田间试验与统计方法文档格式.docx
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指试验条件应能代表采用该项试验成果的推广地区的自然条件和生产条件。
3、、试验的精确性（或可靠性）：
指试验结果正确可靠，能把试验处理间的差异真实地反映出来。
4、试验的重复性：
指在相同的试验条件下，再重复进行试验，也能获得相似的结果。
第二节田间试验的种类和试验方案
一、田间试验种类
（一）按试验因素多少分
单因素试验、多因素试验、综合因素试验
（二）按试验研究内容分
品种试验、栽培试验（密度、播种期、播种量、播种方法等）、肥料试验、农药试验
（三）按试验规模分
单点试验、多点试验
（四）按试验期限分
单季试验、长期试验
（五）按试验小区大小分
大区试验、小区试验、微区试验
三、与试验有关的术语
1、试验指标
2、试验因素：
指在试验中被考察的条件。
3、水平：
指每个因素的不同状态或等级。
4、试验处理：
就是在试验小区上实施的试验措施。
试验处理有两种情况：
（1）试验中如果只有一个因素，则水平就是处理。
（2）在试验中如果两个或两个以上因素时，则各个因素间水平组合，就是处理。
5、试验方案：
是根据试验目的与要求所拟定的进行比较的一组试验处理
的总称。
四、试验方案的设计方法
1、确定适宜的试验因素
主要根据试验提出问题的多少来确定试验因素的多少。
原则上：
要尽量简单，以最少的因素回答试验提出的问题。
因为试验中因素过多，会造成试验设计、统计分析和结果解释的困难。
如果试验提出的问题较多，宁可同时安排几个试验，也不要把过多试验因素集中在一个试验中进行。
例如：
如果试验目的是评定若干个品种的丰产性，从中选出丰产性高的品种进行推广，该试验就可采用单因素试验。
如果试验的目的不仅要评定丰产品种，还要找出与之相配套的栽培技术，则可采用复因素试验，以品种、施肥、密度为试验因素，研究三个因素之间的效应。
2、正确划分因素内的水平
试验方案中的处理水平应力求简明，水平间的差异要适当，间距要相等以便分析试验结果。
如果差距过大，处理数很少，就容易“漏掉”最佳处理，反之，差距过小，处理数过多，处理效应容易被试验误差掩盖，使相邻处理间的效应不明显，往往得不到明确的结论。
适当的差距应以能显示出水平间的差异为准。
这需要参考以往的经验和实际试验条件来确定。
研究不同种植密度对某冬瓜品种产量的影响，先根据以往经验估计出当地的适宜密度为550株/亩，然后按100株的相同差距向两端安排，可得350、450、550、650、750株/亩的五个不同水平。
使得实际的最适种植密度正好在所设置的处理范围内。
一般而言，栽培试验以设置4-6个处理为宜，品种试验可以多一些。
在多因素试验中应力求控制水平数，以使处理数不至过多。
3、恰当安排对照
所谓对照就是用来与其它处理作比较的标准处理。
任何品种或栽培试验都应该有对照，否则就无法测定新品种或新技术的优越性。
一般往往采用生产上应用广泛的品种或栽培措施作对照。
某地区引进一个品种，该品种就必须在推广以前做个丰产试验，以当地品种为对照作比较。
一般每个试验只设置一种对照处理。
有的试验根据需要也可设置两种不同的对照处理。
有些栽培试验如密度试验、播种试验等一般采用等距设置不同水平，也可以不设置对照处理。
总之，拟定试验方案是比较重要的工作，应查阅国内外文献，收集有关研究资料，请教有经验的农民和技术人员，进行研究讨论，使方案中的处理有一定的科学依据和必要性。
第三节试验误差及其控制
一、试验误差的概念
指观察值受到试验处理以外的其它试验条件不一致的干扰而产生的差异，就称为试验误差。
试验误差影响了试验的准确度和精确度。
二、试验误差的类型
试验中一般发生的误差，根据性质可分为两种：
（一）系统误差（片面误差）
就是由可以察觉的原因造成的偏差，就属系统误差。
观察仪器不良、刻度不准；
个人习惯偏差，读数偏高或偏低；
实验材料分配的偏差（如把生长好看归为一组，不好的归一组没有按比例搭配）；
田间操作如：
开始时操作不熟悉，随后渐渐熟悉起来，使处理间操作不一致；
土壤肥力变化具有方向性（由高到低）等，由这些原因造成的误差就属系统误差，这类误差中要工作认真仔细，注意试验过程中农业操作上的标准化，就比较容易克服。
特点：
系统误差往往使试验结果朝一个方向偏离（观察值与直值相比始终偏低或偏高），它具有规律性。
系统误差无法用统计分析方法来估计，故要防止系统误差发生。
（二）偶然误差（也称随机误差）
是指在严格控制试验条件相对一致后，仍不能消除的偶然性误差。
土壤肥力呈不规则的变化；
病虫鸟兽对试验的危害；
各项技术措施的微小差异等造成。
在试验中无论仪器多么精密，观测方法多么完善，操作多么细心，多次观测结果都不可能完全一致，这就是偶然误差。
，偶然误差使得观察值时大时小呈不规则变化；
偶然误差是无法消除的，只能尽量控制减小；
可以应用统计分析的方法来估计偶然误差的大小，以提高试验的精确性。
值得注意的是：
试验误差并不包括人为的差错，如播错、量错、秤错、写错等，这些差错是可以避免的，不允许发生。
三、试验误差的来源及控制
在田间试验中，产生误差的来源是多方面的，一般可分为以下几个方面：
1、试验材料的不一致
指各个处理的种子、种苗或植株等，在品种纯度、个体大小、壮弱等方面存在差异。
这种差异必然会影响作物的发育和产量，产生试验误差。
控制措施：
必须严格选择同质一致的试验材料。
在进行品种比较试验时，对同一个品种，应选择同一播种期、同一地点繁殖的材料作试验。
因为即使是同一品种，繁殖时期、地点不同，在生长发育情况上就会有所差异。
用这种材料作试验必然会造成误差。
又如：
对于个体大小不一致的材料，可以分级、分重复使用或充分混合均匀后使用。
2、土壤差异
土壤差异表现在土壤类型、地势、肥力、结构、生物群落以及前后作、耕作制度等方面差异，其中肥力的差异是产生试验误差的主要来源，是田间试验技术中重点考虑控制的对象。
因为其它方面的差异对于试验面积不大的小区试验影响不大，而肥力差异在小面积上是可能存在的，土壤肥力绝对均匀一致的地块是没有的，而土壤肥力对作物的生长发育影响又较大。
土壤肥力差异通常表现为两种形式：
一种是肥力变化较有规则，即肥力从大田一边到另一边逐渐由高到低，称为肥力梯度差异；
另一种是斑块状差异即田间有较明显的肥力差异的斑块，分布无一定的规则。
研究证明：
土壤差异具有持久性。
所以地选择试验地时应避免选择土壤肥力差异较大的土地。
控制措施是：
（1）选择试验地；
（2）试验中采用适当的小区技术；
（3）应用良好的试验设计和相应的统计分析方法。
这些措施将在以后的内容里详细讲解。
3、试验时农事操作和管理技术的不一致性
这里主要指在试验过程中，对各处理的耕地整地、种植密度、中耕除草、灌溉、施肥等操作和管理方面，在质量上不能完全一致；
另外对各处理某一性状进行观察、测定时，在观察时间、标准、用具或仪器等方面不能完全一致，都会影响试验结果的真实效应。
尤其果树试验中的某些操作如：
修剪、疏花疏果、嫁接等，其时间性和技术性很强，即使是一个人去做，也难免会有种种差别，在质量上不能完全一致，这就不可避免产生试验误差。
就是一切管理操作、观察数据和数据收集等都应以重复区为单位进行控制，对各种操作尽量做到完全一致，减少可能发生的误差。
（主要根据局部控制原理，什么是重复区将在后面的内容讲解）
4、小气候差异和边际效应的影响
在复杂地形或试验地周围有防护设施、建筑物等天然屏障条件下，会造成试验地各个小区的不同小气候差异，从而影响各小区植株的生长发育和产量方面的差异。
距离高大建筑物不同远近的地块、其气温、地温、光照强度和湿度的差别都较大。
另外，试验地中如果有缺株或相邻小区植株高矮不同，也会引起局部地段小气候差异。
高秆植株比矮秆植株优先吸收阳光、CO2、其地温、气温、光照强度高于相邻的矮秆植株。
边际效应是指处于边行的植株因比内部植株有较大营养面积和较好的通风透光条件而利于生长发育的现象。
选择适宜的试验地和良好的试验设计。
5、其它偶然因素的影响
除以上几方面，有时作物还会受到一些偶然因素影响。
病菌、病虫、人畜践踏、风雨侵袭等对小区危害不一致，也会造成试验误差。
虽然这些因素是难以控制的，介可依靠科学的试验设计尽量减少误差和用统计分析方法估计误差。
总而言之，试验误差是田间试验中最主要的障碍，没有误差，试验工作就变得简单，也就不存在田间试验与生物统计这门学科了，故从这个意义上讲，田间试验与生物统计是一门与误差作斗争的科学。
第二章田间试验设计
3-4学时
让学生了解田间试验设计的基本原则、小区技术、常用设计方法。
田间试验设计的基本原则、小区技术、常用设计方法
常用设计方法。
第一节田间试验设计的基本原则
田间试验设计的目的在于使各个试验处理获得尽可能均匀一致的环境条件，以便控制和估计试验误差，提高试验的精确度，并对各处理的优劣进行有效的比较。
为了更好地设计田间试验的环境，有必要先了解环境设计的基本原则。
一、重复原则
前面我们已知，试验小区是用来安排处理的小块地段。
在试验中，若同一处理只种一个小区，则试验只有一次重复；
若种了二个小区，则试验有二次重复。
依此类推，同一处理种植几个小区，就有几次重复。
重复的作用有：
1、估计试验误差；
试验误差是通过同一处理之间的变异来测定的。
同一处理有两次以上的重复，就可以从这几个重复小区之间的差异来估计误差，如果只种植一个小区，就只获得一个数据，则看不出差异，因而也就无法估计误差的大小。
略。
2、降低试验误差
二、随机排列
所谓随机就是指不按主观意愿，或者不照某种规则来做的方法。
随机排列就是指每个处理小区在试验的每一次重复中的排列是随机的，使每个处理排列在任何小区都有相等的机会。
作用：
能够排除系统误差，使处理间或各重复小区间的差异成为随机误差，从而应用生物统计方法进行正确估计。
严格地讲，设置重复虽然给误差估计提供了条件，但是，要获得无偏的试验误差估计值，则要求试验中每一处理都要有同等机会设置在任何一个试验小区上，使试验误差是属于偶然因素造成的，这样才能应用统计方法来估计误差；
而顺序排列使得各个处理的排列次序不变，如果遇到土壤肥力呈梯度变化，往往容易造成系统误差。
所以，随机是应用统计公式的基础，试验都必须随机排列。
三、局部控制原则
就是分范围、分地段地控制环境因素的差异，使其对处理因素的干扰趋于最大限度的一致，达到减少误差的目的。
重复虽然能减少试验误差，但当环境条件梯度状变化比较明显，试验的处理数又较多时，增加重复，一方面减少误差，但另一方面，由于试验所需的空间增大，环境差异增加，试验误差又有上升的趋势，此时，单凭增加重复，也不能最有效地减少误差，随机排列虽然可得出一个无偏的误差值，但并不能减少误差。
采用局部控制原则，根据土壤肥力变化和重复数，将试验地划分成几个肥力条件尽可能均匀一致的小空间，我们称之为区组。
在区组内再划分若干个小区。
注意：
区组要垂直于肥力变化的方向，在同一区组内肥力均匀一致，不同区组间允许有较大肥力差异。
这样就使得每一区组内，各个处理受到环境因素的干扰趋于最大限度的一致，减轻了试验误差，增加处理间的可比性；
而不同区组间，由于肥力差异较大，造成区组的误差要用适当的统计方法予以分开。
因此，采用局部控制原则，就使得试验误差仅限于区组内较小地段内的土壤差异，而与因为增加重复而扩大试验田增大的土壤差异无关。
第二节田间试验的小区技术
小区是设置处理的小块地段。
小区技术就是根据田间试验的环境设计的基本原则，对试验小区进行科学的设计和布置。
试验小区设计的好坏，对试验的正确性直接有关。
其主要内容包括了：
小区面积、小区形状和方向、重复的设置、保护行和走道的设置等几个方面。
（一）小区的形状和方向
1、形状
小区形状分为正方形和长方形两种。
以采用长方形较为适宜。
尤其是狭长形小区。
原因是长方形小区具有两个优点：
（1）容易调匀土壤差异，使小区肥力比较接近试验地平均肥力。
（2）便于观测、比较、记载和进行田间作业，尤其是实行机械化管理比较方便。
长和宽比例以多大为宜呢？
根据有关资料及实践活动中的体会，小区长与宽的比例以3：
1—10：
1为宜。
具体比例应根据试验地形、面积、小区数目及机械化管理水平等条件来确定。
大区试验的长宽比例不受此限制。
如果处理数较多，区组包含的小区娄就多，为了不增加区组长度，可适当增大长宽比；
当小区面积较小时，长与宽的比例差异不宜过大，以免增大边际效应的影响；
有时为了发挥机械性能，在进行机耕、喷施农药操作时，应考虑小区宽度要与之相适应，不能影响机械性能的发挥。
在面积相同的情况下，长方形小区四周边长比正方形长（可提问同学）。
以面积为16平方米计，长方形边长为8和2时，周长为20米，正方形边长为4和4时，周长为16米。
这样在面积相同时，由于正方形小区边界小，受边际效应的影响就小。
尤其对于一些水、肥、病虫害防治试验，由于水、肥会扩张到相邻小区，边界长，则边际效应的影响就大，应采用正方形小区以降低试验误差。
2、方向
小区方向专指长方形小区机而言，其长边走向就是小区的方向。
合理确定小区方向可以降低小区间土壤肥力差异。
原则上要求区组内的各个小区处于肥力水平相对一致的地段上，且不至于使区组过于狭长。
（二）小区面积
小区面积大小与试验的精确性有着密切的联系。
适当增大小区面积能够降低试验误差。
原因是面积小的小区容易全部或大部分占有较肥或较瘦的土壤，而面积大的小区则容易包含不同肥力的土壤，因而能减少小区之间土壤肥力的差异；
另外扩大小区面积可增加株数，能克服植株全体间的差异，增加试验的代表性。
但如果小区面积过大时，又会造成整个试验地面积过大，土壤肥力就不容易均匀一致了，同时还增加试验的工作量，影响试验的精细管理，所以，当试验小区面积增大到一定程度以后，继续增大面积降低试验误差的效果就不明显了。
那么，小区面积以多大为宜呢？
可由试验内容、作物种类、土壤肥力差异、试验的任务与阶段等具体来确定。
见课本第13页（引导学生自己看书）。
（三）重复的设置
1、重复次数的确定：
设置重复能够有效地降低土壤差异所造成的试验误差，其效果要大于增加小区面积或采用长方形小区。
试验证明：
将小区面向增加到4期倍，其降低试验误差的效果不如保持原有的小区面积，而重复4次。
但并不是说，重复次数越多越好，因为重复过多，会增大试验地面积和增加工作量，影响土壤肥力的均匀和栽培管理的一致性。
实践证明：
在重复4-6次的基础上，再继续增加重复，降低试验误差的效果就不明显了，可见过多的重复是没的必要的。
试验的重复次数要根据对试验精确度的要求、试验地肥力的均匀程度、试验材料的变异幅度、小区大小、处理数多少等方面来确定。
试验精确度要求高，重复次数宜多，反之则反；
土壤肥力差异大，重复次数应多，反之则反；
小区面积大，重复次数应少，反之则反；
试验材料变异幅度大，重复应多，反之则反。
大区试验或不进行测产分析的试验可不设重复。
2、区组的排列方式
区组设置的方式有多排式、双排式、单排式几种。
区级的形状有长方形、正方形等。
区组可以分散排列，也可集中排列。
区组的排列必须遵循“局部控制的原则”，根据地形、土壤肥力差异情况来定。
见图2-4，第13页。
（四）保护行和走道的设置
1、保护行设置
保护行通常用G来表示。
进行田间试验时，为了消除边际效应及人、畜和其它非试验因素的干扰，一般都要设置保护行。
保护行有三种：
（1）试验地四周设保护行，通常种植同类作物中任何一种品种（略比供试品种稍早熟，以便提前收割）或对照品种，一般至少种2行，可根据具体情况定；
（2）区组保护行，一般不必设置，通常在区组分散布置时采用；
（3）小区保护行，若小区与小区相连时就不需要设置，通常当小区一侧有走道或有水渠通过时用。
另外有的试验（如：
水、肥、病虫害防治试验）相邻小区容易互相影响，也可用小区保护行。
2、走道的设置
在试验地里，应特别注意人行道的设置。
因为试验男里经常有人进行观察、记载和管理，大多作物又必须经常灌水，走道设置不当，会增加田间试验的误差。
通常在重复区之间设置1米宽左右的走道，但切不可穿越和个区组内，以免增加区组内试验误差。
第三节常用和田间试验设计
一、顺序排列的试验设计
（一）间比法设计
在品种试验中应用较多，如育种试验早期阶段的原始材料圃、选种圃、杂交组合的配合力测定，引上试验中的品种观察圃等。
这类试验因试验材料多，而种子数量有限，多采用间比法设计。
1、设计特点就是在重复区的首尾设对照区，中间按一定顺序设置处理小区，每隔4、9、19个处理小区就设1防个对照区，使对照区小区编号尾数为0或5。
其目的是为了减少对照区数目，便于调查记载和田间作业，不容易发生错误。
设计要点：
（1）间隔几个小区设置对照主要由参试材料的多少来决定。
一般处理数多，就间隔多一些小区。
（2）试验材料多时可不设置重复，试验材料少时可设2-4次重复。
（3）区组排列一般采用多排式和双排式。
为避免系统误差，区组间小区可采用逆向式或阶梯式排列。
若地形有限，一个重复排不下，可排成二排或多排。
2、优缺点
优点：
田间排列、观察记载比较方便，试验结果的分析整理比较简单。
试验地可容纳较多的处理。
缺点：
由于对照区间隔较远，在土壤差异大的情况下，试验精确性差。
（二）对比法设计
设计方法：
每个处理排在对照两旁，即每隔两个处理设立1个对照。
特点：
对照太多，土地利用率不高；
处理数不易多，重复2-4次就可；
精确度高。
二、随机排列的试验设计
（一）完全随机试验设计
具体设计将全部处理包括重复统一编号，按完全随机方法排列在各个小区中。
该设计仅采用重复、随机排列。
适用于试验室、盆栽试验等。
（二）随机区组设计
1、具体设计将试验地按环境变异情况，划分为等于重复次数的区组，区组内小区采用随机排列，该设计采用重复、随机排列和局部控制原则。
根据“局部控制”原则：
区组内各小区环境差异尽可能性小，不同区组间环境差异允许大些。
*随机区组设计中，每一个区组内，每个处理只允许占据一个小区，不允许有相同小区出现。
不论是单因素或多因素试验，首先明确处理数，根据具体数目在区组内设置小区。
进行区组划分时，区组的长边垂直于环境变异的方向，小区的长边则与之平行。
（注意：
与完全随机设计作个对比）
2、主要优缺点
能有效地消除单向环境差异造成的影响，减少随机误差，并避免了系统误差，能无偏的估计误差，提高试验精确度，另外，设计方法具有圈套的灵活性（如：
不同区组可根据地形和肥力发问分散设置于不同场所），适用于单因素或复因素试验，是田间试验中较为常用的方法。
处理数不宜过多，一般不超过20个否则区组面积无穷大，难以做到同一区组的土壤肥力均匀一致，将会降低试验的精确度。
（三）裂区设计
1、具体设计它是多因素试验的一种设计形式。
在进行多因素试验时，如果组合数不太多，各个因素的重要性又相近似的情况下，常采用随机区组设计。
但在处理数较多，各个因素相对重要性又不一样时，为了满足各个因素对试验的特殊要求，往往采用裂区设计。
设计方法是：
将次要的因素按其水平数划分成几个整区（或称主区），整区的各个处理称为主处理；
再在各个整区内按其它因素的水平数划分几个裂区（或称为副区），裂区的处理称为副处理，无论是整区或裂区，不同的处理都采用随机区组排列，同时要设置重复。
主处理分设在主区，副处理分设在主区的各个裂区之内。
这样一个主区内的副区之间比主区之间靠得更近，故副区之间的土壤差异较小，副区间的比较比主区间的比较更精确。
这一点可以说是裂区试验的最大特点。
因此在进行试验时应分清那项处理是试验的主要目的。
那项处理是次要目的，把主要目的的处理放入裂区中，次要目的处理应放入主区。
对主处理而言，各主区构成一个区组，对副处理而言，一个主区相当于一个区组。
这样副处理比主处理重复次数多，且受双重的局部控制，副区之间各个处理比主区之间各个处理更接近，因而副处理比主处理更精确。
2、适用情况：
见课本第19页
3、优缺点
能在同一试验中，以不同精确度对各个因素进行分析，设计灵活（如：
若某一因素要求较大面积时，可把该因素设在主区，主区之和就是试验地面积，与随机区组设计比较，可节约试验地；
某个单因素试验已进行多年，现要在此基础上增添研究新的试验因素，就可采用裂区设计，把原来的因素看作主处理，主处理形成的小区作为主区，把主区分割成若干裂区，安排新的因素作为副处理，这种灵活性，其它设计形式是没有的）。
统计分析难度大，尤其在因素和水平较多的情况下更复杂。
第三章田间试验的实施与总结
5-6学时
让学生了解田间试验的布置与管理，田间试验的观察记载和测定，田间试验的总结。
田间试验的布置与管理
第一节田间试验的布置与管理
一、试验计划的制定
（一）试验计划的内容见课本20页
（二）种植计划书的编制见课本21页
二、试验地的播前准备和田间区划
（一）试验地的土壤准备
施肥时要注意四点：
（1）保证基肥质量一致，有机肥必须充分腐熟并混合均匀；
（2）随运随撒，不在试验地里堆放，若堆放肥料在地里，必须铲净粪堆底盘，并防止雨淋，以免造成堆肥的地方肥力过高，形成斑块状差异；
（3）最好采用“分格均量”的方法措施。
即把试验地划成面积相等的方格，按等量均施；
（4）施肥后立即翻入土中，施肥深度要均匀。
整地和大田生产整流器地基本一样，只是要求更细致。
在整地中应注意以下几点：
（1）耕深一致，防止漏耕，耙均耙平；
（2）整地方向应与小区长边方向垂直（即与区组长边平行），使每个区组内的小区耕地质量一致；
（3）
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