实验设计方案

① 如何实施田间试验设计方案

答：实施田间试验设计方案要选择试验果园、供试果树树种、供试肥料种类与试验地块的区划等项目。

（1）试验果园的选择

对于基层科技人员来讲，往往喜欢选择交通便利的试验点和科技水平相对较高的果农，但是对于了解和掌握本区果树施肥的总体情况不利。因此，应特别强调在一定果树主产区域内选点的随机性和代表性，试验点应覆盖高、中、低不同肥力的果园土壤，同时试验管理的可靠性也要得到保障。

为确保果树测土配方施肥田间试验的质量，在试验地条件的选择上，特别强调以下几点：

一是要有代表性：试验地块平坦整齐、土壤肥力均匀等能代表当地果园土壤的一般条件。

二是要有果园利用记录档案：试验地块要有多年的土壤利用田间档案记录，以便了解试验地的肥力状况。尤其是对保护地果树栽培来说，在一个棚室内过去可能同时种植不同的树种，会导致土壤肥力不匀，这就需要提前观察和判断试验地肥力差异概况。

三是要有高水平的管理技能：经营试验地的果农科技意识比较强，有多年丰富的果树种植管理经验及较高的文化和科技水平，便于田间试验数据的记录、保存和交流。

（2）供试肥料种类的选择

一般选择果树生产中的常用肥料标准：

一是养分含量稳定：如果作某种养分的梯度试验，应选用单质肥料，便于田间试验方案的实施；如果是在示范推广中，也可以考虑施用一些磷酸二铵、磷酸二氢钾等二元或N∶P2O5∶K2O比例为15-15-15、16-16-16等三元复合肥；二是质量可靠，不含有害成分：一定要购买正规肥料公司生产并经过质量认证的肥料产品；同时最好在施用前重新分析成分含量，确保其不含影响果树生长发育及其果品品质的有害成分，如苹果、梨、柑橘等水果类忌施含氯化肥，更不能施用含重金属超标的垃圾肥料。

（3）供试果树树种的选择

测土配方施肥田间试验应明确供试果树树种，首先要根据当地果树生产的实际情况，一般宜选择当地最具代表性的主栽果树树种或拟推广或引进的树种进行田间试验，如表2-14。

表2-14 建议田间试验研究的果树树种

（4）试验地块的区划

在采集基础土壤样品之后，可进行整地、施肥、区划试验地、设置保护行等试验准备。在诸多的试验设计方案中，为了便于农事操作、更方便地统计数据，通常采取随机区组设计的方法。结合我国果农小户经营、果园面积相对较小的特点，小区面积：露地果园小区面积一般为30～50米2，如幼龄树可小些，成龄树可大些；保护地果园小区面积一般为20～30米2，试验处理和每小区果树株数不能太多。

为保证试验的精度，减少人为因素、土壤肥力和气候的影响，田间试验一般设3～4个重复（或区组）。采用随机区组排列，区组内土壤肥力、地形等条件应相对一致，区组间允许有误差。

“3414”试验有14个处理，在露地栽培果园中，寻找面积符合要求的试验地设置3～4次重复是可以的，但是在保护地栽培中因棚室面积很小，试验小区增多将带来试验管理和实施的难度。因此，从果园测土配方施肥田间试验的要求来看，不一定需要在每一个试验点设置重复，可以通过多年（2～3年）多点（最终20～30点）重复的办法。

② 设计完整的实验方案应包括哪些内容

1明确设定实验因子和反应因子
实验因子是指实验所操纵的因子，反应因子是指由操纵实验因子所引起的变化（即实验结果），它们的确定是进行方案设计的前提。如在“酸碱度对酶催化作用的影响”的实验中，实验因子是溶液ph值的变化，反应因子是酶催化作用的强弱。
2有效控制无关因子
所谓的无关因子并不是与实验效果无关，而是指除实验因子外也影响实验效果的因子，只是这些因子不是本实验所要探究、关心的实验因子。要考察实验因子所产生的效果，就要对无关因子进行控制，这是实验设计最显著、最重要的特点，是实验设计应遵循的基本准则。最常用的控制无关因子的方法主要有：
3成功操纵实验因子
我们正是通过操纵实验因子来观察或测量反应因子的变化的，因此实验因子的成功操纵是实验的核心。如离子交换吸附实验中的实验因子是溶液中有无离子，因此能否确保对照组中的液体无离子（实验因子的操纵）是实验能否成功的关健。
4
科学观察反应因子
实验结果是否准确，也取决于确定的观察或测量指标是否得当、是否合理、是否全面、是否清楚。如在上述“酸碱度对酶催化作用的影响”实验中，加入碘液以观察溶液有否变蓝及变蓝的程度来确定淀粉酶是否起作用及催化作用的强弱。
5需要注意的基本原则
1、科学性原则：
2、可行性原则：
3、简便性原则：
4、可重复性原则：重复、对照、随机是保证实验结果准确的三大原则。
5、单一变量原则：不论一个实验有几个实验变量，都应确定一个实验变量对应观测一个反应变量，这就是单一变量原则，它是处理实验中的复杂关系的准则之一。
6、对照性原则：实验中的无关变量很多，必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响，对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。只有设置对照实验，才能有效地排除其它因素干扰结果的可能性。
设置对照组有4种方法：
(1)空白对照：即不给对照组做任何处理；例如，在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中，实验组滴加了唾液淀粉酶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照。
(2)条件对照：这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理，目的是通过得出两种相对立的结论，以验证实验结论的正确性。
(3)自身对照:指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不再另外设置对照组；例如，“质壁分离与复原”实验，自身对照简便，但关键要看清楚实验处理前后的现象及变化差异。
(4)相互对照:不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。这种方法常用于等组实验中。“植物向光性”实验中，利用若干组燕麦胚芽鞘的不同条件处理的实验组之间的对照，说明了生长素与植物生长弯曲的关系。

③ 设计实验方案

写实验？1:实验目的2：实验原理3：实验器材和原料4：实验方法与步骤5：实验结果与讨论（注意事项）
做完实验一般就按这样的来写报告，如果是设计实验，就省去最后的结果讨论。

④ 如何书写实验设计方案

场所工具，实验材料，实验目的（验证或观察什么），理论依据（公式过定理或学说等），安全警示（123）、实验要点（过程之重点），实验过程（123）。

⑤ 实验方案设计

一、 实验内容

考虑不同库水升降条件下,“浸泡—风干”循环作用对岩石试样实验, 对每一期试样进行单轴或三轴实验, 得出在不同水位升降条件下对岩体力学参数的影响规律, 及在不同“浸泡—风干”循环期次作用下力学参数劣化规律。

二、 试验岩样

试验所用砂岩取自三峡库区秭归沙镇溪镇白水河滑坡, 为侏罗系上沙溪庙组砂岩。在同一个岩层开出较大片的岩块, 并在现场切割成小块运回试验室钻心取样。 根据《工程岩体试验方法标准》(GB/T50266—99)、 《水利水电工程岩石试验规程》(SL264—2001)以及国际岩石力学学会推荐标准, 同时满足RMT-150C岩石力学试验系统三轴试验岩样规格要求, 经过细心切磨制成尺寸为Φ50mm×100mm圆柱形试件。 试样的精度严格满足规范要求: 高度、 直径偏差≤±0.3mm, 试件两端面不平整度≤±0.05mm(图5-1)。

岩石矿物鉴定结果为绢云母中粒石英砂岩(图5-2), 孔隙式钙质胶结结构, 基质具微细鳞片变晶结构的中粒砂状结构。 岩石由石英、 长石、 岩屑、 云母等组成。 碎屑组分有燧石岩屑, 次角-次圆状, 粒径0.3mm, 占10%; 石英碎屑, 次角-次圆状, 均匀分布,粒径0.3～0.5mm, 占80%; 基质组分为绢云母, 占10%。

图5-9 有压岩石溶解仪的结构图

图5-10 水压力室俯视图

图5-11 控制箱

YRK-1岩石溶解试验仪为本试验开发的一种模拟库水压及库水升降条件下岩石溶解试验仪, 下面将对该仪器进行详细的介绍。

(1)一种模拟库水压力条件的仪器的研制

本实验仪器为一种模拟库水压力状态下水-岩作用的实验装置, 模拟蓄水后库岸岩(土)体所受水压力环境, 通过考虑不同水压力及水位升降条件下的岩石-水作用的浸泡实验, 研究库水条件下的水-岩作用及力学损伤特征。 为了达到上述目的, 本仪器制作由岩石溶解室(压力室), 动、 静水模拟控制系统, 压力控制系统, 压力传感带等组成。

水压力室: 主要由底座、 圆柱形水压力室和盖板组成, 底板与盖板之间分布有八根加固螺栓, 通过密封垫圈将圆柱形水压力室固定在底座和盖板之间。水压力室采用不锈钢和有机玻璃制作, 以便承受较大压力。

压力控制系统: 由内部压力传导系统和外部压力控制系统组成。在水压力室底部安装一个压力传感带与外部压力控制系统相接, 该压力传感带与外部压力控制系统相连; 外部压力控制系统由供压装置和高精度压力表以及压力传导管道组成, 通过高精度压力表将15MP压力转变为0～1.4MP(量程范围)的压力传递到压力传感带(稳压状态), 通过压力传感带将压力传递给水, 进而控制水压力室中的水压, 满足实验要求达到的压力状态。

动、 静水模拟控制系统: 该系统由稳压电源、 直流电机、 叶轮组成。 直流电机安装在水压力室的底板下部, 通过转轴与水压力室内部的叶轮相连。 可以模拟在动水状态下岩石的溶解特征, 也可以模拟在静水状态下岩石的溶解特征; 同时, 通过控制直流电机转速进一步模拟在不同动水状态下岩石的溶解特征。 与压力控制系统组合可以进一步模拟在水库库水压力状态下(具有一定的流速情况下)的水-岩作用。 同时在水压力室下部设置水样采集口, 通过水样分析研究岩石溶解特征。

(2)岩石溶解仪操作步骤

a. 压力室放置试样。 首先将制备好的岩样放入水压力室内, 分层直立或横卧摆放;盖上盖板并将加固螺栓拧紧, 固定好。

b. 压力室充水。 通过进水管向水压力室内注水, 注水期间将放气螺丝打开, 将水压力室内空气排除, 直至水漫出注水管后, 封闭进水管, 拧紧放气螺丝。

c. 控制压力室水压力。 连接外部压力控制系统与内部压力控制系统, 确认连接完成后, 将总控箱中的气源压力调节阀全部放开(拧至最松位置), 放气阀放到“开”的位置。 缓慢旋转气源压力调节阀, 按照实验要求调节压力, 并通过外部压力系统通过压力传到装置将压力传递给水, 保证水-岩作用是在一定库水条件下进行。

d. 取出试样。 完成一个实验周期之后(实验流程要求), 获取试样之前, 首先关闭总气源(氮气瓶), 按照试验流程调节阀慢慢将气源压力减小, 打开放气阀以及放气螺丝,使残余气体放出。 开放水样采集口, 获取足够水样供分析。 取出岩样做相应分析。

(3)岩石溶解试验仪的特点

该仪器制作的优点是: 结构简单、 易操作、安全可靠, 可以模拟库区岩体所处不同水压力环境, 根据需要保持或调节水压力状态模拟库水位升降; 设置动、 静水模拟控制系统, 以模拟库水扰动; 设置取水管道, 以便分析离子浓度的变化。

该仪器可以模拟在库水升降条件及水压力状态下岩石所处的水环境, 为研究库水条件下水-岩作用机理及力学特性而提供一套室内实验平台。