第五常用試驗設(shè)計

第五常用試驗設(shè)計第一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一第一節(jié)試驗設(shè)計的基本原理

一、試驗設(shè)計在科學(xué)實驗中要以盡可能少的試驗來獲得可靠的結(jié)論，從這個要求出發(fā)，按照一定原則考慮問題、安排試驗，叫試驗設(shè)計第二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一二、生物學(xué)試驗的基本要求1、試驗?zāi)康囊鞔_2、試驗條件要有代表性3、結(jié)果有可靠性4、結(jié)果有重現(xiàn)性3第三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一三、試驗設(shè)計的基本要素：

1.試驗指標(experimentalindex)

衡量試驗處理效果的標準稱為試驗指標，簡稱指標。第四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一試驗因素是指對受試對象給予的某種外部干預(yù)。2.因素(factor)

處理因素非處理因素第五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一一個因素，如果是不可控制的（在田間條件下，光、溫等自然因素），或者不能在數(shù)量上或質(zhì)量上劃分成不同的水平的，就不能成為處理因素。

處理因素必須是：①可控的；②在數(shù)量上或質(zhì)量上具有不同等級或水平的。第六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一

統(tǒng)計上，只研究一個處理因素的試驗稱為單因素試驗；統(tǒng)計上，包含兩個或兩個以上的處理因素的試驗稱為多因素試驗。第七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一3.水平(level)

4.處理(treatment)因素內(nèi)的不同狀態(tài)或者數(shù)量等級稱為水平。試驗中的具體比較項目叫做處理。在單因素試中，每一個水平就是一個處理。在多因素試驗中，每一個水平組合是一個處理。第八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一

該試驗就會有六種水平組合（處理）：

【例如】

研究PH和溫度對發(fā)酵的影響PH

：A1、A2、A3溫度：B1、B2A1B1、A1B2、A2B1、A2B2、A3B1、A3B2四、試驗誤差及其控制途徑第九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一在試驗中由于非處理因素的影響，使實際觀察值與處理真值之間發(fā)生了差異，這種差異稱為試驗誤差。四、試驗誤差及其控制途徑（一）、誤差的概念第十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一（二）、試驗誤差的來源１、試驗材料固有的差異２、試驗實施條件的不一致第十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一３、外界條件的差異三、試驗誤差的控制途徑第十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一1.選擇同質(zhì)的試驗材料；（三）.控制誤差的途徑

3.精心選擇試驗單位

4.試驗設(shè)計要合理2.改進操作和管理技術(shù)，使之標準化；第十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一五、試驗設(shè)計的基本原則(1)重復(fù)估計試驗誤差降低試驗誤差重復(fù)的作用：第十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一(2)隨機指試驗中的不同處理安排在哪個試驗單位不要有主觀成見，完全由隨機的方法確定。隨機的作用獲得無偏的試驗誤差估計值第十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一(3)局部控制

局部控制就是分范圍分地段控制非處理因素，使其對個處理的影響趨于最大程度的一致。每一區(qū)組再按試驗處理數(shù)目劃分小區(qū)（plot），一個小區(qū)隨機安排一個處理。實施：將整個試驗環(huán)境分成若干個最為一致的小環(huán)境，稱為區(qū)組（block）。第十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一土壤肥力梯度方向肥瘦區(qū)組1區(qū)組2區(qū)組3第十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一重復(fù)隨機排列局部控制無偏估計誤差有效降低誤差第十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一第二節(jié)常用田間試驗設(shè)計方法一、順序排列設(shè)計法1.對比設(shè)計每隔2個供試處理設(shè)一個對照區(qū)，使每一個小區(qū)與其相鄰的對照直接比較。第十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一5ck43ck21ckck12ck34ck51ck23ck45ckⅠⅡⅢ第二十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一5ck12ck34ck1ck23ck45ck4ck51ck23ckⅠⅡⅢ第二十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一2.間比設(shè)計在一條地上，排列的第一個小區(qū)和最末尾的小區(qū)一定是對照區(qū)，每兩個對照區(qū)之間排列相同數(shù)目的處理小區(qū)。第二十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一ck1234ck5678ckck8765ck4321ckck1234ck5678ck

方案1ⅠⅡⅢ8個處理3次重復(fù)的間比設(shè)計第二十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一ck1234ck5678ck1234ckck8765ck4321ck8765ckⅠⅡⅢ

方案28個處理3次重復(fù)的間比設(shè)計第二十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一二、隨機排列設(shè)計法（一）完全隨機設(shè)計

完全隨機隨機區(qū)組拉丁方設(shè)計裂區(qū)設(shè)計單因素試驗多因素試驗多因素試驗第二十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一【例如】假定有A、B、C、D四個處理，每個處理重復(fù)3次，采用完全隨機設(shè)計，則田間排列為：ABCDACCBDBDA第二十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一廣泛應(yīng)用于環(huán)境變異較小的盆載試驗、溫室試驗和實驗室試驗，而在田間試驗中很少應(yīng)用。完全隨機設(shè)計是將具有n次重復(fù)的k個處理完全隨機的布置到各個試驗單元中去的試驗方法。重復(fù)和隨機第二十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一（二）隨機區(qū)組設(shè)計

按照局部控制的原則，將整個試驗地分成與重復(fù)數(shù)相等的區(qū)組，然后把每一個區(qū)組劃分成與處理數(shù)相等的小區(qū)。實施步驟第二十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一實施步驟：1.劃分區(qū)組區(qū)組數(shù)＝重復(fù)數(shù)；區(qū)組的走向與土壤肥力梯度相垂直；區(qū)組內(nèi)的差異盡可能的小，區(qū)組間的差異盡可能的大。第二十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一小區(qū)的長邊與土壤肥力梯度平行；3.處理的設(shè)置區(qū)組內(nèi)每一個小區(qū)隨機安排一個處理，各區(qū)組內(nèi)的隨機獨立進行；4.區(qū)組的設(shè)置不同的區(qū)組可以設(shè)置在不同的地段上，而同一區(qū)組內(nèi)的各個小區(qū)必須設(shè)置在同一地段上。2.小區(qū)的劃分小區(qū)數(shù)＝處理數(shù)；第三十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一【例如】假定有A、B、C、D、E五個處理，每個處理重復(fù)3次，采用隨機完全區(qū)組設(shè)計，則田間排列為：肥瘦ⅠⅡⅢABCDECBAEDECDAB第三十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一隨機區(qū)組設(shè)計的主要優(yōu)點：①設(shè)計簡單，容易掌握。③能提供無偏的誤差估計提高試驗的精確度。②靈活性大，單因素、多因素試驗都可應(yīng)用。④對試驗地的地形要求不嚴。④對試驗地的地形要求不嚴。第三十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一隨機區(qū)組設(shè)計的主要缺點：①不允許處理數(shù)太多.第三十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一隨機區(qū)組設(shè)計的統(tǒng)計分析：二因素無重復(fù)觀測值的分析方法。把區(qū)組因素和試驗因素一起當做二因素。例：P213表9—6第三十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一（三）拉丁方設(shè)計在行和列兩個方向上都進行局部控制，使每一處理在每一行或列都只出現(xiàn)一次，按這樣的方陣的排列的設(shè)計第三十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一CDAEBECDBABAECDABCDEDEBAC→→→→→↓↓↓↓↓行區(qū)組列區(qū)組5X5拉丁方第三十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一拉丁方設(shè)計的特點：處理數(shù)=重復(fù)數(shù)=行區(qū)組數(shù)=列區(qū)組數(shù)；精確度高；試驗結(jié)果分析簡便；第三十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一拉丁方設(shè)計的缺點：缺乏伸縮性處理數(shù)：5-10

處理數(shù)=重復(fù)數(shù)；缺乏隨機區(qū)組設(shè)計的靈活性適用于動物試驗

第三十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一①選擇標準方ABCDBCDACDABDABC【例如】設(shè)某一試驗，有4個處理，分別以1、

2、3、4表示，試做拉丁方設(shè)計。Ⅰ第三十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一②列隨機用隨機的方法得到隨機數(shù)字2、4、1、3，按隨機數(shù)字的順序把標準方的列做相應(yīng)的調(diào)整。ABCDBCDACDABDABCBDACCABDDBCAACDBⅠⅡ第四十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一③行隨機用隨機的方法得到隨機數(shù)字3、2、4、1，把列隨機得到的拉丁方Ⅱ

，按隨機數(shù)字進行的調(diào)整，得到拉丁方Ⅲ.DBCACABDACDBBDACBDACCABDDBCAACDBⅢⅡ第四十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一④處理隨機將處理代號1,2,3,4進行隨機，若得隨機數(shù)字為4、3、1、2，表示A=4,B=3,C=1,D=2.將4個處理代入，得到拉丁方Ⅳ。2314143241233241DBCACABDACDBBDACⅣⅢ第四十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一（四）裂區(qū)設(shè)計先按第一個因素設(shè)置各個處理（主處理）的小區(qū)；然后在這主處理的小區(qū)內(nèi)引進第二個因素的各個處理（副處理），就是主處理的小區(qū)內(nèi)分設(shè)與副處理數(shù)目相等的更小的小區(qū)。主處理所分的小區(qū)稱為主區(qū)（整區(qū)），主區(qū)內(nèi)個副處理所分的小區(qū)稱為副區(qū)（裂區(qū)）。第四十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一【例如】主因素A有A1、A2、A3三個水平;副因素B有B1、B2兩個水平;4次重復(fù),裂區(qū)設(shè)計.第四十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一A1A2A3A2A1A3A3A2A1A2A1A3

B1B2B2B1B1B2B1B2B2B1B1B2B1B2B1B2B2B1B2B1B2B1B2B1第四十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期一A1B3A1B2A3B1A3B2A2B4A2B3A1B1A1B4A3B3A3B4A2B1A2B2A3B1A3B3A2B4A2B3A1B2A1B3A3B4A3B2A2B1A2B2A1B4A1B1

Ⅰ【例如】

A為主因素，有A1、A2、A3三個水平；