常用田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)方法

1、第三篇 常用田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)方法 第十章 順序排列試驗(yàn) 知識(shí)目標(biāo)： 掌握常用的順序排列田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法； 掌握順序排列田間試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析方法。 技能目標(biāo)： 學(xué)會(huì)常用的順序排列田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)； 能夠繪制對(duì)比法、間比法設(shè)計(jì)田間布置圖； 學(xué)會(huì)順序排列田間試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析。 順序排列的試驗(yàn)設(shè)計(jì)主要有對(duì)比法和間比法兩種。由于各處理順序排列，不能無(wú)偏估計(jì) 處理效應(yīng)和試驗(yàn)誤差。因此，不宜對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析。順序排列也有一定的優(yōu)點(diǎn)，如 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，播種、觀察、收獲等工作不易發(fā)生差錯(cuò)，可按品種的成熟期、株高等排列，以減 少處理間的生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)。對(duì)此類試驗(yàn)，主要采用百分比法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 第一節(jié) 對(duì)比法試驗(yàn)設(shè)計(jì)和

2、統(tǒng)計(jì)方法 一、對(duì)比法設(shè)計(jì) 對(duì)比法（ contrast design）是一種最簡(jiǎn)單的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，常用于處理數(shù)較少的品種比較 試驗(yàn)及示范試驗(yàn)。在田間試驗(yàn)中，對(duì)比法的排列特點(diǎn)是：每隔兩個(gè)小區(qū)設(shè)置一個(gè)對(duì)照區(qū)，這 樣，每一個(gè)小區(qū)均可排列于對(duì)照區(qū)旁，從而使得每個(gè)小區(qū)都能與相鄰對(duì)照區(qū)直接進(jìn)行比較。 這種排列使得試驗(yàn)區(qū)與對(duì)照區(qū)相連接，降低了土壤、氣候等環(huán)境條件差異。因此，對(duì)比法不 僅有利于觀察還可以提高試驗(yàn)種與對(duì)照種比較的精確度。 在運(yùn)用對(duì)比法設(shè)計(jì)田間試驗(yàn)時(shí)，必須注意以下幾個(gè)方面：（ 1）由于對(duì)照區(qū)過(guò)多，其面積 占試驗(yàn)田面積的 1/3，降低了土地利用率。因此不宜設(shè)置過(guò)多處理，重復(fù)數(shù)在3 6 次即可； （2）

3、在同一重復(fù)內(nèi)，各小區(qū)按順序排列。但多排式重復(fù)時(shí)，采用階梯式或逆向式排列，以避 免不同重復(fù)內(nèi)的相同小區(qū)排列在同一條直線上（圖10-1）。 1 CK 2 3 CK 4 5 CK 6 1 CK 2 3 CK 4 5 CK 6 6 CK 5 4 CK 3 2 CK 1 3 CK 4 5 CK 6 1 CK 2 1 CK 2 3 CK 4 5 CK 6 5 CK 6 1 CK 2 3 CK 4 圖 10-1（a）6個(gè)處理 3次重復(fù)逆向式排列（b）6 個(gè)處理 3 次重復(fù)階梯式排列 二、對(duì)比法試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)方法 對(duì)比法設(shè)計(jì)試驗(yàn)的產(chǎn)量分析，處理的結(jié)果一般都與鄰近對(duì)照比較，處理間不直接進(jìn)行比 較。結(jié)果分析的方法用

4、百分比法，以對(duì)照的產(chǎn)量為100，用處理產(chǎn)量與相鄰對(duì)照產(chǎn)量相比較， 計(jì)算出各處理對(duì)相鄰對(duì)照產(chǎn)量的百分比（即相對(duì)生產(chǎn)力） ，用以評(píng)定處理的優(yōu)劣（位次） 。 例 10.1設(shè)有 A、B、C、D、E、F 6 個(gè)小麥品種的比較試驗(yàn)，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)品種為CK，采用對(duì) A CK B C CK D E CK F 26 21 22 21 24 30 26 25 26 比法設(shè)計(jì)，小區(qū)面積 35m2， 3 次重復(fù)，田間小區(qū)排列和產(chǎn)量（ kg/35 m2）（圖 10-2 ），試進(jìn)行 統(tǒng)計(jì)分析。 C CK D E CK F A CK B 31 29 27 25 25 30 30 25 23 E CK F A CK B C CK

5、D 28 27 25 29 25 24 24 26 30 圖 10-2 小麥品種比較試驗(yàn)田間小區(qū)排列和產(chǎn)量 （一）列產(chǎn)量結(jié)果 將圖 10-2 中各品種及對(duì)照各次重復(fù)的產(chǎn)量列為表10-1，并計(jì)算其產(chǎn)量總和與平均小區(qū) 產(chǎn)量。 二）計(jì)算各品種與鄰近對(duì)照產(chǎn)量的百分比 與鄰近 CK 的% 某品種各小區(qū)產(chǎn)量總和 鄰近 CK 產(chǎn)量總和 100 10-1) 表 10-1 小麥品比試驗(yàn)（對(duì)比法）的產(chǎn)量結(jié)果分析 品種 各重復(fù)小區(qū)產(chǎn)量 與鄰近 CK 的 % 矯正產(chǎn)量 ( kg/hm2 ) 位次 總和 平均 A 26 30 29 85 28.33 119.72 86 266.81 1 CK 21 25 25 71 2

6、3.67 100.00 72 057.14 （4） B 22 25 24 71 23.67 100.00 72 057.14 4 C 21 23 24 68 22.67 86.08 62 026.79 6 CK 24 29 26 79 26.33 100.00 72 057.14 （4） D 30 31 30 91 30.33 115.19 83 002.62 2 E 26 27 28 81 27.00 105.20 75 804.11 3 CK 25 25 27 77 25.67 100.00 72 057.14 （4） F 26 25 25 76 25.33 98.70 71 120.40

7、 5 85 例如： A 品種對(duì)鄰近 CK 的 %=100 119.72 71 依次類推，將算得各品種與鄰近 CK 的百分?jǐn)?shù)填入表 10-1。 三）計(jì)算各品種的矯正產(chǎn)量 各品種的小區(qū)產(chǎn)量是在不同土壤肥力條件下形成的，這些產(chǎn)量可能因小區(qū)土壤肥力的差 異而偏高或偏低，而對(duì)照品種在整個(gè)試驗(yàn)區(qū)分布比較普遍，其平均產(chǎn)量能夠代表對(duì)照品種在 試驗(yàn)區(qū)一般肥力條件下的產(chǎn)量水平。又作物產(chǎn)量習(xí)慣于用每公頃產(chǎn)量表示，可用對(duì)照品種的 平均產(chǎn)量為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算各品種在一般肥力條件下的矯正產(chǎn)量（kg/hm2） 1計(jì)算對(duì)照區(qū)的平均產(chǎn)量 對(duì)照區(qū)平均產(chǎn)量 對(duì)照區(qū)產(chǎn)量總和 對(duì)照區(qū)總數(shù) 10-2) 71 79 77 本例對(duì)照區(qū)平均產(chǎn)量 7

8、1 79 77 25.22 9 2計(jì)算對(duì)照品種單產(chǎn) 對(duì)照品種單產(chǎn) 對(duì)照區(qū)平均產(chǎn)量 10 000 小區(qū)平方米 10-3) 對(duì)照品種單產(chǎn) 25.22 10 000 72 057.14 35 3計(jì)算各品種的矯正產(chǎn)量 品種的矯正產(chǎn)量 =對(duì)照品種單產(chǎn)品種與鄰近 CK 產(chǎn)量的 %（ 10-4） 本例 A 品種的矯正產(chǎn)量 =72 057.14119.72%=86 266.81 ，依此類推。并將算得各 品種矯正產(chǎn)量數(shù)據(jù)列入表 10-1 。 （四）確定位次 按照品種（包括對(duì)照）矯正產(chǎn)量的高低排列名次（見(jiàn)表10-1）。 （五）試驗(yàn)結(jié)論 相對(duì)生產(chǎn)力大于 100的品種，其百分?jǐn)?shù)愈高，就愈可能優(yōu)于對(duì)照品種。但決不能認(rèn)為

9、 超過(guò) 100的所有品種， 都是顯著地優(yōu)于對(duì)照的， 因?qū)⑵贩N與相鄰對(duì)照相比只是減少了誤差， 而不能排除誤差。所以，一般田間試驗(yàn)認(rèn)為：相對(duì)生產(chǎn)力比對(duì)照超過(guò)10以上，可判定處理 的生產(chǎn)力確實(shí)優(yōu)于對(duì)照；凡相對(duì)生產(chǎn)力僅超過(guò)5左右的品種，應(yīng)繼續(xù)試驗(yàn)再作結(jié)論。當(dāng)然， 由于不同試驗(yàn)的誤差大小不同，上述標(biāo)準(zhǔn)也僅供參考。 在本例結(jié)論是： A 品種產(chǎn)量最高，比對(duì)照增產(chǎn) 19.72； D 品種占第二位，比對(duì)照增產(chǎn) 15.19，大體上可以認(rèn)為他們確實(shí)優(yōu)于對(duì)照；E 品種占第三位，比對(duì)照增產(chǎn) 5.2，應(yīng)繼續(xù) 試驗(yàn)后再作結(jié)論； B 與 F、C 品種與對(duì)照持平或低于對(duì)照，比對(duì)照減產(chǎn)，應(yīng)淘汰。 第二節(jié) 間比法試驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)方法

10、 、間比法設(shè)計(jì) 育種試驗(yàn)的前期階段，供試品種較多，試驗(yàn)要求較低時(shí)采用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。 在運(yùn)用間比法設(shè)計(jì)（ interval contrast design ）田間試驗(yàn)時(shí)，必須注意以下幾個(gè)方面： （ 1） 在每一個(gè)試驗(yàn)地上，排列的開(kāi)始和最后一個(gè)小區(qū)一定是對(duì)照區(qū)（CK ）；（2）在同一重復(fù)內(nèi)， 各小區(qū)按順序排列，每?jī)蓚€(gè)對(duì)照區(qū)之間設(shè)置同等數(shù)目的處理小區(qū)，一般設(shè)置 4 個(gè)、9 個(gè)甚至 CK 1 2 3 4 CK 5 6 7 8 CK 9 10 11 12 CK 13 14 15 16 CK 17 18 19 20 CK CK 20 19 18 17 CK 16 15 14 13 CK 12 11 10

11、 9 CK 8 7 6 5 CK 4 3 2 1 CK III CK 1 2 3 4 CK 5 6 7 8 CK 9 10 11 12 CK 13 14 15 16 CK 17 18 19 20 CK 圖 10-3 20 個(gè)品種 3 次重復(fù)的間比法排列，逆向式 I、 II 、III 代表重復(fù)； 1、 2、3、 20代表品種； CK 代表對(duì)照） CK 1 2 3 4 CK 5 6 7 8 CK 9 10 11 12 CK 13 14 15 16 CK 1 2 3 4 CK 5 6 7 8 CK I II CK 16 15 14 13 CK 12 11 10 9 CK 8 7 6 5 CK 4 3

12、 2 1 CK 16 15 14 13 CK 12 11 10 9 Ex CK III 圖 10-4 16 個(gè)品種 3 次重復(fù)的間比法排列， 2 行排列重復(fù)及 Ex.CK 的設(shè)置 I 、II 、 III 代表重復(fù)； 1、2、 3、 16代表品種； CK 代表對(duì)照； Ex.CK 代表額外對(duì)照）19 個(gè)；（ 3）重復(fù)一般為 24 次，各重復(fù)可以排成一排或多排； （4）當(dāng)多排重復(fù)時(shí)，采用逆 向式排列（圖 10-3）；（ 5）如果一塊地內(nèi)不能安排下全部重復(fù)的小區(qū)，可以在第二塊地上接 下去，但開(kāi)始時(shí)必須種植一個(gè)對(duì)照區(qū)，這個(gè)對(duì)照區(qū)稱為額外對(duì)照（ Ex.CK ）（圖 10-4）。 間比法設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)

13、單，操作方便，可按品種的不同特性排列，能降低邊際效 應(yīng)和生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)影響。缺點(diǎn)是：雖然增設(shè)了對(duì)照，但各處理在小區(qū)內(nèi)的排列并非隨機(jī)排列。因 此，估計(jì)的試驗(yàn)誤差有偏差。 、間比法試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)方法 與對(duì)比法試驗(yàn)設(shè)計(jì)相比， 間比法設(shè)計(jì)的兩個(gè)對(duì)照區(qū)中間一般是隔4 個(gè)、9 個(gè)或 19 個(gè)處理 小區(qū)，這樣有些處理與對(duì)照區(qū)不相鄰，因此，與各處理相比較的是前后兩個(gè)對(duì)照區(qū)指標(biāo)值的 平均數(shù)（記作 CK ），該平均數(shù)稱為理論對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)。 例 10.2有 12 個(gè)品系的馬鈴薯品種比較試驗(yàn)，以一推廣品種為對(duì)照，采用二次重復(fù)，間 比法設(shè)計(jì)，小區(qū)計(jì)產(chǎn)面積 15m2，每隔 4 個(gè)品系設(shè)一對(duì)照，田間小區(qū)排列和產(chǎn)量（ kg 15m2）

14、圖 10-5 馬鈴薯品系試驗(yàn)田間小區(qū)排列和產(chǎn)量 1列制產(chǎn)量結(jié)果表 將圖 10-5 中各品系及對(duì)照各重復(fù)的產(chǎn)量列為表10-2，并計(jì)算各品系及對(duì)照產(chǎn)量的總和Tt 與平均產(chǎn)量 xt 。 2計(jì)算各段平均對(duì)照產(chǎn)量 CK 品系 1、2、3、4為第一段，其 CK CK1 CK 2 25.6 30.4 28 .0。依此類推， 22 逐項(xiàng)計(jì)算，列入表 10-2 。 3計(jì)算各品系相對(duì)生產(chǎn)力 品系1的相對(duì)生產(chǎn)力 品系 1 所品在系段 的1 的平平均均對(duì)產(chǎn)照量產(chǎn)量 （CK） 100 28.2 100 100.7 28.0 依此類推，將算得結(jié)果列于表 10-2。 表 10-2 馬鈴薯品系試驗(yàn)（間比法）的產(chǎn)量結(jié)果分析 各

15、重復(fù)小區(qū)產(chǎn)量 xt 對(duì)照標(biāo)準(zhǔn) CK 品系與 CK 的% Tt CK1 27.0 24.2 51.2 25.6 1 30.4 26.0 56.4 28.2 28.0 100.7 2 33.6 30.0 63.6 31.8 28.0 113.6 3 29.2 30.8 60.0 30.0 28.0 107.1 4 30.0 30.0 60.0 30.0 28.0 107.1 CK2 31.0 29.8 60.8 30.4 5 36.4 30.0 66.4 33.2 31.7 104.7 6 34.4 27.6 62.0 31.0 31.7 97.8 7 41.6 42.4 84.0 42.0 31

16、.7 132.5 8 37.2 34.0 71.2 35.6 31.7 112.3 CK3 35.0 31.0 66.0 33.0 9 42.0 35.2 77.2 38.6 32.2 119.9 10 34.4 38.0 72.4 36.2 32.2 112.4 11 34.8 30.8 65.6 32.8 32.2 101.9 12 36.4 34.4 70.8 35.4 32.2 109.9 CK4 35.8 27.0 62.8 31.4 （四） 結(jié)論 相對(duì)生產(chǎn)力超過(guò)對(duì)照 10%以上的有 2、 7、8、 9、 10 五個(gè)品系， 其中品系 7 增產(chǎn)幅度最 大，達(dá)到 32.5%；超過(guò)對(duì)照 5%以上的有 3、 4、 12 三個(gè)品系，有必要作進(jìn)一步試驗(yàn)觀察，其 余品系可以淘汰。 小結(jié) 復(fù)習(xí)思考題 1對(duì)比法設(shè)計(jì)和間比法設(shè)計(jì)有何異同？各在什么情況下適用？ 2間比法試驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)？ 3大白菜品種比較試驗(yàn)，對(duì)比法設(shè)計(jì)，三次重復(fù)，階梯式排列，小區(qū)田間排列和產(chǎn)量 kg/20m2）如 E CK F A CK B C CK D 16 14 14 17 14 14 14 15 13 4有一柑橘品系比較試驗(yàn)， 12 個(gè)品系和一個(gè)對(duì)照品種，其代號(hào)分別為1、2 12 和 CK。單株小區(qū)，間比法設(shè)計(jì)，每隔4個(gè)品系種植 CK，4 次重復(fù)，所得小區(qū)產(chǎn)量（ kg）如下 表。