2. 田间试验与统计分析（第二版） 于农作物生长发育受到气候条件的影响和限制，所以田间试验的季节性也很强。而且， 田间试验的周期长，从试验开始到结束，常常需要农作物的整个生长季节，有的试验 年只能进行一次，有的试验还要继续进行若干年，才能获得结果。 (3)田间试验普遍存在试验误差(experimental error)。由于田间试验受到所有外 界环境条件的影响，特别是受到客观存在的士壤差异的影响，试验基础条件的差异对供 试作物各个体的生长发音的形响有差异，使田间试验的结果句含着试验误差。因此，在 进行田间试验的过程中，既要讲求田间试验技术、试验材料具有足够的代表性，又要注 意取样技术等问题，尽量减少试验误差，还要应用生物统计方法来分析试验资料，以正 确估计误差，得到可靠的结论 (二)田间试验的任务与作用 田间试验的根本任务是在自然或田间条件下，选育和鉴定新的作物品种和改进农业 生产技术，客观地评定优良品种及其适应区城，研究各项增产技术措施及其应用范围 使科研成果能够合理地应用和推广，尽快转化为生产力。 田间试验的主要作用是： ()田间试验是联系农业科学与生产实践的桥梁。农业科学的成果和理论，通过田 间试验被广泛地应用到农业生产实践中去，生产实践的经验通过田间试验上升到理论， 就能更有效地指导农业生产 (②)田间试验研究成果能推动农业生产和农业科学向前发展。通过田间试验探索农 作物的生长发育规律及其与自然环境和栽培条件的关系，制定出合理而有效的增产技术 措施，以实现农业的高产、优质、高效。还可以做出示范，推动大面积生产。同时，推 广、传授先进技术，培养农技人员，促进农业技术革命，提高农业科技水平。 (三)田间试验的要求 农作物生长在开放环境的土壤中，始终受到各种外界环境因素的综合影响，各地的 环境条件不同，对作物的生长发育具有不同的影响，在不同环境条件下的试验结果不尽 相同。由于田间试验的环境条件难以精确控制，增加了进行试验的复杂性，试验结果 般都存在或大或小的试验误差，为了有效地做好试验，使试验结果能够在提高农业生户 和农业科学水平上发挥应有的作用，对田间试验提出以下几点要求。 1.试验目的要明确 为了提高农业生产的水平和效益，推动农业科学的发展 在深入生产实际调查和阅读大量参考文献的基础上，选择有科学性、创新性、针对性 现实性、预见性的研究课题进行试验研究，以解决当前生产中的实际问题，选育出新的 作物品种，研究出新的农业生产技术或综合配套措施。对试验的预期结果要心中有数 进行试验前最好能对试验结果提出符合科学理论的假说 2.试验要有代表性和先进性，试验的代表性是指进行田间试验的条件要能够代 表其研究结果将要推广应用地区的自然条件和生产水平，这决定了试验结果的可能推广 利用程度和研究成果的应用价值。否则由于农业生产的地域性，研究成果的推广应用就 会受到限制。试验的先进性是指试验研究除了结合当前实际外，还要考虑到农业生产的 发展前景，试验条件既要代表目前水平，又要注意到将来可能被广泛采用的条件，考虑
第一章田间试验 。3. 到其他学科的发展对农业生产的影响，使试验结果既能符合当前需要，有推广应用价 值，又要有一定前瞻性，推动农业生产和农业科学的发展。 13.试验结果要正确可靠 田间试验的结果是用来指导大田生产的，其研究结果 必须正确可靠，才能保证研究结果的推广应用给农业生产产生应有效益。而田间试验中 的误差常常是难以避免的，试验误差影响研究结果的正确性，这就要求在进行田间试验 的过程中，必须严格控制试验条件，尽可能减少试验误差，要努力提高试验的准确性无 精确性，使试验结果正确、可靠。 准确性(accuracy)也叫准确度，指在试验中某一试验指标或性状的观测值与其真 值接近的程度。设某一试验指标或性状的真值为， 观测值为x,若x与以相差的绝对 值z一r小，则观测值x的准确性高；反之则低.精确性(precision)也叫精确度， 指试验中同一试验指标或性状的重复观测值之间彼此接近的程度：若重复观测值彼此接 近，即任意两个观测值x、马相差的绝对值工一工小，则观测值精确性高：反之则 低，试验的准确性、精确性合称为试验的正确性。由于真值口常常不知道，所以准确性 不易度量，但利用统计方法可度量精确性 要保证试验结果具有较高的准确性和精确性，必须保证试验条件的一致性，除了设 置的试验处理的差异外，其他所有管理措施和条件要尽可能相同；要准确地执行各项试 验技术，避免发生人为的错误；还必须做到观察记载标准要明确、一致，同一项目或性 状的观察记载最好由相同人员完成。 4试验结果要具有重演性 试验结果的重演性是指在相同的条件下再次进行同 试验，应能获得与原试验相同的结果。只有试验结果符合客观规律、能够重演，才有 推广应用价值。试验结果的重演性取决于试验的正确性和试验条件的代表性。一般说 来，只要试验条件的代表性和一致性好，试验结果正确，试验结果是能够重演的。田间 试验结果的重演与实验室里精确控制试验条件的化学、物理试验结果可准确地重复不完 全一样，田间试验中不仅农作物本身具有变异性，在农作物生长发育的过程中，更是受 到各种环境条件变化的影响，在相同条件下再次进行同一试验可允许试验结果略有出入 (如产量略高或略低一点)，但试验结果表现出来的规律和变化趋势应一致，为了避免环 境条件特殊变化影响试验结果的正确性，保证试验结果能够重演，可将试验在多种试验 条件下重复进行多次。例如，品种区域试验常常在多个地点进行2一3年，以对各供试 品种进行全面正确的评价。 二、田间试验常用术语 l.试验指标(experimental index) 用来衡量试验结果的好环或处理效应的高 低，在试验中具体测定的性状或观测的项目称为试验指标。由于试验目的不同，选择的 试验指标也不相同，农业试验中许多数量性状和质量性状都可以作为试验指标，如作物 的产量及其构成因子、农产品品质指标等。 2.试验因素(experimental factor),试验因素是指试验中人为控制的、影响试 验指标的原因。例如，研究小麦高产栽培技术时，品种、密度、播种期、施氨量等都对 产量有影响，均可作为试验因素。只研究一个因素对试验指标影响的试验称为单因素试 验：同时研究两个或两个以上的因素对试验指标影响的试验称为多因素试验。试验因素
4 田间试验与统计分析（第二版） 常用大写字母A、B、C.表示。 3.因素水平(factor level),对试验因素所设定的量的不同级别或质的不同状态 称为因素水平，简称水平。例如，比较5个小麦品种产量的高低，这5个小麦品种就是 品种这个试验因素的5个水平，研究4种施氮量对小麦产量的影响，这4种施氮量就是 施氮量这个试验因素的4个水平。因素水平一般用代表该因素的字母添加下标1、2 来表示，如A、A.,B1,B.。 4.试验处理(experimental treatment) 事先设计好的实施在试验单位上的且体 项目叫试验处理，简称处理。在单因素试验时，实施在试验单位上的具体项目就是试验 因素的某一水平。例如，进行小麦品种比较试验时，实施在试验单位上的具体项目就是 种植某品种小麦。所以，进行单因素试验时，试验因素的一个水平就是 个处理。在多 因素试验时，实施在试验单位上的具体项目是各因素的某一水平组合，例如，进行3个 小麦品种(A)和4种播种密度(B)的两因素试验，共有3X4=12个水平组合，实施 在试验单位上的具体项目就是某小麦品种与某播种密度的组合。所以，在多因素试验 时，试验因素的一个水平组合就是一个处理。 5.试验小区(experimental plot》 安排一个试验处理的小块地段称为试验小区， 简称小区。 6.试验单位(experimental unit)试验单位是指施加试验处理的材料单位，也 称为试验单元。试验单位可以是一个小区，也可以是一穴、一株、—穗、一个器官等。 7.总体(population) 根据试验研究目的确定的研究对象的全体称为总体 (population),其中的一个研究对象称为个体(individual),个体是统计研究中最基本 的单位，根据研究目的，它可以是一株植物、一个稻穗，也可以是种作物、个作物 品种等。根据总体全部观测值计算出来的某性状的特征数称为参数(parameter),总体 参数通常用希腊字母表示，如总体平均数公、标准差，等。 &.有限总体(finite popuation)与无限总体(infinite population)包含有限个 个体的总体称为有限总体。有限总体的个体数目常记为八。例如，某品种水稻植株总 体虽然包含的个体数目很多，但仍为有限总体。包含无限多个个体的总体称为无限总 体。例如，在统计学理论研究上服从正态分布的总体、服从分布的总体，包含一切实 数，属于无限总体。在实际研究中还有一类假想总体。例如，进行几个小麦品种比较试 验，实际上并不存在种植这几个小麦品种的总体，只是假设有这样的总体存在，把所进 行的试验看成是限相总体的一个样本 9.样本(sample) 从总体中抽取的一部分供观察测定的个体组成的集合称为样 本。对个总体的研究，可以对总体中所有个体作全面观测，但耗费人力、物力太多， 难以实施：而且，试验研究过程中有些观测手段具有破坏性，即使总体容量不太大，也 不允许对所有个体一一进行考察，多数情况下只能从总体中抽取一部分个体（即样本） 进行观察测量。根据样本观测值计算出来的某性状的特征数称为统计数(statistic),统 计数常用小写英文字母来表示，如样本平均数x、标准差：等。 由样本特征来推断其总体性质是统计分析的基本手段，因世样本以循且右较好的代 表性。这就要求抽样应符合随机性和独立性两个要求，即总体的各个体具有同等的概率 被抽取，且每次抽取一个个体后不影响下次抽样时各个体被抽取的概率。从总体中采用
第一章田间试验 ·5· 随机方法抽取的样本称为随机样本(random sample).随机样本具有较好的代表性。 2),样木所包含的个体数目称为样本容量，样本容量 本为”，通常将样本容量>30的样本称为大样本，将样本容量m≤30的样本称 对样本中各个体的某种性状、特性予以称量、度量 第二节田间试验的误差及其控制 一、试验误差及其控制 (一)试验误差 由于田间试验受到试验因素以外的各种内在的、外在的非试验因素的影响，常常使 得试验处理的真值不能正确地反缺出来，也就是说常常使得观测值与处理真值产生差 异，这种差异称为试验误差，简称误差(rror)。简言之，受非试验因素的影响使观测 值与试验处理直值之问产生的差异称为试验误差。田间试验误差可分为系统误差和随机 误差两种。 系统误差是指在一定试验条件下，由某种原因 所引起观测值具有方向性的误差 又称偏性。系统误差是试验过程中产生的误差，它的 一定的变化规律，其产生的原因往往是可知的或可掌握的。产生 。试剂差异条件异、顺序差异、人为差 如试 试验分析药品纯度差或理察记截人员的 式验地点 器、药品等研第 是多种偏差的复合 系统误差影响试 验的准确性 系统误差是某种方向性原因形成的，只要认真检查， 可在很大程度上预见到各种 统误差的具体来源，从事田间试验的研究人员必须熟识本领域研究、本实验室仪器设备 中容易发生系统偏差的因素，有针对性地予以控制。通过合理选择试验地，合理安排试 验小区，校正仪器设备、观察记载及操作严格按标准进行，以控制、降低及至避免系统 误差的产生。 2.随机误差(random error)t由多种偶然的、无法控制的因素所引起的误差称 为随机误差。例如，在试验过程中，同一品种、采用相同的栽培技术、种植在土壤肥力 相近的相邻几个小区上，由于受许多无法控制的内在和外在的偶然因素的影响，其产量 虽然接近但不完全相同。这种误差就是随机误差。随机误差带有偶然性质，在试验中， 即使十分小心控制也难以消除。随机误差影响试验的精确性。统计分析的试验误差主要 指随机误差。这种误差越小，试验的精确性越高。 (二)田阿试验误差的来源 为了有针对性地控制和降低试验误差，应充分了解试验误差的来源，在田间试验
·6. 田间试验与统计分析（第二板） 中，试验误差的来源可以概括为以下几个方面 1。险材料的差异 田间试验的供试材料通常是作物不同作物、不同品种的 遗传特性及作物个体的生长发育状况等往往会存在一定差异，如试验所用的作物品种基 因型不纯、种子大小和生活力不一致、秧苗的长势长相等有差异，均可对试验结果产生 定影响而导致试验误差的出现。 2.试险操作和围间管理技术的差异 作物在用间生长圆期较长，在试过程中 各个管理环节的任何硫忽，都会 计作物的生长发育产生影，引起试验退例加试 整地、搭种、施肥、中耕除草 溉、收获等操作与管理技术在时上、质 不完全 作物状测记和测定时间、标德。人员以及所用收器工具等 的不一致，均会产生试验误 各种环境条件不一致对试验处理的影响，均会导致试验误 环条件的差异主 差异和肥 这是 又最 风南号 影响，都具有随机性 对各处理的 也不尽相同，而且这些 响的出现与影响程度是 难以预测 ,难以有针对性地予以控制 上述各项差异在不同程度上影响试验结果，造成系统误差或随机误差。田间试验的 误差难以避免，但试验误差与试验过程中发生的错误是完全不同的概念。在试验过程 中，错误是由于工作粗心大意、不按规程操作等主观原因造成的，是完全可以避免的， 是不应该发生的。 (三)田同试验误差的控制竣径 为了提高试验结果的正确性，获得可靠的试轮结论，必须严格控制试验误差。控制 试验误差要根据试验误差的来源，采取相应的措旌来避免或减少非试验因素对试验结果 的影响。 1.选择同质一数的试验材料 田间试验中供试作物品种的基因型必须要求同质 一致，即选择纯度一致、来源相同的作物种子。试验中需育苗移栽或扦插的，秧苗生长 发育状况应一致，对大小、壮潮不同的秧苗分级，将同一级别的秧苗安排在同一区组的 各小区，或将各级秧苗按比例分配给各小区。 日2采用标准化的操作管理技术在田间试验整个过程中，要严格执行各项技术 规程，各种操作管理技术对所有处理应做到尽可能一致。而田间试验往往需要一定的小 区面积和有较大的工作量，整个试验地做到完全一致是不容易的。实际工作中的一切管 理操作、观察测量和数据收集，一般都应以区组为单位进行，就是要贯彻“局部控制 的原侧，区组肉的四切作管理做到完会一致例加，若整个试验全部小区的中耕除草 不能在 天内完成，则当天至少要完成一个区组内所有小区的工作，以使同一区组内各 小区做到均匀一政：这样，即使各天之间出现差异，由于区组的局部控制功能而得到控 不影响处理间的比较。由于试验操作人员的不同，执行同一技术时会发生差异，如 秧苗移的质量、 施肥的均匀程度等均可能出现差异，因此若有数人进行 项操作， 人 个区组的其项提作 3 试验结果的影响 田间试验引起误差的主要外界因素是土壤