第二章田間試驗設計與實施

田間試驗設計與實施第1頁第一節田間試驗特點和要求在自然環境大田進行科學試驗稱為田間試驗。田間試驗任務是處理農業生產和科學研究中存在問題，為科研結果評定提供依據；

試驗室試驗、盆栽試驗和溫室試驗等只能作為有效輔助性試驗方法。田間試驗設計與實施第2頁1、研究對象普通為農作物不一樣作物有不一樣遺傳特征不一樣品種也含有不一樣遺傳特征和生長發育規律。一、田間試驗特點田間試驗設計與實施第3頁2、田間試驗含有復雜性田間試驗主要對象是農作物，是一個復雜有機體，作物本身經常是個遺傳變異群體，有其本身生長發育規律和遺傳特征，并與耕作條件、自然環境等親密相關，所以是復雜多變。田間試驗設計與實施第4頁3、試驗干擾原因多田間試驗是在開放自然環境條件下進行，受到自然環境如溫度、濕度、降雨等影響。昆蟲、病菌、雜草、土壤條件等與作物之間存在有相互作用。不一樣農業管理辦法和耕作制度也影響到作物生長發育情況。所以田間試驗普遍存在試驗誤差。田間試驗設計與實施第5頁4、試驗周期長農作物一個生長周期時間較長，而且有季節性。每個生長步驟表現都對最終試驗結果產生影響。田間試驗設計與實施第6頁5、田間試驗含有地域性和季節性不一樣地域含有不一樣土壤、氣候、耕作條件，在某一地域取得試驗結果，在其它地域可能表現不一樣效果。因為氣候條件限制，農作物生長含有季節性。田間試驗設計與實施第7頁田間試驗誤差不可能沒有！試驗條件：大田開放自然環境研究對象：農作物試驗周期：長田間試驗設計與實施第8頁1、試驗目標要明確為何要進行這項科學研究？處理什么問題？它在科研和生產中作用、效果怎樣？等等。科研選題要注意：實用性先進性創新性可行性二、田間試驗要求田間試驗設計與實施第9頁Why？Veryimportant!What?Problemstobesolved!How?Possibleprocesstomeettheproblem!OutlinesContentsandDetailstodoAdvantagesExpectedoutcomes田間試驗設計與實施第10頁試驗條件應能代表試驗結果推廣地域自然條件、農業條件。試驗條件在考慮當前生產條件同時，應適當超前。2、試驗要有代表性油菜機械化，冬閑田田間試驗設計與實施第11頁3、試驗要有可靠性試驗可靠性也即是試驗正確性。正確性包含試驗準確性和試驗準確性。在進行試驗過程中，應嚴格執行各項試驗要求，將非試驗原因干擾控制在最低水平，降低試驗誤差，提升試驗正確性。田間試驗設計與實施第12頁4、試驗要有重演性重演性是指在相同條件下，重復進行同一試驗，能夠取得與原試驗類似結果。因為試驗材料差異和復雜環境條件等原因影響，在不一樣地域或不一樣時間進行相同試驗，結果往往不一樣。所以，為了確保試驗結果重演性，必須明確設定試驗各個步驟，保持系統試驗紀錄。在有條件情況下，盡可能進行多年或多點試驗，這么所取得試驗結果才含有很好重演性。田間試驗設計與實施第13頁第二節田間試驗誤差一、試驗誤差及特點試驗誤差：觀察值與處理真值之間差異。試驗誤差預計是進行顯著性測驗基礎。也是衡量試驗準確性依據，誤差小則準確性高，誤差大則準確性底。田間試驗設計與實施第14頁誤差種類系統誤差：有一定原因引發偏差。系統誤差可在一定程度上消除。隨機誤差：找不出確切原因，完全是因為偶然性引發差異。隨機誤差不可防止，但能夠減小。田間試驗統計分析時，將系統誤差盡可能排除，將剩下都歸結為隨機誤差。田間試驗設計與實施第15頁隨機誤差特點隨機誤差符合正態分布。其平均值是0。田間試驗設計與實施第16頁二、田間試驗誤差起源（1）試驗材料固有差異。（2）試驗過程中農事操作和管理技術不一致所引發差異。（3）試驗外界條件差異。

試驗地土壤差異是田間試驗最主要、最經常差異，亦是最難以控制誤差起源。田間試驗設計與實施第17頁三、試驗誤差控制路徑（1）選擇同質、一致材料供試材料基因型一致生長發育一致。如依據秧苗大小，壯弱等進行分組。（2）改進操作和管理技術田間管理規范化管理時間統一化降低工作人員之間操作差異田間試驗設計與實施第18頁（3）控制引發差異外界主要原因

針對土壤差異，通常采取：①選擇肥力均勻試驗地②試驗中選擇適當小區技術③應用良好試驗設計和對應統計分析（下面將詳細講解）田間試驗設計與實施第19頁一、試驗地土壤差異

土壤差異原因：土壤形成基礎不一樣。土壤理化性質方面有很大差異土壤利用上差異。種植過不一樣作物、實施過不一致耕作、栽培、施肥等農業技術。土壤平整性差異。第三節土壤差異田間試驗設計與實施第20頁土壤差異表現1、斑塊狀差異、無一定規律2、規律性差異。土壤差異特點：

1、含有持久性2、肥力差異含有相鄰相同性土壤差異測定方法：1、目測法2、空白試驗法田間試驗設計與實施第21頁二、試驗地選擇和培養試驗地選擇：1、試驗地土質和肥力要求均勻一致。2、最好是平地，或有規律緩坡地。3、排灌條件要好。4、位置適當。試驗地培養1、增施肥料能夠減小肥力差異。2、采取輪作方式，可保持土壤一致性。田間試驗設計與實施第22頁第四節控制土壤差異小區技術一、試驗小區面積試驗類型和試驗原因。作物種類及其種植密度大小如稻麥品比試驗普通為5～15m2玉米棉花則需要15～25m2試驗地面積與土壤差異程度。田間試驗設計與實施第23頁收獲計產面積需要。

試驗取樣影響

邊際效應影響：小區兩端和兩邊植株因占有較大空間，往往含有較強生長勢。

生長競爭影響：當相鄰小區種植不一樣品種或相鄰小區施用不一樣肥料時，因為株高、分蘗力或生長久不一樣，通常將有一行或多行受到影響。田間試驗設計與實施第24頁二、小區形狀小區形狀指小區長與寬百分比。長方形小區有利于調勻土壤差異。小區長方向應與肥力改變方向一致。方形小區利于消除競爭效應。田間試驗設計與實施第25頁三、重復次數重復次數越多，試驗誤差越小。依試驗所要求準確度、試驗地土壤差異大小等確定。普通3～5次。田間試驗設計與實施第26頁四、對照區設置目標：（1）作為衡量品種或處理優劣標準。（2）用以預計和矯正試驗地土壤差異。

田間試驗設計與實施第27頁五、保護行和保護區設置作用：（1）預防邊際效應。

（2）保護試驗材料免遭外界原因破壞。田間試驗設計與實施第28頁六、區組和小區排列

區組（block）：將一個重復全部處理小區分配于含有相對同質一塊土地，稱為一個區組。它依據局部控制標準和土壤差異情況，控制非試驗原因對試驗結果影響有效方法。設置區組目標是控制試驗誤差。每一區組包含全套處理稱為完全區組。

田間試驗設計與實施第29頁標準上，同一區組（重復）內土壤肥力應盡可能相對一致，而不一樣重復之間能夠存在差異。

區組排列能夠密集方式，也能夠分散方式。區組內小區排列，普通可分為隨機排列和次序排列。田間試驗設計與實施第30頁第五節試驗設計標準一、試驗設計目標和類型試驗設計目標：是以盡可能少人力、物力和時間得到盡可能準確信息。田間試驗設計與實施第31頁試驗設計類型按試驗原因分類單原因試驗:只有一個原因不一樣水平。多原因試驗:包含有兩個和兩個以上原因及其不一樣水平。綜合性試驗:只有少數處理組合多原因試驗。田間試驗設計與實施第32頁按試驗內容分類1、品種試驗2、栽培試驗3、品種栽培相結合試驗田間試驗設計與實施第33頁按年份試驗分類1、一年試驗2、多年試驗田間試驗設計與實施第34頁按地點分類單點試驗多點試驗田間試驗設計與實施第35頁按試驗進程分類預備試驗正式試驗示范試驗田間試驗設計與實施第36頁二、試驗方案制訂關鍵點1、根據試驗目標確定試驗因素擬定方案時，根據生產中存在關鍵問題，突出重點，挑選少數幾個對試驗指標影響較大因素做試驗因素。若只考查一個因素，則可采用單因素試驗。若是考查兩個以上因素，則應采用多因素試驗。田間試驗設計與實施第37頁2、依據試驗原因性質確定試驗水平水平數目要適當，太少會使結果分析不全方面；過多會增大試驗規模。水平間距要合理。要將可能最正確水平包含在內。可依據經驗數據或預備試驗，確定試驗水平范圍。試驗水平間距普通采取等差法、等比法或優選法。田間試驗設計與實施第38頁3、試驗方案中必須設置對照（CK）田間試驗目標就是經過比較來判別處理效應優劣等，不然就不能顯示出試驗處理效果。依據研究目標與內容，可選擇不一樣對照形式。田間試驗設計與實施第39頁4、試驗方案應遵照唯一差異標準這是指在進行處理間比較時，除了所試驗原因不一樣外，其它全部條件應該盡可能一致或相同，使其含有可比性，才能使試驗原因各處理間比較結果可靠。田間試驗設計與實施第40頁5、處理好試驗規模與試驗處理關系單原因試驗規模較小，試驗結果簡單明了，但有其不足。多原因試驗不但能夠衡量不一樣原因效應，還能夠估算互作效應。但伴隨原因增加，處理數快速增多，經常難以實施。多原因試驗也可抽取部分處理，進行試驗。田間試驗設計與實施第41頁三、試驗設計基本標準（一）重復

重復是指試驗中同一處理實施在兩個或兩個以上試驗單位上。在田間試驗中，一株能夠組成一個試驗單位，但經常是一行，或者若干行（小區）組成一個試驗單位。設置重復主要作用在于預計試驗誤差和降低試驗誤差。田間試驗以3-5次重復最為常見。田間試驗設計與實施第42頁（二）隨機隨機是指每一個處理都有同等機會設置在任何一個小區，防止試驗人員主觀傾向影響。

隨機化目標是為了取得無偏誤差預計量。田間試驗設計與實施第43頁（三）局部控制當試驗環境差異較大時，或試驗單位較多時，僅依據重復和隨機兩標準進行設計，試驗誤差仍可能較大。將整個試驗或試驗單位分成若干個小環境或小組，在小環境或小組內使非處理原因盡可能一致，這就是局部控制。每個比較一致小環境或小組，稱為區組。田間試驗設計與實施第44頁田間試驗設計與實施第45頁第六節慣用田間試驗設計依據試驗小區排列方式可分為兩類次序排列試驗設計隨機排列試驗設計田間試驗設計與實施第46頁一、次序排列試驗設計（一）對比法設計（contrastdesign）

1CK23CK45CK67CK8

7CK81CK23CK45CK6

5CK67CK81CK23CK4

8個品種,三次重復,對比設計,階梯排列田間試驗設計與實施第47頁（二）間比法設計（intervaldesign）開頭和結尾小區均為對照，每二對照之間排列相同數目標處理小區（通常是4或9個，ck常編號為5或10），重復2~4次。開頭小區對照，稱為額外對照（Ex.CK）。若一條土地上不能安排整個重復小區，則可在第二條土地依次序接下去。田間試驗設計與實施第48頁田間試驗設計與實施第49頁對比和間比法優缺點優點：處理與對攝影鄰或靠近，準確性較高。缺點：對照數量較多，試驗效率較低。田間試驗設計與實施第50頁次序排列設計特點：優點：

設計簡單田間操作方便。如播種觀察記載方便缺點：不能無偏地預計試驗誤差。用途：慣用在育種初級階段：參加試驗材料多，與對照比較進行初步淘汰。田間試驗設計與實施第51頁二、隨機排列試驗設計完全隨機設計

隨機區組設計

拉丁方設計

裂區設計田間試驗設計與實施第52頁1.完全隨機設計

（completelyrandomdesign）比如：8個處理，每處理3重復盆缽試驗，共24個盆缽。先對處理進行編號：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個盆缽隨機排列。田間試驗設計與實施第53頁完全隨機排列田間試驗設計與實施第54頁完全隨機排列特點：能夠預計誤差和方差分析。無局部控制。適合用于：環境原因相對均勻試驗，如試驗室培養試驗，網、溫室盆缽試驗。田間試驗設計與實施第55頁2.隨機區組設計

（randomblocksdesign）亦稱完全隨機區組設計（randomcompleteblockdesign）以8個品種，每品種4重復品種比較試驗為例。每個區組內，隨機排列安排8個處理；共進行4次重復。

田間試驗設計與實施第56頁隨

機

區

組

排

列田間試驗設計與實施第57頁隨機區組設計優點：同時利用三大標準，即重復、隨機和局部控制。區組間土壤差異能夠與誤差區分開來，試驗準確度較高。將試驗地按肥力程度劃分為區組，區組內各處理隨機排列，增加了處理間可比性。同時不一樣區組能夠分散設置，增加設計靈活性。田間試驗設計與實施第58頁缺點：當處理過多時，區組內條件一致性較難確保。普通不超出20個處理。田間試驗設計與實施第59頁隨

機

區

組

排

列能夠從一個方向控制土壤差異。田間試驗設計與實施第60頁3、拉丁方設計(了解)

（latinsquaredesign）將試驗處理按縱、橫兩個方向作了局部控制，使每一處理在每一行和每一列中均出現一次。

田間試驗設計與實施第61頁比如：5個處理5×5拉丁方第一直行和第一橫行均為相同次序排列拉丁方----標準方。田間試驗設計與實施第62頁拉丁方隨機排列1）依據處理數K，選定一個K×K標準方。2）將直行隨機排列。3）將橫行隨機排列。4）將處理隨機排列。田間試驗設計與實施第63頁如隨機排列后5×5拉丁方示意。田間試驗設計與實施第64頁拉丁方設計特點能夠從兩個方向控制土壤差異，因而含有較高準確度。試驗設計缺乏伸縮性。因為

處理數=重復數=直行數=橫行數拉丁方設計普通適合于4–8個處理。田間試驗設計與實施第65頁4、裂區設計（split-plotdesign）在多原因試驗中，在一些特殊情況下，需要采取該種設計。①按第一原因設置各個處理小區（稱為主區，mainplot）②主區內引進第二個原因各個處理（副處理）小區（副區或裂區，split-plot）比如：3種施肥水平與6個品種二原因試驗設計。田間試驗設計與實施第66頁

低

高

中

重復Ⅰ152634243651541362

高

中

低

重復Ⅱ653142312456163254

中

低

高

重復Ⅲ246315253614412563

三種肥料、6個品種、3次重復裂區設計田間試驗設計與實施第67頁

152541243

653231163

246532142

634362651

142465254

135461653

高

低

中低

中

高高

中

低ⅠⅡⅢ3種施肥量、6個品種、3次重復試驗裂區設計田間試驗設計與實施第68頁裂區試驗特點:主區面積大，副區面積小。對第二個原因來講，一個主區就是一個區組，但從整體試驗來講，一個主區不是一個完全區組。副區處理間比較準確度較高。田間試驗設計與實施第69頁通常以下幾個情況應用裂區設計：1.

管理實施需要時：一個原因處理比另一個原因處理需要更大面積。2.準確度要求不一樣時:將準確度要求高原因放在副區。田間試驗設計與實施第70頁3.兩原因主效差異較大時：已知某一原因效應比另一原因效應更大時，可將效應小處理做為副處理，方便發覺副區處理間差異。4.試驗設計需要暫時變更。田間試驗設計與實施第71頁第七節田間試驗實施一、種植計劃書編制1.試驗名稱:2.試驗目:3.試驗地點和時間:4.試驗方案：試驗原因試驗水平試驗處理田間試驗設計與實施第72頁5.試驗設計試驗設計方法小區面積及其形狀。種植密度。試驗處理編碼田間試驗設計與實施第73頁6.試驗執行人：7.試驗地情況：土質，地勢，前茬等。8.試驗管理情況統計播種、移栽、田間管理辦法。9.田間種植圖田間試驗設計與實施第74頁10、田間記載氣候條件記載管理操作記載不正常現象記載。生育動態及農藝性狀記載。田間試驗設計與實施第75頁田間種植圖

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