常用田间试验设计和统计方法

1、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（

2、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

3、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）。1CK23CK45CK61CK2 3CK4 5CK66CK54CK32CK13CK 45CK61CK 21CK23CK45CK65CK61CK23CK 4图 10-1（ a）6 个处理 3 次重复逆向式排列（b）6个处理 3次重复阶梯式排列二、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

4、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35m2， 3 次重复，田间小区排列和产量（kg/35m2）（图 10-2 ），试进行统计分析。ACKBCCKDECKF262122212430262526CCKDECKFACKB312927252530302523ECKFACKBCCKD282725292524242630图 10-2小麦品种比较试验田间小区排列和产量（一）列产量结果将图 10-2 中各品种及对照各次重复的产量列为表10-1，并计算其产量总和与平均小区产量。（二）计算各品种与邻近对照产量的百分比与邻近 CK 的%某品种各

5、小区产量总和（ 10-1）1 0 0邻近 CK 产量总和表 10-1小麦品比试验（对比法）的产量结果分析各重复小区产量与邻近矫正产量品种（ kg/hm2 ）位次总和平均CK 的%A2630298528.33119.7286 266.811CK2125257123.67100.0072 057.14（4）B2225247123.67100.0072 057.144C2123246822.6786.0862 026.796CK2429267926.33100.0072 057.14（4）D3031309130.33115.1983 002.622E2627288127.00105.2075 804

6、.113CK2525277725.67100.0072 057.14（4）F2625257625.3398.7071 120.405例如： A 品种对邻近CK 的 %= 85100119.7271依次类推，将算得各品种与邻近CK的百分数填入表10-1。（三）计算各品种的矫正产量各品种的小区产量是在不同土壤肥力条件下形成的，这些产量可能因小区土壤肥力的差异而偏高或偏低，而对照品种在整个试验区分布比较普遍，其平均产量能够代表对照品种在试验区一般肥力条件下的产量水平。又作物产量习惯于用每公顷产量表示，可用对照品种的平均产量为标准，计算各品种在一般肥力条件下的矫正产量（kg/hm 2）1计算对照区的平

7、均产量对照区产量总和对照区平均产量（ 10-2 ）对照区总数本例对照区平均产量71797725.2292计算对照品种单产对照品种单产对照区平均产量10 000）（ 10-3小区平方米对照品种单产25.2210 00072 057.14353计算各品种的矫正产量品种的矫正产量 =对照品种单产×品种与邻近CK 产量的 %（ 10-4）本例 A 品种的矫正产量=72 057.14 × 119.72%=86 266.81 ，依此类推。并将算得各品种矫正产量数据列入表10-1。（四）确定位次按照品种（包括对照）矫正产量的高低排列名次（见表10-1）。（五）试验结论相对生产力大于100

8、的品种，其百分数愈高，就愈可能优于对照品种。但决不能认为超过 100的所有品种，都是显著地优于对照的，因将品种与相邻对照相比只是减少了误差，而不能排除误差。所以，一般田间试验认为：相对生产力比对照超过10以上，可判定处理的生产力确实优于对照；凡相对生产力仅超过5左右的品种，应继续试验再作结论。当然，由于不同试验的误差大小不同，上述标准也仅供参考。在本例结论是：A 品种产量最高，比对照增产19.72； D 品种占第二位，比对照增产15.19，大体上可以认为他们确实优于对照；E 品种占第三位，比对照增产5.2，应继续试验后再作结论；B 与F、 C 品种与对照持平或低于对照，比对照减产，应淘汰。第二

9、节间比法试验设计和统计方法一、间比法设计育种试验的前期阶段，供试品种较多，试验要求较低时采用的试验设计方法。在运用间比法设计（ interval contrast design ）田间试验时，必须注意以下几个方面： （ 1）在每一个试验地上，排列的开始和最后一个小区一定是对照区（ CK ）；（ 2）在同一重复内，各小区按顺序排列，每两个对照区之间设置同等数目的处理小区，一般设置 4 个、 9 个甚至ICK1234CK5678CK9101112CK13141516CK17181920CKIICK20191817CK16151413CK1211109CK8765CK4321CKIIICK1234C

10、K5678CK9101112CK13141516CK17181920CK图 10-3 20 个品种 3 次重复的间比法排列，逆向式（ I、 II 、III 代表重复； 1、 2、3、 20 代表品种； CK 代表对照）CK 12 34 CK56 78 CK910 11 12CK13 14 15 16CK 12 3 4CK 56 78 CKI II CK 1615 1413 CK 1211 109 CK87 65CK43 2 1CK1615 14 13 CK 1211 109ExCK III图10-4 16 个品种 3次重复的间比法排列，2 行排列重复及Ex.CK 的设置（I 、II 、 III

11、代表重复； 1、 2、 3、 16 代表品种； CK 代表对照； Ex.CK代表额外对照）19 个；（ 3）重复一般为 2 4 次，各重复可以排成一排或多排； （ 4）当多排重复时，采用逆向式排列（图 10-3）；（ 5）如果一块地内不能安排下全部重复的小区，可以在第二块地上接下去，但开始时必须种植一个对照区，这个对照区称为额外对照（Ex.CK ）（图 10-4）。间比法设计的优点是：设计简单，操作方便，可按品种的不同特性排列，能降低边际效应和生长竞争影响。缺点是：虽然增设了对照，但各处理在小区内的排列并非随机排列。因此，估计的试验误差有偏差。二、间比法试验结果统计方法与对比法试验设计相比，间

12、比法设计的两个对照区中间一般是隔4 个、9 个或 19 个处理小区，这样有些处理与对照区不相邻，因此，与各处理相比较的是前后两个对照区指标值的平均数（记作CK ），该平均数称为理论对照标准。例 10.2有 12 个品系的马铃薯品种比较试验，以一推广品种为对照，采用二次重复，间比法设计，小区计产面积15m2，每隔 4 个品系设一对照，田间小区排列和产量（kg 15m2）如图 10-5 所示，试分析各品系的相对生产力。CK1234CK5678CK9101112CK27.030.433.629.230.031.036.434.041.637.235.042.034.434.836.435.8CK12

13、11109CK8765CK4321CK2734.430.838.035.231.034.042.427.630.029.830.030.830.026.024.2图 10-5 马铃薯品系试验田间小区排列和产量1列制产量结果表将图 10-5 中各品系及对照各重复的产量列为表10-2，并计算各品系及对照产量的总和Tt与平均产量 xt 。2计算各段平均对照产量 CK品系 1、 2、 3、 4 为第一段，其CK 1CK 2 25.6 30.4CK28 .0。依此类推，22逐项计算，列入表 10-2。3计算各品系相对生产力品系 的相对生产力品系 1 的平均产量1品系 1100所在段的平均对照产量 (CK

14、 )28.2100100.728.0依此类推，将算得结果列于表10-2。表 10-2马铃薯品系试验（间比法）的产量结果分析品系代号各重复小区产量Ttxt对照标准品系与 CKCK的%CK 127.024.251.225.6130.426.056.428.228.0100.7233.630.063.631.828.0113.6329.230.860.030.028.0107.1430.030.060.030.028.0107.1CK 231.029.860.830.4536.430.066.433.231.7104.7634.427.662.031.031.797.8741.642.484.042

15、.031.7132.5837.234.071.235.631.7112.3CK 335.031.066.033.0942.035.277.238.632.2119.91034.438.072.436.232.2112.41134.830.865.632.832.2101.91236.434.470.835.432.2109.9CK 435.827.062.831.4（四）结论相对生产力超过对照10%以上的有2、 7、 8、 9、10五个品系，其中品系7 增产幅度最大，达到32.5%；超过对照5%以上的有3、 4、 12 三个品系，有必要作进一步试验观察，其余品系可以淘汰。小结对比法设计单因素顺序排列设计步骤百分比法分析间比法设计复习思考题1对比法设计和间比法设计有何异同？各在什么情况下适用？2间比法试验设计的特点？3大白菜品种比较试验，对比法设计，三次重复，阶梯式排列，小区田间排列和产量（ kg/20m 2）如下图。试分析，最后结果用每667m2 产量（ kg）表示。ACKBCCKDFCKF161413141512151213CCKDFCKEACKB131411131314181313ECKFACKBCCKD1614141714141415134有一柑橘品系比较试验，12 个品系和一个对照品种