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田間試驗的設計是科學研究計劃的一部分，是根據試驗目的與要求和試驗的具體條件，制定的研究方法、步驟、小區(qū)的設置和田間排列、實施過程的具體要求，調查項目和標準、總結統(tǒng)計分析的方法等一套規(guī)則，來保證取得研究結果。
周密的試驗設計可使我們花費較少的人力、物力、時間，而得到完整的可靠資料和應有的預期效果。
反之，考慮不周，有缺陷的試驗設計未能包括應有的處理，或方案過于龐雜，以致結果難以分析，或是試驗方法步驟不當，就是其它方面執(zhí)行良好，也得不到應有的資料和效果，因而不能很好的完成試驗任務。
所以試驗設計是試驗工作的重要部分，遵循一些基本原則，慎重制定。
一、試驗設計的基本原則
（一）重復原則：試驗中同一處理種植的小區(qū)數(shù)即為重復數(shù)。如果每個處理種植兩個小區(qū)，就稱做重復兩次。
1. 重復的主要作用
重復的功能是估計試驗誤差，雖然試驗誤差是客觀存在的，只要同一處理多種幾個小區(qū)，就可以從同一處理重復小區(qū)間的差異來估算試驗誤差的差值。如果一個處理只有一個小區(qū)，不能求得差異，無法計算試驗誤差的估值，也就無法確定試驗得到的觀測值究竟屬于處理間真實的差異，還是由于處理所用材料或試驗條件造成的差異。
在這種情況下，既可把試驗觀測值的差異解釋為處理間差異，又可說成試驗條件不一造成的差異，還可以說是試驗處理取材差異，究竟哪種是對的，沒有可靠的客觀標準。由此可見設置重復可以減少偶然性干擾，從而
多重復的平均值顯然能夠縮小處理平均值的標準誤差，從而能夠提高試驗的準確性，平均值更可靠。
設置、增加重復，還可將更多種材料類型盡可能的包括進來，試驗結果的適用范圍因而隨之擴大。
如在某地區(qū)種植的兩個谷子品種的豐產性是否有真實的差異，這個地區(qū)分早薄地和水肥地兩種類型，試驗的目的是要得出哪個品種適合在哪類土地上種植的結論，我們的試驗都應包括這兩類土地兩個品種，值得注意的是各重復內的土地類型應盡可能一致，而重復間的條件則不必非常一致。
在品種多年多點的區(qū)域試驗中，由于年際間氣象條件是變化的，要推廣的品種是在未來的年份中應用的，所以了解年份對不同品種的效應是十分重要的。同樣，不同試點也包括在試驗中，無論是年份、地點上的重復試驗，都可以看作是廣義上的重復，目的是擴大試驗結果的推論所適宜的種植范圍。
這個原則也經常用于室內試驗中，在不同條件下，重復做同一個試驗，以便在試驗可能存在的不同條件下，測定處理的重復力。
2.影響重復數(shù)的因素
一個試驗所需要的重復數(shù)主要取決于所需要的準確度，需要試驗結果的可靠性越高，重復數(shù)就越多。設置4個重復就能察覺差異，就沒有要設5個重復，反之，如果一個試驗的重復次數(shù)不足以統(tǒng)計計算處理間的重要差異，這樣的試驗也就沒有意義。
處理數(shù)目的多少也影響試驗的準確度，因為根據所要求的準確度來確定重復次數(shù)，所以對于誤差自由度小于20的小試驗尤為重要。
若僅比較兩個品種，那么要達到10個品種對比所能達到的同樣的準確度，就需要多設重復，以便增加估算試驗誤差的自由度。
總之，影響重復次數(shù)的因素較多，還要根據人力物力等實際情況決定重復次數(shù)。如果這方面的條件有限，則應適當減少處理數(shù)目，縮小試驗規(guī)模，以便滿足要求，這要比攤子大、試驗粗糙、結果不太可靠，的一個僅供參考的結論好得多。
（2） 隨機原則
隨機化是現(xiàn)代試驗設計的特點之一，它是由統(tǒng)計學家R.A.Fisher先提出，隨機排列就是各處理小區(qū)在試驗地的位置按隨機排列，不能摻加人的主觀愿望進行排列，以保證能夠獲得確實可靠的無偏的試驗誤差。
隨機與偶然的意思不同，隨機是保證各處理具有同等的受干擾的機會，隨機排列就是使各處理在試驗地中居任何一個小區(qū)位置的機會均等，但隨機排列不能克服不良的試驗技術。
（3） 局部控制原則
局部控制就是將試驗田按照土壤肥力高低劃分成幾個局部地段，在局部地段隨機排列一次各處理就是一個區(qū)組，稱做一個重復，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)組內的土壤肥力盡量相對一致。
設置重復提供了正確估計試驗誤差和有效的減少試驗誤差的基礎，有了重復才有可能使試驗處理隨機排列，從而能正確估計誤差，有了重復才有局部控制的可能，從而達到有效地減少誤差的目的。
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