第五节常用田间试验设计
… 间比法设计常用于育种工作初期的鉴定试验，
也可用于供试品种较多而试验精确度要求不太高的 品种比较试验。
这种试验设计的优缺点大体和对比法设计相似， 虽比对比法设计节省了对照小区的用地，可是直观 性却没有对比法设计强；精确度没有对比法设计高。
第五节常用田间试验设计
二、随机排列的田间试验设计
第五节常用田间试验设计
（一）完全随机设计
k个处理，n次重复 完全随机设计
将试验地划分为nk个试验小区，顺次编号为1、2、3……nk；
将k个处理的代号写在完全相同的小纸片上，每个处理代号写n 张，共nk张，揉成纸团，混匀;
随机抽取纸团,抽得的第一个纸团写的处理安排在1号小区，第 二个纸团写的处理安排在2号小区，……第nk个纸团写的处理安排 在最后一个小区。
3 CK 4 5 CK 6
第五节常用田间试验设计
7 CK
对比法设计通常采用三或四次重复。 在重复的排列上，根据试验地的形状，土壤肥力线的走 向以及供试品种或处理的多少不同，可采用单排式（图3-9）、 双排式或多排式。 图3-9 单排式对比法田间排列（三次重复）
G G 1 CK 2 3 CK4 1 CK 2 3 CK 4 1 CK 2 3 CK4 G
第三章 试验设计技术
第五节 常用的田间试验设计
根据田间试验设计的原理，小区技术的要求和 试验地的具体条件，将各试验小区在试验地上做最 合理的设置和排列，称为田间试验设计。
常用的田间试验设计按照小区排列的方式，分 为顺序排列和随机排列两大类。
第五节常用田间试验设计
一、顺序排列的田间试验设计
定义： 重复内试验小区按既定顺序排列的
试验得到的全部观测值为单向分组资料。
第五节常用田间试验设计
完全随完机全设随计的机优设点：计的优点
1.重复次数富有伸缩性，各处理的重复次数可以相 等，也可以不相等。
G
第五节常用田间试验设计
…
为了避免同一处理排在一条直线上， 可采用逆向式排列（图3-10） 或阶梯式排列（图3-11）。
第五节常用田间试验设计
对比法设计 适用于一般不超过10个处理的比较试验和示范试验。
主要优点： 1 处理和对照相邻，土壤肥力接近，有较高的精确度； 2 直观性强，便于观察比较； 3 方法简单，易于掌握。
根据数据的大小，编好秩次，记于数据的下面。
9 15 10 18； 1 13 3 14； 17 7 20 8； 19 2 6 16； 5 4 11 12
从左端开始，按n=4共分为5组。第一组9 15 10 18小区安排品种A；第二组1 13 3 14安排品种B；以 此类推，即同组各 小区接受相同处理 。根据每个处 理得到的秩次号码到试验地与小区的编号“对号入 座”（图3-15）。
第五节常用田间试验设计
额外对照小区（Extra check） 采用间比法设计 如果供试品种较多，在一条土地上不能安排完重复 内的全部小区，则可在第二条土地上接下去排。 但在第二条土地开始时，仍要设置一个对照小区， 这个小区称为额外对照小区（Extra check），用 Ex.Ck表示
（图3-14）。
重复内各试验处理小区排列的位置是随机的， 任何一个处理都有同等机会设置在重复内任何一个 小区上，这样田间设计就是随机排列的试验设计。
常用的随机排列田间设计有： 完全随机设计 巢式设计 随机区组设计 拉丁方设计 裂区设计 正交试验设计
第五节常用田间试验设计
随机排列试验设计是一大类田间设计方法 它们的共同优点： 1、由于采用了随机排列，能减少相邻小区间由于 生长竞争所造成的误差； 2、获得的试验结果能够进行方差分析和显著性测 验。
这样的设计叫作完全随机设计(Completely Randomized
Design)。
第五节常用田间试验设计
用随机数字表安排 5个品种蔬菜A、B、C、D、Ｅ产量比较试验，采用完全随机设计， 重复四次。 k=5，n=4，nk=5 x 4＝20（个试验小区） 把试验地划分为20个小区，其田间位置如图3-14所示，按顺序给予 1至20的编号。 翻开附表1随机数字表的任一页，笔尖随意落下，笔尖点到或靠近 的数字开始，读出四位数。比如点到第一页第24行第20列的1，读一个 四位数为1015。然后利用前两位数作行，后两位数作列，即查第10行第 15列，得座标点为4，从4开始向下连读出20个不同的三位数（重复数据 不要，取三位数是为了避免出现过多的重复数据）为： 441 717 577 799 005 628 093 662 774 360 951 429 888 014 第2五8节0常用7田23间试1验6设9计 157 612 620
主要缺点： 1 对照小区过多，占试验地的三分之一，土地利用率不
高，在人力物力上也造成一些浪费; 2 各个处理之间不能进行直接比较； 3 存在生长竞争的误差； 4 不能进行试验误差的无偏估计，故不适于统计分析方
法进行试验结果分析。
第五节常用田间试验设计
（二）间比法设计
特点 每个重复的第一和末端一个小区一定是对照小区； 两个对照小区之间排列同样多个处理小区，通常是4个 至9个。 一般设二至四次重复。 重复的排列： 单排式，双排式 多排式。 在采用双排式或多排式时，为避免相同处理排在一条直 线上，宜采用逆向双排式（图3-12）和阶梯多排式（3-13）
比如引进6个品种，以本地主栽品种做对照，做 品种比较试验，用对比法排列如下页图。
第五节常用田间试验设计
图~8
图3-7处理为偶数的对比法田间排列
1 CK 2 3 CK 4 5 CK 6
图3-8处理为奇数的对比法田间排列
CK 1 2 C K 3 也可用下面的列方式
4 CK 5
6 CK 7
1 CK 2
田间设计。 常用的顺序排列田间试验设计：
对比法设计 间比法设计
第五节常用田间试验设计
（一）对比法设计
特点 每一处理小区均直接排列于对照小区旁边， 每隔两个处理小区设一个对照小区，处理可与相邻 的对照小区直接比较，故称对比法设计。
如试验处理数为偶数，则各重复开始时先设一 个处理小区，然后设一个对照小区，以后每隔两个 处理小区设一个对照小区，直到全部供试品种或处 理排完为止。
田间试验设计
试验标准（依此文件），试验流程：责任部门、责任人常用的田间实验设计一、顺序排列的试验设计（一）、对比法设计这种设计常用于少数品种的比较试验及示范试验，其排列特点是每一供试品种均匀直接排列于对照区旁边，使每一小区可与其相邻旁的对照区直接比较。
如图1为8个品种3次重复的对比法排列。
这类设计由于相邻小区特别是狭长相邻小区之间土壤肥力的相似性，亦可获得较精确的结果，并有利于实施与观察。
但对照区过多，要占试验田面积的1/3，土地利用率不高。
一般重复次数可为3～6次，必要时还可适当增加。
每一重复内的各小区都是顺序排列。
重复排列成多排时，不同重复内小区可排列成阶梯式，以避免同一处理的各小区排在一直线上。
（二）、间比法设计在育种试验前期阶段如鉴定圃试验供试的品系（种）数多，要求不太高，而用随机区组排列有困难，可用此法。
间比法设计的特点是，在一条地上，排列的第一个小区和末尾的小区一定是对照（CK）区，每二对照区之间排列相同数目的处理小区，通常是4或9个，重复2～4次。
各重复可排成一排或多排式。
排成多排时，则可采用逆向式（图2）。
如果一条土地上不能安排整个重复的小区，则可在第二条土地上接下去，但是开始时仍要种一对照区，称为额外对照（Ex.CK），如图3。
顺序排列设计的优点是设计简单，操作方便，可按品种成熟期、株高等排列，能减少边际效应和生长竞争。
但缺点是这类设计虽通过增设对照，并安排重复区以控制误差，但各处理在小区内的安排不随机，所以估计的试验误差有偏性，理论上不能应用统计分析进行显著性测验，尤其是有明显土壤梯度时，品种间比较将会发生系统误差。
二、随机排列的试验设计（一）完全随机设计完全随机设计将各处理随机分配到各个试验单元（或小区）中，每一处理的重复数可以相等或者不相等，这种设计对试验单元的安排灵活机动，单因素或多因素试验皆可应用。
例如要检验三种不同的生长素，各一个剂量，测定对小麦苗高的效应，包括对照（用水）在内，共4个处理，若用盆栽试验每盆小麦为一个单元，每处理用4盆，共16盆。
第一章田间试验方法-精品
二、 田间试验的特点
田间试验是在大田自然环境条件下 进行的,其多样性和不断变化性造成了田 间试验具有以下特点: 1、进行试验的复杂性; 2、具有地区性和季节性; 3、存在试验误差。
在进行试验的全过程中，必须遵循唯一 差异原则.即除了将所研究的因素有意识地 分成不同处理外，其它条件及一切管理措 施都应尽可能一致(consistency) 。
（二）任务
1、促进农业生产和农业科学向前发展。 2、担负着农业科学研究与生产实践相结合
的任务。 3、研究各项新技术、新品种及推广应用前
景，使其尽快转化为生产力。
(三) 田间试验的基本要求： 1.试验目的要明确(objective)
提出的试验项目要有明确目的;对试 验预期结果和作用要心中有数;立项要有 发展的观点和以生产为本的观点。
（一） 意义
在非常接近大田生产条件下，对新成 果、新技术进行田间试验，以明确其是否 增产显著，是否具有推广应用前景。因此， 田间试验在解决农业生产实际问题中占有 重要的和不可替代的地位。
因此，田间试验是农业科学研究的主 要形式，是验证新成果或新技术的必要手 段，是大田推广的准备阶段，是联系农业 科学理论与生产实践的桥梁。
四、控制土壤差异的小区技术
小区技术是根据田间试验设计的基本原则，对试 验小区进行科学的设计和布置。
1、小区面积 一定范围内增大小区面积可以减少 误差。
边际效应(marginal effect) 指小区两端或两边植株 因占较大空间而表现的差异。
生长竞争(growth competition)指相邻小区因品种、 株高或生长期等不同，导致有的小区挤占相邻小区的阳 光、养分的现象。
制在试验设计中的运用以及怎样控制试验误差。
第一节
实验五试验方案实地规划及田间试验设计
实验五试验方案实地规划及田间试验设计
实验五田间试验设计-裂区设计和随机区组设计
一、目的要求
掌握试验设计的基本原理；在田间进行裂区设计方法和随机区组设计方法的练习，掌握设计的操作方法及特点。
二、实验材料及用具柑桔园试验地，皮尺，绳子、标签等。
每6人一组。
每组皮尺，绳子、标签等两套以上。
三、实验内容
裂区设计方法；随机区组设计方法。
四、作业
梨树品种和整枝方式对产量的影响试验。
有梨树品种B1、
B2为副区；整枝方式A1、A2，重复3次，请用裂区设计和随机区组设计画出田间布置图（有肥力变异方向）。
第2章--田间试验
２、作用：有效地降低试验误差。
例如，有6个西瓜品种的3 次重复试验。
瘦
土
壤
肥
力
梯
度
方
向
肥
a
区组1 区组2 区组3
b
区组1 区组2 区组3
实施： 将整个试验环境分成若干个最为一致的小环
境，称为区组（block）或重复。
3. 因素多少
❖ 单因素试验 Single factor experiment
其他因素相同的条件下，只研究一个因素的 效应。
❖ 多因素试验 Multiple factor experiment
在同一个试验中研究两个或两个以上因素效 应的试验。
❖ 综合性试验 Comprehensive experiment
CDEAB 3 DEABC 4 EABCD 5
标准（拉丁）方：第一行和第一列为顺 序排列的拉丁方。
【例如】设某一试验，有4个处理，分别以1、 2、3、4表示，试做拉丁方设计。
①选择标准方
ABCD BCDA CDAB DABC
②列随机
用随机的方法得到随机数字2、4、1、3，按随 机数字的顺序把标准方的列做相应的调整。
❖１、试验材料固有的差异 ❖２、试验实施条件的不一致
❖二、进行试验的外界条件的差异
三、控制田间误差的具体措施
➢选择同质材料：生长、发育；壮弱程度； 秧苗大小等等。
➢操作和管理水平的一致性 ➢控制引起差异的外界主要因素--土壤差异
试验地的选择
➢土壤肥力要比较均匀一致 ➢选择的土地要有利用的历史记录 ➢试验地最好选在平地 ➢试验地的位置适当 ➢试验地最好采用轮换制 ➢试验地的选择需要有空白试验
常用田间试验设计
随 机
随机 (random) ：在试验中，每一个处理每一个重复都有同
等机会被安排在某一特定的空间和时间环境中，以消除某些处理或 重复可能占有的“优势” 或“劣势” ，保证试验条件在空间和时间上 的公平性。
重复
随机
局部控制
无偏的试验 误差估计
降低试验误差
图2.2 田间试验设计三个基本原则的关系和作用
二、顺序排列的试验设计
顺序排列的试验设计： 着重在使试验实施比较方便，常用在 处理数量大、精度要求不高、不需作统计推断的早期试 验或预备试验。
随机排列的试验设计： 强调有合理的试验误差估计，以 便通过试验的表面效应与试验误差相比较后作出推论， 常用于对试验误差要求较高的试验。
图2.5 8个品种3次重复对比排列(阶梯式)
优点：由于相邻小区之间土壤肥力的相似性，对比法 设计使试验处理与对照的比较有较高的精确度，并有 利于观察。
缺点：对照区过多，要占据三分之一的试验地面积， 土地的利用率不高。
间比法设计
用途：主要用于处理数较多，精确度要求不太高且采用随机 区组设计有困难的试验，育种前期经常采用的方法。
Ⅰ→
Ⅱ→
CK 16 15 14 13 CK 12 11 10 9 CK 8 7
6
5 CK 12 11 10 9
Ex. CK
←Ⅲ
←
图2.7 16个品种3次重复的间比排列，两行排3重复及Ex. CK的设置 （Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表重复；1、2、3…代表品种；CK代表对照；Ex. CK代表额外对照）
田间试验设计与布置
误差估计。 随机排列 ----是各小区在各重复内的位置完全随机
决定，可避免系统误差，提高试验的准确度，还能提供 无偏的误差估计。
Gansu Agricultural University
Gansu Agricultural University
4
一、顺序排列的试验设计
(一) 对比法设计(contrast design) (二) 间比法设计(interval contrast design) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 1 ck 1 2 3 ck 4 5 ck 6 7 ck 6 7 ck 8
重
复
原 则
随
机
局部控制
小区
肥 力 梯 度
2 7 1 5 4 3 6
无偏的试验 误差估计 Ⅰ Ⅱ
估计试验误差
降低试验误差
作 用
统计推断
提高精确性
区组
Gansu Agricultural University
Ⅲ
图2.2
田间试验设计三个基本原则的关系和作用
Gansu Agricultural University
这种设计的排列 特点是每一供试品 种均直接排列于对 照区旁边，使每一 小区可与其邻旁的
对比法设计（contrast design）
1、适用对象：少数品种的比较试验及示范试验。 2、排列特点：每一品种直接排列于对照区旁，便于每一小区与邻近 对照区直接比较。 3、优点：可获得较精确的结果，有利于实施和观察。 4、缺点：对照区过多，土地利用率不高 5、重复及小区排列：一般重复3－6次，小区可以是顺序排列或阶梯 排列。
一 .随机数的产生： 1、随机数字表法：
如设计一个包括8个处理的试验，将处理分别编号：1，2，
常用田间试验设计和统计方法
第三篇常用田间试验设计和统计方法第十章顺序排列试验知识目标：●掌握常用的顺序排列田间试验设计方法；●掌握顺序排列田间试验结果统计分析方法。
技能目标：●学会常用的顺序排列田间试验设计；●能够绘制对比法、间比法设计田间布置图；●学会顺序排列田间试验结果统计分析。
顺序排列的试验设计主要有对比法和间比法两种。
由于各处理顺序排列，不能无偏估计处理效应和试验误差。
因此，不宜对试验结果进行方差分析。
顺序排列也有一定的优点，如设计简单，播种、观察、收获等工作不易发生差错，可按品种的成熟期、株高等排列，以减少处理间的生长竞争。
对此类试验，主要采用百分比法进行统计分析。
第一节对比法试验设计和统计方法一、对比法设计对比法（contrast design）是一种最简单的试验设计方法，常用于处理数较少的品种比较试验及示范试验。
在田间试验中，对比法的排列特点是：每隔两个小区设置一个对照区，这样，每一个小区均可排列于对照区旁，从而使得每个小区都能与相邻对照区直接进行比较。
这种排列使得试验区与对照区相连接，降低了土壤、气候等环境条件差异。
因此，对比法不仅有利于观察还可以提高试验种与对照种比较的精确度。
在运用对比法设计田间试验时，必须注意以下几个方面：（1）由于对照区过多，其面积占试验田面积的1/3，降低了土地利用率。
因此不宜设置过多处理，重复数在3～6次即可；（2）在同一重复内，各小区按顺序排列。
但多排式重复时，采用阶梯式或逆向式排列，以避免不同重复内的相同小区排列在同一条直线上（图10-1）。
二、对比法试验结果统计方法对比法设计试验的产量分析，处理的结果一般都与邻近对照比较，处理间不直接进行比较。
结果分析的方法用百分比法，以对照的产量为100，用处理产量与相邻对照产量相比较，计算出各处理对相邻对照产量的百分比（即相对生产力），用以评定处理的优劣（位次）。
[例10.1]设有A 、B 、C 、D 、E 、F 6个小麦品种的比较试验，设标准品种为CK ，采用对比法设计，小区面积35m 2，3次重复，田间小区排列和产量（kg/35 m 2）（图10-2），试进行统计分析。
田间试验与统计方法 第二章 田间试验
(3)试验地土壤差异
土壤差异大，小区面积应相应大些；土壤差异较小，小区可相应小些。
(4)育种的不同阶段
新品种选育的过程中，品系数由多到少，种子数量由少到多，对精确度 的要求从低到高，因此在各阶段所采用的小区面积是从小到大。
(5)试验地面积
有较大的试验地时，小区可适当大些。
(6)试验过程中的取样需要
(一) 完全随机设计(completely random design) 将各处理随机分配到各个试验单元(或小区)中， 每一处理的重复数可以相等或不相等， 安排灵活机动，单因素或多因素试验皆可。
这类设计分析简便，但是应用此类设计必须试验的环境因素
相当均匀，所以一般用于实验室培养试验及网、温室的盆钵
第三节 田间试验设计的原则
田间试验设计(field experiment design)
广义----是指整个试验研究课题的设计
P17
狭义----专指小区技术
P18
科学田间试验设计的三个基本原则
1.重复(replication) 2.随机 (random) 3.局部控制(local control)
• 由于土壤局部差异，长方形小区有利于均分它，而正方形 小区可能独占它
• 例如图2-3，某试验地下面有暗沟，它对长方形各处理小区 影响不同。因此，在一般情况下，小区的理想形状为长方 形。
• 不论是呈梯度或呈斑块状的土壤肥力差异，采用狭长小区 均能较全面地包括不同肥力的土壤。 • 如已知试验田呈肥力梯度时，小区的方向是使长的一边与 肥力变化最大的方向平行，使区组方向与肥力梯度方向垂 直(图2.4)，这样可提供较高的精确度。
取样会影响小区四周植株的生长，亦影响取样小区最后的产量测定，因 此要相应增大小区面积，以保证所需的收获面积。
第01章 田间试验概述
第一章 田间试验概述
单 位
黑龙江八一农垦大学农学院
主要内容
1 2
3 4 5 6
田间试验的任务和要求
试验方案的制订
试验误差及其控制 试验地的土壤差异与小区技术 常用的试验设计 试验的实施
第一节 田间试验的任务和要求
一、田间试验的任务和来源
田间试验：在大田条件下进行的试验。
田间试验的特点：
测定2次 30g
2g
30g
2g
30g
2g
一、田间试验的误差
田间试验的误差来源
(1) 试验小区条件不一致。 高大建筑物、树木、道路、风口等 (2) 试验材料不一致。
种子、秧苗等
(3) 栽培管理操作技术不一致
播种、采样、喷药、施肥等
(4) 偶然因素的影响
冰雹、旋风、人畜、病虫等
控制田间试验误差的途径
合江19 (B3)
A1 B3
A 2 B3
A3 B3
二、试验指标与效应
1、试验指标：用于衡量试验效果的指示性状称试验指标。 或者把它叫做观察项目。
它是一种判据。例如可以把株高作为判断灌水有无促进植
物生长的依据，那么株高就是反映灌水作用的指标。 试验观察指标必须选得准，因为它关系到试验结果能否回 答所研究的问题。 通常同一试验需要调查多个试验指标。
土壤差异通常有两种表现形式：
梯度式：肥力高低变化较有规则，即肥力从大田的一边到
另一边逐渐改变，这是较为普通的肥力梯度形式； 斑块式：田间有较为明显的肥力差异的斑块，面积可大可 小，分布亦无一定的规则。
图2.1 土壤肥力变异图
二、试验地的土壤差异
土壤差异的测定方法：
最简单的方法是目测法，即根据前茬作物生长的一致情况加以评定。
田间试验的设计与实施 (3)
二、 试验地的土壤差异
1.土壤差异的表现 梯度差异 斑块差异 2.土壤差异的估测 目测 空白试验
目前在控制土壤差异上，采取的措施有：
(1)选择合适的试验地； (2)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。
三、试验地的选择与培养
有代表性； 土壤质地均匀，肥力一致； 有土地利用的历史记录； 地势平整； 位置适当； 进行空白试验； 采用轮换制；
实 施：
将整个试验环境分成若干个最为一致的 小环境，称为区组。
每一区组再按试验处理数目划分小区， 一个小区随机安排一个处理。
瘦土
壤
肥
力
梯
度
肥
方 向
区组1 区组2 区组3
重复
随机排列
局部控制
无偏估计误差 有效降低误差
第四节 控制土壤差异的小区技术
一、试验小区的面积
在田间试验中，安排一个处理的小块 地段称为试验小区。
•试验材料固有的差异 •试验实施的不一致性 •外界条件的差异
2、控制田间试验误差的途径
选择同质的试验材料； 改进操作和管理技术，使之标准化； 控制引起差异的外界主要因素；
引起误差的外界因素中，土壤差异 是最主要的又是较难控制的。如能 控制土壤差异、减少土壤差异对处 理的影响，就可以有效地降低误差， 增加试验的精确度。
B DAC C ABD D BCA A CDB
Ⅱ
DBCA CABD ACDB BDAC
Ⅲ
④处理随机
若得随机数字为4、3、1、2，表示 A=4,B=3,C=1,D=2.将4个处理代入， 得到拉丁方Ⅳ。
DBCA CABD ACDB BDAC
Ⅲ
2314 1432 4123 3241