第12章 试验设计

练习
1、试验的各处理组为什么要设置重复？
2、动物试验为什么要设置对照组， 对照的形式有哪些？




试验设计目的是什么？ 什么是试验方案？ 如何拟定试验方案？ 动物试验为什么要设置预试期？ 试验基本要求是什么？ 试验设计要遵守基本原则是什么？
常用试验设计方法





完全随机设计（非配对设计）； 随机单位组设计（配对设计）； 拉丁方设计； 正交设计（优选法）； 调查设计。
单位组间平方和
SSB=∑x 2.j/a- C =(11522+10472+…+12232)/5 -1099336.05=5530.15 误差平方和
SSe=SST-SSA-SSB=35890.95
-27267.2-5530.15=3093.6
总自由度
dfT=ab-1=5×4-1=19 dfA=a-1=5-1=4
也不必作多重比较。
三、随机单位组设计的优缺点
特点
精确性高，但灵活性较差。
适用条件
动物个体间差异较大时选用。
如:配对设计，两因素无重复试验等。
练习：
1、
P269 第13题。
2、为什么随机单位组设计的试验误差较完 全随机设计的小？ 3 随机单位组设计与完全随机设计有何异同？
定义比较
完全随机 动物-----随机分组-----试验处理实施 随机单位组 动物----单位组---随机分组---试验处理实施
（二）处理数≥3 析。
采用单因素试验的方差分
三、完全随机设计的优缺点
特点:简单 灵活和常用,但试验误差较大.
如:非配对设计,单因素试验等
第三节 随机单位组设计
单位（区）组：指条件相同动物构成组群。
也称区组或窝组。如将同窝、同性别、体重
基本相同的动物组成一个单位组 。
组成单位组目的：可消除试验动物个体间差
动物试验为什么要设预试期？



做好准备工作； 让动物适应新环境； 熟悉操作方法和程序。 预试期时间: 7—10天
3 试验过程
试验过程： 试验设计-----实施试验------总结分析 撰写论文过程： 采集数据------- 统计分析------推断结论
(试验设计、实施) (显著性检验) (结论)
70 65
46
42
54 52
试分析各药物对猪生长效果有无显著影响。
解: (二法)
A因素(行）平方和与自由度计算 SST=S2*dfT=1184 SS行e=SS1+SS2+SS3=822 SSA=SST-SS行e=362 dfT=dfe+dft=11 df行e=df1+df2+df3=9 dfA=k-1=2
对于【例12.3】，通过按表12-3试验动物分组结果 进行试验后，各号仔猪增重结果列于表12-3。
1、计算各项平方和与自由度 矫正数 C=x2../ab=46892/5×4=1099336.05 总平方和 SST=∑x2ij-C=（2052+1682+…+2822） - 1099336.05=35890.95 处理间平方和 SSA=∑x 2i./b- C =(8252+9252+…+11372)/4 -1099336.05=27267.2
与试验设计相关名词



试验因素 因素水平 重复数 试验指标 试验处理
拟定试验方案


试验方案是试验处理总称; 包括: 试验因素选择-----各因素水平确定---重复数----试验指标---试验设计方法和结果 统计方法等； 反复讨论、优化试验方案(高效 、最优).
试验处理是试验研究对象，也是试验工作 核心，各处理需按唯一差异原则进行检查 和修改。

随机化分组

2个处理随机化分组
3个或3个以上随机化分组

练习： 试将12头小猪随机分为2组，每组6头进行 试验。
二、试验结果的统计分析 对于完全随机试验的统计分析，由于试验 处理数不同，统计分析方法也不同。 （一）处理数为2 两个处理的完全随机设 计也就是非配对设计，对其试验结果采用非配 对设计的t检验法进行统计分析。
第二节 完全随机设计
定义：根据试验处理数将试验动物随机地分成 若干组，然后每组实施不同处理。 处理数(组)数=水平数 各处理组间样本是独立的 适用条件: 动物个体间差异较小时选用.
随机化方法：
抽签法或随机数表法。
随机数表
组成： Ⅰ Ⅱ 每页有50行、25列，由0—9数字组成。 位置： 页、行、列、方向。
3.3 总结分析的主要工作



整理采集的试验数据； 对数据进行统计分析； 结合专业知识解释试验结果； 推断出结论(与试验目的一致)； 撰写论文。
试验设计-----实施试验--------总结分析 (脑力) (体力) (脑力)
4 试验设计遵守原则



重复（降低试验误差、估计试验误差）； 随机化 局部控制----唯一差异原则,保持试验条件的 一致性。

局部控制(试验条件的一致性)
唯一差异原则
特点及适用条件比较
完全随机设计的优缺点 随机单位组设计的优缺点 特点: 特点: 精确性高 简单灵活和常用 但灵活性较差 但试验误差较大. 适用条件: 适用条件: 动物个体间差异较 动物个体间差异较大 小时选用 时选用 如:非配对设计,单因素 如:配对设计，两因素 试验等 无重复试验等

例:

抗生素对牛血色素影响(二)
选择10头牛，分别测定注射抗生素前\后对牛 体内血色素影响。 试验指标为牛体内血色素含量，采用平均数 （Mean）±标准误（SEM）表示.

试验应设置对照组



设对照组原因:突出处理效应； 设对照组方法:差别仅在于某一处理，其它 条件应完全一致(遵守唯一差异原则)； 设对照组方式:空白对照、标准对照、自身 对照和相互对照。
B（列）单位组平方和与自由度计算
B(列）单位组平方和与自由度计算
SS列e=SS1+SS2+SS3+SS4= SSB=SST-SS列e=
dfB=n-1=4-1=3
因为 FA> F0.01(4,12) , FB> F0.01(3,12),表明饲料添
加剂对仔猪增重影响极显著。
单位组为非试验因素，即使差异（极）显著，
试验设计是生物统计在生产实际中具体应 用，并可丰富生物统计知识；

二者结合是安排、分析、解释试验的工具， 也是理论与实践相结合的桥梁，综合应用 专业知识能力的体现。
试验类型


按时间分: 预备试验(预试期)、正式试验。 按因素分:单因素试验、双因素试验、多 因素试验。 按途径分: 科学试验、 调查研究。


t检验(非配对设计) 平均数-----t值------概率(0.126) F检验(单因素试验方差分析) 方差-----F值------概率(0.126)
3
三种药物采用随机单位组试验的饲养生长猪 效果如下: 单位：kg
药物 A Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 43 50 47 30 (单位组）
B C
50 51
5 如何提高试验成功率
避免系统误差 预试期 、 设备 、 认真等主观因素. 降低随机误差. 分组 、试验设计方法、重复数等客观因素.

动物试验注意要点

遵守唯一差异原则； 设置对照组； 设置预试期。
例1：鱼卵体外不同保存时间孵化效果试验
将4000枚鱼卵随机分为四组，分别置于培养液中 按0、3、6、9h进行室温保存，然后转入相应池 孵化24、21 、18 、15h，使保存和成熟时间之和 均为24h, 以比较不同体外保存时间的卵子孵化效 果，试验重复10批次 。
处理间自由度
单位组间自由度 dfB=b-1=4-1=3 误差自由度 dfe=dfT-dfA-dfB =(a-1)(b-1)
=（5-1）(4-1)=12
2、列出方差分析表，进行F检验
二法
A因素(行）平方和与自由度计算 SST=S2*dfT= SS行e=SS1+SS2+SS3+SS4+SS5= SSA=SST-SS行e= dfT=kn-1=5*4-1=19 df行e=df1+df2+df3+df4+df5=3+3+3+3+3=15 dfA=k-1=5-1=4
第十二章 试验设计
第一节：试验设计概述
第一节: 试验设计概述
1 试验设计定义、目的

研究如何安排试验并对试验结果作统计分 析的方法。

目的是避免系统误差，降低随机误差，估 计处理效应，以较少人力、物力和时间获 取可靠的数据,以通过样本估计总体。
2 试验设计与生物统计关系

生物统计知识是试验设计理论基础；
异对试验结果的影响，达到局部控制的目的 。
随机单位组设计定义
将试验动物构成单位组，再将单位组内动
物随机分配到各处理组的试验设计方法。
每一单位组内的动物数=处理数；
单位组数=重复数。
（一）随机单位组设计的分组方法
【例12.3】 5种中草药饲料添加剂分别以A1、A2、 A3、A4、A5表示，供试4窝仔猪分别按体重依次 编号为：1-5号为第Ⅰ组，6-10号为第Ⅱ组，1115号为第Ⅲ组，16-20为第Ⅳ组。试按随机单位 组设计将试验仔猪分组。
3.2 实施试验主要工作

按试验设计内容实施试验； 记录试验数据，且真实、可靠、合理； 记录意外发生的事情。
动物试验的基本要求
1、试验要有代表性
动物试验的代表性包括生物学和环境条件试验的正确性包括试验的准确性和试验的精确性。