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田間試驗(yàn)的設(shè)計(jì)是科學(xué)研究計(jì)劃的一部分，是根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康呐c要求和試驗(yàn)的具體條件，制定的研究方法、步驟、小區(qū)的設(shè)置和田間排列、實(shí)施過(guò)程的具體要求，調(diào)查項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)、總結(jié)統(tǒng)計(jì)分析的方法等一套規(guī)則，來(lái)保證取得研究結(jié)果。
周密的試驗(yàn)設(shè)計(jì)可使我們花費(fèi)較少的人力、物力、時(shí)間，而得到完整的可靠資料和應(yīng)有的預(yù)期效果。
反之，考慮不周，有缺陷的試驗(yàn)設(shè)計(jì)未能包括應(yīng)有的處理，或方案過(guò)于龐雜，以致結(jié)果難以分析，或是試驗(yàn)方法步驟不當(dāng)，就是其它方面執(zhí)行良好，也得不到應(yīng)有的資料和效果，因而不能很好的完成試驗(yàn)任務(wù)。
所以試驗(yàn)設(shè)計(jì)是試驗(yàn)工作的重要部分，遵循一些基本原則，慎重制定。
一、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則
（一）重復(fù)原則：試驗(yàn)中同一處理種植的小區(qū)數(shù)即為重復(fù)數(shù)。如果每個(gè)處理種植兩個(gè)小區(qū)，就稱做重復(fù)兩次。
1. 重復(fù)的主要作用
重復(fù)的功能是估計(jì)試驗(yàn)誤差，雖然試驗(yàn)誤差是客觀存在的，只要同一處理多種幾個(gè)小區(qū)，就可以從同一處理重復(fù)小區(qū)間的差異來(lái)估算試驗(yàn)誤差的差值。如果一個(gè)處理只有一個(gè)小區(qū)，不能求得差異，無(wú)法計(jì)算試驗(yàn)誤差的估值，也就無(wú)法確定試驗(yàn)得到的觀測(cè)值究竟屬于處理間真實(shí)的差異，還是由于處理所用材料或試驗(yàn)條件造成的差異。
在這種情況下，既可把試驗(yàn)觀測(cè)值的差異解釋為處理間差異，又可說(shuō)成試驗(yàn)條件不一造成的差異，還可以說(shuō)是試驗(yàn)處理取材差異，究竟哪種是對(duì)的，沒(méi)有可靠的客觀標(biāo)準(zhǔn)。由此可見(jiàn)設(shè)置重復(fù)可以減少偶然性干擾，從而
多重復(fù)的平均值顯然能夠縮小處理平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差，從而能夠提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，平均值更可靠。
設(shè)置、增加重復(fù)，還可將更多種材料類型盡可能的包括進(jìn)來(lái)，試驗(yàn)結(jié)果的適用范圍因而隨之?dāng)U大。
如在某地區(qū)種植的兩個(gè)谷子品種的豐產(chǎn)性是否有真實(shí)的差異，這個(gè)地區(qū)分早薄地和水肥地兩種類型，試驗(yàn)的目的是要得出哪個(gè)品種適合在哪類土地上種植的結(jié)論，我們的試驗(yàn)都應(yīng)包括這兩類土地兩個(gè)品種，值得注意的是各重復(fù)內(nèi)的土地類型應(yīng)盡可能一致，而重復(fù)間的條件則不必非常一致。
在品種多年多點(diǎn)的區(qū)域試驗(yàn)中，由于年際間氣象條件是變化的，要推廣的品種是在未來(lái)的年份中應(yīng)用的，所以了解年份對(duì)不同品種的效應(yīng)是十分重要的。同樣，不同試點(diǎn)也包括在試驗(yàn)中，無(wú)論是年份、地點(diǎn)上的重復(fù)試驗(yàn)，都可以看作是廣義上的重復(fù)，目的是擴(kuò)大試驗(yàn)結(jié)果的推論所適宜的種植范圍。
這個(gè)原則也經(jīng)常用于室內(nèi)試驗(yàn)中，在不同條件下，重復(fù)做同一個(gè)試驗(yàn)，以便在試驗(yàn)可能存在的不同條件下，測(cè)定處理的重復(fù)力。
2.影響重復(fù)數(shù)的因素
一個(gè)試驗(yàn)所需要的重復(fù)數(shù)主要取決于所需要的準(zhǔn)確度，需要試驗(yàn)結(jié)果的可靠性越高，重復(fù)數(shù)就越多。設(shè)置4個(gè)重復(fù)就能察覺(jué)差異，就沒(méi)有要設(shè)5個(gè)重復(fù)，反之，如果一個(gè)試驗(yàn)的重復(fù)次數(shù)不足以統(tǒng)計(jì)計(jì)算處理間的重要差異，這樣的試驗(yàn)也就沒(méi)有意義。
處理數(shù)目的多少也影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確度，因?yàn)楦鶕?jù)所要求的準(zhǔn)確度來(lái)確定重復(fù)次數(shù)，所以對(duì)于誤差自由度小于20的小試驗(yàn)尤為重要。
若僅比較兩個(gè)品種，那么要達(dá)到10個(gè)品種對(duì)比所能達(dá)到的同樣的準(zhǔn)確度，就需要多設(shè)重復(fù)，以便增加估算試驗(yàn)誤差的自由度。
總之，影響重復(fù)次數(shù)的因素較多，還要根據(jù)人力物力等實(shí)際情況決定重復(fù)次數(shù)。如果這方面的條件有限，則應(yīng)適當(dāng)減少處理數(shù)目，縮小試驗(yàn)規(guī)模，以便滿足要求，這要比攤子大、試驗(yàn)粗糙、結(jié)果不太可靠，的一個(gè)僅供參考的結(jié)論好得多。
（2） 隨機(jī)原則
隨機(jī)化是現(xiàn)代試驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)之一，它是由統(tǒng)計(jì)學(xué)家R.A.Fisher先提出，隨機(jī)排列就是各處理小區(qū)在試驗(yàn)地的位置按隨機(jī)排列，不能摻加人的主觀愿望進(jìn)行排列，以保證能夠獲得確實(shí)可靠的無(wú)偏的試驗(yàn)誤差。
隨機(jī)與偶然的意思不同，隨機(jī)是保證各處理具有同等的受干擾的機(jī)會(huì)，隨機(jī)排列就是使各處理在試驗(yàn)地中居任何一個(gè)小區(qū)位置的機(jī)會(huì)均等，但隨機(jī)排列不能克服不良的試驗(yàn)技術(shù)。
（3） 局部控制原則
局部控制就是將試驗(yàn)田按照土壤肥力高低劃分成幾個(gè)局部地段，在局部地段隨機(jī)排列一次各處理就是一個(gè)區(qū)組，稱做一個(gè)重復(fù)，局部控制的原則是把較大的差異放在區(qū)組之間，而使區(qū)組內(nèi)的土壤肥力盡量相對(duì)一致。
設(shè)置重復(fù)提供了正確估計(jì)試驗(yàn)誤差和有效的減少試驗(yàn)誤差的基礎(chǔ)，有了重復(fù)才有可能使試驗(yàn)處理隨機(jī)排列，從而能正確估計(jì)誤差，有了重復(fù)才有局部控制的可能，從而達(dá)到有效地減少誤差的目的。
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