常用田间试验设计和统计方法

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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）。

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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

Ⅱ Ⅲ

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

与邻近CK的%

某品种各小区产量总和

100 （10-1）

邻近CK产量总和

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表10-1 小麦品比试验（对比法）的产量结果分析 各重复小区产量

品种

Ⅰ

A CK B C CK D E CK F

26 21 22 21 24 30 26 25 26

Ⅱ 30 25 25 23 29 31 27 25 25

Ⅲ 29 25 24 24 26 30 28 27 25

总和 85 71 71 68 79 91 81 77 76

平均 28.33 23.67 23.67 22.67 26.33 30.33 27.00 25.67 25.33

CK的% 119.72 100.00 100.00 86.08 100.00 115.19 105.20 100.00 98.70 与邻近

矫正产量 （kg/hm） 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

2

位次

例如：A品种对邻近CK的%=

85

100 119.72 71

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 对照区平均产量 本例对照区平均产量 2．计算对照品种单产

对照品种单产 对照区平均产量 对照品种单产 25.22 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

对照区产量总和

（10-2）

对照区总数

71 79 77

25.22

9

10 000

（10-3）

小区平方米

10 000

72 057.14 35

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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。

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

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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CK），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。

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Tt

与平均产量t。

2．计算各段平均对照产量CK 品系1、2、3、4为第一段，其CK 逐项计算，列入表10-2。

3．计算各品系相对生产力

CK1 CK225.6 30.4

28.0。依此类推，

22

品系1的相对生产力％

28.2

100 100.728.0

品系 1 的平均产量

100

品系 1 所在段的平均对照产量(CK)

依此类推，将算得结果列于表10-2。

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表10-2 马铃薯品系试验（间比法）的产量结果分析 各重复小区产量

品系代号

Ⅰ

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

Ⅱ 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

Tt

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

t

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

对照标准

品系与CK的% 100.7 113.6 107.1 107.1 104.7 97.8 132.5 112.3 119.9 112.4 101.9 109.9

CK

28.0 28.0 28.0 28.0 31.7 31.7 31.7 31.7 32.2 32.2 32.2 32.2

（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

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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。

Ⅲ

Ⅱ Ⅰ

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

Ⅰ

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

重 复 Ⅱ 54 61 67 58 60 62 73 69 83 74 70 84 69 71 74 72

Ⅲ 48 52 60 62 60 60 60 55 85 68 62 70 76 62 69 54

Ⅳ 43 50 58 61 57 58 62 58 80 72 64 72 75 65 73

58

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