Excel在一年多點區(qū)域試驗分析中的應(yīng)用

韓永亮 路正營 李世云等

摘要簡述了Excel在一年多點區(qū)域試驗分析中的應(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，其計算結(jié)果可靠。該研究為區(qū)域試驗分析提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞Excel； 方差分析； 區(qū)域試驗；線性混合模型

中圖分類號S11文獻標識碼

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)域試驗是由多個不同環(huán)境下的試驗構(gòu)成的通過這些試驗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)。準確、快速地分析試驗結(jié)果是非常重要的。現(xiàn)已有多種專業(yè)性很強的統(tǒng)計分析軟件如 SPSS、SAS、DPS等[2]。這些軟件雖然功能強大，但使用一般較復雜，需要一定時間的學習才能掌握[3]。在沒有專用軟件的況下，使用Excel 2003～2007進行分析，也可以完成區(qū)試的多點試驗方差分析。筆者以區(qū)試10 個品種、3 次重復、11個試點為例，介紹Excel 2007的一年多點聯(lián)合方差分析的操作方法。

1一年多點試驗基本原理

在品種區(qū)試中，多點試驗起到了以空間換時間的作用。一年多點試驗可以看作一個雙因素隨機區(qū)組試驗[4]。 設(shè) 有v個品種，在u個地點做比較試驗。每個地點皆設(shè)r個區(qū)組（重復），按隨機區(qū)組設(shè)計進行試驗，則第i個品種（i=1， 2 …v）在第j個地點（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j的效應(yīng)。（τv）ij為品種×地點互作效應(yīng)，ρjk為地點內(nèi)的區(qū)組效應(yīng)，εijk為隨機誤差[5-6]，由此可以得到一年多點區(qū)域試驗的方差分析表（表1）。若方差分析中各效應(yīng)的差異在0.05水平顯著，則可進一步進行多重比較，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新復極差方法，為此要計算出各效應(yīng)差數(shù)的標準誤。通過表1可以看出平均和（SS）的計算量通常較大，如果已知平方和，那么自由度和均方的計算非常簡單，利用Excel公式就可以計算。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）

地點內(nèi)區(qū)組u（r-1）SSrMSr

地點u-1SSuMSu σ2ε+rvχ2u

品種v-1SSvMSv σ2ε+rvχ2v

品種×地點（u-1）（v-1）SSvuMSvu σ2ε+rχ2uv

試驗誤差u（r-1）（v-1）SSε MSε σ2ε

總計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《作物育種學總論》[7]1981年江蘇省中秈稻區(qū)域試驗數(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。按表2樣式輸入Excel工作表中即可。

2.2單試點方差分析

在Excel工作表中完成數(shù)據(jù)錄入后，開始對每個試點進行方差分析，以A1試點為例進行方差分析。首先，單擊Excel菜單“數(shù)據(jù)”欄，選擇 “數(shù)據(jù)分析”功能項， 再在對話框內(nèi)選擇“無重復雙因素方差分析”分析項（圖1）， 下一步單擊確定按鈕出現(xiàn)下圖的“無重復雙因素方差分析”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，依次計算出A2至A11試點的方差分

析表，其他試點的方差分析表省略，依據(jù)各點方差分析表寫

3討論

依據(jù)模型不同，方差分析表中F有不同的計算方法。如果用固定模型，那么F值計算均以誤差均方為分母；如果是隨機模型，那么地點內(nèi)區(qū)組、品種×地點的F值以誤差均方為分母。品種、地點效應(yīng)的F值以品種×地點為分母，但是隨機模型中各個因素效應(yīng)均為隨機，實際上品種效應(yīng)一般較固定，因此隨機模型在分析中使用不太合理。如果選用固定模型，那么由于試點固定，所得結(jié)論僅限于試點應(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、區(qū)組隨機的線性混合模型，這種模型的F值估算中地點內(nèi)區(qū)組、品種×地點的效應(yīng)是以試驗誤差為分母；品種效應(yīng)的F值是以品種×地點互作為分母估算；地點效應(yīng)的F值是以地點內(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，多重比較要計算出各效應(yīng)差數(shù)的標準方，計算公式SE2=（品種×地點均方）/（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)進行多重比較并不困難。雖然Excel 統(tǒng)計部分的“加載宏”并非專為農(nóng)業(yè)試驗統(tǒng)計而寫，沒有關(guān)于田間設(shè)計的計算方法[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，同樣可以用于農(nóng)業(yè)上常用的隨機區(qū)組試驗的方差分析。

43卷7期

韓永亮等Excel在一年多點區(qū)域試驗分析中的應(yīng)用

參考文獻

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

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[8] 霍世清，張靜，馮崗.EXCEL在裂區(qū)試驗統(tǒng)計分析中的應(yīng)用[J].中國農(nóng)學通報，2011，27（30）：159-163.