试验设计基本知识

试验设计基本知识目录一二三四五试验设计的基本知识试验设计的基本概念试验设计的基本要求试验误差及其控制途径试验设计的基本原则试验设计的基本知识一试验设计基本知识试验设计（experimentaldesign）是进行生物学研究的重要工具。常用的试验设计有对比设计（邻比设计和间比设计）、随机区组设计、拉丁方设计、裂区设计和正交设计等。试验设计也可分为田间试验设计和室内科学实验试验设计。一试验设计基本知识田间试验的研究对象和材料是生物体本身，由农作物或其他生物体本身的反应来直接检测试验的效果。田间试验是在开放的自然条件下进行的因而田间试验环境条件的差异易导致试验误差的产生。室内科学实验是研究者通过大量实验来检验一个理论或证实一种假设而进行的一系列操作。一试验设计的基本概念二基本概念二在一项试验中，试验指标是根据试验目的而选定的，不同的试验目的选用不同的试验指标。例如：在考察不同土壤条件对植物地上生物量的影响时，地上生物量是试验指标；在考察不同施肥配方对小麦产量的影响时，小麦产量是试验指标。1、试验指标（indexvariable）基本概念二试验指标可分为两类：定量指标和定性指标定量指标：可以用数量表示的指标。如干草产量、土壤PH值等。定性指标：不能用数量表示的指标。如玉米品种，牧草适口性等。试验设计中根据试验目的的不同，可以选择一个试验指标，也可以同时选择多个试验指标，前者称为单指标试验，后者成为多指标试验。1、试验指标（indexvariable）基本概念二在试验设计中可能对试验指标产生影响的条件称为试验因素。例如：在考察不同土壤条件对植物地上生物量的影响时，土壤坚实度、土壤水分、土壤质地等，这些都是影响地上生物量的因素。定量因素：取值可以在某一区间内连续变化。定性因素：只能取有限个类别。2、试验因素（factor）基本概念二在试验设计中，为考察试验因素对试验指标的影响情况，要使试验因素处于不同的状态，把试验因素所处的不同状态称为因素的水平。例如：反应温度是因素A，它的取值范围是100-200℃，在此范围内若选择150℃、165℃、180℃处做试验，则这些温度称为因素A的水平。3、因素水平（leveloffactor）基本概念二试验处理是指各试验因素的不同水平之间的联合搭配。因此，试验处理也叫因素的水平组合或组合处理。（处理的多少等于参加试验各因素各水平的乘积）例如：三因素三水平试验共有3×3×3=27个处理。4、试验处理（leveloffactor）试验设计的基本要求三试验设计基本要求三田间试验的基本要求：•试验目的明确；•试验条件要有代表性；•试验结果要可靠；•试验结果具有重演性。室内试验的基本要求：•实验方案设计合理；•室验仪器操作精细；•能够采用相应的统计方法对实验结果进行分析。试验误差及其控制途径四试验误差及其控制途径四1、试验误差的概念试验测量值（观察值）与理论真值（客观存在的准确值）间的差异。•偶然性误差：由于偶然性因素或其他不可控制的环境条件造成的观测值偏离处理真值的部分。•系统误差：在一次试验中某个处理或某几个处理的观测值重复定向出现偏高或偏低的现象。注意：系统误差多数是由人为主观因素造成的，所以系统误差是可以消除的。而随机误差是不可以消除的，但是我们只要了解试验误差的来源并采取相应的措施，就可以降低试验误差，从而达到提高试验精确度和准确度的目的。试验误差及其控制途径四2、试验数据结构在试验研究中，所获得的试验结构（数据）总是有差异的，即使在同一条件下进行试验，所得的试验数据也不完全一样。任何的试验结果都可以表示两部分之和，即X=m+em:被控因素对试验指标的影响之和。（常量）e:试验中未加控制的因素对试验指标的影响之和，也称为试验误差。（随机变量）X:试验数据（随机变量）试验误差及其控制途径四3、田间试验的误差来源试验材料固有的差异试验时农事操作和管理技术的不一致所引起的差异。进行试验时外界条件的差异试验误差及其控制途径四4、控制田间试验误差的途径田间试验过程中引起差异的外界因素主要是土壤差异造成的，通常采用以下措施来降低由于土壤差异引起的试验误差：选择肥力均匀的试验地试验中采用适当的小区技术精心选择合适的试验单位应用合理的试验设计试验误差及其控制途径四5、试验地的土壤肥力差异土壤肥力差异的测定测定方法：空白试验土壤肥力差异产生1、土壤在形成过程中造成的差异2、土壤利用过程中造成的土壤肥力差异土壤肥力差异的种类1、趋向式肥力差异2、斑块式肥力差异减少土壤差异的措施1、均地播种或绿肥掩青2、试验地轮换使用试验误差及其控制途径四6、试验地的选择(1)要有代表性，能够代表将来准备推广试验结果地区的自然条件和生产条件。(2)土壤肥力均匀，地势平坦。(3)位置适当，避开树木、高大建筑物、交通要道、容易受人畜禽糟蹋的地方。试验误差及其控制途径四7、室内试验设计的误差来源试验材料（质量、纯度不一致、不同批次产品）试验仪器和设备（精度、磨损、未校正）试验环境条件（温度、湿度、气压等）试验操作（操作人员的习惯、素质和经验）试验误差及其控制途径四8、室内试验误差控制途径选择纯合一致的试验材料改进操作管理制度，使之标准化精心选择试验单位采用合理的试验设计试验误差及其控制途径四9、试验误差特点小误差比大误差出现机会多正负误差出现的次数近似相等当试验次数足够多时，误差的平均值趋向于零可以通过增加试验次数减小试验误差随机误差不可完全避免试验设计的基本原则五试验设计的基本原则五进行试验设计的目的，在于减少试验误差，提高试验的准确度和精确度，使研究人员能从所开展的获得无偏的处理平均值以及实验误差的估计量从而能进行正确而有效的比较。为了有效地控制和降低试验误差，田间试验设计必须遵循下面三条基本原则:重复（repetition）随机（random）局部控制（localcontrol）试验设计的基本原则五重复原则重复次数即试验中同一处理种植的小区数。重复的作用（1）估计试验误差（2）降低低试验误差，提高试验精确度重复次数的确定田间试验：3-4次为宜室内试验：5-6次为宜试验设计的基本原则五随机排列原则随机排列是指一个处理或处理组合被安排在哪一个试验小区靠随机方法确定，而不受人的主观影响。随机排列的作用（1）避免系统误差（2）随机排列与重复相结合可以获得无偏的试验误差估计。随机排列的方法随机数字表法、抽签法试验设计的基本原则五局部控制原则局部控制是指分范围分地段控制非处理因素，使这些非处理因素对处理的影响能够最大限度趋向一致。局部控制的作用可有效降低由于试验地肥力差异而引起的试验误差，提高试验的准确性。试验设计的基本原则五局部控制原则局部控制方法将试验地划分成等于重复数的区组，各处理在一个区组内只出现一次，区组内的小区数等于处理数。注意：划分区组时应使区组的长边与肥力梯度垂直，小区的长边应与肥力梯度平行。高低试验设计的基本原则五试验小区的面积试验误差随着小区面积的增加而减少，但面积增加到一定程度误差减小的程度变小，因此，小区面积不能无限增大。试验小区面积的确定•作物种类•试验类型•试验环境差异•其它（如边际效应或生长竞争）试验设计的基本原则五试验小区的面积小区的形状长方形小区的长宽比：3-10:1注意：当土壤肥力呈梯度变化时，小区的方向必须使长的一边与肥力变化方向平行，区组方向与肥力梯度方向垂直。边际效应较大时，采用方形小区小区更有利。试验设计的基本原则五对照原则对照是处理的比较标准，以CK（check）表示。（1）衡量处理的优劣。（2）估计和矫正试验单位的差异。DCKCBCKAACKBCCKDDCAEBCKCECKADB对照顺序排列对照随机排列试验设计的基本原则五在室内进行科学实验时，试验设计应遵循以下原则:•对照性原则：试验中设立对照组。•单因素变量原则：控制其他因素不变，只改变其中某一个变量，观察其对实验结果的影响。•平行重复原则：控制某种因素的变化幅度在同样条件下重复实验，观察其对实验结果的影响程度。试验设计与科学实验的关系试验计划与设计提出数据的获取方法试验组织与实施收集数据结果整理与分析加工数据试验结论归纳与推论成果展示编制图表PPT模板下载：行业PPT模板：节日PPT模板：素材下载：背景图片：图表下载：优秀PPT下载：教程：教程：教程：资料下载：课件下载：范文下载：试卷下载：教案下载：论坛：