田间育种试验的设计和实施课件.ppt

1、第二章第二章 试验的设计试验的设计 和实施和实施 第一节第一节 试验方案试验方案第二节第二节 试验设计原则试验设计原则第三节第三节 小区技术小区技术 第四节第四节 常用的试验设计常用的试验设计 一、试验因素、水平一、试验因素、水平 和处理和处理1、试验因素试验因素:(experimental factor)可以人为改变可以人为改变并在试验中并在试验中研究其变化对试验结果产研究其变化对试验结果产生生 影响影响的的试验条件试验条件，简称为，简称为因素或因子因素或因子。2、水平水平(level)：因素的数量等级或质量类别。因素的数量等级或质量类别。具有质的区别，称为具有质的区别，称为质量水平质量水平

2、；具有量的差异，称为具有量的差异，称为数量水平数量水平。第一节第一节 试验方案试验方案 3、处理、处理(treatment)对于单因素试验来说，试验因素的某对于单因素试验来说，试验因素的某一水平即为一个处理一水平即为一个处理(treatment)，对于多，对于多因素试验来说，每个因素任意某个水平的因素试验来说，每个因素任意某个水平的组合为一个处理。为了区别与单因素试验组合为一个处理。为了区别与单因素试验的处理，多因素试验的处理常称为处理组的处理，多因素试验的处理常称为处理组合（合（treatment combination）。）。品种品种ABC施肥量施肥量5kg/亩亩10kg/亩亩15kg/亩

3、亩20kg/亩亩因素因素因素因素(质量质量)水平水平(数量数量)水平水平处理组合处理组合A 5kg/亩亩A 10kg/亩亩A 15kg/亩亩A 20kg/亩亩B 5kg/亩亩B 10kg/亩亩B 15kg/亩亩B 20kg/亩亩C 5kg/亩亩C 10kg/亩亩C 15kg/亩亩C 20kg/亩亩处理组合数处理组合数 =各因素水平数相乘各因素水平数相乘1、概念、概念广义的广义的包括试验处理设计，环境设计，处理操作方式、包括试验处理设计，环境设计，处理操作方式、内容及时间等实施步骤在内的整个试验计划。内容及时间等实施步骤在内的整个试验计划。狭义的狭义的是指试验处理的设计，是根据试验目的和要求所是

4、指试验处理的设计，是根据试验目的和要求所拟定的将在试验中进行比较的一组试验处理的总称。拟定的将在试验中进行比较的一组试验处理的总称。处理设计（处理设计（treatment design）是指试验因素和水平的设是指试验因素和水平的设置、试验处理的挑选以及不同处理的分组和分配的设计。置、试验处理的挑选以及不同处理的分组和分配的设计。环境设计环境设计(environmental design)是指试验单位大小、排列是指试验单位大小、排列与重复等与控制环境因素及其对试验结果的影响的设计。与重复等与控制环境因素及其对试验结果的影响的设计。二、试验方案的概念和类别二、试验方案的概念和类别2、类别、类别l试

5、验方案可按其供试因素的多少分为以下二类：试验方案可按其供试因素的多少分为以下二类：l单因素试验单因素试验(single-factor experiment)l 在整个试验中只比较一个因素的不同水平间的差异，在整个试验中只比较一个因素的不同水平间的差异，其他因素均作为试验条件而严格控制的试验称为单其他因素均作为试验条件而严格控制的试验称为单因素试验因素试验。l多因素试验多因素试验（multiple-factor experiment)l在试验中需要比较两个或两个以上的试验因素间的在试验中需要比较两个或两个以上的试验因素间的差异，其他试验条件均严格控制的试验称为多因素差异，其他试验条件均严格控制的

6、试验称为多因素试验试验。可以根据因素的数目多少分为二因素试验，可以根据因素的数目多少分为二因素试验，三因素试验，三因素试验，等，等。试验方案按照各处理组合实施的情况可分为试验方案按照各处理组合实施的情况可分为l完全试验方案或完全方案：是将完全试验方案或完全方案：是将ab个处理全面实个处理全面实施的试验方案。施的试验方案。l不均衡试验方案（不均衡试验方案（unbalanced design）：是将完）：是将完全试验方案中一些次要的处理去掉或者选主要的全试验方案中一些次要的处理去掉或者选主要的因素水平进行试验，即将最有效的处理组成不均因素水平进行试验，即将最有效的处理组成不均衡方案。衡方案。l均衡

7、不完全试验方案（均衡不完全试验方案（balanced partly-executed design）：是从完全试验方案中挑选部分有代表）：是从完全试验方案中挑选部分有代表性的水平组合进行试验。如正交试验设计。性的水平组合进行试验。如正交试验设计。显示观察对象的属性显示观察对象的属性如施药后个体反映如施药后个体反映出有效与无效、受出有效与无效、受害与未受害、死亡害与未受害、死亡与存活等与存活等指指 标标定性指标定性指标定量指标定量指标定性资料定性资料定量资料定量资料显示观察对象的量显示观察对象的量如产量、株高、茎如产量、株高、茎粗、土壤容量、含粗、土壤容量、含水量等水量等三、处理效应三、处理效应

8、1、试验指标、试验指标(experimental indicator)：用用于衡量试验效果的指示性状。于衡量试验效果的指示性状。2、处理效应、处理效应（treatment effect）：）：试验处理对试验指标所起的增加或减少的作用。试验处理对试验指标所起的增加或减少的作用。3、简单效应简单效应(simple effect)：同一因素内两种水平同一因素内两种水平 间试验指标的相差。间试验指标的相差。4、平均效应、平均效应(main effect)：一个因素内各简单效应的平均数一个因素内各简单效应的平均数(主要效应主要效应,主主效效)5、交互作用、交互作用(interection effect)

9、，简称互作简称互作：因素内各简单效应的平均差异。因素内各简单效应的平均差异。表表1.1 氮、磷肥两因素试验结果氮、磷肥两因素试验结果(解释各种效应解释各种效应)试验试验因素因素NIP水平水平N1N2N2 N1P110166P218246P2-P188(6-6)/2=(8-8)/2=0 IIP水平水平N1N2N2 N1P110166P2182810P2-P1812(10-6)/2=(12-8)/2=2 IIIP水平水平N1N2N2 N1P110166P218202P2-P184(2-6)/2=(4-8)/2=-2 IVP水平水平N1N2N2 N1P110166P21814-4P2-P18-2(-

10、4-6)/2=(-2-8)/2=-5 三、试验方案的设计要点三、试验方案的设计要点 1.明确试验目的明确试验目的2.根据试验目的确定合理的试验方案根据试验目的确定合理的试验方案 3.确定合理的水平数和水平间距确定合理的水平数和水平间距 4.贯彻唯一差异原则贯彻唯一差异原则 5.设置对照设置对照 6.正确处理试验因素及试验条件间交互作用正确处理试验因素及试验条件间交互作用 第二节第二节 试验设计原则试验设计原则狭义的试验设计狭义的试验设计：(试验环境设计试验环境设计)指在安排试验时，指在安排试验时，按试验目的要求和试验地按试验目的要求和试验地(空间空间)的具体条件，将各个处的具体条件，将各个处理

11、小区在试验地理小区在试验地(空间空间)上进行合理的设置和排列。上进行合理的设置和排列。试验设计的主要作用：试验设计的主要作用：l1、估计试验误差、估计试验误差l2、降低试验误差，提高试验的精确度、降低试验误差，提高试验的精确度l3、无偏地估计处理效应、无偏地估计处理效应 试验设计应遵循的三个基本原则：试验设计应遵循的三个基本原则：通过试验设计和小区技术能进一步减少环境通过试验设计和小区技术能进一步减少环境(如土壤如土壤)差差异对试验结果的影响。异对试验结果的影响。1、重复、重复 2、随机、随机 3、局部控制、局部控制一、重复一、重复(replication)重复重复是指在一个试验中同一处理设置

12、的试验单位是指在一个试验中同一处理设置的试验单位数。田间试验的重复是指同一处理种植的小区数。数。田间试验的重复是指同一处理种植的小区数。在试验中，每一处理种植一个小区，称为一次重在试验中，每一处理种植一个小区，称为一次重复。若每处理种植两个小区，称为两次重复；其复。若每处理种植两个小区，称为两次重复；其余类推。余类推。重复最主要的作用：重复最主要的作用：是估计试验误差，同时也能是估计试验误差，同时也能降低试验误差。降低试验误差。二、随机排列二、随机排列(random assortment)随机排列：指试验方案所规定的每一个处随机排列：指试验方案所规定的每一个处理安排在试验地的哪一个小区上要排除

13、主理安排在试验地的哪一个小区上要排除主观因素的影响，采取随机的方式来确定。观因素的影响，采取随机的方式来确定。每一处理都有相等的机会被设置在任每一处理都有相等的机会被设置在任何一个试验小区上何一个试验小区上。试验设计中采用重复与随机排列相结合的试验设计中采用重复与随机排列相结合的方法就能够得到无偏的试验误差估计值。方法就能够得到无偏的试验误差估计值。三、局部控制三、局部控制(local control)局部控制就是分范围、分地段地控制非试验因局部控制就是分范围、分地段地控制非试验因素（试验条件），使各处理所受的影响趋于最素（试验条件），使各处理所受的影响趋于最大程度的一致。大程度的一致。在田间

14、试验中就是将要比较的试验处理设置在在田间试验中就是将要比较的试验处理设置在土壤较均匀的局部地段内，以便控制试验条件、土壤较均匀的局部地段内，以便控制试验条件、减少试验误差，又称为划分区组（减少试验误差，又称为划分区组（block）。然）。然后，在各个区组上实行重复和随机排列。后，在各个区组上实行重复和随机排列。返回随机区组设计重复随机局部控制无偏估计试验误差统计推断降低试验误差提高精确度三原则作用重复随机局部控制无偏估计试验误差统计推断降低试验误差提高精确度三原则作用图图2.1 试验设计的三个基本原则的关系和作用试验设计的三个基本原则的关系和作用综上所述，遵循重复、随机排列和局部综上所述，遵循

15、重复、随机排列和局部控制三项原则进行试验设计并配合适当控制三项原则进行试验设计并配合适当的生物统计分析方法，就能准确地估计的生物统计分析方法，就能准确地估计试验处理效应，获得无偏的、较小的试试验处理效应，获得无偏的、较小的试验误差估计，使各处理间的比较得出可验误差估计，使各处理间的比较得出可靠的结论。靠的结论。第三节第三节 小区技术小区技术一、小区一、小区小区小区(plot)：安排一个试验处理的安排一个试验处理的试验单元试验单元(试验单试验单元：元：指接受某种处理的试验材料的一个独立单位指接受某种处理的试验材料的一个独立单位)。它可以是一盆植物、一头家畜、一个培养皿中的培它可以是一盆植物、一头

16、家畜、一个培养皿中的培养物、一片叶子等。试验单元是提供处理的一个具养物、一片叶子等。试验单元是提供处理的一个具有随机误差的观察值的独立单位。对田间试验来说，有随机误差的观察值的独立单位。对田间试验来说，小区是一个试验处理一次重复所占的地块。小区是一个试验处理一次重复所占的地块。1、小区面积、小区面积 试验小区面积的大小难以硬性规定，一般试验试验小区面积的大小难以硬性规定，一般试验小区面积的变动范围为小区面积的变动范围为660m2。在具体确定小区面。在具体确定小区面积时，应考虑以下各方面：积时，应考虑以下各方面：试验的种类：试验的种类：作物的种类：作物的种类：试验地土壤差异的程度与形式试验地土壤

17、差异的程度与形式 边际效应和生长竞争边际效应和生长竞争l边际效应边际效应:(margial effect)是指小区两边或两是指小区两边或两端的植株因占有较大空间和土地而表现的端的植株因占有较大空间和土地而表现的生长优势。生长竞争。生长优势。生长竞争。l生长竞争生长竞争:(growth competition)是指当相邻是指当相邻小区种植不同品种或施用不同肥料时，由小区种植不同品种或施用不同肥料时，由于株高、分蘖力等性状表现的不同，通常于株高、分蘖力等性状表现的不同，通常将有一行或更多的边行受到影响，即一方将有一行或更多的边行受到影响，即一方受到抑制，一方获得生长优势。受到抑制，一方获得生长优势

18、。2、小区的形状、小区的形状长方形尤其是狭长形小区，其试验误差常比方形长方形尤其是狭长形小区，其试验误差常比方形小区为小小区为小 小区的长宽比一般设置为小区的长宽比一般设置为3101，有时可达，有时可达201。在边际效应明显的试验中，方形小区是有利的，在边际效应明显的试验中，方形小区是有利的，二、区组和小区排列二、区组和小区排列区组区组(block)：每个重复内所包含的同一试验的每个重复内所包含的同一试验的所有处理。即一组小区，通常指一次重复的所所有处理。即一组小区，通常指一次重复的所有处理小区，也称重复区有处理小区，也称重复区一个区组可排成一排，亦可排成两排或多排，一个区组可排成一排，亦可排

19、成两排或多排，同一区组的各处理或品种必须设置在同一直线同一区组的各处理或品种必须设置在同一直线上，。上，。排列区组应遵循局部控制原则，将全部处理小排列区组应遵循局部控制原则，将全部处理小区分配在相对同质的一个区组内，区分配在相对同质的一个区组内，使同一区组使同一区组内的环境差异尽可能小一些，而不同区组之间内的环境差异尽可能小一些，而不同区组之间可以存在较大差异可以存在较大差异。三、保护行三、保护行保护行一般宽保护行一般宽12m，不少于试验材料，不少于试验材料的平均高度。的平均高度。最好种植早熟、抗倒和外形易于识别最好种植早熟、抗倒和外形易于识别的品种。的品种。设置保护行的作用是保护试验材料不设

20、置保护行的作用是保护试验材料不受外来因素如人畜等的践踏和损害，受外来因素如人畜等的践踏和损害，防止试验地四周的小区受到空旷地特防止试验地四周的小区受到空旷地特殊环境条件即边际影响，使处理间能殊环境条件即边际影响，使处理间能有正确的比较。保护行通常用英文字有正确的比较。保护行通常用英文字母母“G”表示表示第四节第四节 常用的试验设计常用的试验设计一、顺序排列的试验设计一、顺序排列的试验设计1、对比法设计、对比法设计(contrast design)又称邻比法设又称邻比法设计（计（neighbor comparison design）。）。一般用于单因素试验，试验处理数目不宜过多，一般用于单因素试

21、验，试验处理数目不宜过多，通常在通常在10个以内。如少数品种比较试验及生产示个以内。如少数品种比较试验及生产示范性试验。范性试验。特点特点：每一处理均直接排列于对照旁边，即每隔两每一处理均直接排列于对照旁边，即每隔两个处理设置一个对照，使每一处理都可与其相邻个处理设置一个对照，使每一处理都可与其相邻的对照直接比较。的对照直接比较。不同重复区内处理的排列顺序可以不同重复区内处理的排列顺序可以是逆向式或阶梯式是逆向式或阶梯式图图2.2 8个处理个处理3次重复对比法设计小区次重复对比法设计小区排列示意图（逆向式）排列示意图（逆向式）I1CK23CK45CK67CK8II7CK81CK23CK45CK

22、6III5CK67CK81CK23CK4优点：优点：应用了试验设计的重复和局部控制原则，应用了试验设计的重复和局部控制原则，而且其一个局部控制单位实际上是比区组更小而且其一个局部控制单位实际上是比区组更小的两个试验单位（处理与对照彼此相邻），对的两个试验单位（处理与对照彼此相邻），对比法设计使试验处理与对照的比较有较高的精比法设计使试验处理与对照的比较有较高的精确度确度,并有利于观察。并有利于观察。缺点：缺点：一个试验只能有一个对照（所以一般只能用于一个试验只能有一个对照（所以一般只能用于单因素试验），各处理与对照相比较的精确度单因素试验），各处理与对照相比较的精确度较高，而各处理相比较的精确

23、度较低。较高，而各处理相比较的精确度较低。对照占有的试验单位太多，达到整个试验地的对照占有的试验单位太多，达到整个试验地的三分之一或更多，土地利用率低。三分之一或更多，土地利用率低。各重复区内的处理均为顺序排列，所以不能无各重复区内的处理均为顺序排列，所以不能无偏估计试验误差。偏估计试验误差。2、间比法设计（、间比法设计（indirect comparison)一般仅用于单因素试验，常用于育种初期阶段一般仅用于单因素试验，常用于育种初期阶段,如如选种圃、品系鉴定圃以及良种繁育时的株行圃。选种圃、品系鉴定圃以及良种繁育时的株行圃。特点：特点：(1)是在每两个对照之间安排是在每两个对照之间安排3个

24、或个或3个以上处理，个以上处理，(2)各重复区的第一个和最后一个小区一定是对照各重复区的第一个和最后一个小区一定是对照(3)当各重复区排列成多排时，不同重复区内处理当各重复区排列成多排时，不同重复区内处理的排列可采用阶梯式或逆向式。的排列可采用阶梯式或逆向式。(4)如果一块土地上不能安排整个重复区的小如果一块土地上不能安排整个重复区的小区，则可接到另一块土地上，但开始时必须区，则可接到另一块土地上，但开始时必须设置一个对照，此对照称为额外对照设置一个对照，此对照称为额外对照（ExCK）。）。间比设计有两个基本要求：间比设计有两个基本要求：l是对照应当均匀地分布在整个试验地是对照应当均匀地分布在

25、整个试验地上上l是任何两个对照之间都要安排相同数是任何两个对照之间都要安排相同数目的处理。目的处理。ICK1 2 3 4CK5 6 7 8CK9 101112CK13141516CKIICK16151413CK121110 9CK8 7 6 5CK4 3 2 1CKIIICK1 2 3 4CK5 6 7 8CK9 101112CK13141516CK图图2.3 16个品种个品种3次重复间比法排列次重复间比法排列(逆向式逆向式)优点：优点：应用了试验设计的重复和局部控制原则，而且应用了试验设计的重复和局部控制原则，而且每一段处理两侧都有对照作比较；每一段处理两侧都有对照作比较；可以方便地安排大量

26、的处理，对照所占试验地可以方便地安排大量的处理，对照所占试验地较少。较少。缺点：缺点：但各处理在小区内的安排未经随机，所以估计但各处理在小区内的安排未经随机，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，尤其是有明显土壤肥力梯度进行显著性测验，尤其是有明显土壤肥力梯度时，品种间比较将会发生系统误差。时，品种间比较将会发生系统误差。二、随机排列的试验设计二、随机排列的试验设计 1、完全随机设计完全随机设计 是将各处理完全随机地分配给不同的试验单位（小是将各处理完全随机地分配给不同的试验单位（小区），每一个处理的重复次数可以相等也可以不区）

27、，每一个处理的重复次数可以相等也可以不相等。亦即每一供试单位都有相等的机会相等。亦即每一供试单位都有相等的机会(概率概率)接接受所有可能处理的试验设计方法。这种设计只应受所有可能处理的试验设计方法。这种设计只应用了试验设计三大原则中的随机和重复两大原则用了试验设计三大原则中的随机和重复两大原则，没有应用局部控制没有应用局部控制。C E C B D A D E A C E B A D B返回随机区组返回随机区组图图2.4 k=5，n=3的完全设计排列小区排列示意图的完全设计排列小区排列示意图一般用于无环境差异的试验。如：实验室培养试一般用于无环境差异的试验。如：实验室培养试验及网、温室的盆钵试验

28、验及网、温室的盆钵试验完全随机设计的主要优缺点完全随机设计的主要优缺点主要优点：主要优点：试验设计简便、应用灵活，适合于单因素及试验设计简便、应用灵活，适合于单因素及多因素试验，试验处理的重复次数可以相等多因素试验，试验处理的重复次数可以相等也可以不等，可以满足不同处理对结果的精也可以不等，可以满足不同处理对结果的精确度要求不同的试验。确度要求不同的试验。统计分析简便且估计误差的精确性较高。统计分析简便且估计误差的精确性较高。不足之处：不足之处：没有应用局部控制原则，所以在应用时要求没有应用局部控制原则，所以在应用时要求试验环境条件要均匀一致。试验环境条件要均匀一致。2、随机区组设计、随机区组

29、设计随机区组设计是根据随机区组设计是根据“局部控制局部控制”的原则，将的原则，将试验地按肥力梯度程度划分为等于重复次数的试验地按肥力梯度程度划分为等于重复次数的区组，一个区组安排一次重复，区组内各处理区组，一个区组安排一次重复，区组内各处理都独立地随机排列。这是随机排列设计中最常都独立地随机排列。这是随机排列设计中最常用而最基本的设计。用而最基本的设计。随机区组设计的方法随机区组设计的方法1、按照划分区组的要求，把试验地等分为按照划分区组的要求，把试验地等分为n 个区组（区组数个区组（区组数=重复数），注意区组长边重复数），注意区组长边 应垂直于肥力梯度方向；应垂直于肥力梯度方向；2、把第一个

30、区组划分为与处理数相同的小区，把第一个区组划分为与处理数相同的小区，再将各处理随机的安排到各个小区内；再将各处理随机的安排到各个小区内；3、对于剩余的每一个区组，逐一重复第二步的对于剩余的每一个区组，逐一重复第二步的 过程，得到整个试验的随机化结果。过程，得到整个试验的随机化结果。区组区组I区组区组II区组区组III A E C B D 对比完全随机对比完全随机肥力梯度肥力梯度B D E A C E C A D B图图2.5 k=5，n=3的随机区组小区排列示意图的随机区组小区排列示意图一般用于田间试验或环境条件有差异的试验一般用于田间试验或环境条件有差异的试验 肥力梯度肥力梯度随机区组设计田

31、间排列示意图随机区组设计田间排列示意图 区区组组III1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 125 9 7 10 1 12 4 11 2 6 3 88 12 6 11 2 9 3 10 5 7 1 4区区组组II区区组组Il优点：优点：l1、能获得无偏的试验误差估计进而对试验结果进行、能获得无偏的试验误差估计进而对试验结果进行差异显著性测验；差异显著性测验；l2、通过局部控制能控制单方向的土壤肥力差异，有、通过局部控制能控制单方向的土壤肥力差异，有效地减少试验误差；效地减少试验误差；l3、设计简单易行，单因素试验和多因素试验均可采、设计简单易行，单因素试验和多因素试验均可采用；用；l

32、4、对试验地的要求不高，必要时不同的区组可分散、对试验地的要求不高，必要时不同的区组可分散设置。设置。l不足之处：不足之处：处理数不能太多，一般在处理数不能太多，一般在10个左个左右，不超过右，不超过20个。个。(三三)、拉丁方设计、拉丁方设计 拉丁方（拉丁方（Ladin square）是将不同拉丁符号排成）是将不同拉丁符号排成k行行k列，使每个符号在每一行、列仅出现一次的列，使每个符号在每一行、列仅出现一次的方阵。方阵。拉丁方设计就是将处理排列成拉丁方设计就是将处理排列成kk拉丁方形式拉丁方形式。每一行及每一列都成为区组（重复），行称为每一行及每一列都成为区组（重复），行称为横横行区组行区组

33、，列称为，列称为纵行区组纵行区组。拉丁方设计有几个处理就必须设置几次重复，拉拉丁方设计有几个处理就必须设置几次重复，拉丁方设计的丁方设计的处理数重复数横行区组数纵行处理数重复数横行区组数纵行区组数区组数。IIIDCEABCEABDI II III IV VI A B C D EII B A E C DIII C D A E BIV D E B A CV E C D B AIIIIIIIVVI IVV III II 1、选择标准方、选择标准方 2、按数字、按数字1,4,5,3,2调整列调整列的顺序的顺序 3、按数字、按数字5,1,2,4,3调整行调整行的顺序的顺序ABCDEEDBCABADECI

34、V VIIIV E B A D CA D E C BIII B C D E AIV D A C B EIII C E B A D4、按、按2=A，5=B，4=C，1=D，3=E排排列品种；并将区组顺序标记列品种；并将区组顺序标记I IV V III IIV E B A D CI A D E C BII B C D E AIV D A C B EIII C E B A DI II IIIIV VI 3 5 2 1 4II 2 1 3 4 5III 5 4 1 3 2IV 1 2 4 5 3V 4 3 5 2 1l优点：优点：行列皆成区组，从纵横两个方向行列皆成区组，从纵横两个方向同时进行局部控制

35、，可以剔除两个方向的同时进行局部控制，可以剔除两个方向的系统误差，因而有较高的精确度和准确度。系统误差，因而有较高的精确度和准确度。l缺点：缺点：由于其重复次数等于处理数，因由于其重复次数等于处理数，因此不适用于处理数很少或很多的试验。此不适用于处理数很少或很多的试验。l一般当处理数一般当处理数k为为58个、且对试验的精个、且对试验的精确度要求较高或试验土壤肥力确实存在双确度要求较高或试验土壤肥力确实存在双向变化时，可采用拉丁方设计。向变化时，可采用拉丁方设计。四、四、裂区设计裂区设计 裂区设计（裂区设计（spilit plot design）实质上是一种二次随机区）实质上是一种二次随机区组（

36、或拉丁方）设计。设有组（或拉丁方）设计。设有A、B两个试验因素，分别两个试验因素，分别有有a和和b个水平。先对个水平。先对A因素因素a个水平进行随机区组设计，个水平进行随机区组设计，然后将然后将A因素的各个水平的试验单位再分成因素的各个水平的试验单位再分成b个较小的试个较小的试验单位，再按随机区组设计将验单位，再按随机区组设计将B因素的各个水平排入因素的各个水平排入A因素每个水平的每一试验单位中。因素每个水平的每一试验单位中。主区或整区（主区或整区（main plot）：安排）：安排A因素各个水平的试验因素各个水平的试验单位（或小区）；在主区内所安排的处理称为主处理；单位（或小区）；在主区内所

37、安排的处理称为主处理；副区或裂区（副区或裂区（split plot）：安排）：安排B因素各个水平的试验因素各个水平的试验单位（或小区）；在副区里安排的处理称为副处理单位（或小区）；在副区里安排的处理称为副处理3个主处理个主处理4个副处理个副处理3次重复的裂区设计示意图次重复的裂区设计示意图IIIIIIA1 A3 A2B1 B3 B4 B2 B2 B4 B1 B3 B2 B3 B4 B1A3 A2 A1A2 A1 A3B3 B1 B2 B4 B2 B1 B3 B4 B1 B4 B3 B2B4 B2 B3 B1 B3 B2 B4 B1 B4 B1 B2 B3有以下情况时应考虑采用裂区设计有以下情况

38、时应考虑采用裂区设计1、两个因素的处理面积不同两个因素的处理面积不同 需要更大面积的处理设置于主区。需要更大面积的处理设置于主区。2、两个因素以及交互作用的精确度不同两个因素以及交互作用的精确度不同 要求更高精确度的因素作为副处理。要求更高精确度的因素作为副处理。3、两个因素效应大小不同两个因素效应大小不同 将可能表现较大差异的因素作为主处理因素。将可能表现较大差异的因素作为主处理因素。4、试验设计需临时改动再加入一个试验因素时，试验设计需临时改动再加入一个试验因素时，可在原设计中的小区（主区）中再划分小区可在原设计中的小区（主区）中再划分小区（副区），增加一个试验因素，（副区），增加一个试验

39、因素，五、条区设计五、条区设计条区设计是裂区设计的一种衍生设计，与普通条区设计是裂区设计的一种衍生设计，与普通裂区设计的不同之处：两个因素不分主次，两裂区设计的不同之处：两个因素不分主次，两者的各个水平互为主区。者的各个水平互为主区。先将每个区组划分为若干个纵向主区，安排第先将每个区组划分为若干个纵向主区，安排第一个因素（一个因素（A）的各个水平；然后再将每个区组）的各个水平；然后再将每个区组划分为若干横向主区，安排第二个因素（划分为若干横向主区，安排第二个因素（B）的）的各个水平各个水平 IIIIIIA2A1A3A1A1A2A2A3A3B3B4B1B2B3B1B2B4B4B1B3B2特点：特

40、点：是两个因素的各个水平互为主区，是两个因素的各个水平互为主区，所以两个因素均有较大的面积，便于试验所以两个因素均有较大的面积，便于试验操作、田间管理和调查记载。条区设计对操作、田间管理和调查记载。条区设计对两个主效应的分析精确度均相对较低，对两个主效应的分析精确度均相对较低，对交互作用的分析有较高精确度。交互作用的分析有较高精确度。本章学习要点本章学习要点1、基本概念：试验方案、因素、水平、处理、基本概念：试验方案、因素、水平、处理(组合组合)、处理效应、简单效应、主要效应、处理效应、简单效应、主要效应(平平均效应均效应)、交互作用、唯一差异原则、试验误、交互作用、唯一差异原则、试验误差、系统误差、准确度、精确度、小区、区差、系统误差、准确度、精确度、小区、区组、边际效应、生长竟争。组、边际效应、生长竟争。2、简单效应、主要效应、简单效应、主要效应(平均效应平均效应)、交互作、交互作用的计算。用的计算。3、试验设计的基本原则及作用、试验设计的基本原则及作用4、随机排列的试验设计、随机排列的试验设计(方法及特点方法及特点)