第一章田间试验 .17. 复进行单因素试验，以获得可靠的试验结果。 三、拟定试验方案的方法 (一)单因素试验方案 单因素试验方案由试验因素的所有水平构成。例如，在水稻栽培试验中进行4个不 同氮肥施用量的试验，就是一个有4个水平的单因素试验，4个不同氮肥施用量，即该 因素的4个水平就构成了试验方案。 单因素试验方案拟定的关键是要合理确定因素的水平范围和水平间距。水平范围是 指试验因素水平的上限、下限范围，其大小取决于研究目的及试验研究的深入程度。例 如，施肥量试验，如果研究作物产量随施氨量变化的全过程，水平范围宜大，以不施氨 为下限，以超过最高产量施氨量为上限。若要在以前试验基础上，探素有限施氮量范围 的产量变化，水平范围可适当小些。水平间距是指因素的相邻水平之差。水平何距应适 当，间距过大没有实际意义，间距过小处理效果易被误差掩盖，试验结果难以说明 问题： (二)多因素试验方案 多因素试验方案由该试验的各个试验因素的水平组合（即处理）构成。在列出各个 试验因素的水平组合时，如果每个因素的每个水平都要相互组合一次，则水平组合数等 于各个试验因素水平数的乘积。例如，进行氯肥施用量(A)和种植密度(B)两因素 水稻栽培试验，氯肥设3个水平，密度设4个水平，两个因素的12个水平组合 (表1-1)就构成了氮肥施用量和种植密度两因素试验方案。 表11因素A3个水平、因素B4个水平的12个水平组合 因素A 因素B B B B. A AB A Ba Ai B A A B. A:B A.B A A:B A:B. A B A A B 这种由各个试验因素所有水平组合构成的试验方案称为多因素完全试验方案。根据 多因素完全试验方案进行的试验就是多因素全面试验。 (三)综合性试验方案 综合性试验方案是在各个试验因素全部水平组合中挑选部分水平组合构成的试验方 案，属于多因素不完全试验方案。根据多因素不完全试验方案进行的试验称为多因素部 分实施试验(partly executed experiment)。作物栽培的综合性试验、正交试验等都属 于多因素部分实施试验。《 第四节常用的田间试验设计方法 根据处理在各重复区中的排列方式，田间试验设计可分为顺序排列设计和随机排列
·18· 田间试验与统计分析（第二版） 设计两大类。顺序排列设计常用于处理数多、对精确度要求不高的试验，它强调试验实 施的简化和方便，对试验结果不需进行精确的统计分析：随机排列设计常用于处理数较 少、对精确度要求较高的试验，它特别强调合理的试验误差估计，需要对试验结果进行 精确的统计分析， 一、顺序排列设计 顺序排列设计就是在重复区内将各处理作顺序排列。这种设计简单，操作方便，能 减少小区间的边际效应和生长竞争，但由于各处理作顺序排列，容易产生系统误差，尤 其在存在明显土壤肥力梯度时更是如此。顺序排列可分为对比设计和间比设计。 (一)对比设计 .设计方法对比设计(contrast design)是在每一重复区中，将各处理按照 定顺序（如植株高矮、成熟期早晚、施肥量多少等）进行排列，每隔两个处理设置一个 对照，使每一处理都可与其相邻的对照直接比较。如果处理数为偶数，则以处理开头 处理数为奇数，可以处理开头，也可以对照开头。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（图1-3）或逆向式（图1-4）， 11CK23CK45CK 67CK8 B3CK45CK67CKS1CK2 5 CK 67CK8 1CK23CK4 图138个处理的对比设计小区排列示意图《阶梯式) (I,Ⅱ，■表示重复1,2,3，.，8表示处理：CK表示对照 ICK12CK34CK56CK7 I7CK65CK43CK21CK CK1 2 CK34 CK56 CK7 图147个处理的对比设计小区排列示意图（逆向式） (1,1,■表示重复：1,2,3，.，7表示处理，CK表示对 阶梯式排列可使同一处理尽可能占有不同的土壤条件，而逆向式排列的最大好处是 便于田间观察记载。为了方便以后整理和分析试验结果，对比设计中与每个对照相邻的 两个处理的搭配最好不要打乱。 2.设计特点 对比设计应用了田间试验设计的重复和局部控制两个原则。由于 相邻小区特别是狭长形相邻小区之间土壤肥力差异较小，每个处理与其相邻的对照进行 比较，其结果就比较准确可靠，不致受试验地土壤肥力差异较大的影响。因此，对比设 计是运用相邻小区土壤肥力的相似性来减少试验误差的。但是，由于对比设计没有应用
第一章田间试验 ·19· 随机排列的原则，所以不能无偏估计试验误差。 对比设计的优点是设计、布置和田间观察记载都比较方便，缺点是对照占地多，达 整个试验地的三分之一或更多。因此，对比设计的处理不宜过多 一般在10个以内。 3.结果分析 由于不能无偏估计试验误差，对比设计试验结果的分析通常采用 简单的百分比法。下面以一实例予以说明。 【例1-】9个油菜品种（其中1个为对照）的比较试验，3次重复，对比设计， 田间小区排列见图1-3。小区计产面积20m,试验结果（产量，kg/20m)见表1-2。 对试验结果进行分析。 表12油菜品种比较试验产量结果分析 (单位：kg/20m) 品种 重复 代号 对相邻 CK的% (1) (2) 狗種的 70 5.6 16.8 5,60 120.0 4.8 14.0 4.67 4. 4.3 18.0 4.33 92.9 45 4.3 13.1 4.37 92.3 4 4.7 14.2 4.73 5,号 2 5.3 16.0 5.33 42 4 132 4.0 47 13.9 6 6.0 5.7 5.7 17.4 5.80 4.9 4.7 45 1 CK 40 98.6 5.0 4.6 14.3 8 4.8 5.0 5.2 15.d 5.00 104.9 第一步，计算各品种（包括CK)3次重复的产量合计和平均产量，列于表1-2的 第(5)列和第(6)列。 第二步，计算各品种（不包括CK)产量合计或平均产量对于其相邻CK产量合计 或平均产量的百分比，将结果列于表1-2的第(7)列。例如，4号品种对于其相邻CK 的百分比为16.0/14.2=5.33/4.73=112.7.(%)。 第三步，根据各品种对于其相邻CK的百分比作出结论。几大于100%的品种均较 CK增产，小于100%的品种均较CK减产。但由于误差的存在， 一般田间试验很难鉴 别5%以下的显著性。因此，通常认为大于110%的品种增产显著，小于90%的品种减 产显著，介于二者之间的品种宜继续试验，再作结论。 本例6号、1号和4号品种对于其相邻CK的百分比均大于110%，均较CK显著 增产。8号品种对于其相邻CK的百分比仅为104.9%，在第Ⅱ重复和第Ⅲ重复中产量 比CK高，但在第I重复中却低于CK,因而不能认为其较CK显著增产，7号、5号、 2号和3号品种均较CK诚产，但不显著。 （二)间比设计 l.设计方法与对比设计类似，间比设计(interval contrast design)也是在每
·20 田间试验与统计分析（第二版 ·重复区中将各处理进行顺序排列。所不同的是，间比设计中各重复区的第一个和最后 一个小区一定是对照，每两个对照之间排列相同数目的处理，通常为4个、9个或19 个。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（图1-5）或逆 向式（图16）。如果一条土地上不能安排整个重复区的小区，则可在另一条土地上接 下去，但开始时仍需设置一个对照（称为额外对照）（图1-7） 1CK1234cK5678CK902CK3w56C CK 5 67 8 CK 9 10 11 12CK 13 14 15 16CK1234CK CK9 1011 12CK13141516CK1234CK5678CK NCK 1314 15 16 CK1234CK5678 CK 91011 12CK 图1-516个处理的间比设计小区排列示意图（阶梯式） (1,Ⅱ，Ⅲ，V表示重复，1,2,3，.，16表示处理：CK表示对照) ICK1234K5678CK9101n12CK13141516CK 1CK1615413CK2Ho9CK8765CK4321C☒ mCK1234CK5678CK91o1112cK131w1516CK ICK 1515 14 13CK12 11 109CK 8755CK4321CK 图1-616个处理的间比设计小区排列示意图（逆向式） (I,Ⅲ，N表示重复：1,2.3，.，16表示处理：CK表示对照) CK1234CK5678CK9101112K13141516cK cK32313029CK28272625CK2423221CK20191817EC CK8765CK4321CK32313029CK28272625BxCK 图1732个处理的间比设计小区排列示意图（阶梯式） (1,Ⅱ，■表示重复：1,2,3，.，32表示处理：CK表示对照：BxCK表示额外对照) 2.设计特点与对比设计类似，间比设计也应用了田间试验设计的重复和局部 控制两个原则。由于每一段（即连续4个、9个或19个）处理两侧都有对照作比较， 在诚少因土壤巴力差异浩成的试险误差方面具有一定程度的作用。间比设计的另一个优 点是可以比较方便地安排大量的处理，对照所占试验地较对比设计少，适宜在处理数较 多时（如新品种选育中原始材料观察和早期的品系选择或株系鉴定）使用。 3.结果分析 间比设计试验结果的分析与对比设计类似，下面结合实例予以 介绍。 【例1-2】16个水稻株系的产量鉴定试验，推广品种为对照，4次重复，间比设
第一章田间试验 ·21· 计，田间小区排列见图1-5。小区计产面积10m2,试验结果（产量，kg/10m)见 表1-3。对试验结果进行分析。 表13水程株系鉴定试验产量结果分机 (单位：kg/10m) 株系 每 产量 平均 对两侧CK 代号 合计 产量 声量合计平均产量合计平均的 1 (4) (5) (9) CK 11.5 11.76 11.63 11.11 46.02 11.505 12.2 12.58 13.28 1272 50.80 12.700 46.150 110.1 113 11.96 11.48 11.26 46.05 11.513 46.150 99.8 10,4 11.26 12.2 10.45 44.45 11.113 46.150 96.3 12,6 13.1 13.3 13.88 53.08 13.270 46.150 115.0 11.8 11.78 11.37 11.32 46.28 11.570 11.83 11.94 11.74 11.83 47.34 11.R35 46.07 102. 14.3 14.62 15.08 14.54 58.56 146A0 16n7 127. 10.52 10.34 10.71 10.01 A1.5R 10.395 46.07 1L.56 11.13 11.69 115e 45 11.48 46.070 11.46 1L.64 11.20 115 11.46 11.5 1576 12.63 1151 51.4 12.853 15 12.12 12.58 1328 1919 12.52 2 11.6 11.96 12.18 12.15 10.26 11.2 11.0 1.6 1.29 11.3 10.1 16.42 45.61 91. 45.61 143. 45.610 104. 10.7 10ǒ 43.8 10.970 45.610 96.2 11.56 11.14 11.30 11.36 45.3611.340 第一步，计算各株系（包括CK)4次重复的产量合计与平均产量，列于表1-3的 第(6)列和第(7)列。 第二步，计算各段（连续4个）株系两侧CK产量合计或平均产量的平均数，列于 表1-3的第(8)列。例如，5号、6号、7号和8号株系两侧CK产量合计的平均数为 (46.28+45.86)/2=46.070. 第三步，计算各株系对于其两侧CK产量合计平均数的百分比，列于表1-3的第 (9)列。 第四步，根据各株系对于其两侧CK产量合计平均数的百分比作出结论。凡大于 110%的株系较CK显著增产，小于90%的株系较CK显著减产，介于二者之间的株系 宜继续试验，再作结论。本例14号、6号、4号、9号和1号株系均较CK显著增产 其余株系需再做试验。 二、随机排列设计 随机排列设计就是在重复区内将各处理随机排列。这种设计可有效地避免系统误差