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前 言

往期已为您介绍了科技论文的概念、选题、注意事项等：

1.概述

2.选题

3.试验设计（1）

3.试验设计（2）掌握常用参数、试验操作明确所需药剂、所用仪器

3.试验设计（3）误差控制 费希尔三原则1.平行重复

3.试验设计（3）误差控制 费希尔三原则 2.随机化

3.试验设计（3）误差控制 费希尔三原则 3.局部控制

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3

试验设计（4）

本期基于前几期介绍的试验原则——设置重复（每个试验处理要重复多次）、随机化（试验处理与试验单元建立联系）、局部控制/区组化（控制非试验因素），讲讲常用的几种试验方案设计，包括单因素轮换法、析因试验设计法、分割试验设计法、正交试验设计法，为研究者提供参考。

1

单因素轮换法

定义：在一个多因素影响体系中，每次只改变一个影响因素，其他因素不变，逐个地找出各因素的最优水平，联合起来得到最优水平组合，又称之为单因素轮换试验的最优解。

单因素轮换试验共需要进行k₁+…+k_n-n+1次试验，其中n为试验的因素个数，k₁，…，k_n分别为第1至第n个因素的水平个数。

优点：简单直观

缺点：①要达到同样的效应估计精度，需要更多的试验次数；②不能估计某些交互作用；③分析结论不具普遍性；④可能错过最优因素水平组合；⑤从根本上排除了随机性，易受试验时间因素的影响。

2

析因试验设计法

定义：一种多因素试验设计。可将2个或多个因素的各个水平进行排列组合，交叉分组进行全面试验。总的试验方案(组合)是各因素水平的乘积。

以2×2析因设计(2个因素，每个因素均为2个水平，常可写成2²析因设计)为例：

A因素(A₁、A2)和B因素(B1、 B2) ，其4种试验方案或组合可写为A1B1、 A1B2、A2B1、 A2B2。

优点：①可分析各因素的主效应（某因素各水平间的平均效应差异）和交互效应（一个因素的水平改变会影响另一个因素的效应），每个水平的重复次数增多，提高了试验的精度。②完全随机分配情况下，可允许数据缺失。

缺点：当因素较多或水平数较多时，所需试验次数过多。因素数最好不多于6个，水平数以2~3个为宜。

3

分割试验设计法

前述2种试验设计方法是将各因素的全部水平相互组合按随机的顺序进行试验。但是在某些情况下，由于条件限制，或为节省费用与试验时间，不便或不宜采用全组合试验设计，这时可采用分割试验设计。

在分割试验设计中，不是将全部因素随机组合，而是将其中某一因素A先随机化安排。在此前提下，再将另一因素B随机化安排，组合成各种试验设计条件。在分割试验设计中，因素A和因素B在试验中的地位是不同的，因素A称为主因素，因素B称为副因素。

下面以二因素试验为例，说用分割试验设计方法。因素A为三水平，因素B为二水平，进行3次重复试验。全组合试验设计与分割试验设计方法如表1、表2所示。

在全组合试验设计中因素A要变化6次，而在分割试验设计中因素A只变化3次。如果试验中改变因素A难以实现，或者耗费较大，采用分割试验设计比采用全组合试验设计显然更具有优越性。

4

正交试验设计法

定义：用正交表安排多因素试验的方法。

该方法是依据数据的正交性(即均匀搭配、整齐可比)来进行试验方案设计的。由于该方法应用广泛，为了方便起见，已经有一套现成规格化的正交表。根据正交表的表头和其中的数字结构就可以科学地挑选试验条件(因素水平)，合理地安排试验，几种常用正交表如下。

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更多分析结果

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优点：①能在众多的试验条件中选出代表性强的少数试验条件；②根据代表性强的少数试验结果数据可推断出最佳的试验条件或生产工艺；③在正交试验的基础上，不仅可作方差分析，还能使回归分析等数据处理的计算变得简单。

关于试验设计方案就介绍到这里，本系列下期将展开讲讲数据处理与图表制作。更多科技论文写作小贴士，敬请关注。

《江苏农业科学》（半月刊）1973年创刊，是江苏省农业科学院主管并主办的综合性农业科技期刊。

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学科排名：位列《科技期刊世界影响力指数（WJCI）报告》2022版中国农业科学第九，知网年报农业科学综合第四，均入Q1区。

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