普通高等教育“十一五”规划教材 田间试验与统计分析 (第二版) 明道绪主编 B科o共
编写者名单 主编明道绪（四川农业大学） 副主编欧阳西荣（湖南农业大学） 徐向宏（甘肃农业大学） 刘永建（四川农业大学） 参编者（以姓氏拼音排序） 曹墨菊（四川农业大学） 季兰（山西农业大学） 金凤（内蒙古农业大学） 孔祥丽（石河子大学） 刘桂富（华南农业大学） 刘仁样（贵州大学） 刘永建（四川农业大学） 毛孝强（云南农业大学） 明道绪（四川农业大学） 欧阳西荣（湖南农业大学） 单虹丽（四川农业大学 王久光（西南大学） 王奇（吉林农业大学 徐向宏（甘肃农业大学） 周以飞（福建农林大学）》 朱水平（云南农业大学）
第二版前言 21世纪高等院校教材《田间试验与统计分析》于2005年8月由科学出版社出版 经两年多的使用，受到师生欢迎和好评，认为“本教材是此类教材中较为优秀的版本”， 但也发现有个别地方尚须改进。科学出版社决定立项，组织本教材“第二版”的编写出 版，并继续聘请四川农业大学明道绪教授任主编。 《田间试验与统计分析)（第二版）由四川农业大学明道绪教授、曹墨菊教授、湖南 农业大学欧阳西荣教授、福建农林大学周以飞教授、甘肃农业大学徐向宏副教授、华南 农业大学刘桂富副教授、山西农业大学季兰副教授、内蒙古农业大学金风副教授、吉林 农业大学王奇副教授、云南农业大学朱永平副教授、毛孝强副教授、贵州大学刘仁样副 教授、石河子大学孔祥丽副教授、西南大学王久光副教授、四川农业大学单虹丽副教 授、刘永建副教授合作编写。于2007年5月16日~17日在四川农业大学都江堰分校 召开了编写会议。在编写会议上，科学出版社对第二版的编写提出了要求；教材主编对 第二版的编写作了说明：各位参编人员对教材内容的修改、增删进行了认真、热烈的讨 论，审定了《编写大纲》，明确了编写分工及教材编写的具体要求」 《田间试验与统计分析)（第二版）仍包含十一章，第一章：田间试验（欧阳西荣、 王久光编写)：第二章：资料的整理与描述（王奇编写）：第三章：常用概率分布（徐向 宏编写)：第四章：假设检验（周以飞编写）：第五章：方差分析（明道绪、刘永建、孔 祥丽编写)；第六章：X检验（朱永平、毛孝强编写）：第七章：直线回归与相关分析 (刘仁祥编写)：第八章：多元线性回归与相关分析（季兰编写）；第九章：协方差分析 (刘桂富编写)：第十章：试验资料的方差分析（单虹丽、曹墨菊编写）；第十一章：正 交设计试验资料的方差分析（金风编写）。选学内容用“*”注明。附有常用统计分析 软件简介和常用统计数学表。初稿完成后，由明道绪教授负责统稿，对基本概念、基本 原理、基本方法的叙述仔细推蔽、斟酌，作了必要的修改、增酬。 《田间试验与统计分析》第二版与第一版相比做了以下改动：删去了常用生物统计 方法的SAS程序，代之以常用统计软件简介，副去了汉英名词对照表：制去了对学生 学习、掌握试验设计与统计分析方法有一定负面影响的习题参考答案；将第四章标题显 著性检验更改为假设检验；更正了已发现的个别笔误或排版错误；对个别章节做了精简 写调整， 虽然第二版已对第一版中的有关内容做了精简与调整，对已发现的个别笔误或排版 错误做了修改更正，但限于编者水平，错误、缺点仍在所难免，敬请相关专家和广大读 者批评指正，以便再版时修改 编。者 2008年1月18日
第一版前言 “田间试验与统计分析”是我国高等农业院校作物生产类、林园类、生物技术类等 各本科专业和综合大学、师范院校生物学类本科专业及成人教育、网络教育相应本科专 业开设的一门重要的专业基础课。它既为田间试验提供基本的、常用的试验设计与资料 统计分析的方法，也为“遗传学”、“育种学”等后续课程的学习打下统计学基础。 为了编写一本符合本科培养目标要求的，体现科学性、系统性、实用性、针对性相 统一的教材，科学出版社立项由国际生物统计学会会员、四川农业大学明道绪教授主编 出版21世纪高等院校教材《田间试验与统计分析)。 本教材包括田间试验（欧阳西荣、唐章林编写），资料的整理与描述（王奇编写）， 常用概率分布（徐向宏编写），显著性检验（周以飞编写），方差分析（明道绪、刘永建 编写)，X检验（朱永平、毛孝强编写），直线回归与相关分析（马朝芝编写），多元线 性回归与相关分析（季兰编写），协方差分析（刘桂富编写），试验资料的方差分析（单 虹丽、曹墨菊编写)，正交设计试验资料的方差分析（林栋、金风编写）共十一章（选 学内容，用“*”注明)，并附有常用生物统计方法的SAS程序、汉英名词对照表（刘 水建编写)及常用统计数学用表。初稿完成后，由主编明道绪教授负责统稿，做了必要 的修改与增刷。 在教材编写中力求做到循序渐进、由浅人深、深人浅出、简明易懂：在正确阐述重 要的统计学原理的同时，着重于基本概念、基本方法的介绍，特别注意学生动手能力的 培养和统计分析与计算机科学的结合：每一种设计或分析方法都安排有步骤完整、过稻 详细的实例予以说明：各章都配备有习题（书后附参考答案）供读者练习。 本教材既可作为我国高等院校开设“田间试验与统计分析”课程的教学用书，对农 业和生物科技工作者来说也是一本有重要实用价值的工具书。 本教材在编写过程中参考了有关中外文献和专著，编者对这些文献和专著的作者表 示衷心感谢！ 限于编者水平，错误、缺点在所难免，敬请生物统计学专家和广大读者批评指正， 以便再版时修改。 编者 2005年5月18日
目 录 第二版前言 第一版前言 一章田间试验 第一节田间试验概述. 田间试验的意义、任务与要求. 二、田间试验常用术语. .3 第二节田间试验的误差及其控制 一、试验误差及其控制.4.5 二、试验地的土壤差异与试验地的选择 . 三、田间试验设计的基本原则+*，。，。8 四、控制士壤差异的小区技术. 10 第三节 田间试验方案 12 一，田间试验的种类 12 拟定试验方案的基本要求 14 三、拟定试验方案的方法.4.17 第四节常用的田间试验设计方法 17 、顺序排列设计44.：.4。，。.。，4，。 18 二、随机排列设计. 21 第五节田间试验的实施步骤 27 一、田间试验计划的制定： 27 二、试验地准备与区划： 29 三、种子准备 四、播种或移栽 五，栽培管理.3到 六田间观察记载和测定. 32 七、收获、脱粒和室内考种4+.*. 33 第六节田间试验的抽样方法. 34 一。典抽样· 34 35 三、随机抽样 四、或片抽样*44+++ .37 习题 第二章资料的整理与描述.39 第一节资料的整理 . 39
·i· 田间试验与统计分析（第二版） 一、资料的分类.3 资料的检查与核对 三、桥料落甲的方法 .0 四、常用统计表与统计图 43 第二节资料的描述.4 、资料的集中性措述 平均数. 48 二、资料的离散性描述 变异数 56 第三章常用概率分布 57 第一节事件与概率. 457 、事件 57 58 三、小概率事件实际不可能性原理 60 第二节概率分布 60 一、随机交量4， 60 二、离散型随机变量的概率分布 60 三、连续型随机变量的概率分布 第三节 一项分布4 62 一、贝努利试验及其概率公式. *62 二、二项分布的意义及性质. 63 三、二项分布的概率计算及应用条件 64 四。二项分布的平均数与标准差+.+ 第四节正态分布. 65 一、正态分布的定义与主要特征.65 二、标准正态分布 66 三、正态分布的概率计算.67 第五节样本平均数抽样分布与标准误. 11 一、样木平均数抽样分布*4*.471 73 第六节1分布、X分布与F分布 。分布 . 74 二X分布.7 三、F分布4+ 76 习题 第四章假设检验. 第一节假设检验的基本原理 、假设检验的意义 .78 二、假设检验的步聚 79 三、显茅水平与两种类型的错误
目 录 ·i 四、两尾检验与一尾检验. 五、假设检验应注意的问题.83 第二节单个样本平均数的假设检验 8 第三节 两个样本平均数的假设检验 一、非配对设计两个样本平均数的假设检验.86 二、配对设计两个样本平均数的假设检验. 第四节百分率资料的假设检验.91 单个样本百分率的假设检奖 92 二、两个样本百分率的假设检验. 93 三、百分率资料假设检验的连续性矫正.9 第五节 参数的区间估计 95 一、正态总体平均数的置信区间*. 95 二项总体百分的置信区间 96 第五音方差分析 98 第一节方差分析的基本原理与步骤 98 、数学模型与基本假定。4 .99 二 平方和与自由度的分解 100 三、下检粉 103 四、多重比较. ”五、单一自由度的正交比较.。4.：， 111 第二节单因素完全随机设计试验资料的方差分析. 14 一、各处理重复数相等的方差分析. 114 二、各处理重复数不等的方差分析. 116 第三节 两因素完全随机设计试验资料的方差分析. 118 一、两因素交叉分组试验资料的方差分析.+4.*。118 二、两因素系统分组试验资料的方差分析 132 第四节 方差分析处理效应分类与期望均方. 136 一、处理效应分类.136 二、期望均方 136 三、方差分量的估计. 139 第五节数据转换 139 142 第六章X检验 145 第一节统计数 .145 、统计数X的意义.+++】4 二，的连性娇正.444. 146 第二节适合性检验 146 一，适合性检验的意义
·vi· 田间试验与统计分析（第二版） 二、适合性检验的方法.17 ·三、资料分布类型的适合性检验 第三节独立性检验.150 、独立性检验的意义 15 二、独立性检验的方法 40n5044*4444404444400040e00g15 习题. 第七章 直线回归与相关分析 .157 第一节直线回归分析.158 直线回归方程的建立 .158 直线回归的限设检验4+4*.*.4.++：161 三、直线回归的区间估计 16 第二节 直线相关分析. 一，决定系数和相关系数 相关系数的假设检验 三，直线相关分析与回归分析的关系 167 四、进行直线回归与相关分析的注意事明 168 第三节可直线化的曲线回归分析. 169 一、曲线回归分析的意义 16g 二.曲线回归的直线化 169 44.173 第八章 多元线性回归与相关分析 17 第一节多元线性回归分析.。 174 多元线性回归方程的建立： 174 二、多元线性回归的假设检验4*44.4.+.179 三，刷除不显著的白变量 183 四、自变量的相对重要性 187 第二节复相关分析. 188 一、复相关系数的意义及计算. 188 二、复相关系数的假设检验 .18 第三节 偏相关分析 190 一、编相关系数的意义及计算+.，。.19 偏相关系数的假设检验 193 习题44444444.4.19 第力音协方差分折4 196 第一节协方差分析的意义和功用.。.196 、协方差分析的意义.196 一、协方差分析的功用 第二节单因素完全随机设计试验资料的协方差分析.197 第三节单因索随机区组设计试验资料的协方差分析. .203
录 ·ix 习颗 .208 第十章试验资料的方差分析.209 第一节单因素随机区组设计试验资料的方差分析. 209 数学模型与期望均方 209 二、分折实例4444。20 ”三、区估计与结果分折4 213 第二节单因素拉丁方设计试验资料的方差分析. ,数学模型与期望均方.21 二分析实创 216 缺区估计与结果分 第三节两因素随机区组设计试验资料的方差分析.221 、数学模型与期望均方. 22 分析实例 第四节两因素裂区设计试验资料的方差分析.22 、数学模型与期望均方. 分析实例 229 ·三、缺区估计与结果分析. .236 238 第十一章正交设计试验资料的方差分析 241 第一节正交设计原理和方法.2们 ,正交设计的基本原理 241 二、正交表及其特性. 三、正交设计方法. .2 第二节正交设计试验资料的方差分析 240 单个观测值正交试验资料的方差分析. 24日 二、有重复观测值正交试验资料的方差分析.25】 第三节因素间有交互作用的正交设计与分析 25 习题 259 参考文献. .26l 附录常用统计分析软件简介 26 附表常用统计数学表. 270 附表1正态分布表.。 20 附表？正态分布的双侧分位数值表 272 附表3t值表（两尾） 27 附表4F值表（一尾方差分析用） 273 附表59值表 277 附表6 SSR值表 270 附表7X值表（右尾）.280 附表8r与R显著数值表 281 附表9常用正交表. 4+282
第一章甲田间试验 第一节田间试验概述 一、田间试验的意义、任务与要求 (一)田间试验的意义与特点 田间试验(field experiment)是指在田间土壤、自然气候等环境条件下栽培作物 并进行与作物有关的各种科学研究的试验。 作物生产是在田间进行的，田间是各种农作物的基本生活环境，作物的产量、品质 及特征特性的表现，是田间各种环境条件综合作用的结果，选育新的高产优质品种、认 识作物的生长发育规律、探素新的增产技术措施，都必须在大面积生产的田间条件下进 行试验。对于新的科研成果、从外地引进的新品种、新技术是否增产显著等，也必须在 田间条件下进行比较试验，以确定其推广应用价值。因此，在解决农业生产实际问题而 进行的农业科学研究中，田间试验占有重要的和不可替代的地位。 由于农业科学试验材料和内容的多样性和复杂性，除田闻试验外，还须采用多种其 他试验方式予以配合，如实验室试验、温室试验、人工气候箱（室）试验等，实验室或 温室试验能较严格地控制在田间条件下难以控制的某些试验条件（如温度，光照、土壤 水分等)，有助于揭示作物生长发育规律：利用人工气候箱（室）进行试验，可对温度、 湿度、日照和光强等同时调节，模拟某种自然气候条件，对于研究农业生产的理论问题 具有重大的意义。但这些试验研究结果能不能在大田生产中应用，都还必须经过田间试 验的检验。因此，田间试验是大面积推广农业科技成果的准备阶段，是农业科学试验的 重要形式。 田间试验的环境条件就是或接近大面积生产的有代表性的条件，其研究成果应用到 实际生产中容易获得预期的效果，实现大面积推广。因此，田间试验获得的科技成果， 可很快转化为现实生产力。 田间试验与环境条件、农业生产条件密切相关，概括起来具有以下几个主要特点： (1)田间试验研究的对象和材料是农作物，以农作物生长发育的反应作为试验指标 研究其生长发育规律、各项栽培技术或条件的效果。不同作物有不同的遗传特性，同 作物的不同品种也有不同的遗传特性，有其自身的生长发育规律，对外界环境条件各有 不同的反应，要求一定的适宜条件才能满足其正常生长发育，田间试验是在自然条件下 进行的试验，自然条件是多变的，要保证田间试验结果可靠，必须在不同环境条件下进 行一系列的田间试验，才能确定作物品种及其相应的栽培技术的适宜区域。 (2)田间试验具有严格的地区性和季节性。农业生产的最大特点之一是地区性很 强。任何优良品种、栽培技术、病虫害防治措能等，都因时间、地点和条件的不同而表 现出不同的效果。在一个地区进行田间试验获得的研究成果，最适宜在当地推广应用： 从外地引进的新品种、新技术都必须在当地进行田间试验，以确定其推广应用价值。由