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田间灌溉试验设计
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田间灌溉试验设计
? 第一部分 试验研究概述
? 一, 试验研究方法
? 二, 灌溉田间试验任务
? 三, 试验研究的种类及一般程序
? 四, 试研究的基本要求
? 五, 试验方法设计 的基本原理
? 第二部分 试验方案设计
? 一、试验方案设计的原则
? 二、试验方案设计的原理与方法
? 第三部分 田间试验法
? 一 田间试验方法设计
? 二 田间试验的实施
? 三 田间试验的收获与考种
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第一部分 试验研究概述
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一、试验研究方法
?1、田间试验
? （ 1）大田小区试验
? （ 2）坑栽试验法
? （ 3）盆栽试验法
?2、实验室试验
?3、模拟试验
?4、仿真试验
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二、田间灌溉试验任务
? 1、作物灌溉试验，它能为灌溉工程的规划设计、水资源
的合理条培育高效利用以及农田种植模式的调整提供重要
的基础数据。
? 2、研究作物的需水规律与节水高产的灌溉制度、灌水技
术和灌水方法。
? 3、给正确拟定和执行计划用水及其管理工作的部门提供
资料。
? 4、通过田间试验，进行比较、鉴定、总结和提高，指导
农业生产。
? 5、探讨、验证灌溉增产、省水效益及其影响因素，水、
土、肥、作物耦合关系，土壤水、盐动态规律等。
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三、试验研究的一般程序
? （ 1） 试验题目 。
? （ 2） 试验内容及目的, 意义 。
? （ 3） 试验处理：处理因素及个数；处理执行办法；处理要
求 。
? （ 4） 试验小区设计：小区面积；小区排列；保护区布设 。
? （ 5） 田间调查, 观测项目和主要方法：作物生育期调查；
作物群体生态调查；作物生理调查和测定；考种与测产；
农田小气候观测；土壤理化性状测定；土壤水分测定；水
文地质观测；特定调查测定等 。
? （ 6） 化验分析项目：土壤分析, 土质分析；作物分析 。
? （ 7） 作物农事生产要求：作物品种, 种植方法, 栽培制度,
施肥计划 （ 包括基肥 。 追肥品种, 数量及施用的时间 ） 。
? （ 8） 试验需用的仪器设备, 材料, 工具 。 包括已有的和需
要购置的 。
? （ 9） 试验预期成果 。
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四、试验研究的基本要求
? 1,代表性 试验研究大多都是属于抽样观察 。 试验研究的代表
性, 决定着试验结果能否说明被研究的总体, 也就是能够正确反映被
研究总体的客观规律, 它与试验研究的成败密切相关 。 如何才能提高
试验的代表性, 除了遵守随机抽样的原则外, 还要密切注意试验条件
及试验过程所采用各种措施的代表性 。
? 2,准确性 试验的准确性是指试验结果要能接近总体的特征数
和分布规律 。 由于试验研究是抽样观察, 所以在实际中常用试验的精
确性来判断其准确性 。 试验的精确性是指试验误差要尽可能的小, 试
验的结果要能代表样本的特征数及分布规律 。
? 3,复现性 就是在相同的条件下重复试验, 能获得相同的结果 。
试验没有复现性, 试验就完全失去了推广与应用的意义 。 要保证试验
的复现性, 除了试验要有较高的代表性和精确性外, 同时还要树立严
肃的工作作风和实事求是的科学态度, 整个试验过程必须要有详尽而
完善的记载, 对试验资料绝不允许作任何主观的取舍或修改, 对试验
资料的整理和统计分析必须方法正确 。
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五、试验方法设计的基本原理
?（ 一 ） 重复
1,降低试验误差, 提高试验的精确性
2,估计试验误差大小, 判断试验可靠程度
3,扩大试验的代表性
?（ 二 ） 随机排列
?（ 三 ） 局部控制
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灌溉田间试验方法设计的主要作用
? 减少误差、提高精度
? 试验方法设计 3原则的关系和作用
? 重复
? 随机
?
? 局部控制
?
?
?
重复
随机 局部控制
无偏的试验误差估计 降低试验误差
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观测误差来源与分类
? 误差来源
? （ 1）观测装置误差
? （ 2）环境误差
? （ 3）方法误差
? （ 4）观测者误差
? 误差分类
? （ 1）系统误差
? （ 2）随机误差
? （ 3）粗大误差、
? 过失误差
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?第二部分 试验方案设计
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第二部分 试验方案设计
? 一、试验方案设计的原则
? 二、试验方案设计的原理与方法
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一、试验方案设计的原则
?1,有明确的目的性
?2,要有严密的可比性有比较才能鉴别
?3,尽量排除非试验因素的限制
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1．有明确的目的性
? 一个试验研究任务, 都涉及很多方面, 要完成他
就要对很多因素进行研究 。 例如要研究氮肥的施
用量, 就与氮肥形态, 作物种类, 土壤性质, 耕
作, 灌溉, 其他肥料的配合等方面都有关系, 如
果在一个试验方案中面面俱到, 样样齐全, 势必
过于庞大, 无法进行 。 因此, 在制定试验方案时,
必须在充分了解前人研究历史和目前研究现状的
基础上, 对试验研究的任务作仔细深入的分析,
抓住关键, 突出重点, 使试验研究的目的更加明
确更加具体, 这样才能使试验方案要解决的问题
比较集中, 既有利于试验任务的完成, 又便于执
行 。
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2．要有严密的可比性 有比较才能鉴别
? 一般试验主要都是采用差异比较法来确定试验因素的效应。试验没有
可比性，就失去了试验的意义。要保证试验的可比性，试验方案的设计
就要遵循单一差异的原则，即方案中除了欲比较研究的因素外，其他因
素应相对一致，以排除非试验因素的干扰。例如灌水量试验，灌溉水水
质、灌水时间和施肥量和施肥时间应严格一致。
? 严密的可比性，不仅要求试验处理间可以相互比较，而且还要能准确说
明所研究的问题。例如根外喷肥试验，仅设置喷肥与不喷肥两个处理，
虽然可比，但不够严密。因为喷肥处理，不仅喷了肥，而且还有水，所
以试验结果喷肥处理虽然增了产，但无法判断是肥料的作用还是水的效
果，因此，在这个试验中，除了上述两项处理外，还应有喷洒等量清水
的处理，这样才能比较出喷肥的真正效果。
? 可比性另一个重要方面, 就是试验方案中除所研究的因素外, 需设置标
准处理 （ 或称对照以 CK代表 ）, 作为研究比较的标准 。 如 （ 1） 以存在
的问题为对照 。 如灌水试验以不灌为对照, 喷灌效果试验以地面灌为对
照等 。 （ 2） 以当前生产水平为对照 。 如水稻灌溉方式试验, 以当地群众
习惯采用的方式作为对照 。 （ 3） 以群众先进生产水平为对照 。
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3．尽量排除非试验因素的限制
? 与研究任务有关的诸因素，不是彼此孤立的，而是相互
连系，相互影响，相互制约的。但在一个试验中又不能对
全部有关的因素都进行研究，而只能选择一部分作为试验
因素。但非试验因素对试验因素总是有一定影响的，有时
甚至有很显著的影响。例如磷肥的肥效，常受土壤氮素供
应的影响，当土壤氮素供应不足时，磷肥肥效就不能充分
发挥，甚至完全无效。因此，在设计试验方案时，应尽量
排除非试验因素的限制作用，在肥料试验中，一般常采用
设置肥底的办法。例如研究过磷酸钙肥效试验的方案就可
设置：①不施肥（ CK1）；② NK（肥底）（ CK2）；③肥
底十过磷酸钙三个处理。设置肥底实质上就是使非试验因
素处于相对一致、比较良好的状态，以有利于试验因素效
应的充分发挥。肥底的选择很重要，它直接影响试验的结
果，一般可根据非试验因素的限制作用来确定，同时还要
在试验方案中设置不施肥的空白对照来检验肥底是否合适，
以判断试验结果的真实情况。在复因素试验中，有些试验
肥料配合比较完全，可以不设置肥底。
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灌溉田间试验方案设计
?选准试验因素
?确定处理恰当
?水平差异适当
?必须设置对照处理
?满足唯一差异原则
?重复次数合理
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二、试验方案设计的原理与方法
?（一）试验研究的种类
1,单因素试验
2,复因素试验
3,综合试验
?（二）单因素试验方案的设计
?（三）复因素试验方案的设计
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1、单因素试验
? 在其他因素相对一致、比较良好的条件下，只研
究某一个因素效应的试验，就叫单因素试验。如
水量对产量的影响，
? 单因素试验不仅简单易行，而且能对被试验因素
作深入研究，是研究某个因素具体规律时常用而
有效的手段。同时还可结合生产中出现的问题随
时布置试验，求得迅速解决。单因素试验由于没
有考虑各因素之间的相互关系，试验结果往往具
有一定的局限性。
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2、复因素试验
? 研究两个以上不同因素效应的试验，叫做复因素试
验或多因素试验。如灌水肥料、密度的结合试验。
找寻此三者的最好组合和三者之间的关系等。复因
素试验克服了单因素试验的缺点，其结果能较全面
的说明问题。
? 但随着试验因素的增多，往往容易使试验过于复杂
庞大，反而会降低试验的精确性。处理数目与试验
种类、排列方法、要求的精确程度有关，应以较少
的处理解决较多问题，因此。复因素试验一般以
2— 4个试验因素较好。
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3、综合试验
?通过单因素和复因素试验, 可以探索出在
一定条件下不同因素得最优组合, 根据这
个最优组合制定一整套的技术措施, 再与
现行生产所采用的成套技术措施相比较,
研究最优组合的综合效应并检验其实用价
值, 这就是综合试验 。 所以, 综合试验具
有检验和示范的作用 。
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（二）单因素试验方案的设计
? 单因素试验只研究一个因素的效应, 制定试验方
案时, 根据研究的目的要求及试验条件, 把要研究
的因素分成若干水平, 每个水平就是一个处理, 再
加上对照 （ 有时就是该因素的零水平 ） 就可以了 。
? 例如磷肥施用量试验, 磷肥的施用量
分 P0,P1,P2,P3四个水平, 其试验方案如下,
（ 1） 不施肥 （ CK1） ； （ 2） 肥底 （ NK,CK2） ； （ 3）
肥底十 p1 ； （ 4） 肥底十 p2 ； （ 5） 肥底十 P3。
? 在设计单因素试验方案时，应注意数量水平的级
差不能过细，过细了试验因素不同水平的效应差异
不明显，甚至会被试验误差所掩蔽，试验结果不能
说明问题。
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（三）复因素试验方案的设计
?1、完全方案
?2、不均衡方案
?3、正交设计
?4、回归设计
?5、配方试验设计
?6、调优运算的试验
设计
?4、回归设计
? （ 1） 回归正交试验设计
a,一次回归正交试验设计
b,二次回归正交试验设计
? （ 2） 回归旋转设计
a,二次回归正交旋转组合
设计
b,二次通用旋转组合设计
? （ 3） 回归最优设计
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复因素试验的效应与交互作用
磷肥
P0 P1 P1-P0
N0 116.5 138.0 21.5
N1 156.5 201.0 44.5
N1- N0 40.0 63.0 23.0
氮肥
小麦氮、磷肥肥效试验结果
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交互作用
? 即：氮磷肥的交工作用效果（ N× P）
? ＝ ＝ 11.5Kg/亩
? 交互作用亦称连应，简称互作。如交互作用的效
果为正值时称正交互作用（正连应），说明因素
间的配合有促进作用；为负值时称负交互作用
（负连应），说明因素间的配合能降低效果；为
零或接近零时表示无交互作用（无连应），说明
因素间的配合不影响每个因素的效果。两个因素
间的交互作用称一级交互作用，三个因素间得称
二级交互作用，余类推。
2
)()( PNONP ???
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1．完全方案
?复因素试验研究的因素较多，完全方案是
其最简单的一种设计，设计的原理就是每
个试验因素的每个水平都要相互碰到，所
有因素处于完全平等的地位。设计时首先
确定要研究的因素及每个试验因素的水平，
然后再将所有试验因素的各个水平组合起
来，每一个组合就是一个处理。设 A,B、
C,…… 代表试验因素,A1,A2，,…… B1、
B2,…… ； C1,C2,…… 代表相应试验因
素的不同水平 。
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试验因素不同水平的组合
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完全方案优缺点
? 完全方案包括了每个试验因素不同水平的一切可
能的组合，反映情况比较全面，所以也称全面试
验。这种设计的特点是完全、均衡，它的优点是
揭示事物内部的规律性比较清楚。例如上述氮、
磷、钾肥肥效试验方案。不仅考虑直接对比，也
考虑到处理间的完整配合，不仅能反映 N,P,K
在不同肥底上的效应，同时也能获得两个因素及
三个因素共同施用的效应（交互作用或连应）。
完全方案的缺点就是处理数太多，尤其是当试验
因素和水平数较多时，试验方案过于庞大。使试
验难以进行。所以这种设计只能在试验因素较少，
水平数不多时应用。
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2．不均衡方案
? 2．不均衡方案 为了缩减处理数，在完全方案的
基础上，根据经验和专业知识，剔除一些次要的
和无意义的组合，可构成不均衡方案，不均衡必
然不完全，所以不均衡方案是一种不完全方案。
如上述氮、磷、钾肥肥效试验，在富含钾素的土
壤上，可缩减成以下方案：
? 处理 1 O（ CK） 处理 4 NP
? 处理 2 N 处理 5 NPK
? 处理 3 P
? 也可以先选关键性的因素, 拟定几个简单方案
进行试验, 待这些因素的作用明确后, 再把几个
有效的因素及其有效的处理组成不均衡方案, 由
简到繁, 逐步深入 。
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3．正交设计
? 一个实际问题的解决或者要了解一个事物的客观
规律往往需要查明许多因素的作用以及它们之间
的相互关系，查明有关的因素越多、越彻底，对
于问题的解决和事物内在规律的了解就越深刻。
从这个角度看，在复因素试验中试验因素应该多
一点较好，但试验因素多了，如还采用完全方案
进行全面试验，工作量是很大的，甚至是不可能
的。如何能使试验因素较多，处理较少，获得的
信息丰富呢？正交设计是回答这个问题的重要方
法之一。正交设计是采用了巧妙的技术安排。使
试验方案既能保持试验因素间搭配的均衡性，又
能使处理数大大减少，既能获得较多的信息，又
能给出试验误差的估计。
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正交试验设计
? 利用正交表，适用于多因素试验，以部分实施代
替全面实施
? 常用正交表的种类：
? 等水平正交表
? Lk(mj):L=正交,k=处理数,m=水平数,j=因素数
? 常用等水平正交表有,L4（ 23）,L6（ 27），
L9(34）,L16（ 45)混合水平正交表
? Lk(m1j1× m2j2)
? 常用混合水平正交表有,L8（ 4× 24）,L12
（ 3× 24），
? L12(6× 22）,L16（ 42× 29),L16（ 44× 23)
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L4（ 23）正交表
? L4（ 23）正交表
1 2 3
1 1 1 1
2 2 1 2
3 1 2 2
4 2 2 1
因素号水平号
处理号
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L8（ 4× 24）正交表
? 因素号
水平号 1 2 3 4 5
处理号
? 1 1 1 1 1 1
? 2 1 2 2 2 2
? 3 2 1 1 2 2
? 4 2 2 2 1 1
? 5 3 1 2 1 2
? 6 3 2 1 2 1
? 7 4 1 2 2 1
? 8 4 2 1 1 2
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正交表的特性
?,① 每一列中, 不同数字出现的次数相同,
1和 2在每列中均出现 2次 。 ② 任意两列中,
将同一横行的两个数字, 按左边的放在前,
右边的放在后的次序组成有序数对, 共有
四种, （ 1,1）, （ 1,2）, （ 2,1）,
（ 2,2）, 则每种数对出现的次数相等 。
? 凡具备以上两个性质的表都是正交表。
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应用正交表设计试验的步骤
? 1、确定试验因素和水平
? 2、选择正交表
? 3、进行表头设计
? （ 1）排表头
? （ 2）各因素水平对号入座
? （ 3）作出试验方案
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棉花喷灌试验方案
?因素水平表
? 因素
A B C土壤
? 水平 施肥种类 喷水时间 含水量下限 %
?
１水平 Ｎ 早 ６０
２水平 Ｎ＋Ｐ 中 ５５
３水平 Ｎ＋Ｐ＋ k 晚 ５０
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棉花喷灌试验方案
? 试验号 Ａ Ｂ Ｃ％
?
? １ １ Ｎ １ 早 １ ６０
? ２ １ Ｎ ２ 中 ２ ５５
? ３ １ Ｎ ３ 晚 ３ ５０
? ４ ２ Ｎ＋Ｐ １ 早 ２ ５５
? ５ ２ Ｎ＋Ｐ ２ 中 ３ ５０
? ６ ２ Ｎ＋Ｐ ３ 晚 １ ６０
? ７ ３ Ｎ＋Ｐ＋ K １ 早 ３ ５０
? ８ ３ Ｎ＋Ｐ＋ K ２ 中 １ ６０
? ９ ３ Ｎ＋Ｐ＋ K ３ 晚 ２ ５５
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第三部分 田间试验法
?一 田间试验方法设计
?二 田间试验的实施
?三 田间试验的收获与考种
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一 田间试验方法设计
?1、小区面积
?2、小区的形状
?3、小区方向
?4、重复次数
?5、保护区设置
?6、小区排列
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1、小区面积
? （ 1） 课题的性质与任务不同, 小区面积的大小不一样
? （ 2） 供试作物的种类不同 每一小区内要求有一定数目的植株 。 单
株数目过少, 难以保证试验的精确度 。 故随着作物种类不同, 试验小
区面积亦有所不同 。 加密植作物水稻, 三麦, 谷子等可采用较小的小
区；而中耕作物如棉花, 高粱, 玉米, 烟草等富采用较大的小区 。
? （ 3） 试验小区使用机械化程度及机具性能 在机械化较高的条件下,
必须采用较大的小区；在机械化程度尚不够高的情况下, 宁可不用太
大的小区 。
? （ 4） 试验中包含处理的多少 处理数目不多 。 可采用较大的小区；
若处理数目多时, 小区面积宜小 。 因小区面积过大则整个试验地的面
积也扩大, 那么整个试验地的土壤差异也随着增大, 因此在处理较多
的试验中, 用增大小区面积的方法来提高试验精确度的可能性也较小 。
? （ 5） 地形和土壤 在丘陵, 山地, 田块面积小, 宜采用面积较小的
小区, 而平原, 畈地小区面积可较大 。 在同样大小的地块上若肥力差
异大则宜采用较大的小区, 若肥力较均匀则不必增大小区面积 。 当试
验地总面积有限时, 采用增大小区面积的效果, 常不如增加重复次数
来得显著 。
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2、小区的形状
小区长 ∶ 宽 1∶ 1 2∶ 1 4∶ 1 8∶ 1 12∶ 1 24∶ 1 30∶ 1
小区产量的变
异系数 （ C·V·%）
20.35 17.36 14.51 13.20 10.52 4.87 3.46
小区边长的长宽比对土壤差异的变化
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2、小区的形状
?狭长小区的优越性是肯定的, 但应用时也
有一定的限度 。 因为还有边际效应及相邻
区间作物, 施肥等因素影响试验结果 。 从
这一角度看来, 方形小区的边际影响最小,
因为相邻接的边最短 。
? 我国肥料田间试验所常用的小区形状为
长方形, 其长宽比一般为 2－ 5,1。 小区面
积较大时, 长宽比多用 3－ 5,1小区面积较
小时, 多用 2－ 3,1。
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3、小区方向
?小区的方向注意两个方面：第一, 长边应
趋向土壤差异大的方向, 以避免某些小区
陷入一个土壤肥力特别肥沃或特别瘦薄的
地段, 有利消除土壤差异 。 第二, 应考虑
全区各个部位都能受到同等的阳光照射机
会, 以免由于温度和土壤水分的变化而引
起生长发育的差异, 故小区长边应顺东西
方向 。
45
46
4、重复次数
（重复次数与小区面积对试验误差的影响 ）
47
重复次数与小区面积对试验误差的相互关系
48
4、重复次数
? 重复就是试验处理同时进行的次数 。 重复设置的目的是为
了提高试验准确性, 因为即使对试验地经过非常严格的选
择, 土壤肥力不均匀仍然是不可避免的, 增加试验重复次
数, 能够减少土壤肥力差异所造成的试验差误, 提高平均
数的可靠性, 根据理论分析, 误差的大小与重复次数的平
方根成反比, 故重复多, 则误差小 。 而且通过不同重复间
的差异, 可以估算出试验的误差, 这对正确分析试验结果
具有很大作用 。 但重复次数不宜太多, 重复 3～ 4次以上后
再增加重复次数, 对减少误差作用不显著, 太多重复会给
试验操作和观察记载等工作带来很多困难, 因此在实践中
应根据试验地面积, 小区大小, 试验要求准确度, 土壤差
异等情况妥善安排重复次数, 一般以 3～ 4次为宜 。
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灌溉田间试验小区技术
? 试验小区设计
? 小区面积
? 30m2;130m2;300m2;
? 60m2
? 小区形状 （狭长的矩形）
? 长宽比 3, 1左右
? 小区方向（长边东西方向）
? 区组划分
? 土壤肥力 土壤肥力变化
? 高 低
?设置保护区
?小区排列
?重复区（区组）与
小区的排列
区
组
1 2 3
1 2
区组 3 44
50
5、保护区设置
? 设置保护区 （ 或保护行 ） 的目的, 是防止试验受
到外界损害, 减少试验边际接受阳光和通风条件
好的影响, 以及消除水分横向渗流等 。
? 水稻试验中, 除四周设置保护区外 。 每两小区间
还可以加设保护区, 以隔绝小区间水分横渗影响 。
旱作试验中, 由于土壤渗漏性较大的地区采取每
一个小区间均设保护区增加试验面积过多, 得酌
情设置 。
? 保护区大小可根据试验地面积及需要而定 。 一
般以与试验小区同样大小或为其一半大小较好 。
51
田间排列
? 田间排列是指试验小区和区组在试验地上
安排的位置与方式 。 要使小区的田间排列
起到降低试验误差, 提高试验的精确性和
正确估计试验误差大小的作用, 就必须遵
守地一章所提出的试验方法设计三原则,
即设置重复, 随机排列和局部控制 。 关于
重复次数问题, 在本书第三点已讨论清楚 。
这里主要讨论运用随机排列和局部控制原
则排列好小区在田间的位置问题 。
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6、小区排列
?第 1类
? 顺序排列
? 对比法
? 互比法
?第 2类
? 随机排列
? 随机区组法
? 拉丁法
? 裂区法
? 正交试验法
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对比法试验设计
? 对比法排列形式 1
? 对比法排列形式 2
?
? 对比法排列形式 3
? 对比法排列形式 4
ck 1 2 ck 3 4 ck 5 6 ck
ck 1 2 3 4 ck 5 6 7 8 ck 9 10 11 12 ck
1 ck 2 3 ck 4 1 ck 2 3 ck 4 1 ck 2 3 ck 4
1 ck 2 3 ck 4
4 ck 1 2 ck 3
3 ck 4 1 ck 2
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随机区组法
? 第一个要求是间试验地分成若干个区组, 每个区组
内个处理均占有一小区 。 区组内保持条件比较一致
（ 田间试验着重于地里比较一致 ） 使组内各小区之
间可以互比 。 区组之间的条件容许有差异 。 这样就
体现了局部控制的原则 。
? 第二个要求是区组内各处理落在那一个小区是由随
机决定的 。 这样就体现了随机性的原则, 与误差理
论相吻合, 使试验误差得以无偏估计 。 应用方差分
析使区组间的差异从试验误差中分离出去, 比较正
确地判断试验处理的效应 。
55
常用的随机区组排列形式
? 直排法 1
? 区组 1
? 区组 2
? 区组 3
? 区组 4
1 2 5 6 9 4 7 10 3 8
6 3 5 8 4 1 9 7 10 2
9 5 8 3 1 7 2 6 4 10
2 4 6 1 7 10 3 8 9 5
56
常用的随机区组排列形式（续）
? 直排法 2
? 区组 1
? 区组 2
? 区组 3
? 区组 4
? 横排法
? 区组 1 区组 2
?
? 区组 3 区组 4
1 2 5 6 9
4 7 10 3 8
6 3 5 8 4
1 9 7 10 2
9 5 8 3 1
7 2 6 4 10
2 4 6 1 7
10 3 8 9 5
1 2 5 6 9 4 7 10 3 8 6 3 5 8 4 1 9 7 10 2
9 5 8 3 1 7 2 6 4 10 2 4 6 1 7 10 3 8 9 5
57
拉丁方法试验设计
? 特点：每一处理在每一
直行或横行只能出现一
次：重复数、处理数、
直行数和横行数都必须
相等； KXK,K!(K-I)
? 标准方
? 共轭方
? A B C D E 直 A B C D E
? B A E C D 行 B A D E C
? C D A E B 调 C E A B D
? D E B A C 横 D C E A B
? E C D B A 行 E D B C A
? 4× 4的标准方
? 1 2
? A B C D A B C D
? B A D C B C D A
? C D B A C D B A
? D C A B D A B C
? 3 4
? A B C D A B C D
? B D A C B A D C
? C A D B C D A B
? D C A B D C B A
58
不同 K× K的标准方和拉丁方
? K× K 标准方数目 拉丁方数目 拉丁方总数
? 2× 2 1 1 1
? 3× 3 1 12 12
? 4× 4 4 144 676
? 5× 5 56 2880 161280
? 6× 6 9408 86400 812351200
? 7× 7 16942080 3628800 61479419904000
59
5× 5－ 7× 7的 标准方
? 5× 5 6× 6 7× 7
? A B C D E A B C D E F A B C D E F G
? B A E C D B F D C A E B C D E F G A
? C D A E B C D E F B A C D E F G A B
? D E B A C D A F E C B D E F G A B C
? E C D B A E C A B F D E F G A B C D
? F E B A D C F G A B C D E
? G A B C D E F
60
拉丁方试验设计步骤
1.选择标准方 2.按随机数字 3.按随机数字 4.按随机数字
24135调整直行 34152调整横 排列处理
31245
3=A,1=B,2=C,
4=D,5=E
? A B C D E B D A C E D E C A B 4 5 2 3 1
? B A E C D A C B E D E A D B C 5 3 4 1 2
? C D A B E D E C A B B D A C E 1 4 3 2 5
? D E B A C E A D B C C B E D A 2 1 5 4 3
? E C D B A C B E A D A C B D E 3 2 1 4 5
61
62
A B C D E
B D A E C
D C E B A
C E B A D
E A D C B E A D C B
D C E B A
C E B A D
B D A E C
A B C D E
31425
行随机化
C
A
D
B
E
E
B
C
D
A
B
C
E
A
D
D
E
A
C
B
A
D
B
E
C
41532
列随机化
A
D
B
E
C
C
A
D
B
E
D
E
A
C
B
B
C
E
A
D
E
B
C
D
A
标准方
共
轭
方
63
正交试验结果的直观分析法
? 1、选出参考最优组合
? 2、判明各因子对试验指标影响的主次关系
? (1)分别计算各因素、各水平的试验指标 Ki及其平
均值，与 Ki的极差 Ri
? (2)比较各因素的极值，排出各因素的主次关系
? 根据 R和 K值的大小，选取理论上的最优组合
? 3、比较参考最优组合和理论最优组合，确定最终
最优组合
64
灌溉试验资料的精度与审核
?误差及其分类
?误差＝观测值－真值
?误差
?绝对误差：观测值与
真值之差
?相对误差：绝对误差
与被测量的真值之比
?真值
?（ 1）理论真值
?（ 2）指定真值
?（ 3）标准器相
? 对真值
65
精度与异常值的剔除
? 精度,
? 反映观测结果与真值
相接近程度的量，可
用误差表示
? 依误差性质类别分
? （ 1）准确度
? （ 2）精密度
? （ 3）精确度
? 异常值的剔除
? 粗大误差的判别式：
?
? 决定试验数据取舍的
方法有：
? 拉依达准则,t检验法
准则，罗曼若夫斯基
准则，格拉布斯准则，
肖维勒准则，狄克松
准则
Axxi ?? ?tA?
田间灌溉试验设计
2
田间灌溉试验设计
? 第一部分 试验研究概述
? 一, 试验研究方法
? 二, 灌溉田间试验任务
? 三, 试验研究的种类及一般程序
? 四, 试研究的基本要求
? 五, 试验方法设计 的基本原理
? 第二部分 试验方案设计
? 一、试验方案设计的原则
? 二、试验方案设计的原理与方法
? 第三部分 田间试验法
? 一 田间试验方法设计
? 二 田间试验的实施
? 三 田间试验的收获与考种
3
第一部分 试验研究概述
4
一、试验研究方法
?1、田间试验
? （ 1）大田小区试验
? （ 2）坑栽试验法
? （ 3）盆栽试验法
?2、实验室试验
?3、模拟试验
?4、仿真试验
5
二、田间灌溉试验任务
? 1、作物灌溉试验，它能为灌溉工程的规划设计、水资源
的合理条培育高效利用以及农田种植模式的调整提供重要
的基础数据。
? 2、研究作物的需水规律与节水高产的灌溉制度、灌水技
术和灌水方法。
? 3、给正确拟定和执行计划用水及其管理工作的部门提供
资料。
? 4、通过田间试验，进行比较、鉴定、总结和提高，指导
农业生产。
? 5、探讨、验证灌溉增产、省水效益及其影响因素，水、
土、肥、作物耦合关系，土壤水、盐动态规律等。
6
三、试验研究的一般程序
? （ 1） 试验题目 。
? （ 2） 试验内容及目的, 意义 。
? （ 3） 试验处理：处理因素及个数；处理执行办法；处理要
求 。
? （ 4） 试验小区设计：小区面积；小区排列；保护区布设 。
? （ 5） 田间调查, 观测项目和主要方法：作物生育期调查；
作物群体生态调查；作物生理调查和测定；考种与测产；
农田小气候观测；土壤理化性状测定；土壤水分测定；水
文地质观测；特定调查测定等 。
? （ 6） 化验分析项目：土壤分析, 土质分析；作物分析 。
? （ 7） 作物农事生产要求：作物品种, 种植方法, 栽培制度,
施肥计划 （ 包括基肥 。 追肥品种, 数量及施用的时间 ） 。
? （ 8） 试验需用的仪器设备, 材料, 工具 。 包括已有的和需
要购置的 。
? （ 9） 试验预期成果 。
7
四、试验研究的基本要求
? 1,代表性 试验研究大多都是属于抽样观察 。 试验研究的代表
性, 决定着试验结果能否说明被研究的总体, 也就是能够正确反映被
研究总体的客观规律, 它与试验研究的成败密切相关 。 如何才能提高
试验的代表性, 除了遵守随机抽样的原则外, 还要密切注意试验条件
及试验过程所采用各种措施的代表性 。
? 2,准确性 试验的准确性是指试验结果要能接近总体的特征数
和分布规律 。 由于试验研究是抽样观察, 所以在实际中常用试验的精
确性来判断其准确性 。 试验的精确性是指试验误差要尽可能的小, 试
验的结果要能代表样本的特征数及分布规律 。
? 3,复现性 就是在相同的条件下重复试验, 能获得相同的结果 。
试验没有复现性, 试验就完全失去了推广与应用的意义 。 要保证试验
的复现性, 除了试验要有较高的代表性和精确性外, 同时还要树立严
肃的工作作风和实事求是的科学态度, 整个试验过程必须要有详尽而
完善的记载, 对试验资料绝不允许作任何主观的取舍或修改, 对试验
资料的整理和统计分析必须方法正确 。
8
五、试验方法设计的基本原理
?（ 一 ） 重复
1,降低试验误差, 提高试验的精确性
2,估计试验误差大小, 判断试验可靠程度
3,扩大试验的代表性
?（ 二 ） 随机排列
?（ 三 ） 局部控制
9
灌溉田间试验方法设计的主要作用
? 减少误差、提高精度
? 试验方法设计 3原则的关系和作用
? 重复
? 随机
?
? 局部控制
?
?
?
重复
随机 局部控制
无偏的试验误差估计 降低试验误差
10
观测误差来源与分类
? 误差来源
? （ 1）观测装置误差
? （ 2）环境误差
? （ 3）方法误差
? （ 4）观测者误差
? 误差分类
? （ 1）系统误差
? （ 2）随机误差
? （ 3）粗大误差、
? 过失误差
11
?第二部分 试验方案设计
12
第二部分 试验方案设计
? 一、试验方案设计的原则
? 二、试验方案设计的原理与方法
13
一、试验方案设计的原则
?1,有明确的目的性
?2,要有严密的可比性有比较才能鉴别
?3,尽量排除非试验因素的限制
14
1．有明确的目的性
? 一个试验研究任务, 都涉及很多方面, 要完成他
就要对很多因素进行研究 。 例如要研究氮肥的施
用量, 就与氮肥形态, 作物种类, 土壤性质, 耕
作, 灌溉, 其他肥料的配合等方面都有关系, 如
果在一个试验方案中面面俱到, 样样齐全, 势必
过于庞大, 无法进行 。 因此, 在制定试验方案时,
必须在充分了解前人研究历史和目前研究现状的
基础上, 对试验研究的任务作仔细深入的分析,
抓住关键, 突出重点, 使试验研究的目的更加明
确更加具体, 这样才能使试验方案要解决的问题
比较集中, 既有利于试验任务的完成, 又便于执
行 。
15
2．要有严密的可比性 有比较才能鉴别
? 一般试验主要都是采用差异比较法来确定试验因素的效应。试验没有
可比性，就失去了试验的意义。要保证试验的可比性，试验方案的设计
就要遵循单一差异的原则，即方案中除了欲比较研究的因素外，其他因
素应相对一致，以排除非试验因素的干扰。例如灌水量试验，灌溉水水
质、灌水时间和施肥量和施肥时间应严格一致。
? 严密的可比性，不仅要求试验处理间可以相互比较，而且还要能准确说
明所研究的问题。例如根外喷肥试验，仅设置喷肥与不喷肥两个处理，
虽然可比，但不够严密。因为喷肥处理，不仅喷了肥，而且还有水，所
以试验结果喷肥处理虽然增了产，但无法判断是肥料的作用还是水的效
果，因此，在这个试验中，除了上述两项处理外，还应有喷洒等量清水
的处理，这样才能比较出喷肥的真正效果。
? 可比性另一个重要方面, 就是试验方案中除所研究的因素外, 需设置标
准处理 （ 或称对照以 CK代表 ）, 作为研究比较的标准 。 如 （ 1） 以存在
的问题为对照 。 如灌水试验以不灌为对照, 喷灌效果试验以地面灌为对
照等 。 （ 2） 以当前生产水平为对照 。 如水稻灌溉方式试验, 以当地群众
习惯采用的方式作为对照 。 （ 3） 以群众先进生产水平为对照 。
16
3．尽量排除非试验因素的限制
? 与研究任务有关的诸因素，不是彼此孤立的，而是相互
连系，相互影响，相互制约的。但在一个试验中又不能对
全部有关的因素都进行研究，而只能选择一部分作为试验
因素。但非试验因素对试验因素总是有一定影响的，有时
甚至有很显著的影响。例如磷肥的肥效，常受土壤氮素供
应的影响，当土壤氮素供应不足时，磷肥肥效就不能充分
发挥，甚至完全无效。因此，在设计试验方案时，应尽量
排除非试验因素的限制作用，在肥料试验中，一般常采用
设置肥底的办法。例如研究过磷酸钙肥效试验的方案就可
设置：①不施肥（ CK1）；② NK（肥底）（ CK2）；③肥
底十过磷酸钙三个处理。设置肥底实质上就是使非试验因
素处于相对一致、比较良好的状态，以有利于试验因素效
应的充分发挥。肥底的选择很重要，它直接影响试验的结
果，一般可根据非试验因素的限制作用来确定，同时还要
在试验方案中设置不施肥的空白对照来检验肥底是否合适，
以判断试验结果的真实情况。在复因素试验中，有些试验
肥料配合比较完全，可以不设置肥底。
17
灌溉田间试验方案设计
?选准试验因素
?确定处理恰当
?水平差异适当
?必须设置对照处理
?满足唯一差异原则
?重复次数合理
18
二、试验方案设计的原理与方法
?（一）试验研究的种类
1,单因素试验
2,复因素试验
3,综合试验
?（二）单因素试验方案的设计
?（三）复因素试验方案的设计
19
1、单因素试验
? 在其他因素相对一致、比较良好的条件下，只研
究某一个因素效应的试验，就叫单因素试验。如
水量对产量的影响，
? 单因素试验不仅简单易行，而且能对被试验因素
作深入研究，是研究某个因素具体规律时常用而
有效的手段。同时还可结合生产中出现的问题随
时布置试验，求得迅速解决。单因素试验由于没
有考虑各因素之间的相互关系，试验结果往往具
有一定的局限性。
20
2、复因素试验
? 研究两个以上不同因素效应的试验，叫做复因素试
验或多因素试验。如灌水肥料、密度的结合试验。
找寻此三者的最好组合和三者之间的关系等。复因
素试验克服了单因素试验的缺点，其结果能较全面
的说明问题。
? 但随着试验因素的增多，往往容易使试验过于复杂
庞大，反而会降低试验的精确性。处理数目与试验
种类、排列方法、要求的精确程度有关，应以较少
的处理解决较多问题，因此。复因素试验一般以
2— 4个试验因素较好。
21
3、综合试验
?通过单因素和复因素试验, 可以探索出在
一定条件下不同因素得最优组合, 根据这
个最优组合制定一整套的技术措施, 再与
现行生产所采用的成套技术措施相比较,
研究最优组合的综合效应并检验其实用价
值, 这就是综合试验 。 所以, 综合试验具
有检验和示范的作用 。
22
（二）单因素试验方案的设计
? 单因素试验只研究一个因素的效应, 制定试验方
案时, 根据研究的目的要求及试验条件, 把要研究
的因素分成若干水平, 每个水平就是一个处理, 再
加上对照 （ 有时就是该因素的零水平 ） 就可以了 。
? 例如磷肥施用量试验, 磷肥的施用量
分 P0,P1,P2,P3四个水平, 其试验方案如下,
（ 1） 不施肥 （ CK1） ； （ 2） 肥底 （ NK,CK2） ； （ 3）
肥底十 p1 ； （ 4） 肥底十 p2 ； （ 5） 肥底十 P3。
? 在设计单因素试验方案时，应注意数量水平的级
差不能过细，过细了试验因素不同水平的效应差异
不明显，甚至会被试验误差所掩蔽，试验结果不能
说明问题。
23
（三）复因素试验方案的设计
?1、完全方案
?2、不均衡方案
?3、正交设计
?4、回归设计
?5、配方试验设计
?6、调优运算的试验
设计
?4、回归设计
? （ 1） 回归正交试验设计
a,一次回归正交试验设计
b,二次回归正交试验设计
? （ 2） 回归旋转设计
a,二次回归正交旋转组合
设计
b,二次通用旋转组合设计
? （ 3） 回归最优设计
24
复因素试验的效应与交互作用
磷肥
P0 P1 P1-P0
N0 116.5 138.0 21.5
N1 156.5 201.0 44.5
N1- N0 40.0 63.0 23.0
氮肥
小麦氮、磷肥肥效试验结果
25
交互作用
? 即：氮磷肥的交工作用效果（ N× P）
? ＝ ＝ 11.5Kg/亩
? 交互作用亦称连应，简称互作。如交互作用的效
果为正值时称正交互作用（正连应），说明因素
间的配合有促进作用；为负值时称负交互作用
（负连应），说明因素间的配合能降低效果；为
零或接近零时表示无交互作用（无连应），说明
因素间的配合不影响每个因素的效果。两个因素
间的交互作用称一级交互作用，三个因素间得称
二级交互作用，余类推。
2
)()( PNONP ???
26
1．完全方案
?复因素试验研究的因素较多，完全方案是
其最简单的一种设计，设计的原理就是每
个试验因素的每个水平都要相互碰到，所
有因素处于完全平等的地位。设计时首先
确定要研究的因素及每个试验因素的水平，
然后再将所有试验因素的各个水平组合起
来，每一个组合就是一个处理。设 A,B、
C,…… 代表试验因素,A1,A2，,…… B1、
B2,…… ； C1,C2,…… 代表相应试验因
素的不同水平 。
27
试验因素不同水平的组合
28
完全方案优缺点
? 完全方案包括了每个试验因素不同水平的一切可
能的组合，反映情况比较全面，所以也称全面试
验。这种设计的特点是完全、均衡，它的优点是
揭示事物内部的规律性比较清楚。例如上述氮、
磷、钾肥肥效试验方案。不仅考虑直接对比，也
考虑到处理间的完整配合，不仅能反映 N,P,K
在不同肥底上的效应，同时也能获得两个因素及
三个因素共同施用的效应（交互作用或连应）。
完全方案的缺点就是处理数太多，尤其是当试验
因素和水平数较多时，试验方案过于庞大。使试
验难以进行。所以这种设计只能在试验因素较少，
水平数不多时应用。
29
2．不均衡方案
? 2．不均衡方案 为了缩减处理数，在完全方案的
基础上，根据经验和专业知识，剔除一些次要的
和无意义的组合，可构成不均衡方案，不均衡必
然不完全，所以不均衡方案是一种不完全方案。
如上述氮、磷、钾肥肥效试验，在富含钾素的土
壤上，可缩减成以下方案：
? 处理 1 O（ CK） 处理 4 NP
? 处理 2 N 处理 5 NPK
? 处理 3 P
? 也可以先选关键性的因素, 拟定几个简单方案
进行试验, 待这些因素的作用明确后, 再把几个
有效的因素及其有效的处理组成不均衡方案, 由
简到繁, 逐步深入 。
30
3．正交设计
? 一个实际问题的解决或者要了解一个事物的客观
规律往往需要查明许多因素的作用以及它们之间
的相互关系，查明有关的因素越多、越彻底，对
于问题的解决和事物内在规律的了解就越深刻。
从这个角度看，在复因素试验中试验因素应该多
一点较好，但试验因素多了，如还采用完全方案
进行全面试验，工作量是很大的，甚至是不可能
的。如何能使试验因素较多，处理较少，获得的
信息丰富呢？正交设计是回答这个问题的重要方
法之一。正交设计是采用了巧妙的技术安排。使
试验方案既能保持试验因素间搭配的均衡性，又
能使处理数大大减少，既能获得较多的信息，又
能给出试验误差的估计。
31
正交试验设计
? 利用正交表，适用于多因素试验，以部分实施代
替全面实施
? 常用正交表的种类：
? 等水平正交表
? Lk(mj):L=正交,k=处理数,m=水平数,j=因素数
? 常用等水平正交表有,L4（ 23）,L6（ 27），
L9(34）,L16（ 45)混合水平正交表
? Lk(m1j1× m2j2)
? 常用混合水平正交表有,L8（ 4× 24）,L12
（ 3× 24），
? L12(6× 22）,L16（ 42× 29),L16（ 44× 23)
32
L4（ 23）正交表
? L4（ 23）正交表
1 2 3
1 1 1 1
2 2 1 2
3 1 2 2
4 2 2 1
因素号水平号
处理号
33
L8（ 4× 24）正交表
? 因素号
水平号 1 2 3 4 5
处理号
? 1 1 1 1 1 1
? 2 1 2 2 2 2
? 3 2 1 1 2 2
? 4 2 2 2 1 1
? 5 3 1 2 1 2
? 6 3 2 1 2 1
? 7 4 1 2 2 1
? 8 4 2 1 1 2
34
正交表的特性
?,① 每一列中, 不同数字出现的次数相同,
1和 2在每列中均出现 2次 。 ② 任意两列中,
将同一横行的两个数字, 按左边的放在前,
右边的放在后的次序组成有序数对, 共有
四种, （ 1,1）, （ 1,2）, （ 2,1）,
（ 2,2）, 则每种数对出现的次数相等 。
? 凡具备以上两个性质的表都是正交表。
35
应用正交表设计试验的步骤
? 1、确定试验因素和水平
? 2、选择正交表
? 3、进行表头设计
? （ 1）排表头
? （ 2）各因素水平对号入座
? （ 3）作出试验方案
36
37
棉花喷灌试验方案
?因素水平表
? 因素
A B C土壤
? 水平 施肥种类 喷水时间 含水量下限 %
?
１水平 Ｎ 早 ６０
２水平 Ｎ＋Ｐ 中 ５５
３水平 Ｎ＋Ｐ＋ k 晚 ５０
38
棉花喷灌试验方案
? 试验号 Ａ Ｂ Ｃ％
?
? １ １ Ｎ １ 早 １ ６０
? ２ １ Ｎ ２ 中 ２ ５５
? ３ １ Ｎ ３ 晚 ３ ５０
? ４ ２ Ｎ＋Ｐ １ 早 ２ ５５
? ５ ２ Ｎ＋Ｐ ２ 中 ３ ５０
? ６ ２ Ｎ＋Ｐ ３ 晚 １ ６０
? ７ ３ Ｎ＋Ｐ＋ K １ 早 ３ ５０
? ８ ３ Ｎ＋Ｐ＋ K ２ 中 １ ６０
? ９ ３ Ｎ＋Ｐ＋ K ３ 晚 ２ ５５
39
第三部分 田间试验法
?一 田间试验方法设计
?二 田间试验的实施
?三 田间试验的收获与考种
40
一 田间试验方法设计
?1、小区面积
?2、小区的形状
?3、小区方向
?4、重复次数
?5、保护区设置
?6、小区排列
41
1、小区面积
? （ 1） 课题的性质与任务不同, 小区面积的大小不一样
? （ 2） 供试作物的种类不同 每一小区内要求有一定数目的植株 。 单
株数目过少, 难以保证试验的精确度 。 故随着作物种类不同, 试验小
区面积亦有所不同 。 加密植作物水稻, 三麦, 谷子等可采用较小的小
区；而中耕作物如棉花, 高粱, 玉米, 烟草等富采用较大的小区 。
? （ 3） 试验小区使用机械化程度及机具性能 在机械化较高的条件下,
必须采用较大的小区；在机械化程度尚不够高的情况下, 宁可不用太
大的小区 。
? （ 4） 试验中包含处理的多少 处理数目不多 。 可采用较大的小区；
若处理数目多时, 小区面积宜小 。 因小区面积过大则整个试验地的面
积也扩大, 那么整个试验地的土壤差异也随着增大, 因此在处理较多
的试验中, 用增大小区面积的方法来提高试验精确度的可能性也较小 。
? （ 5） 地形和土壤 在丘陵, 山地, 田块面积小, 宜采用面积较小的
小区, 而平原, 畈地小区面积可较大 。 在同样大小的地块上若肥力差
异大则宜采用较大的小区, 若肥力较均匀则不必增大小区面积 。 当试
验地总面积有限时, 采用增大小区面积的效果, 常不如增加重复次数
来得显著 。
42
2、小区的形状
小区长 ∶ 宽 1∶ 1 2∶ 1 4∶ 1 8∶ 1 12∶ 1 24∶ 1 30∶ 1
小区产量的变
异系数 （ C·V·%）
20.35 17.36 14.51 13.20 10.52 4.87 3.46
小区边长的长宽比对土壤差异的变化
43
2、小区的形状
?狭长小区的优越性是肯定的, 但应用时也
有一定的限度 。 因为还有边际效应及相邻
区间作物, 施肥等因素影响试验结果 。 从
这一角度看来, 方形小区的边际影响最小,
因为相邻接的边最短 。
? 我国肥料田间试验所常用的小区形状为
长方形, 其长宽比一般为 2－ 5,1。 小区面
积较大时, 长宽比多用 3－ 5,1小区面积较
小时, 多用 2－ 3,1。
44
3、小区方向
?小区的方向注意两个方面：第一, 长边应
趋向土壤差异大的方向, 以避免某些小区
陷入一个土壤肥力特别肥沃或特别瘦薄的
地段, 有利消除土壤差异 。 第二, 应考虑
全区各个部位都能受到同等的阳光照射机
会, 以免由于温度和土壤水分的变化而引
起生长发育的差异, 故小区长边应顺东西
方向 。
45
46
4、重复次数
（重复次数与小区面积对试验误差的影响 ）
47
重复次数与小区面积对试验误差的相互关系
48
4、重复次数
? 重复就是试验处理同时进行的次数 。 重复设置的目的是为
了提高试验准确性, 因为即使对试验地经过非常严格的选
择, 土壤肥力不均匀仍然是不可避免的, 增加试验重复次
数, 能够减少土壤肥力差异所造成的试验差误, 提高平均
数的可靠性, 根据理论分析, 误差的大小与重复次数的平
方根成反比, 故重复多, 则误差小 。 而且通过不同重复间
的差异, 可以估算出试验的误差, 这对正确分析试验结果
具有很大作用 。 但重复次数不宜太多, 重复 3～ 4次以上后
再增加重复次数, 对减少误差作用不显著, 太多重复会给
试验操作和观察记载等工作带来很多困难, 因此在实践中
应根据试验地面积, 小区大小, 试验要求准确度, 土壤差
异等情况妥善安排重复次数, 一般以 3～ 4次为宜 。
49
灌溉田间试验小区技术
? 试验小区设计
? 小区面积
? 30m2;130m2;300m2;
? 60m2
? 小区形状 （狭长的矩形）
? 长宽比 3, 1左右
? 小区方向（长边东西方向）
? 区组划分
? 土壤肥力 土壤肥力变化
? 高 低
?设置保护区
?小区排列
?重复区（区组）与
小区的排列
区
组
1 2 3
1 2
区组 3 44
50
5、保护区设置
? 设置保护区 （ 或保护行 ） 的目的, 是防止试验受
到外界损害, 减少试验边际接受阳光和通风条件
好的影响, 以及消除水分横向渗流等 。
? 水稻试验中, 除四周设置保护区外 。 每两小区间
还可以加设保护区, 以隔绝小区间水分横渗影响 。
旱作试验中, 由于土壤渗漏性较大的地区采取每
一个小区间均设保护区增加试验面积过多, 得酌
情设置 。
? 保护区大小可根据试验地面积及需要而定 。 一
般以与试验小区同样大小或为其一半大小较好 。
51
田间排列
? 田间排列是指试验小区和区组在试验地上
安排的位置与方式 。 要使小区的田间排列
起到降低试验误差, 提高试验的精确性和
正确估计试验误差大小的作用, 就必须遵
守地一章所提出的试验方法设计三原则,
即设置重复, 随机排列和局部控制 。 关于
重复次数问题, 在本书第三点已讨论清楚 。
这里主要讨论运用随机排列和局部控制原
则排列好小区在田间的位置问题 。
52
6、小区排列
?第 1类
? 顺序排列
? 对比法
? 互比法
?第 2类
? 随机排列
? 随机区组法
? 拉丁法
? 裂区法
? 正交试验法
53
对比法试验设计
? 对比法排列形式 1
? 对比法排列形式 2
?
? 对比法排列形式 3
? 对比法排列形式 4
ck 1 2 ck 3 4 ck 5 6 ck
ck 1 2 3 4 ck 5 6 7 8 ck 9 10 11 12 ck
1 ck 2 3 ck 4 1 ck 2 3 ck 4 1 ck 2 3 ck 4
1 ck 2 3 ck 4
4 ck 1 2 ck 3
3 ck 4 1 ck 2
54
随机区组法
? 第一个要求是间试验地分成若干个区组, 每个区组
内个处理均占有一小区 。 区组内保持条件比较一致
（ 田间试验着重于地里比较一致 ） 使组内各小区之
间可以互比 。 区组之间的条件容许有差异 。 这样就
体现了局部控制的原则 。
? 第二个要求是区组内各处理落在那一个小区是由随
机决定的 。 这样就体现了随机性的原则, 与误差理
论相吻合, 使试验误差得以无偏估计 。 应用方差分
析使区组间的差异从试验误差中分离出去, 比较正
确地判断试验处理的效应 。
55
常用的随机区组排列形式
? 直排法 1
? 区组 1
? 区组 2
? 区组 3
? 区组 4
1 2 5 6 9 4 7 10 3 8
6 3 5 8 4 1 9 7 10 2
9 5 8 3 1 7 2 6 4 10
2 4 6 1 7 10 3 8 9 5
56
常用的随机区组排列形式（续）
? 直排法 2
? 区组 1
? 区组 2
? 区组 3
? 区组 4
? 横排法
? 区组 1 区组 2
?
? 区组 3 区组 4
1 2 5 6 9
4 7 10 3 8
6 3 5 8 4
1 9 7 10 2
9 5 8 3 1
7 2 6 4 10
2 4 6 1 7
10 3 8 9 5
1 2 5 6 9 4 7 10 3 8 6 3 5 8 4 1 9 7 10 2
9 5 8 3 1 7 2 6 4 10 2 4 6 1 7 10 3 8 9 5
57
拉丁方法试验设计
? 特点：每一处理在每一
直行或横行只能出现一
次：重复数、处理数、
直行数和横行数都必须
相等； KXK,K!(K-I)
? 标准方
? 共轭方
? A B C D E 直 A B C D E
? B A E C D 行 B A D E C
? C D A E B 调 C E A B D
? D E B A C 横 D C E A B
? E C D B A 行 E D B C A
? 4× 4的标准方
? 1 2
? A B C D A B C D
? B A D C B C D A
? C D B A C D B A
? D C A B D A B C
? 3 4
? A B C D A B C D
? B D A C B A D C
? C A D B C D A B
? D C A B D C B A
58
不同 K× K的标准方和拉丁方
? K× K 标准方数目 拉丁方数目 拉丁方总数
? 2× 2 1 1 1
? 3× 3 1 12 12
? 4× 4 4 144 676
? 5× 5 56 2880 161280
? 6× 6 9408 86400 812351200
? 7× 7 16942080 3628800 61479419904000
59
5× 5－ 7× 7的 标准方
? 5× 5 6× 6 7× 7
? A B C D E A B C D E F A B C D E F G
? B A E C D B F D C A E B C D E F G A
? C D A E B C D E F B A C D E F G A B
? D E B A C D A F E C B D E F G A B C
? E C D B A E C A B F D E F G A B C D
? F E B A D C F G A B C D E
? G A B C D E F
60
拉丁方试验设计步骤
1.选择标准方 2.按随机数字 3.按随机数字 4.按随机数字
24135调整直行 34152调整横 排列处理
31245
3=A,1=B,2=C,
4=D,5=E
? A B C D E B D A C E D E C A B 4 5 2 3 1
? B A E C D A C B E D E A D B C 5 3 4 1 2
? C D A B E D E C A B B D A C E 1 4 3 2 5
? D E B A C E A D B C C B E D A 2 1 5 4 3
? E C D B A C B E A D A C B D E 3 2 1 4 5
61
62
A B C D E
B D A E C
D C E B A
C E B A D
E A D C B E A D C B
D C E B A
C E B A D
B D A E C
A B C D E
31425
行随机化
C
A
D
B
E
E
B
C
D
A
B
C
E
A
D
D
E
A
C
B
A
D
B
E
C
41532
列随机化
A
D
B
E
C
C
A
D
B
E
D
E
A
C
B
B
C
E
A
D
E
B
C
D
A
标准方
共
轭
方
63
正交试验结果的直观分析法
? 1、选出参考最优组合
? 2、判明各因子对试验指标影响的主次关系
? (1)分别计算各因素、各水平的试验指标 Ki及其平
均值，与 Ki的极差 Ri
? (2)比较各因素的极值，排出各因素的主次关系
? 根据 R和 K值的大小，选取理论上的最优组合
? 3、比较参考最优组合和理论最优组合，确定最终
最优组合
64
灌溉试验资料的精度与审核
?误差及其分类
?误差＝观测值－真值
?误差
?绝对误差：观测值与
真值之差
?相对误差：绝对误差
与被测量的真值之比
?真值
?（ 1）理论真值
?（ 2）指定真值
?（ 3）标准器相
? 对真值
65
精度与异常值的剔除
? 精度,
? 反映观测结果与真值
相接近程度的量，可
用误差表示
? 依误差性质类别分
? （ 1）准确度
? （ 2）精密度
? （ 3）精确度
? 异常值的剔除
? 粗大误差的判别式：
?
? 决定试验数据取舍的
方法有：
? 拉依达准则,t检验法
准则，罗曼若夫斯基
准则，格拉布斯准则，
肖维勒准则，狄克松
准则
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