韓永亮 路正營 李世云等

摘要簡述了Excel在一年多點(diǎn)區(qū)域試驗(yàn)分析中的應(yīng)用。依據(jù)聯(lián)合方差分析原理，介紹僅用Excel 數(shù)據(jù)分析功能也可完成聯(lián)合方差分析的新方法，其計(jì)算結(jié)果可靠。該研究為區(qū)域試驗(yàn)分析提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞Excel； 方差分析； 區(qū)域試驗(yàn)；線性混合模型

中圖分類號S11文獻(xiàn)標(biāo)識碼

A文章編號0517-6611（2015）07-007-03

Application of Excel in Multi-location One Year Regional Experiments

HAN Yong-liang， LU Zheng-ying， LI Shi-yun et al （Handan Academy of Agricultural Sciences， Handan， Hebei 056001）

Abstract The application of Excel in multi-location one year regional experiments was elaborated. Based on the principle of variance analysis， the new method of multi-location one year experiments data analysis was introduced with Excel， which was basically in accordance with those from the DPS software.The study can provide reference for extend and application of the Excel software

Key words Excel； Variance analysis； Regional crop trials； Linear mixed model

品種區(qū)域試驗(yàn)是由多個不同環(huán)境下的試驗(yàn)構(gòu)成的通過這些試驗(yàn)分析和評定新品系在不同生態(tài)區(qū)域的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性以及其他綜合表現(xiàn)[1]，是農(nóng)作物品種審定的重要依據(jù)。準(zhǔn)確、快速地分析試驗(yàn)結(jié)果是非常重要的。現(xiàn)已有多種專業(yè)性很強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)分析軟件如 SPSS、SAS、DPS等[2]。這些軟件雖然功能強(qiáng)大，但使用一般較復(fù)雜，需要一定時間的學(xué)習(xí)才能掌握[3]。在沒有專用軟件的況下，使用Excel 2003～2007進(jìn)行分析，也可以完成區(qū)試的多點(diǎn)試驗(yàn)方差分析。筆者以區(qū)試10 個品種、3 次重復(fù)、11個試點(diǎn)為例，介紹Excel 2007的一年多點(diǎn)聯(lián)合方差分析的操作方法。

1一年多點(diǎn)試驗(yàn)基本原理

在品種區(qū)試中，多點(diǎn)試驗(yàn)起到了以空間換時間的作用。一年多點(diǎn)試驗(yàn)可以看作一個雙因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)[4]。 設(shè) 有v個品種，在u個地點(diǎn)做比較試驗(yàn)。每個地點(diǎn)皆設(shè)r個區(qū)組（重復(fù)），按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)，則第i個品種（i=1， 2 …v）在第j個地點(diǎn)（j=1， 2…u）第k區(qū)組（k=1， 2…r）的觀測值為xijk。它的線性模型為：

xijk=μ+τi+vj+（τυ）ij+ρjk+εijk

式中，μ為群體的平均值；τi為品種i的效應(yīng)值；vj為地點(diǎn)j的效應(yīng)。（τv）ij為品種×地點(diǎn)互作效應(yīng)，ρjk為地點(diǎn)內(nèi)的區(qū)組效應(yīng)，εijk為隨機(jī)誤差[5-6]，由此可以得到一年多點(diǎn)區(qū)域試驗(yàn)的方差分析表（表1）。若方差分析中各效應(yīng)的差異在0.05水平顯著，則可進(jìn)一步進(jìn)行多重比較，以檢查不同品種間或不同地區(qū)間的各效應(yīng)是否存在差異。多重比較采用Duncan`s新復(fù)極差方法，為此要計(jì)算出各效應(yīng)差數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤。通過表1可以看出平均和（SS）的計(jì)算量通常較大，如果已知平方和，那么自由度和均方的計(jì)算非常簡單，利用Excel公式就可以計(jì)算。因此，數(shù)據(jù)分析主要是平方和的分解。

表1一年多地試驗(yàn)的方差分析

變異來源 自由度（df） 平方和（SS） 均方（MS）Ems（固定模型）

地點(diǎn)內(nèi)區(qū)組u（r-1）SSrMSr

地點(diǎn)u-1SSuMSu σ2ε+rvχ2u

品種v-1SSvMSv σ2ε+rvχ2v

品種×地點(diǎn)（u-1）（v-1）SSvuMSvu σ2ε+rχ2uv

試驗(yàn)誤差u（r-1）（v-1）SSε MSε σ2ε

總計(jì)ruv-1SSt

2基本方法

2.1數(shù)據(jù)輸入

該文的數(shù)據(jù)源自潘家駒主編的《作物育種學(xué)總論》[7]1981年江蘇省中秈稻區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表2）。數(shù)據(jù)分析軟件為Microsoft Excel 2007。P1至P10分別代表10個品種，A1至A11代表11個試點(diǎn)。按表2樣式輸入Excel工作表中即可。

2.2單試點(diǎn)方差分析

在Excel工作表中完成數(shù)據(jù)錄入后，開始對每個試點(diǎn)進(jìn)行方差分析，以A1試點(diǎn)為例進(jìn)行方差分析。首先，單擊Excel菜單“數(shù)據(jù)”欄，選擇 “數(shù)據(jù)分析”功能項(xiàng)， 再在對話框內(nèi)選擇“無重復(fù)雙因素方差分析”分析項(xiàng)（圖1）， 下一步單擊確定按鈕出現(xiàn)下圖的“無重復(fù)雙因素方差分析”對話框（圖2）；在輸入?yún)^(qū)域， 選中包括A1試點(diǎn)的原始數(shù)；在輸出區(qū)域指定單元格，單擊“確定”可以得到表3方差分析結(jié)果。

按照上面的方法，依次計(jì)算出A2至A11試點(diǎn)的方差分

析表，其他試點(diǎn)的方差分析表省略，依據(jù)各點(diǎn)方差分析表寫

3討論

依據(jù)模型不同，方差分析表中F有不同的計(jì)算方法。如果用固定模型，那么F值計(jì)算均以誤差均方為分母；如果是隨機(jī)模型，那么地點(diǎn)內(nèi)區(qū)組、品種×地點(diǎn)的F值以誤差均方為分母。品種、地點(diǎn)效應(yīng)的F值以品種×地點(diǎn)為分母，但是隨機(jī)模型中各個因素效應(yīng)均為隨機(jī)，實(shí)際上品種效應(yīng)一般較固定，因此隨機(jī)模型在分析中使用不太合理。如果選用固定模型，那么由于試點(diǎn)固定，所得結(jié)論僅限于試點(diǎn)應(yīng)用范圍有些狹窄，同時由于品種推廣不可能只在這幾個試點(diǎn)種植，所以固定模型在區(qū)試分析中具有一定的局限性。比較合理的模型是選用品種固定以及試點(diǎn)、區(qū)組隨機(jī)的線性混合模型，這種模型的F值估算中地點(diǎn)內(nèi)區(qū)組、品種×地點(diǎn)的效應(yīng)是以試驗(yàn)誤差為分母；品種效應(yīng)的F值是以品種×地點(diǎn)互作為分母估算；地點(diǎn)效應(yīng)的F值是以地點(diǎn)內(nèi)區(qū)組為分母估算。Excel 經(jīng)過簡單操作后就可以輸出方差分析的結(jié)果，但不能直接給出多重比較的結(jié)果。值得注意的是，多重比較要計(jì)算出各效應(yīng)差數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)方，計(jì)算公式SE2=（品種×地點(diǎn)均方）/（ur），其中ur為品種樣本容量[7]。在熟知其原理的基礎(chǔ)上，利用Excel函數(shù)進(jìn)行多重比較并不困難。雖然Excel 統(tǒng)計(jì)部分的“加載宏”并非專為農(nóng)業(yè)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)而寫，沒有關(guān)于田間設(shè)計(jì)的計(jì)算方法[8]，但是將Excel 軟件提供的數(shù)據(jù)分析庫中的幾種方差分析工具組合起來，使用得當(dāng)，同樣可以用于農(nóng)業(yè)上常用的隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)的方差分析。

43卷7期

韓永亮等Excel在一年多點(diǎn)區(qū)域試驗(yàn)分析中的應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

[1]

謝德慶， 閆殿海.作物區(qū)域試驗(yàn)中對品種評價方法的探討[J]. 青海農(nóng)林科技， 2006（2）：4-7.

[2] 張群遠(yuǎn)， 孔繁玲.作物品種區(qū)域試驗(yàn)的評價體系及方法[J]. 農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究， 2000，16（2）：81-85.

[3] 馬俊青，張靜，周琳.EXCEL 在農(nóng)林試驗(yàn)多因素統(tǒng)計(jì)分析中的應(yīng)用[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（30）：159-163.

[4] 馬育華.田間試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1985.

[5] 唐啟義，馮明光.實(shí)用統(tǒng)計(jì)分析及其DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[M].北京：科學(xué)出版社，2002.

[6] 胡希遠(yuǎn)，李建平，宋喜芳. 空間統(tǒng)計(jì)分析在作物育種品系選擇中的效果[J].作物學(xué)報(bào)， 2008， 34（3）： 412.

[7] 潘家駒.作物育種學(xué)總論[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1992：211-220.

[8] 霍世清，張靜，馮崗.EXCEL在裂區(qū)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析中的應(yīng)用[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（30）：159-163.