林業(yè)試驗設計課件

,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,林業(yè)試驗設計,林業(yè)試驗設計,試驗設計基礎,1,3,小區(qū)設置技術(shù),4,取樣方法及數(shù)據(jù)調(diào)查,5,完全隨機區(qū)組試驗設計及統(tǒng)計方法,6,試驗設計的基本程序,2,主要內(nèi)容：,試驗誤差,試驗設計基礎1 3小區(qū)設置技術(shù)4取樣方法,一、試驗設計基礎,（一）試驗設計的意義和目的,1,、意義：在林業(yè)生產(chǎn)和科學試驗中，要經(jīng)常研究哪些生產(chǎn)措施和外界條件對林木生長有影響，以尋求優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的生產(chǎn)方案。培育林木良種，確定防治森林病蟲害的措施等，這些都離不開試驗，而試驗與數(shù)據(jù)是分不開的。為了使試驗結(jié)果具有真實性、客觀性，在試驗前就應根據(jù)統(tǒng)計學的要求制定出一套完整的試驗方案。試驗過程就是方案的實施過程，依靠合理的試驗設計得出正確的判斷和結(jié)論。,2,、目的,:,試驗設計的目的是為了獲得條件與結(jié)果之間規(guī)律性的認識。一個良好的試驗設計可以最大限度節(jié)約成本，縮短試驗周期，同時又能迅速獲得確切的科學結(jié)論。,一、試驗設計基礎（一）試驗設計的意義和目的,1,、試驗指標：在試驗中用來判斷試驗處理效果好壞的標準稱為試驗指標（簡稱指標,),。,2,、試驗因素：對試驗指標有影響，在試驗中需加以考察的條件叫試驗因素，簡稱因素或因子。,例如：判斷殺蟲劑效果時，昆蟲死亡率可作為試驗指標。,例如：施肥量、栽植密度等都是可能影響苗木產(chǎn)量這一指標的條件。,（二）試驗設計中的基本概念,3,、試驗處理：是指試驗因素的不同狀態(tài)或不同的數(shù)量級別，簡稱處理，也叫水平。,例如：楊樹栽植密度試驗，其因素分為,220,株,/,畝、,250,株,/,畝、,280,株,/,畝三個等級，就說該栽植密度這一因素分成三個水平。,1、試驗指標：在試驗中用來判斷試驗處理效果好壞的標準稱為試驗,5,、試驗方案：根據(jù)試驗目的和要求所擬定的進行比較的一組試驗處理的總稱。具體就是指試驗指標、試驗因素和處理、重復次數(shù)、對照以及設計方法的確定等等。,（二）試驗設計中的基本概念,4,、,處理組合：在單因素試驗時，處理和水平的概念是等價的，但在復因素試驗時，處理則是指各個因素水平的組合，叫處理組合。在完全隨機試驗中，處理組合數(shù)等于各因素水平數(shù)的乘積。,例如：考察單因素施肥量對苗木產(chǎn)量的影響，施肥量可以分為,30g/,株、,50g/,株、,100g/,株三個水平，這時處理數(shù),=,水平數(shù)，即為,3,。,又例如：考察施肥量和栽植密度這兩個因素對苗木產(chǎn)量的影響，施肥量分為,30g/,株、,50g/,株、,100g/,株三個水平，栽植密度分為,220,株,/,畝、,250,株,/,畝、,280,株,/,畝三個水平，這就是復因素試驗，這時在完全隨機試驗中處理組合數(shù),=3*3,5、試驗方案：根據(jù)試驗目的和要求所擬定的進行比較的一組試驗處,（三）試驗設計的應掌握的原則,1,、各類不同的試驗應采用不同的試驗設計,2,、試驗設計應簡單化、小型化,3,、試驗設計應該突出試驗因子的試驗效果,除了試驗因素以外，應控制非試驗因素盡可能一致，才能使試驗因素的本質(zhì)差異正確地反映出來，從而突出試驗因素各處理的試驗效果。,4,、試驗結(jié)果便于統(tǒng)計分析,進行試驗設計時，應考慮到將來的試驗結(jié)果便于數(shù)理統(tǒng)計分析。因此應合理地運用小區(qū)的隨機排列、設置重復、局部控制試驗設計的基本原理，以便得出正確的試驗結(jié)果。,（三）試驗設計的應掌握的原則 1、各類不同的試驗應,代表性,正確性,重演性,指試驗結(jié)果正確可靠，能夠把品種或處理間的差異真實地反映出來。,指通過試驗所獲得的結(jié)果，在相同或類似條件下進行重復試驗或大面積生產(chǎn)時，可以獲得相同或相似的試驗結(jié)果。,指試驗區(qū)的條件，應該能夠代表該項成果將來應用地區(qū)的自然條件、生產(chǎn)條件和經(jīng)濟狀況。,（四）田間試驗的基本要求,代表性正確性重演性指試驗結(jié)果正確可靠，能夠把品種或處理間的差,在試驗中，同名小區(qū)出現(xiàn)的次數(shù)稱為重復。,重復次數(shù),2,的試驗才能稱為有重復的試驗。,其作用是：估計誤差和降低誤差,。,隨機是指在一個重復中某一處理究竟安排在哪一個小區(qū)，不能由試驗者的主觀意志決定，而由機會決定。其作用是無偏估計誤差。隨機排列是估計試驗誤差的重要手段，也是應用生物統(tǒng)計方法分析試驗結(jié)果的前提。,局部控制就是分范圍、分地段的控制非試驗因素，使之對各處理的影響趨于最大程度的一致，也就是說通過對試驗小區(qū)的合理安排，把誤差控制在一個局部范圍內(nèi)。是用來排除規(guī)律性非試驗因子干擾的重要手段，其主要功能是降低誤差。,隨機原則,局部控制,重復原則,（五）試驗設計的基本原理,在試驗中，同名小區(qū)出現(xiàn)的次數(shù)稱為重復。隨機是指在,二、試驗設計的基本程序,1,、實驗目的,實驗目的是試驗設計首先要考慮的問題，對其應當深入了解，認真分析，提出實驗目的以及預期效果，避免盲目性。,例如：進行間伐強度的試驗，其目的是確定間伐強度對林分生長的影響方式，至于間伐強度對林地植被的影響和演變不一定作為實驗目標。,2,、因素和水平的確定,試驗設計之前必須了解哪些因素可能對試驗結(jié)果產(chǎn)生影響，并根據(jù)實驗要求選出適當因素加以研究。例如在林地挖去楊樹樹根后，對林地水土保持功能的影響的試驗，除了挖去樹根這一因素外，通過認真研究還應考慮林地的坡度和降雨強度這兩個因素。,注：不要貪大求全，不要包羅萬象，也不能過少忽略了起重要作用的因素，在因素和水平的確定中專業(yè)知識和經(jīng)驗是特別重要的。,二、試驗設計的基本程序 1、實,二、試驗設計的基本程序,3,、指標的確定,在選擇試驗指標時，必須考慮指標對所研究問題能提供什么信息，以及如何測定該指標。如上述間伐強度試驗中，試驗指標可以是間伐前后林分平均高、平均胸徑、材積的生長量或者生長率。選擇其中一個還是兩個，選擇哪一個這就要結(jié)合專業(yè)實踐、反復用目標來衡量，并根據(jù)測定的難易程度多方面綜合后確定。,4,、實驗計劃的確定,實驗計劃的確定在整個實驗設計中是至關(guān)重要的。首先須確定希望分辨出不同試驗處理間的最小差異程度和允許冒多大的風險，以便確定重復數(shù)，還要考慮以怎樣的方式收集數(shù)據(jù)及怎樣做隨機排列。努力做到統(tǒng)計分析方法正確，而試驗經(jīng)費又比較節(jié)省。,二、試驗設計的基本程序 3、指標的確定,二、試驗設計的基本程序,5,、試驗設計的實施,試驗設計的實施過程也是收集數(shù)據(jù)的過程，試驗設計者應認真監(jiān)督試驗計劃的執(zhí)行。,6,、數(shù)據(jù)分析,試驗所得數(shù)據(jù)應作統(tǒng)計分析，如比較兩個處理平均數(shù)的差異，簡單地比較兩個平均數(shù)是不夠的，要考慮統(tǒng)計顯著性。,7,、結(jié)論與應用,對數(shù)據(jù)分析的結(jié)果應從中歸納出有關(guān)結(jié)論，給予生物學解釋，并評價這些結(jié)論的實際意義。,二、試驗設計的基本程序 5、試驗設計的實施,三、試驗誤差,一是系統(tǒng)誤差，是由處理以外的其他非試驗條件的明顯不一致所造成的。另一種是偶然誤差，是指在嚴格控制非試驗條件相對一致后仍不能消除的偶發(fā)性誤差，也叫隨機誤差。,誤差是衡量試驗精確度的依據(jù)。試驗誤差與試驗中發(fā)生的錯誤是完全不同的，誤差是不可避免的，而避免錯誤發(fā)生是完全可以做到的。,誤差的概念,在試驗得到的觀察值中，除了含有處理的真實效應外，還包含有其他非試驗因素的干擾和影響，而使處理的真實效應不能完全反映出來，這種使觀察值偏離試驗處理真值的影響稱為試驗誤差，簡稱誤差。也可以說是同一處理不同重復觀察值之間的差異。,誤差的分類,三、試驗誤差 一是系統(tǒng)誤差，是由處理以外的其,（一）誤差的來源,1,、土壤差異所引起的誤差：包括土壤肥力差異和土壤理化性質(zhì)方面的差異。,2,、試驗材料的差異：指試驗中各處理的供試材料在其遺傳上和生長發(fā)育情況上存在著差異。,3,、小氣候差異及植物群體間競爭造成的誤差,4,、一些不易被人們所控制的、偶然性的原因造成的誤 差,（一）誤差的來源1、土壤差異所引起的誤差：包括土壤肥力差異和,（二）控制誤差的途徑,1,、土壤差異的控制：可通過選擇試驗地、正確的小區(qū)設計技術(shù)和應用良好的田間試驗設計方法來排除、減少和估計誤差。,2,、選擇相對一致的試驗材料,3,、改進操作和管理技術(shù)，使之標準化。,（二）控制誤差的途徑1、土壤差異的控制：可通過選擇試驗地、正,四、小區(qū)設置技術(shù),（一）小區(qū)面積、形狀和方向,試驗小區(qū)：安排每一個處理所需用材料的基本單位成為一個試驗小區(qū)，簡稱小區(qū)。一般講，在一定范圍內(nèi)，隨小區(qū)面積的增加，試驗誤差減小。,適當?shù)男^(qū)形狀和方向在控制誤差提高試驗精確度方面也有相當作用。一般情況下長方形尤其是狹長小區(qū)的誤差較方形小區(qū)為小，長方形小區(qū)的長寬比一般在,46,：,1,為宜。小區(qū)的方向則是小區(qū)的長邊應與非試驗因素變化方向相平行。,四、小區(qū)設置技術(shù)（一）小區(qū)面積、形狀和方向 試驗小,（二）重復次數(shù),增加重復次數(shù)，有利于降低試驗誤差。但并非重復次數(shù)越多越好，重復次數(shù)過多，因為重復次數(shù)增加到一定時，誤差的降低緩慢，且由于整個試驗材料、試驗地的增加，難于保證對各處理的各項管理操作以及觀察記載的一致，反而會引起誤差增加。一般講，正式試驗通常設置,3,6,次重復；采用單株小區(qū)時，重復次數(shù)應至少在,4,次以上。從統(tǒng)計學的角度看，重復次數(shù)以試驗誤差的自由度不小于,10,為宜。,（二）重復次數(shù) 增加重復次數(shù)，有利于降低試驗誤差。,（三）設置對照,有比較才有鑒別，因此試驗方案中一定要安排有對照。一般在一個試驗中只設一個對照，但有時為滿足多個試驗目標的要求可以設置,2,個或,2,個以上對照。,設置對照時一定要注意其代表性和合理性，例如品種比較試驗，一般應以當?shù)刂髟詢?yōu)良品種為對照；進行栽培技術(shù)方面的試驗時以當?shù)刈畛Ｓ玫脑耘喙芾砑夹g(shù)為對照；根外追肥、浸種、扦插等試驗時應以葉面噴清水、清水浸種或插條等等。,對照區(qū)在田間的排列方式，通常分為順序式和非順序式兩種。順序式是每隔一定數(shù)量的處理設置一個對照區(qū)，非順序式排列是將對照區(qū)按處理小區(qū)一樣處理，在試驗中隨機排列。,每一個重復區(qū)（區(qū)組）內(nèi)都要設置對照區(qū)。對對照區(qū)的要求是：除了不進行試驗處理之外，其余各種條件及各項管理操作均應與處理小區(qū)的相一致。,（三）設置對照 有比較才有鑒別，因此試驗方案中,為了使試材能在比較一致的環(huán)境條件下正常生長發(fā)育，試驗地應設置保護行或保護區(qū)。,（四）設置保護區(qū)或保護行,使試材不受偶然性因素的影響，如人、畜踐踏等。,使試材在相對一致的生態(tài)環(huán)境中生長發(fā)育，防止邊際效應的影響。,邊際效應,是指試驗地四周的小區(qū)或小區(qū)邊上的植株受到光照、通風、營養(yǎng)、水分等條件的不同而使其生長發(fā)育與試驗地內(nèi)部的小區(qū)或小區(qū)內(nèi)部的植株生長發(fā)育有所差異。,對保護行的植株不進行任何處理和觀察測定。,設置保護行的方式有：在試驗地四周設置；當區(qū)組分散布置時，在區(qū)組四周設置；在小區(qū)四周設置（特別是小區(qū)之間有能引起邊際效應的因素存在時）。保護行的種植數(shù)應本著經(jīng)濟有效的原則，既減少占地面積，又能起到保護作用。,保護行的作用,為了使試材能在比較一致的環(huán)境條件下正常生長發(fā)育,多點取樣法：試驗地塊小的取樣方法常采用,3-5,點等多點取樣方法。,（一）取樣方法,隨機取樣法：生長不均勻的可采取此方法。這種方法能使總體內(nèi)每一個體被抽取為樣本的機會相等。又分系統(tǒng)抽樣法和分層抽樣法。,五、取樣方法及數(shù)據(jù)調(diào)查,取樣方法有多點取樣法和隨機取樣法。一般應根據(jù)試驗地塊大小及田間生長狀況定取樣方法，力求樣點具有代表性和均勻分布。,多點取樣法：試驗地塊小的取樣方法常采用3-5點等多點取樣方,隨機取樣法,（一）取樣方法,系統(tǒng)抽樣法：是在試驗區(qū)內(nèi)按一定的間隔（如行數(shù)）抽取一個樣本。,例如,：,除邊行外，可每隔,5,行（,10,行或更多）取一個樣本，直到取得你所需要的樣本數(shù)為止。,分層抽樣法：根據(jù)試驗區(qū)苗木生長的好壞，劃分成若干大小不一的區(qū)（層次），然后按比例分區(qū)取樣，混合測定。,例如：,某區(qū)一等苗,30%,，二等苗,60%,，三等苗,10%,，若共取,20,株樣本，則一等苗,6,株，二等苗,12,株，三等苗,2,株。然后再測定這,20,株樣本的平均值。這種抽樣方法適于苗數(shù)的調(diào)查。,隨機取樣法（一）取樣方法系統(tǒng)抽樣法：是在試驗區(qū)內(nèi)按一定的間隔,（二）樣