试验设计与分析西北农林科技大学ppt课件

.,试验设计与分析,主讲教师员海燕,.,讲授内容,第一章试验设计与分析的数理统计基础第二章简单试验的统计分析第三章常用试验设计的方差分析第四章回归与相关分析,.,第一章试验设计与分析的数理统计基础,第一节试验设计原理第二节随机数据的属性及其简单处理第三节总体及其样本第四节抽样分布,.,第一节试验设计原理,一、田间试验的任务与要求二、试验方案三、试验误差四、试验单元与试验空间五、试验设计六、田间试验的实施,.,一、田间试验的任务与要求,（一）田间试验的任务：主要形式、不可替代、桥梁。（二）田间试验的特点1复杂性：原因：一是生物有机体；二是自然条件。2误差大3周期长，季节性强（三）田间试验的要求1试验目的要明确2试验条件要有代表性：包括自然条件和农业条件3试验结果要可靠：用准确度和精确度衡量4试验结果要具有重演性,.,二、试验方案,（一）基本概念1.试验指标2因素3水平4处理5试验单元6试验方案7效应8简单效应9平均效应（主要效应、主效）10.交互作用,.,互作的几种形式,正互作,负互作,无互作,负互作,.,（二）试验种类及方案拟订,1.按试验因素分：单因素试验多因素试验综合试验（生产示范）2.按内容分：栽培试验品种比较试验（品种区域试验）土肥试验病虫害防治试验等3.按地点多少分：一点试验多点试验4.按时间长短分：一年试验多年试验5.按试验小区面积分：小区试验大区试验,.,.,(三）确定试验方案的要点,1.根据要解决的问题的多少决定用简单的还是复杂的方案2.水平应力求简明，水平间的差异应适当，水平间有相等的间距3.试验方案中应包括对照4.在拟定试验方案时，在所比较的处理之间应用唯一差异的原则5.制订试验方案时，应在某种程度上对预期的试验结果有一些概念,.,三、试验误差,（一）试验误差的概念1.系统误差（1）产生原因（2）特点2.随机误差或偶然误差（1）产生原因（2）特点,.,随机误差与系统误差的大小,.,（二）试验误差的来源,1.试验材料固有的差异(1)供试材料的遗传基础不一致遗传基础尚未完全稳定混有其他种质(2)供试材料生长发育不一致2.管理不一致所引起的差异,.,试验误差的来源,3.观察记载的不一致性所引起的差异4.进行试验的外界条件的差异(1)土壤差异(2)气候条件的差异(3)生物的影响,.,(三)控制误差的途径,1.选择纯合一致的试验材料(1)必须严格要求材料在遗传型上的纯合性(2)生长发育上的一致性2.改进操作和管理技术，使之标准化(1)操作要仔细，一丝不苟，把各种操作尽可能做到完全一样(2)一切管理操作、观测和数据收集都应以区组为单位进行控制,.,控制误差的途径,3.控制引起差异的外界主要因素(1)正确选择试验地(2)试验中采用适当的小区技术(3)应用良好的试验验设计和相应的统计分析,.,四、试验单元与试验空间（试验地的选择与培养）,（一）土壤差异1.土壤差异的形成（1）土壤形成的基础不同，以致在土壤的理化性质方面有很大差异（2）土地利用的差异：重要方面2.土壤差异的特点具有持久性,.,试验单元与试验空间（试验地的选择与培养）,3.土壤差异的表现形式（1）一种形式是梯度差异（2）另一种形式是斑块状差异4.估测试验地土壤差异程度的方法（1）目测法（2）空白试验或均一试验,.,（二）试验地的选择和培养,应从以下几个方面考虑：1.试验地所在的自然条件和农业条件应该有代表性2.试验地的土壤肥力要比较均匀一致3.选择的田块要有土地利用的历史记录4.试验地最好选平地，在不得已的情况下，可采用同一方向倾斜的缓彼地，但都应该是平整的,.,试验地的选择和培养,5.试验地的位置要适当（1）应选择阳光充足四周有较大空旷地的田块（2）试验地周围最好种有相同于试验用的作物6.对似选作试验用的田块，特别是建立固定的试验地时，除掌握整个试验地的土壤一般情况及土地利用历史外，如可能，最好还要进行空白试验7.试验地采用轮换制，使每年的试验设置在较均匀的土地上,.,五、田间试验的设计,内容：什么是田间试验设计?广义的理解狭义的理解（一）田间试验设计的原则（二）控制土壤差异的小区技术（三）常用的田间试验设计（可放在第三章中讲）,.,（一）田间试验设计的原则,1.重复（1）概念（2）作用：估计试验误差降低试验误差2.随机（1）概念（2）作用：获得无偏的误差估计3.局部控制（1）概念（2）作用：降低试验误差,.,田间试验设计的原则,田间试验设计三个基本原则的关系和作用,.,（二）控制土壤差异的小区技术,1.试验小区的面积（1）试验小区的面积大小与误差大小的关系（见下页图）（2）小区面积的确定：确定一个具体试验的小区面积时，还要从以下各方面考虑试验的种类作物的类别试验地土壤差异的程度与型式育种工作的不同阶段试验地面积试验过程中的取样需要边际效应和生长竞争,.,变异系数与小区面积大小的关系（根据两个水稻空白试验的产量数据）,.,控制土壤差异的小区技术,2.小区的形状(1)方形或近方形：用于边际效应、生长竞争强烈的情况土壤差异型式不清(2)长方形或狭长形优点长方形的长宽比长方形小区的排列,.,控制土壤差异的小区技术,A长边方向与土壤肥力、坡向平行,.,控制土壤差异的小区技术,B如果试验地有两种茬口，那么长边方向占有两个茬地,C犁地时，犁向与长边方向垂直,.,控制土壤差异的小区技术,3.重复次数重复次数的确定:小区面积小重复36次,小区大24次,具体还应考虑：(1)试验对精确度的要求：预备试验2次,精确度高的4次(2)试验地土壤差异大小(3)试验材料种子的数量(4)试验地本身面积(5)小区大小,.,控制土壤差异的小区技术,4.对照区的设置(1)设置CK的目的(2)选用CK(3)CK的种数(4)CK设置的方式5.保护行的设置6.重复（或区组）和小区的排列(1)重复的排列(2)小区的排列,.,(三)常用的田间试验设计,1.顺序排列的试验设计(1)对比法设计（2)间比法设计2.随机排列（1）完全随机排列（2）随机区组排列（3）拉丁方排列（4）裂区排列,.,常用的田间试验设计,1.顺序排列的试验设计(1)对比法设计特点优点缺点适用情况,.,8个品种3次重复对比排列(阶梯式),常用的田间试验设计,.,常用的田间试验设计,(2)间比法设计特点优点缺点适用情况,.,20个品种3次重复的间比法排列，逆向式,（、代表重复；1、2、3代表品种；CK代表对照）,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（、代表重复；1、2、3代表品种；CK代表对照；Ex.CK代表额外对照）,.,常用的田间试验设计,2.随机排列的试验设计(1)完全随机排列特点方法适用情况,.,常用的田间试验设计,(2)随机区组法排列特点方法优点缺点田间布置,.,8个品种4个重复的随机区组排列,肥力梯度,常用的田间试验设计,.,16个品种3个重复的随机区组，小区布置成两排,常用的田间试验设计,.,常用的田间试验设计,(3)拉丁方设计特点各词解释方法优点缺点,.,（55）拉丁方的随机,.,(4)裂区设计特点方法田间布置优点适用情况,常用的田间试验设计,.,施肥量与品种二因素试验的裂区设计（施肥量为主区，品种为副区；、代表重复）,常用的田间试验设计,.,小麦肥料用量（A）、品种（B）和密度（C）的再裂区设计,.,A因素四个处理、B因素三个处理的条区设计,常用的田间试验设计,.,六、田间试验的实施,(一）编写试验计划（二）试验地的准备（整地、划行与分排）（三）准备试验材料（分装、编号）（四）播种（移栽）（五）栽培管理（标准化管理、操作的一致性）（六）常规观察记载（七）收获与脱粒,.,修水渠,.,起垄,.,划行,.,划行,.,开沟,.,开沟施基肥,.,排种子袋,.,耧地,.,长方形小区,.,方形小区,.,多排式区组,.,田间小区,.,保护区,.,小麦区试,.,第二节随机数据的属性及其简单处理,一、随机数据具有变异性二、次数分布三、平均数四、变异数,.,二、次数分布,（一）试验资料的性质1.数量性状的资料（1）不连续性或间断性变数（2）连续性变数2.质量性状的资料（1）应用统计次数的方法（2）予每类性状以相当数量的方法,.,次数分布,（二）次数分布表1.间断性变数资料的整理（1）一般情况下，按每一个观察值归一组的方法进行整理（2）如果观察值个数较多，变异幅度较大2.连续性变数资料的整理（1）求极差（2）确定组数和组距（3）选定组限与组中点值（组值）（4）把原始资料的各个观察值按分组数列的各组组限归组3.属性变数资料的整理,.,次数分布,（三）次数分布图1.方柱形图2.多边形图3.条形图,.,间断性变数的次数分布,例100个麦穗的每穗小穗数,.,间断性变数的次数分布,100个麦穗每穗小穗数的频率分布表,.,间断性变数的次数分布,100个麦穗每穗小穗数频率分布条形,.,连续性变数的次数分布,例120个黄瓜叶片中叶绿素a含量的测定值（/g鲜重）,.,120个黄瓜叶片中叶绿素a含量（/g鲜重）的频率分布表,连续性变数的次数分布,.,连续性变数的次数分布,120个黄瓜叶片中叶绿素a含量（/g鲜重）的频率分布柱形图,120个黄瓜叶片中叶绿素a含量（/g鲜重）的频率分布多边形图,.,质量性状数据的频率分布,水稻杂种第二代植株稃尖及籽粒性状分离频率表,.,三、平均数,（一）平均数的意义（二）平均数的种类1.算术平均数2.中数3众数4几何平均数（三）算术平均数的重要特性1.离均差之和等于零2.离均差平方和最小,.,四、变异数,（一）极差1.概念2.表示方法3.作用4.优点5.缺点（二）方差、标准差1.自由度的意义,.,变异数,2.标准差数计算方法（三）变异系数,.,平均数、变异数的计算,三头母猪的仔猪断奶时体重（）,数据的中心位置与变异度计算结果,.,第三节总体及其样本,一、总体与样本1.总体2.无限总体3.有限总体4.观察值5.变数6.样本7.参数8.统计数,.,二、总体的理论分布,（一）二项分布1.二项总体及二项分布2.概率函数及累积概率3.二项分布的图形4.二项分布的参数5.泊松分布6.多项式分布,.,总体的理论分布,（二）正态分布1.正态分布方程2.正态分布曲线的特征3.正态分布的概率计算,.,第四节抽样分布,一、抽样分布及抽样分布试验二、正态总体的抽样分布三、二项总体的抽样分布,.,一、抽样分布及抽样分布试验,（一）抽样分布1.概念2.意义（二）抽样分布试验1.单个样本平均数的抽样分布试验2.两个样本平均数差数的抽样分布试验,.,各种不同样本容量的样本平均数()的抽样分布,.,各种不同样本容量的分布方柱形图,n=4,n=8,n=1,n=2,.,从两个总体抽出的样本