在田间条件下，对各种试验所作的科学布置。田间试验最终目的是了解各处理间有无差异、差异显著度及产生差异的原因。为此，田间试验必须在可比条件下进行。由于林木个体高大，所占空间多，经济成熟期（见经济成熟）长，参试株数少；林地因地形、地势、坡向、坡度、山涧沟谷而显复杂性，提供可比的田间试验条件难度大。因此，林业中的田间试验设计除遵循一般田间试验的原则和方法外，还具有它本身的特殊性，主要表现在：更重视局部控制；尽量压缩小区面积；注重多点重复和年度重复等。

①设置重复：一个试验处理栽植的小区在一个试验中出现一次以上称重复。设置重复可提高试验的精确度，扩大试验范围，提供误差估计量。②随机化：每一处理小区在每个区组内，以及各个重复间的排列位置是随机的。随机化可消除系统误差，与设置重复相结合，可以更合理地估计试验误差。③局部控制：控制一个重复区组立地条件的一致性，允许区组间立地条件有差异，可在不同坡位、坡向，甚至不同地段安排不同的重复区组。

①试验地选择：正确选择试验地是减少设计难度、提高试验精确度的关键环节，除一般要求外，应尽量选择地形比较一致、平坦、坡面较大的地段。②小区设置：每一处理材料栽植的地段称为一个小区。小区面积依试验阶段、试验材料数量、重复次数、试验地情况等不同而定。现较多采用较小的小区，以便在一个区组内安排较多的处理材料，获得较多的统计量，利于试验地的规划利用；同时在有较多重复下，小的小区仍可获得一定试验精度。其缺点是加大了小区间的差异，不利于获得群体结构资料。小区可小到只栽一株树，一般为4～16株。在试验阶段后期，如中间试验、区域化栽培试验，小区面积应加大。小区形状常采用的是长方形。长方形小区可减少小区间的差异，长边应与坡面平行。株行距影响小区大小，亦与各处理间影响有关，一般多采用当地生产中的株行距。若试验期短，应采用较小的株行距。③重复次数：与小区排列方法、小区大小、试验精度、立地条件等有关。在一定幅度内，重复次数越多，试验精度越高。重复次数应在3次以上。④设置对照：对照种类决定于试验内容，如家系、无性系比较试验，采用当地一般生产用种作对照；杂交种比较试验，应以父母本作对照，若父母本均非当地主栽种时，还应加当地主用种作对照。⑤保护行：为消除边际效应，防止人畜鸟兽危害，在试验地四周应设置1～2行保护行。一些特殊试验，如喷药、施肥等，为避免处理效果扩散到相邻小区，还需设置小区间保护行。用作保护行的树种一般应与试验树种相同，起码应是与试验树种的生态习性、生长速度相同的树种。一些需设置授粉树的树种，可结合保护行或专门设置授粉树。保护行和授粉树均不参与试验。

试验设置方法主要有随机区组设计、分组随机区组设计、裂区设计、平衡不完全区组设计、平衡格子设计等几种。

机区组设计

根据局部控制和随机化原则，将每一处理在每一区组内设置一个小区，进行随机排列，而且区组间也进行随机排列。此种设计方法简单易行，尤其可以灵活利用山地多变条件，是树木育种田间试验中最常用的方法。其主要缺点是当处理数量多时，难于进行局部控制。

分组随机区组设计

又称配合试验设计。将处理分成若干组，每组采用共同对照，各组分别进行随机区组设计，各组调查数据通过共同对照加以调整，然后进行统计分析。这种方法可以获得与随机区组设计相似结果，是解决处理数量多、难于局部控制的较好方法。

裂区设计

在复因子试验时，将试验小区再划分成若干（随处理水平而定）副区，引入另一试验因子的设计方法。裂区的划分可以连续进行，例如第一种处理的小区划分成为副区，副区再划分成亚副区等。相当于随机区组设计中的小区称主区，主区内的小区称副区。根据每种处理要求的精度等决定为主区或副区。裂区设计的具体方法见图。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表主区重复区组编号，实线间隔范围为主区，虚线间隔范围为副区。

裂区设计的排列方法图

裂区设计可在同一个试验内获得多种处理效果。缺点是排列、数据分析比较复杂；主区误差大，精确度低。

平衡不完全区组设计

简称BIB设计。这种设计是解决处理数多、立地条件复杂、不能采用随机区组设计的一种变通方法。①在一个区组中容纳的处理数相同。②在整个设计中每一个处理虽然不可能在每一区组内出现，然而各处理的重复次数是相等的，这样即使两个处理在不同区组出现，但总的重复次数相等，仍然可以合理地进行比较。③试验设计各因子间具有如下关系：

田间试验设计

式中 v为处理数；b为区组数；r为重复次数；λ为任意两个处理在相同区组中相遇次数。

平衡格子设计

这种设计的要求是：①处理数（v）是某数的平方；②每个区组内小区数目（k）是处理数的平方根，即k=；③重复次数（r）=k+1。④区组数（b）=r•k。（见表）处理数为36时，不能应用此法。

在排列时，按顺序排成第一个重复，第二个重复可以按第一个重复中的第一列排为第一行、第二列为第二行等，第三个重复按一个方向的对角线排列，第四个重复按相反方向的对角线排列。通过这样的方法将各区组中的处理确定后，再将每一重复中的区组及每一区组中的小区进行随机排列。

除这种典型排列外，还有简单格子排列、三重格子排列和矩阵格子设计等。

①对试验地所采取的所有抚育措施应在相同时间内完成，起码同一个重复应在相同时间内完成。②缺区补植。凡是造林未成活者，应及时补植。在进行田间试验设计时应考虑设置补植苗木栽植区，将每种处理的多余苗木集中栽在试验地附近，或作为保护行。发现缺株时，利用相同处理的苗木带土移栽补植。若缺相同处理的苗木时，为了避免边际效应，可用相同树种的同龄苗木补植。这种补植需在定植图上标明位置，对它不进行调查，作缺区处理。③建立技术档案。主要内容包括田间试验设计书、试验地平面图和地形图、试验设计图、造林定植图，以及根据试验目的和要求制定的各种表格、历年调查资料等。

平衡格子设计