4．育种工作的不同阶段
在整个新品种选育的过程中，品系数由多到少，种子数量由少到多，对试验精确度的要求由低到高。因此，在育种过程的各个阶段中所采用的小区面积应从小到大。
5．处理数
处理数较多时，小区面积可适当小些。 6．试验过程中取样的需要
如需在试验过程中取样进行各种测定，则应相应增大小区面积。 7．边际效应和生长竞争
边际效应是指小区两边或两端的植株，因占较大空间而表现的差异。因此，小区面积确定应考虑边际效应的大小，边际效应大的应相应增大小区面积。生长竞争是指当相邻小区种植不同品种的作物或施用不同的肥料时，由于株高、分蘖力或生长期的不同，通常有一行或更多行受到影响而带来的差异。一般来说，对于这些效应和影响的处理办法，是将小区的每一边除去1～2行，两端各除去0.3～0.5m左右，留下面积是准备收获的面积，观察记载及计算产量均应在此面积上进行，我们将此面积称为收获面积或计产面积。
试验小区面积大小，在考虑上述因素情况下，可参考表2-1。
表2-1常用田间试验小区参考面积（m2）
试验地条件和试验性质
作物类型 大株作物
土壤肥力均匀 土壤肥力不均匀 生产性示范试验 微型小区试验
小株作物 谷类作物 谷类作物 稻麦类作物
小区面积
最低限 30 20 60～70 300～250
1
一般范围 60～130 30～100 130～300 600～700 4～8
二、试验小区形状与方向
小区形状是指小区长度与宽度的比例。适当的小区形状在控制土壤差异降低试验误差方面有着重要作用。我们通常采用长方形小区，尤其是狭长形小区，因为狭长形小区相对于正方形小区，能更好的包含试验地土壤的复杂性，从而能相应减少小区间土壤差异以及由此产生的试验误差。
小区的长宽比可为3～10：1，甚至可达20：1。一般而言，小区面积较大时，长宽比以2～3：1为宜；小区面积较小时，以3～5：1为宜。此外，小区长宽比的确定还应根据试验地形状、面积及小区多少等因素进行适当调整。
在已知试验地的肥力梯度变化时，小区的方向必须是长边与肥力梯度变化方向一致。这样就使小区方向与肥力梯度变化方向平行，而区组方向则与肥力梯度变化方向垂直（图2-3）。
Ⅰ 2 3 1 7 5 8 4 6
肥
力Ⅱ 梯
度
Ⅲ 图2-3 按土壤肥力变异趋势确定小区排列方向
（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表重复，1、2、??代表小区）
当试验地占有不同的前茬时，小区的长边应与不同茬口的分界线垂直。 当试验地为缓坡时，由于坡上与坡下的土壤水分和养分存在差异，小区的长边应与缓坡倾斜的方向平行（图2-4）。
正方形小区具有最短的周长，且计产面积占小区面积的比例最大。因此有利于降低边际效应及生长竞争。当我们确实不知土壤差异的表现形式时，宜采用正方形小区，因为在这种情况下，正方形小区虽不如狭长形小区那样能获得较高的精确度，但也不会产生较大的误差。
肥 大 豆 茬
玉 米 茬 瘠
坡度走向
三、重复和对照区设置
图2-4 小区排列方向示意图
前面我们讲过，田间试验中设置重复次数越多，试验误差就越小。但是当重复次数超过
了一定的范围后，不仅误差减少的缓慢，而且因此投入的人力、物力和财力还会大大增加。所以，重复次数的多少，一般要根据试验所要求的精确度、试验地土壤差异大小、试验材料数量、试验地面积以及小区大小等具体情况来确定。试验精确度要求高的，重复次数应多些；试验田土壤差异较大的，重复次数应多些；试验材料多的，重复次数应多些；试验地面积大的，允许较多重复。一般来说，当小区面积较小时，通常可设置3～6次重复；当小区面积较大时，可设置3～4次重复；当进行大面积对比试验时，设置2次重复即可。
在一般情况下，田间试验的一个区组便是一个重复。试验的全部重复可以排成双排式或者多排式，甚至也可以与其他试验排在一起，排成双排或者多排，这要根据试验地形状以及整个试验地的布局来确定，但重复排列必须遵循局部控制的原则。若试验地不存在明显的方向性肥力差异，且处理不多，也可采用单排式。（图2-5）
田间试验应设置对照区(check，符号CK)，作为处理比较的标准。对照应是当地推广的优良品种或最广泛应用的技术措施。设置对照目的是：（1）在观察和比较试验中的各个处理时，作为衡量处理优劣的标准；（2）用以估计和矫正试验地的土壤差异。通常一个试验只设置一个对照，但有时为了适应某种要求，可以同时设置两个或多个对照（如作物品种比较试验则可同时设置早熟、晚熟两个品种作为对照）。
Ⅰ II Ⅲ 单排式 II Ⅰ Ⅲ Ⅳ 双排式 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 多排式 图2-5 重复的排列方式 四、保护行（区）设置
在试验地周围设置保护行（通常用G表示）的作用是：（1）保护试验材料不受人畜等外来因素的践踏和损坏；（2）防止靠近试验地四周小区受到空旷地的特殊环境的影响即边际效应，使处理间能有正确的比较。
保护行数目视作物种类的具体情况而定。一般禾谷类作物的保护行应设置4行以上。各小区之间一般连接种植，不设保护行；各重复之间除有特殊需要可设置2～3行外，一般也不设保护行。
保护行种植品种，可用对照品种。由于比供试品种略为早熟的品种可以在供试品种成熟前提前收割，这样既可以避免与试验小区作物发生混杂、减少鸟兽等对试验区作物的危害，同时也便于试验小区作物的收割。因此保护行多采用比供试品种早熟的品种。
在实际的田间试验过程中，我们对田间 试验的布置和管理有什么样的要求？要 达到什么样的目的呢？
五、田间道路设置
为了便于观测计载和田间作业，试验地就设置0.5～1m 宽的田间道路。为了尽量节省土地和减少边际效应，田间道路不必设置过多。通常每两排小区之间以及重复与两端保护行之间设置田间道路，小区与小区之间一般相连种植，不留田间道路。两侧小区与保护行间一般
不设置田间道路。若小区间设田埂，则两侧小区与保护行间也设田埂。
小 结
基本原理 随机排列 局部控制 田间试验设计 试验小区的面积 土壤肥力差异 误差概念 管理措施的差异 试验误差 误差来源 试验材料的差异 控制途径 偶然性因素 设置重复
试验小区的形状与方向 小区技术 重复和对照的设置 保护行（区）的设置 田间道路设置 复习思考题 1．什么是试验误差？有何特点。
2．田间试验设计的原则是什么？它们对试验起什么作用？
3．小区的面积和形状对减少土壤差异有什么作用？如何确定小区面积和形状？ 4．重复次数在降低试验误差上有什么作用？如何确定重复次数？ 5．在田间设计中设置对照和保护区有何意义？
6．试验误差的来源有哪些？应采取哪些措施降低试验误差？ 7．如何选择和培养试验地？
第四节 田间试验设计
田间试验设计（field experiment design）广义的理解是指整个试验研究课题的设计，包括确定试验处理的方案，小区技术，以及相应的资料搜集、整理和统计分析的方法等；狭义的理解专指小区技术、特别是重复区和试验小区的排列方法。本节所讨论的试验设计均指狭义的设计。
田间试验设计的主要作用是降低试验误差，提高试验的精确度，使研究人员能从试验结果中获得无偏的处理平均值以及试验误差的估计量，从而能进行正确而有效的比较。科学试验设计是以下面三个基本原则为依据的：
1．重复（replication）试验中同一处理种植的小区数即为重复次数。如每一处理种值一个小区，则为一次重复；如每处理有两个小区，称为两次重复。
重复的作用是估计试验误差。试验误差是客观存在的，但只能由同一处理的几个重复小区间的差异估得。同一处理有了两次以上重复，就可以利用重复小区之间的产量（或其它性状）差异估计误差。如果试验的各处理只种一个小区，则同一处理将只有一个数值，无从求得差异，亦无法会计误差。
重复的另一主要作用是降低试验误差，以提高试验的精确度。数理统计学已证明误差的在重复次数的平方根成反比。重复多，则误差小，有四次重复的试验，其误差将只有二次重复的同类试验的1/2。此外，通过重复也能更准确地估计处理效应。因为单一小区所得的数值易受特别高或低的土壤肥力的影响，多次重复所估计的处理效应比单个数值更为可靠，使处理间的比较更为有效。
2．随机排列（random assortment）随机排列是指一个区组中每一处理都有同等的机会设置在任何一个试验小区上，避免任何主观成见。进行随机排列，可用抽签法、计算器（机）产生随机数字法或利用随机数字表（附表1）。
3．局部控制（local control）局部控制就是将整个试验环境分成若干个相对最为一致的小环境，再在小环境内设置成套处理，即在田间分范围分地段地 控制土壤差异等非处理因素，使之对各试验处理小区的影响达到最大程度的一致。因为在较小地段内，试验环境条件容易控制一致。这是降低误差的重要手段之一。田间试验设置重复目的在降低误差，但是增加了重复，由于相应增加了全试验田的面积，必然会增大土壤差异。为了克服这各困难，可将试验田按重复次数划分为差异，最好能按肥力划分区组，使区组内相对均匀一致，每一区组再按供试品种或处理数目划分小区，安排全套品种或处理。这样，试验误差的来源只限于区组内较小块地段的微小土壤差异，而因增加重复面扩大试验田所增大的土壤差异无关。这种布置就是田间试验的“局部控制”原则。
田间试验设计三个基本原则的关系及其作用见示意图。