烟草田间试验

烟草田间试验第一讲田间试验的设计田间试验的特点和要求田间试验的误差与土壤差异田间试验设计的原则控制土壤差异的小区技术常用的田间试验设计一.田间试验的特点和要求1、田间试验的研究对象和材料是生物体本身,由农作物本身的反应来直接检测试验的效果,这是田间试验的重要特点2、田间试验是在开放的自然条件下进行的，因而田间试验的环境条件存在着导致试验产生试验误差1、田间试验的特点2、田间试验的基本要求试验目的要明确（是指针对品种、肥料还是栽培措施，试验处理要控制，不能什么问题都想解决）试验条件要有代表性试验结果要可靠（试验误差小，数据真实、全面，记载尺度一致）试验结果具有重演性二.田间试验的误差与土壤差异1、田间试验的误差1.1试验误差的概念试验误差：由于偶然性因素或其它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：由试验误差的概念我们知道，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。而试验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。1.2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1.3控制田间试验误差的途径☺选择同质一致的试验材料☺改进操作和管理技术，使之标准化☺控制引起差异的外界主要因素田间试验过程中引起差异外界因素主要是土壤差异造成的，通常采用以下三种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应用良好的试验设计和相应的统计分析2.试验地的土壤肥力差异2.2土壤肥力差异的产生原因A土壤在形成过程中造成的差异（不同土壤层，熟土和生土等）2.1土壤肥力差异的测定测定方法：空白试验B土壤利用过程中造成的土壤肥力差异(施肥、前作）2.3土壤肥力差异的种类（如右图）A趋向式肥力差异B斑块式肥力差异2.4减少土壤差异的措施均地播种或绿肥掩青试验地轮换使用高低AB3、试验地的选择要有代表性，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。土壤肥力均匀，地势平坦。位置适当，避开树木、山谷、高建筑物、交通要道、容易受人畜禽糟蹋的地方。三.研究方案的制定1、试验方案制定的原则1.1要有明确的目的从生产实际出发，抓住限制因子做试验。在考虑这个问题时一定要注意，不可求全求大，处理数过多，不但工作量大，还不容易得到正确得结果。1.2要有严密的可比性要想分析出试验处理或试验因素的效应，必须遵循单一差异原则，即试验中，除了要比较的因素外，其它因素均保持不变或一致，要使试验具有可比性。1.3要提高试验效率试验效率是指单位人力物力的投入所获得试验信息的多少。复因子试验尤其是要注意这一点。提高试验效率的有效途径是适当减少试验因素。提高试验效率要注意因素水平的设计，要有一定的差异量，使之有明显的效应差。但也不要差异过大而失去代表性。1.4设计与统计方法的统一性试验结果必须进行统计分析，试验设计时就要考虑到这一点。常用的分析有方差分析、回归分析等，要按照分析方法或模型进行设计。例如肥料用量试验第一、设置肥底设置肥底的目的就是使非试验因素处于相对一致和适宜的状态。例如做钾肥用量试验，要选育最佳的施氮量做肥底。最好是当地最佳施肥量。过高过低都会形成新的限制因素，影响或干扰钾肥的效应。第二、设置对照肥料试验的对照设置方法常见的有3种：第一种对照。空白对照，如无肥处理，用于评价土壤自然生产力和计算肥料利用率。确定肥料效应的绝对值。第二种对照。肥底对照。例如做磷肥用量试验，设磷用量P1、P2、P3三个水平。那么N、K肥可以做肥底，这样就有4个处理了。NK、NKP1、NKP2、NKP3。（这里NK是保持不变的）第三种对照。标准对照。指标准肥料、某常规或习惯施肥措施。一个试验不一定同时设3个对照，怎样设计呢？首先，依据试验目的而定。如果试验目的要研究某种营养元素对烟草生长或品质的作用，最好设空白对照。(许多做钾、氯及微量元素试验都设空白对照）如果试验目的是研究某种营养元素最佳施用量，可以不设空白对照。最好用标准对照。其次，要考虑试验条件（如土壤状况）和材料如果土壤某种养分（如钾素含量）较高，不施钾肥烟株也能生长良好，可以设空白对照。2.田间试验设计的原则2.1重复原则(replication)试验中同一处理种植的小区数即为重复次数2.1.2重复的作用（1）估计试验误差（2）降低试验误差，提高试验精确度（3）估计处理效应2.1.3重复次数的确定田间试验：3-4次为宜实验室实验：5-6次为宜2.1.1定义：2.2随机排列原则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2.2.2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提供一个无偏的试验误差无偏估值2.2.3随机排列的方法（1）随机数字表法（2）抽签法2.2.1定义2.3局部控制原则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2.3.1定义2.3.2局部控制方法划分区组时应使区组的长边应与肥力梯度垂直，小区的长边应与肥力梯度平行可有效降低由于试验地肥力差异而引的试验误差，提高试验准确性2.3.3局部控制的作用高低注意：四.控制土壤差异的小区技术1.试验小区的面积1.1定义试验小区：在田间试验中，安排一个处理的小块地段称试验小区，简称小区1.2小区面积与试验误差的关系CV小区面积试验误差随着小区面积的增加而减小，但面积增加到一定程度误差减少的幅度变小，因此，小区面积不能无限增大。一般6—60m2。示范性小区面积不小于330m22.小区的形状是指小区长度与宽度的比例长方形小区、正方形小区3-10:1长方形小区正方形小区小区的形状：小区的种类：长方形小区的长宽比：3.重复次数试验次数的确定依据：试验次数多少根据试验所要求的精确度、试验地土壤差异大小、试验材料如种子的数量、试验地面积、小区大小等具体情况而定。一般情况下田间试验重复3-4次ACKBCCKD4.对照区的设置对照是处理的比较标准，以CK表示4.1设置对照的目的（1）衡量处理的优劣（2）估计和矫正试验单位的差异4,2设置对照的方法（1）顺序式（2）随机式DCKCBCKA对照顺序排列CECKADBDCAEBCK对照随机排列5.保护行的设置5.1设置保护行的目的（1）保护试验材料免受人畜损害（2）减少边际效应的影响5.2设置保护行原则（1）保护行需设置2行以上，太少达不到预期目的（2）成熟期应早于处理，这样保护行可提前收获，减少混杂，同时也可减少鸟类危害6.区组的排列6.1定义指安排全部处理小区的相对同质的一块土地6.2区组排列的原则同一区组内土壤肥力尽可能相对一致，区组间土壤肥力可以有差异6.3区组的排列方式可排成一排也可排成两排或多排，这要依据试验地的地形及肥力差异情况而定五.常用的田间试验设计一、顺序排列的试验设计（一）对比试验设计（二）间比试验设计二、随机排列的试验设计（一）完全随机试验设计（二）随机区组试验设计（三）裂区试验设计1、顺序排列的试验设计1.1对比法设计1.1.1设计特点每一供试处理的小区均直接按某种顺序排列于对照区的旁边，即每隔两个处理小区有一对照区，重复间的小区排列有阶梯式和逆向式两种排列方法现有6个品种进行预试试验，我们依据株高进行编号为1、2、3、4、5、6、对照为CK1.1.2案例：41ck23ck54ck6保护行保护行保护行保护行5ckckck6123走道保护行保护行保护行保护行1ck23ck54ck66ckckck54321走道1.1.3对比试验设计优缺点每一处理均于对照相邻，这样易于观察比较，且精确度高，设计简单缺点：（1）CK的小区太多，增加了土地使用面积（2）处理的排列不随机，没有满足田间试验的随机原则，所以不能正确地估计出试验误差，从而无法应用统计分析进行显著性测验1.1.4应用范围多应用于少数品种的预试比较试验和生产示范试验优点：1.2间比法设计1.2.1设计特点首尾两个小区为CK，每两个CK之间排列数目相同的处理小区（4个或9个）；若不能将所有处理安排在同一条地块上，需设置额外对照（EXCK），不同重复的排列可用逆向式或阶梯式1.2.2案例现有8个品种作预试试验，对照品种为NC89，采用间比试验设计对品种进行编号，分别用1、2、3、4、5、6、7、8表示对照用CK表示1.2.3对比试验设计的优缺点优点：设计简单，相对于对比法可容纳更多的处理缺点：没有满足田间试验设计的随机原则，无法正确地估计试验误差1.2.4应用范围主要用于育种的前期阶段，材料较多而精确度要求相对较低，如鉴定圃CK12345678CKCK保护行保护行CK87654321CKCK保护行保护行走道走道保护行保护行间比试验田间种植图2、随机排列的试验设计2.1完全随机设计2.1.1设计特点划分小区，小区数=处理数（或处理组合）ⅹ重复数，把处理或处理组合随机地安排在试验小区内2.1.2案例现有A、B、D、C、E5个烟草品种进行比较试验，重复3次（2）给每品种进行编号：A（1）,A（2）,A（3）,B（4）,B（5）,B（6）,C（7）C（8）,C（9）,D（10）,D（11）,D（12），E（13）,E（14）,E（15）（3）采用随机数字表法或摸球法产生随机数字（1）划分小区：小区数=5X3=15案例分析：AAABBBCCCDDDEEE9511513147832101211642.1.3完全随机试验设计的优缺点优点：完全随机设计中各处理或处理组合的重复数可以相等，也可以不等，方便灵活缺点：由于没有设置区组，所以就没有局部控制，不能效地控制试验误差2.1.4完全随机试验设计的应用范围此种设计适用于各试验单位的性质各试验条件均匀一致的试验中，如：盆栽试验，室内实验2.2随机区组试验设计现有一试验：有A、B、C、D、E5个烟草新品种，需比较它们在产质量上是否存在显著差异，重复3次，试验地具有趋向式肥力差异，试采用合适的田间试验设计2.2.1案例：设计步骤：A划分区组：区组的个数等于重复次数，区组长边走向与肥力变化方向垂直B划分小区：小区数等于处理数，小区的长边与肥力变化方向平行C随机排列：所有处理分别在每一区组内随机排列EBDACEBDACDCABE保护行保护行保护行保护行保护行保护行走道走道走道走道保护行保护行高低小麦区试试验随机区组试验设计保护行处理组区走道2.2.2随机区组试验设计的优点设计简单，易于掌握；富有弹性，可适用于单因素、多因素试验；可以控制单向肥力差异引起的试验误差；该试验设计采用了田间试验设计的三个原则2.2.3随机区组试验设计的缺点1.处理数不宜过多，一般不超过20个；2.不能控制双向土壤差异。2.2.4随机区组试验设计的适用范围对试验精确度要求较高，处理数在15个左右的单因素和多因素试验均适用。2.3裂区试验设计(split-plotdesign)2.3.1裂区试验设计的特点把试验地划分成区组，区组数等于重复数，区组之间设置走道，区组两端及四周设置保护行在每一区组内划分主区，主区等于主处理数；在每一主区内划分副区，副区等于副处理数主处理在每一区组内的主区内随机排列，副处理在每一主区内的副区内随机排列（1）划分区组：（2）划分主区和副区：（3）随机排列主处理和副处理：注意：在裂区设计中由于副区之间的试验条件比主区之间更为接近，因此，副区的试验误差小于主区的试验误差，所以我们常把研究因素中比较重要的那个因素放在副区内称为副处理。案例：为研究烟草新品种南江3号的栽培措施，现设置一试验，其中氮用量设置3个水平分别为A1、A2、A3，灌水量设置3个水平，分别为B1、B2、B3，要求重复3次，试设计一个合理的田间试验案例分析：本试验中灌水对周围影响较大，为减少因此而造成的试验误差