正交试验设计的案例分析

案例：水稻播种机穴盘育秧播种装置

1.水稻播种机穴盘育秧播种装置的试验设计

随着栽培技术的不断更新，高效、节本、高产的抛秧栽培法获得了迅速发展和推广。为了改善原有播种装置中窝眼辊轮结构，我们研制成功了穴盘育秧播种装置，它不仅解决了手工操作进行育秧培育的劳动强度大，工作效率低等问题，而且能大幅度地提高播种量的稳定性和播种的均匀性，使水稻播种机械更趋实用与完善。

（1）试验目的

考虑影响播种性能的主要因素对水稻播种机穴盘育秧播种装置播种性能的影响程度，以达到优化设计参数。

（2）试验条件

种子品种：杂交稻（协优46号）

种子状况：经过脱芒、浸种、催芽露白、去杂质

秧盘规格：600mm×340mm，561穴

种子千粒重：26.9g

试验盘数：100盘

秧盘运行速度与排种胶带线速度严格一致。

（3）试验因素

A.可变因素

选用三个可变因素：

生产率（盘/小时）、播种量（粒/穴）、投种高度（mm）。

B.可变的水平数每个因素分别取三个水平数

C.实验因素与水平

为了研究生产率、播种量及投种高度对播种性能的影响，特安排了三因素三水平的正交试验，试验因素与水平见下表所示。

2.正交试验方案与试验结果分析

（1）正交试验方案与试验结果

选用L₉(3⁴)正交表进行试验设计，试验方案与试验结果见下表所示。其数据采集方法为：在每种工况（每个试验号）条件下进行随机抽样5盘测定，测定播种合格率时，每盘随机连片抽样100穴。最后，把5次测定的各项数据的平均值记入试验结果。

（2）试验结果分析如下表所示

注：

（1）T为因素试验结果之和，如T₁ = 93.0 + 91.0 + 89.0 = 273.0。

（2）t为因素试验结果之和的均值，如。

（3）R为t值中的大数-小数。

（4）播种合格率：每盘随机测定的100穴，其中种子粒数合格的穴数所占的百分比（种子粒数合格范围为：杂交稻(1-3粒/穴，常规稻3-6粒/穴）。

（5）播种变异系数V

x——每盘播种量；——平均每盘播种量（g）；n——试验盘数，s——标准差。

（6）空穴率：每盘随机测定的100穴，其中空穴数所占的百分比。

由上面两表得出影响3项指标的主次因素和较优水平为：播种合格率C₁A₁B₃；播种变异系数C₁B₃A₁；空穴率C₁B₃A₂。

考虑到水稻播种的实际需要，经综合分析，选取各试验因素的较优水平组合为：A₂B₁C₁、A₂B₂C₁、A₂B₃C₁。因为在上述正交试验中未出现过A₂B₁C₁，为此专门安排了单因素（播种量）三水平试验，试验结果见下表所示。

从上表可知，最佳组合为A₂B₃C₁，播种合格率96.0%，播种变异系数1.9%，空穴率0.5%。

3.试验结论

（1）400盘/小时是该播种装置杂交稻播种的临界生产率，高出此值，则各项性能指标受重大影响。

（2）播种量越大，各项性能指标越好。

（3）投种高度对播种质量的影响十分显著，投种高度越低，播种质量越好。