1二．特點

1．優點：試驗結果可以直接指導生產，能反映當地農業生產真實情況不需要特殊設備，適于開展群眾性科學研究。2．缺點：應用價值有限。試驗結果受地區性因素影響研究的深度和廣度有限：田間的許多因素又難以控制和分開必須與其它方法相結合才能得到滿意結果。第1頁/共68頁第一頁，共69頁。2三．種類

1．根據試驗規模分：

個體試驗：只在一兩個點上進行的試驗

群體試驗：在統一組織下，按照統一的題目、統一的設計、統一的方法，在許多地點同時進行的試驗。如全國化肥試驗網2．根據試驗期限：一季試驗：多年試驗：凡在固定地段上，連續幾茬作物或若干個輪作周期，進行系統研究的試驗。稱多年定位試驗或定位試驗。第2頁/共68頁第二頁，共69頁。33．根據試驗小區面積：大型小區試驗：小區一般大于0.5畝，采用大田農業技術措施設計簡單，處理重復少，適于示范，生產性試驗。小區試驗：小區0.1畝（0.007ha）左右。微型小區試驗：小區4m2左右，條件易控制，但農業技術方面不具備代表性，適于探索性、觀察性或示蹤性肥料試驗。第3頁/共68頁第三頁，共69頁。4分類標準試驗名稱優點缺點因素數目單因素試驗簡單、易得結果信息少、效率低多（復）因素試驗信息多、效率高復雜、工作量大地點一點試驗簡單、控制方便片面、結果不可靠多點試驗全面、信息多費事年份一年試驗簡單、省事片面、結果不可靠多年試驗全面、信息多費時、費事第4頁/共68頁第四頁，共69頁。5試驗性質

品種試驗栽培試驗病蟲害防治試驗階段預備試驗生產試驗主要試驗因子多少單因子試驗復因子試驗小區面積小區試驗微區試驗試驗點數單點試驗多點試驗

大區試驗第5頁/共68頁第五頁，共69頁。6第二節田間試驗方法的設計

試驗方案設計如前章所述。試驗方法設計的核心是提高試驗精確度。而影響精確度的主要因素是試驗誤差，誤差只能縮小，不能消除，因此，田間試驗方法設計始終有兩點要求：1．盡可能縮小試驗誤差2．正確估計誤差大小。第6頁/共68頁第六頁，共69頁。7一．試驗小區的面積設計：小區是構成試驗的基本單位，適當擴大小區面積能概括土壤復雜性，減少土壤差異對試驗結果的影響，提高試驗精確度。但不適當擴大，反而降低精確度。一般的說，試驗小區面積在0.0035-0.014ha（1/20-1/5畝）范圍內

第7頁/共68頁第七頁，共69頁。8在田間試驗中安排一個處理的小塊地段稱之為試驗小區，簡稱小區（plot）。小區面積的大小對于減少土壤差異的影響和提高試驗的精確度有很密切的關系。小區面積大小CV%第8頁/共68頁第八頁，共69頁。9確定小區面積應考慮以下因素1．試驗性質長期定位試驗，涉及機具耕作的施肥技術試驗，面積較大。肥料品種、肥料利用率等試驗，面積小些。2．作物種類：每一小區要求有一定數目的植株，單株數目過少，難以保證試驗精確度。密植作物，面積可小，中耕作物：面積宜大，棉、煙第9頁/共68頁第九頁，共69頁。103．處理數目：4．地形和土壤丘陵、山區，難以找到面積一致的田塊，小區宜小。平原等，小區宜大。總之，在堅持減少處理間土壤差異，提高精確度的原則下，考慮各方面因素，靈活確定小區面積。第10頁/共68頁第十頁，共69頁。11二．小區形狀設計

試驗誤差大小也與小區形狀有關1．方式：在小區面積相等的情況下，沿土壤差異大的方向放置狹長小區，更新包含土壤復雜性，降低試驗誤差。使小區長邊與土壤肥力變化方向一致。如：在小區面積不變的情況下，將長寬比由1：1改變3：1，則小區間土壤變異系數由20.35%降到3.46%，原因是因為土壤肥力局部差異大，長方形小區有利于均分它，而正方形小區可能獨占它。所以一般情況下，小區的理想形狀為長方形。第11頁/共68頁第十一頁，共69頁。122．考慮邊際效應：小區并非越狹長越好，過于狹長，邊際效應影響較大。3．大小：一般2-5：11）面積較大時，3-5：1，面積較小時，2-3：12）寬行作物小區：寬些；密行作物小區，窄些。3）機械工作時，小區寬應是施肥機、收割機的倍數。第12頁/共68頁第十二頁，共69頁。13三．重復

1．增加重復，可降低試驗誤差重復，實際上是把每個處理所占有的面積，分散在試驗地段的不同位置。總面積一定時，增加重復數比增大小區面積更能降低試驗誤差。2．重復次數增加降低誤差的效率，隨重復次數增加而降低，過多，不利于降低誤差，江且浪費人力物力。第13頁/共68頁第十三頁，共69頁。14三、重復次數確定重復的次數根據要求的精確度、試驗地土壤差異、試驗材料、試驗條件、處理數等一次試驗重復3~6即可0102030重復次數誤差第14頁/共68頁第十四頁，共69頁。15對照區的設置安排一個對照處理的小區，常用CK表示。設置對照的目的觀察記載時，作為衡量優劣的標準。估計和矯正田間試驗誤差。設置對照的方式順序式非順序式第15頁/共68頁第十五頁，共69頁。16設置保護行或保護區在試驗地四周種植的數行不計產量，只起保護作用的植株（guardrow）作用保護試驗材料不受外來因素的損害防止靠近試驗田四周的小區受到空曠地的特殊環境的影響，即減少邊際效應；保護行的數目視作物而定第16頁/共68頁第十六頁，共69頁。17四．小區的田間排列

田間排列是指試驗小區和區組在試驗地上安排的位置與方式。要使田間排列起到降低誤差，正確估計試驗誤差大小的作用，就必須遵守試驗方法設計的三原則：設計重復、隨機排列、局部控制。

第17頁/共68頁第十七頁，共69頁。18區組（block）：把各品種或處理按照一定方式排列起來構成一次重復的試驗單位。設置區組是控制土壤差異的最簡單有效的辦法完全區組和不完全區組區組的排列根據試驗地的形狀、地勢特別是土壤肥力差異小區(plot)：一個品種或處理在一次重復中栽種的地塊。小區的排列一般有順序和隨機排列兩種第18頁/共68頁第十八頁，共69頁。19田間排列常用的幾種方法

（一）隨機區組法：是田間試驗應用最廣的方法把試驗地分成若干個區組，要求1）每個區組內保持條件比較一致，使區組內各小區的處理可以相互比較。區組內各處理采用隨機排列，符合誤差理論隨機性的要求，可以無偏地估計誤差。隨機排列的方法可以采用以下方法實現：抽簽、查隨機數字表2）區組間條件容許較大差異：體現局部控制原則。

第19頁/共68頁第十九頁，共69頁。20351422345114523土壤肥力變異小土壤肥力變異大321534145452213土壤肥力變異大土壤肥力變異小哪一種方式更合理？？？第20頁/共68頁第二十頁，共69頁。21（二）拉丁方設計：1．拉丁方：是一種字母方陣，其行數與列數相等，每行和每列中同一字母只出現一次。拉丁方的標準方：第一行、第一列均為順序排列的拉丁方。2．拉丁方設計：采用拉丁方來設計肥料試驗，令每個字母代表一個試驗處理的小區田間排列方式。5432154321DCBAECBAEDBAEDCAEDCBEDCBA第21頁/共68頁第二十一頁，共69頁。223．特點及要求：1）處理數=重復數=區組數2）行列均為區組，可以在二個方向上控制土壤差異引起的試驗誤差，試驗精確度高。3）處理數在4-8間，過多，重復數也必須多，實施有困難，太少，重復區組均少，誤差增大4）要求有較寬裕的試驗地，均方、方整4．設計過程：1）根據方案選擇一個標準方2）采用隨機數字對標準方的行列進行隨機化3）隨機決定每個字母代表的處理4）將字母換為處理，即得拉丁方設計方案。

第22頁/共68頁第二十二頁，共69頁。23操作步驟根據處理數k

查表或寫出一個標準方

拉丁方比較多，但是標準方較少每個K×K的標準方，可以化出K！（K－1）！個不同的拉丁方對標準方進行隨機排列在行隨機的基礎上，再進行列向的隨機排列第23頁/共68頁第二十三頁，共69頁。24例如，5處理（1、2、3、4、5）（k＝5）試驗首先選擇5×5的標準方12345ABCDE1BAECD2CDAEB3DEBAC4ECDBA5取隨機數字，去掉0和>5的數字，假設為4、1、5、3、2，為橫行隨機，則標準拉丁方變為：12345DEBAC4ABCDE1ECDBA5CDAEB3BAECD2第24頁/共68頁第二十四頁，共69頁。25再取隨機數字，假設為3、5、2、1、4為直行的隨機，則拉丁方變為：35214BCEDA4CEBAD1DACEB5ABDCE3EDABC2取隨機數字，假設為2、5、4、1、3為處理隨機，并分別對應A、B、C、D、E，則拉丁方變為：35214543124435211124355251433312542第25頁/共68頁第二十五頁，共69頁。265×5LatinSquare第26頁/共68頁第二十六頁，共69頁。27煙葉毒素病不同毒素濃度誘病試驗，由于不同植株和同一植株上不同部位的葉片（老、嫩）對毒素病的抵抗力有所不同，產生兩種實驗誤差，針對這兩種實驗誤差采用拉丁方設計，如下圖所示：第27頁/共68頁第二十七頁，共69頁。28拉丁方設計的優缺點拉丁方設計可以從兩個方向控制土壤肥力差異，精確度較高。通常用于單因子試驗，也可以用于試驗因子或水平不多的復因子試驗。重復數必等于處理數，靈活性不強。處理少時,精確度降低。要求土地平整，具有或接近正方形，缺乏隨機區組設計具有的靈活性。第28頁/共68頁第二十八頁，共69頁。29（三）裂區設計

裂區設計是隨機區組的一種特殊形式，它是將小區分裂成若干面積相等的更小小區，在它上面設置不同的處理來進行試驗。分裂成的更小小區叫副區，安排在副區上的處理叫副處理，由副處理合成的小區叫主區，安排在主區上的處理叫主處理。第29頁/共68頁第二十九頁，共69頁。30例如:A為主因素，有A1、A2、A3三個水平；,B為副因素，有B1、B2、B3、B4四個水平;2次重復;裂區設計如下:A1B3A1B2A3B1A3B2A2B4A2B3A1B1A1B4A3B3A3B4A2B1A2B2A3B1A3B3A2B4A2B3A1B2A1B3A3B4A3B2A2B1A2B2A1B4A1B1

ⅠⅡ第30頁/共68頁第三十頁，共69頁。31應用：1.復因試驗中，有時被研究因素要求較大面積小區，如耕作、灌溉試驗，有時因子可以允許在較小面積小區上進行。如作物品種，肥料新品種試驗，兩者結合起來較好。2．一般副區重復數多，面積較小，易于控制，因此精確度高，在安排試驗時，可將那時作用差異小，要求精度高的處理放于副區。3．在長期肥料田間試驗中，在進行過程中往往會提高新的因子需要研究，新增因子作副處理，如例一，要求：主處理隨機排列（在區組內）副處理在小區內隨機排列。

第31頁/共68頁第三十一頁，共69頁。32裂區設計的優缺點主處理分設在主區，副處理設在副區。副區之間比主區之間更為接近。因此，統計分析時，可分別估計主區和副區的試驗誤差。副區的試驗誤差常小于主區的試驗誤差，即副區的比較比主區的比較更為精確。試驗設計、田間排列和統計分析復雜，容易出錯。第32頁/共68頁第三十二頁，共69頁。33再裂區設計

split-splitplotdesign裂區設計若再引進第三個因素的試驗，可以進一步做成再裂區，即在裂區內再劃分為更小單位的小區，稱為再裂區（split－splitplot），然后將第三個因素的各個處理隨機排列于再裂區內，這種設計稱為再裂區設計（SSPdesign）。例：3種肥料（主區）用量A1、A2、A3，重復3次；4個園藝品種（副區）B1，B2，B3和B4；2種種植密度（副副區）C1，C2，進行再裂區試驗設計。第33頁/共68頁第三十三頁，共69頁。34B2C1B2C2B4C2B4C1B3C2B3C1B1C1B1C2B3C1B3C2B2C2B2C1B4C2B4C1B1C1B1C2B2C2B2C1B1C2B1C1B3C1B3C2B4C2B4C1A1A2A1A3A3A2A1A3A2第34頁/共68頁第三十四頁，共69頁。35（四）正交設計

Orthogonalexperimentaldesign1、概念與特點正交試驗：利用正交表來安排多因子試驗和分析試驗結果。僅用于復因子試驗選取有代表性的試驗點參與試驗，這些試驗點均衡分散、整齊可比。因此，有可能從眾多的處理組合中選出最優的處理組合。第35頁/共68頁第三十五頁，共69頁。362.正交設計的產生前面介紹的適合復因子試驗隨機區組和裂區設計均屬于復因子試驗的全面實施，即每一種處理組合在每一區組都必須設置一個小區。農林試驗，特別小區面積需較大的作物試驗，作全面實施往往是不可能的。完全區組設計工作量太大，耗費人力物力也多是否可以從全部處理組合中挑選出一部處理組合來做一下完全區組試驗，而且要求這種部分實施同樣能達到主要的試驗目的？第36頁/共68頁第三十六頁，共69頁。37對于采用正交設計的試驗方案，當其處理數太多，在田間排列時一個區組安排不下，必須分成二個或多個區組排列。不同區組間肥力有一定差異，為了將區組帶來的影響與試驗因素效應分離開來，在正交設計時可將區組作為一個因子安排在正交表的一個列上，原則是盡量讓高級連應與區組列混合，統計分析時可將區組間效應分離出來，減少試驗誤差。田間實施時，正交表內“區組”列的水平數可做為處理所在區組的編號。

第37頁/共68頁第三十七頁，共69頁。383.正交表的含義正交試驗，是借助于正交表來布置試驗的。比如，需作一A、B、C三因子試驗，A分為A1、A2二個水平；B分為B1、B2二個水平；C分為C1、C2二個水平。顯然，該試驗共有8個處理組合，詳列如下：第38頁/共68頁第三十八頁，共69頁。398個處理組合，可用數字來簡單表示，如A1B1C1可簡記為“111”，A1B1C2可簡記為“112”等等。這樣，如若寫出“221”，則表示這是處理組合A2B2C1，即因子A取A2，因子B取B2，因子C取C1所組成的組合。如果我們希望把試驗布置成正交試驗，從8個處理組合中挑選一部分處理組合來做才有代表性呢？這可查正交表得到回答。二水平的最簡單一張正交表是L4（23），轉錄如下：第39頁/共68頁第三十九頁，共69頁。40

123

1111

2212

3122

4221因素號

水平號處理號L4（23）第40頁/共68頁第四十頁，共69頁。41L4（23）的含義L表示它是一張正交表，括號內的底數2表示參試的每個因子都是二水平的；指數3表示它有3列，即最多能安排三個因子的試驗；L右下角的數字4表示它有4個橫行。用它來安排試驗每區組須設置4個小區．并在這4個小區上隨機安排111，122，212，221，這4個處理。

111221122122第41頁/共68頁第四十一頁，共69頁。42混合型的正交-L8（4×24）含義它表示第1列應安徘四水平的因子．另4列只能安排二水平的因子．共做8個處理組合的試驗。第42頁/共68頁第四十二頁，共69頁。43正交設計的實施安排正交試驗，可分為以下兩個步驟第一步，挑因子、選水平因子最好不超過4個，每因子水平2～4個為好

例：嫁接試驗正交設計，水平和因子如下表：

因子

\水平ABC砧木接穗品種嫁接方式123枳殼枳橙紅桔紐荷爾椪柑沙田柚嵌芽接切接丁字型芽接三個因子各有三個水平的試驗,共有27個處理組合

第43頁/共68頁第四十三頁，共69頁。44作表頭設計

不考察交互作用的試驗，一般采用未帶交互作用列表的正交表進行設計本例如若不考察交互作用，則可采用L9（34）進行設計。將因子A、B、C分別確定在L9（34）的列上，叫做作表頭設計。

不考察交互作用的表頭設計第44頁/共68頁第四十四頁，共69頁。45列

號

1

2

3

因

子

處理號

1

2

3123456789

枳殼（1）紐荷爾（1）嵌芽接（1）枳殼（1）椪柑（2）切接（2）枳殼（1）沙田柚（3）丁字型芽接（3）枳橙（2）紐荷爾（1）切接（2）枳橙（2）椪柑（2）丁字型芽接（3）枳橙（2）沙田柚（3）嵌芽接（1）紅桔（3）紐荷爾（1）丁字型芽接（3)紅桔（3）椪柑（2）嵌芽接（1)紅桔（3）沙田柚（3）切接（2）

第45頁/共68頁第四十五頁，共69頁。46如果每個平面取三個點,每條線段取一個點,一次可得九個點,A1B1C1,A1B2C2,A1B3C3等九個試驗點,就是上面正交表的來歷

第46頁/共68頁第四十六頁，共69頁。475.正交設計優缺點可用較少的處理組合研究較多的試驗因子。試驗設計和結果分析由于有正交表可用，較為簡便。具備隨機區組設計的優點。是一種多、快、好、省的設計方法。通常比全面試驗節省人力、物力１／２至３／４以上。缺點：正交設計僅是從全面試驗中選取有代表性的試驗點參與試驗的數學方法，而不是田間設計方法；通常用數學的方法選出的最優處理組合沒有出現在參試的處理組合中，給現場示范造成一定的困難，故要進一步做一個參試最優處理組合和用數學的方法選出的最優處理組合作對比試驗，作現場示范。

第47頁/共68頁第四十七頁，共69頁。48列號ABCD水平組合試驗號11111A1B1C1D121222A1B2C2D231333A1B3C3D342123A2B1C2D352231A2B2C3D162312A2B3C1D373132A3B1C3D283213A3B2C1D393321A3B3C2D1L9(34)正交表第48頁/共68頁第四十八頁，共69頁。49（五）多點分散試驗

在許多點設置同一方案的試驗，每點上并不設置重復，對于整個試驗群體，每一點相當于一個重復或區組。根據FAO的經驗，一般設置點數不能少于12個，保證10個點可得到可靠數據。第49頁/共68頁第四十九頁，共69頁。50田間的試驗誤差常比工業等試驗誤差大得多，其誤差來源主要有：試驗材料固有的差異試驗中操作和管理不一致造成的差異外界環境不可控造成的差異一、田間試驗的誤差第三節田間試驗的實施

第50頁/共68頁第五十頁，共69頁。51控制田間誤差的具體措施選擇同質材料：生長、發育；樹勢；年齡；大小等等。操作和管理水平標準化控制外界主要因素-土壤差異選擇肥力均勻的試驗地采用適當的小區技術應用良好的試驗設計和統計分析第51頁/共68頁第五十一頁，共69頁。52二、試驗地的土壤差異高低低原因一：土壤形成的基礎不同原因二：土地利用的差異第52頁/共68頁第五十二頁，共69頁。53三、試驗地的選擇的原則土壤肥力要比較均勻一致選擇的土地要有利用的歷史記錄試驗地最好選在平地試驗地的位置適當試驗地最好采用輪換制試驗地的選擇需要有空白對照第53頁/共68頁第五十三頁，共69頁。54試驗地的選擇與準備（一）試驗地的選擇1．具有代表性：代表性因試驗目的而定，適合于解決這個實驗所提出的任務。如研究某些生產問題產生的原因時（如水稻僵苗，油菜花而不實），則選擇供試土壤時要找有典型癥狀的田塊布置試驗比較磷肥品種效應時，選擇缺磷或比較缺磷的土壤。確定某地區土壤合理施肥量：選擇各種肥力水平的土壤進行試驗。

第54頁/共68頁第五十四頁，共69頁。552．地勢平坦：不平坦地段地力很難一致，灌水、排水都有困難，若無法找到平坦地，坡度不應超過2.5%。3．廣泛一致性：指表土、底土、水文地質條件、前茬耕種的一致性。4．不受特殊條件影響：避開樹木、建筑物、池塘、山谷、公路等。它們影響試驗地的光照、水分、通氣等。距樹木30-50m,距高大建筑物40m，距公路、陰溝5-10m。5．試驗地要有足夠的面積和合適的形狀。

第55頁/共68頁第五十五頁，共69頁。56（二）試驗地的準備

1．平整土地2．勻地播種—不施肥下在將要進行試驗的地段上播種同一種作物，一般多播密植作物，以便均衡土壤差異。勻地原因：作物從肥沃地段吸收養分多，瘠瘦地段吸收養分少。結果：能消除因施肥等人工方式造成的地力不均一性，不能消除自然原因引起的土壤復雜性，如地形質地等。操作：不施肥下勻地播種1-2季作物，要消除氮肥殘效，要消除有機肥造成的差異，有時需要5-10年。待勻地一定時間后，分區收獲，判定土壤肥力變異規律，作為試驗方法設計和田間區劃的依據。第56頁/共68頁第五十六頁，共69頁。573．基礎土樣分析：布置試驗前取土樣分析基本農化性狀：pH、CEC、OM、N、P、K等。

第57頁/共68頁第五十七頁，共69頁。58二．試驗的設置

（一）擬定種植計劃書，其內容包括：1．試驗的名稱或題目2．方案：處理代號與名稱3．方法設計：隨機區組等4．田間規劃：小區面積，長*寬5．供試作物名稱、播種量、播種規格等6．試驗地點7．播種日期8．附上按比例尺寸繪制的田間規劃平面圖第58頁/共68頁第五十八頁，共69頁。59（二）小試驗地中小區的劃分：必須設置保護行，保護試驗材料不受外來因素的影響，減少邊際效應。小區間不需保護行。（三）施肥（四）播種或移栽（五）其它工作1．試驗設置后，必須重新檢查一遍，發現錯誤或缺點，應盡可能設法改正或補救，并記錄下來。2．每小區要有試驗牌，上寫明小區號及處理代號。

第59頁/共68頁第五十九頁，共69頁。60三．田間管理與觀察

（一）管理1．灌水、排水2．除蟲病3．中耕除草（二）觀察記錄根據研究目的確定調查項目，認真記錄應包括：環境變化、生長狀況、意外情況記錄一般用鉛筆，寫錯時用鉛筆劃去，重寫，不許涂抹。第60頁/共68頁第六十頁，共69頁。61四．實驗的收獲

（一）收獲的準備工作1．適時收獲：成熟前3-5天2．劃出除地：除地：小區局部地方由于某些原因造成意外的損失，如牲畜踏傷、病蟲危害、缺苗斷壟等，收獲前可將該部分剔除。這種措施叫做“除地”。3．保護行的劃分：在收獲前1-2天先收獲。4．考種取樣：收獲前一天，在小區內隨機取樣，作好標簽，其產量計入小區總產量。5．其它：標簽、布袋、收獲、脫粒、工具等

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