常用田间试验设计和统计方法.doc

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（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）。
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
1 CK 2 3 CK 4 5 CK 6
1 CK 2 3 CK 4 5 CK 6
6 CK 5 4 CK 3 2 CK 1
3 CK 4 5 CK 6 1 CK 2
1 CK 2 3 CK 4 5 CK 6
5 CK 6 1 CK 2 3 CK 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]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/35 m2）（图10-2），试进行统计分析。
Ⅰ
A
26
CK
21
B
22
C
21
CK
24
D
30
E
26
CK
25
F
26

Ⅱ
C
31
CK
29
D
27
E
25
CK
25
F
30
A
30
CK
25
B
23

Ⅲ
E
28
CK
27
F
25
A
29
CK
25
B
24
C
24
CK
26
D
30

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
（10-1）

表10-1 小麦品比试验（对比法）的产量结果分析
品种
各重复小区产量
与邻近
CK的%
矫正产量
（kg/hm2）
位次
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
总和
平均
A
CK
B
C
CK
D
E
CK
F
26
21
22
21
24
30
26
25
26
30
25
25
23
29
31
27
25
25
29
25
24
24
26
30
28
27
25
85
71
71
68
79
91
81
77
76
28.33
23.67
23.67
22.67
26.33
30.33
27.00
25.67
25.33
119.72
100.00
100.00
86.08
100.00
115.19
105.20
100.00
98.70
86 266.81
72 057.14
72 057.14
62 026.79
72 057.14
83 002.62
75 804.11
72 057.14
71 120.40
1
（4）
4
6
（4）
2
3
（4）
5
例如：A品种对邻近CK的%=
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/hm2）
1．计算对照区的平均产量
（10-2）
本例对照区平均产量
2．计算对照品种单产
对照品种单产 （10-3）
对照品种单产
3．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％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。
CK
1
2
3
4
CK
5
6
7
8
CK
9
10
11
12
CK
13
14
15
16
CK
1
2
3
4
CK
5
6
7
8
CK

I→

II→

CK
16
15
14
13
CK
12
11
10
9
CK
8
7
6
5
CK
4
3
2
1
CK
16
15
14
13
CK
12
11
10
9
Ex
CK

←III
I
CK
1
2
3
4
CK
5
6
7
8
CK
9
10
11
12
CK
13
14
15
16
CK
17
18
19
20
CK

II
CK
20
19
18
17
CK
16
15
14
13
CK
12
11
10
9
CK
8
7
6
5
CK
4
3
2
1
CK

III
CK
1
2
3
4
CK
5
6
7
8
CK
9
10
11
12
CK
13
14
15
16
CK
17
18
19
20
CK

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）
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）
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），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。
CK
27.0
1
30.4
2
33.6
3
29.2
4
30.0
CK
31.0
5
36.4
6
34.0
7
41.6
8
37.2
CK
35.0
9
42.0
10
34.4
11
34.8
12
36.4
CK
35.8

CK
27
12
34.4
11
30.8
10
38.0
9
35.2
CK
31.0
8
34.0
7
42.4
6
27.6
5
30.0
CK
29.8
4
30.0
3
30.8
2
30.0
1
26.0
CK
24.2
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与平均产量。
2．计算各段平均对照产量
品系1、2、3、4为第一段，其.0。依此类推，逐项计算，列入表10-2。
3．计算各品系相对生产力

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

对照标准
品系与的%
Ⅰ
Ⅱ
CK1
1
2
3
4
CK2
5
6
7
8
CK3
9
10
11
12
CK4
27.0
30.4
33.6
29.2
30.0
31.0
36.4
34.4
41.6
37.2
35.0
42.0
34.4
34.8
36.4
35.8
24.2
26.0
30.0
30.8
30.0
29.8
30.0
27.6
42.4
34.0
31.0
35.2
38.0
30.8
34.4
27.0
51.2
56.4
63.6
60.0
60.0
60.8
66.4
62.0
84.0
71.2
66.0
77.2
72.4
65.6
70.8
62.8
25.6
28.2
31.8
30.0
30.0
30.4
33.2
31.0
42.0
35.6
33.0
38.6
36.2
32.8
35.4
31.4

28.0
28.0
28.0
28.0

31.7
31.7
31.7
31.7

32.2
32.2
32.2
32.2

100.7
113.6
107.1
107.1

104.7
97.8
132.5
112.3

119.9
112.4
101.9
109.9
（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
顺序排列
对比法设计
间比法设计
百分比法分析
设计步骤
单因素

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/20m2）如下图。试分析，最后结果用每667m2产量（kg）表示。
Ⅰ
A
16
CK
14
B
13
C
14
CK
15
D
12
F
15
CK
12
F
13

Ⅱ
C
13
CK
14
D
11
F
13
CK
13
E
14
A
18
CK
13
B
13

Ⅲ
E
16
CK
14
F
14
A
17
CK
14
B
14
C
14
CK
15
D
13

4．有一柑橘品系比较试验，12个品系和一个对照品种，其代号分别为1、2……12和CK。单株小区，间比法设计，每隔4个品系种植CK，4次重复，所得小区产量（kg）如下表。试作分析。
柑橘品系比较试验小区产量（kg）
品系代号
重 复
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
CK1
1
2
3
4
CK2
5
6
7
8
CK3
9
10
11
12
CK4
67
65
64
71
66
68
70
71
84
81
75
73
70
74
73
60
54
61
67
58
60
62
73
69
83
74
70
84
69
71
74
72
48
52
60
62
60
60
60
55
85
68
62
70
76
62
69
54
43
50
58
61
57
58
62
58
80
72
64
72
75
65
73
58