排在试验小

8、区内,案例：现有A、B、D、C、E 5个小麦品种进行产量比较试验，重复3次,（2）给每品种进行编号：A（1）,A（2）,A（3）,B（4）,B（5）,B（6）,C（7）C（8）,C（9）,D（10）,D（11）,D（12），E（13）,E（14）,E（15）,（3）采用随机数字表法或摸球法产生随机数字,（1）划分小区：小区数=5X3=15,案例分析：,A,A,A,B,B,B,C,C,C,D,D,D,E,E,E,9,5,1,15,13,14,7,8,3,2,10,12,11,6,4,2、完全随机试验设计的优缺点,优点：完全随机设计中各处理或处理组合的重复数可以相等，也可以不等，方便灵活,缺点：由

9、于没有设置区组，所以就没有局部控制，不能效地控制试验误差,3、完全随机试验设计的应用范围：此种设计适用于各试验单位的性质各试验条件均匀一致的试验中，如：盆栽试验，室内实验,（二）随机区组试验设计,现有一试验：有A、B、C、D、E 5个小麦新品种，需比较它们在产量上是否存在显著差异，重复3次，试验地具有趋向式肥力差异，试采用合适的田间试验设计,案例：,1、设计步骤：,（1）划分区组：区组的个数等于重复次数，区组长边走向与肥力变化方向垂直,（2）划分小区：小区数等于处理数，小区的长边与肥力变化方向平行,（3）随机排列：所有处理分别在每一区组内随机排列,E,B,D,A,C,E,B,D,A,C,D,C

10、,A,B,E,保 护 行,保 护 行,河南省小麦区域试验随机区组试验设计,2、随机区组试验设计的优点（1）设计简单，易于掌握；（2）富有弹性，可适用于单因素、多因素试验；（3）可以控制单向肥力差异引起的试验误差；（4）该试验设计采用了田间试验设计的三个原则（5）对试验地的性状要求不太严格，必要时不同区组可以设置在不同地段上。,3、随机区组试验设计的缺点（1）处理数不宜过多，一般不超过20个；（2）不能控制双向土壤差异。,4、随机区组试验设计的适用范围对试验精确度要求较高，处理数在15个左右的单因素和多因素试验均适用。,（三)裂区试验设计(split-plot design),1、裂区试验设计的

11、步骤,把试验地划分成区组，区组数等于重复数，区组之间设置走道，区组两端及四周设置保护行,在每一区组内划分主区，主区等于主处理数；在每一主区内划分副区，副区等于副处理数,主处理在每一区组内的主区内随机排列，副处理在每一主区内的副区内随机排列,注意：在裂区设计中由于副区之间的试验条件比主区之间更为接近，因此，副区的试验误差小于主区的试验误差，所以我们常把研究因素中比较重要的那个因素放在副区内称为副处理。,案例：为研究小麦新品种豫农202的高产栽培措施，现设置一试验，其中密度设置3个水平分别为A1、A2、A3灌水量设置3个水平，分别为B1、B2、B3，要求重复3次，试设计一个合理的田间试验,（1）划

12、分区组：,（2）划分主区和副区：,（3）随机排列主处理和副处理：,案例分析：本试验中灌水对周围影响较大，为减少因此而造成的试验误差需设置较大小区面积，所以应采用裂区试验设计，把灌水的各处理放在主区内，把密度的各处理放在副区内,第一步：划分3个区组，区组之间设置走道，并在区组两端及四周设置走道和保护行,第二步：因为主处理有3个，所以在每个区组内划分3个主区,第三步：因为有3个副处理，所以在每一主区内划分3个副区,第四步：主处理在每一重复的主区内随机排列，副处理在每一主区内的副内随排列,B3,B1,B2,B3,B2,B1,B1,B2,B3,A2,A1,A3,A1,A3,A2,A2,A3,A1,A2

13、,A3,A1,A2,A3,A1,A1,A3,A2,A3,A1,A2,A1,A2,A3,A2,A3,A1,2、裂区试验设计的优缺点,优点：,（1）当二因素试验中有一个因素的处理要求比另一个因素的处理更精确时，此设计可满足,（2）满足田间试验设计的三个基本原则，能够较为精确地估计出试验差,缺点：,设计比较复杂,3、裂区试验设计的应用范围,（1）二因素试验中若一个因素比另一个因素需要更大的面积时，应采用裂区试验设计,（2）若一个因素的处理要求比另一个因素的处理更精确时，宜采用裂区试验设计,（3）若一个因素较另一个因素的效应更大时，应采用裂区试验设计,（4）在单因素随机区组试验的基础上再增加一个试验因素时，可采用裂区设计,本章小结,重点掌握内容1、两个概念：试验误差，系统误差2、田间试验误差的来源及其控制措施3、土壤肥力差异的测验方法，土壤肥力差异的表现形式4、田间试验设计的原则及其作用5、常用的5种田间试验设计方法思考题1、采取哪些综合措施可以有效降低田间试验误差和消除系统误差？2、针对不同的试验如何选择合理的田间试验设计，依据是什么？作业：P34页，2.6；2.7,