Учет урожая и достоверность опыта по существу

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 18.09.2024

1. Типичность (репрезентативность) - соответствие условий его проведения почвенно-климатическим и агротехническим условиям данного района зоны (на типичных для зоны почвах, районированных сортах и типичных культурах при высоком уровне агротехники…)

2. Принцип единственного различия- это соблюдение единства всех условий, кроме одного - изучаемого ( в опыте с дозами N удобрений единственным различием по вариантам будут дозы N, все остальные условия: почва, предшественник, способы обработки почвы, сорт, посев, уход и т.д. должны быть одинаковы). Но принцип единообразия должен пониматься как принцип целесообразности и оптимальности (каждый исследуемый сорт требует своей нормы высева и сроков посева и уборки, обработки почвы, удобрения и т.д., только ему присущих).

3. Соблюдение обязательного требования проведения полевого опыта на специально выделенном участке с хорошо известной историей - это логическое следствие принципа единственного различия (при игнорировании этого требования и закладке опытов на участке с неизвестной историей получают результаты, которые невозможно понять, интерпретировать и тем более использовать) - типичные для зоны почвы, книги истории полей и т.д.

4. Учет урожая. Урожай и качество с.-х. продукции – это главный объективный показатель при характеристике изучаемых в опыте вариантов. В результате учета урожая, который отражает и интегрирует действие на растения всех условий возделывания, становится возможным количественно установить влияние изучаемых факторов.

5. Достоверность опыта по существу -логически правильно построенная схема и методика проведения опыта, соответствие их поставленным перед исследованием задачам, правильный выбор объекта и условий проведения данного опыта. Недостоверные опыты следует браковать.

6. Правило целесообразности(борьбу с болезнями растений проводят лишь в посевах тех сортов или на вариантах опыта, где распространены болезни. Если среди определенных сортов болезней нет, то применение фунгицидов нецелесообразно). Также при изучении норм орошения, растения созревают в разные сроки. Чем больше норма полива, тем позднее созрев и позже уборка урожая, => уборку проводят не в один срок (согласно принципу единообразия), а в разные, соответственно сроку уборочной спелости, т.е. в хозяйственно целесообразные сроки и др.

7. Условия проведения должны быть пригодными для проведения любого опыта(если на опытном участке под предшественник вносили высокие дозы удобрений, гербицидов и т.д., то изучая эти факторы под культуру но в меньших дозах, мы не получим объективных результатов).

8. Воспроизводимость опыта (его результатов) в идентичных условиях (исследователь, повторяя опыт по аналогичной методике и в идентичных условиях, может получить результаты, аналогичные полученным в предыдущем опыте). Это воспроизводство чрезвычайно важно для проверки достоверности полученных раннее данных, внедрения лучших вариантов опыта в производство!

9. Проведение опытов на перспективных культурах и сортах.

10. Введение при необходимости дополнительных вариантов и контролей (в опытах по изучению удобрений необходимо вводить абсолютный контроль, РК, применяемую в хозяйстве дозу NРК и т.д.; в опытах с протравливанием семян пестицидами перед посевом 1) без протравливания; 2) с протравливанием + 10 л воды на т зерна;

3) смачивание водой из расчета 10 л/т зерна, этот вариант вводят для того, чтобы различить действие воды и пестицида.

11. Ведение необходимой документации опыта -ежедневник исследователя, полевой журнал, лабораторная (главная) книга опыта, рабочая программа, лабораторные журналы, годовой отчет (промежуточные и заключительные акты внедрения в производство лучших вариантов, статьи, рефераты, диссертации, монографии …).

12. Учет кроме основных показателей (урожайность и качество продукции) также сопутствующих показателей (фенологические, метеорологические, засоренность посевов и почвы, влажность почвы, содержание питательных веществ в почве, густота растений). Без сопутствующих учетов и наблюдений нельзя выявить причинность результатов по тем или иным агроприёмам или сортам.

13. Определение точности и достоверности проведенного опыта; взаимозависимости и взаимообусловленности сопутствующих наблюдений (математическая статистика и корреляционный анализ).

Ошибка - это расхождение между результатами выборочного наблюдения и истинным значением измеряемой величины.

При проведении опыта встречаются 3 вида ошибок:

а) Случайные ошибки- ошибки, возникающие под воздействием очень большого числа факторов, эффекты действия которого столь незначительны, что их нельзя выделить и учесть в отдельности. Случайное варьирование опытных данных - постоянный спутник полевых опытов, как бы тщательно их не проводили (пример с полем, засеянным подсолнечником – нет 2 одинаковых растений). Благодаря тенденции к взаимному погашению разно-направленных случайных ошибок при обобщении данных и расчете средних показателей погрешности уменьшаются при увеличении числа наблюдений.

б) Систематические ошибки искажают измеряемую величину в сторону повышения или понижения в результате действия вполне определенной причины ( плодородие почвы и т.д.); они однонаправленные, т.е. завышают или занижают точность опыта и невзаимнопогашаются. Они устраняются правильной методикой и рендомизированным (не систематическим – случайным) размещением вариантов опыта, т.е. эти ошибки переводятся в разряд случайных.

в) Грубые ошибки- или промахи, происходят в результате нарушения основных требований к полевому опыту, недосмотра или небрежного и неумелого выполнения работ ( исполнитель по небрежности дважды внес на одну делянку удобрения, при посеве перепутал сорта, препараты и т. д.).

Из-за этих ошибок нужно браковать целые делянки, повторения или весь опыт. Они ничем не погашаются и не компенсируются. Выход: нужно повысить квалификацию и ответственность научных работников.

Для математической обработки и обоснованных выводов можноиспользовать лишь те результаты полевых опытов, которые не содержат грубых и систематических односторонних ошибок.

Классификация полевых опытов:

Агрономические опыты объединяют в 2 основные группы - агротехнические и по сортоиспытанию.

Полевые опыты по условиям проведения делят на 4 группы.

1) По месту проведения:

- опыты в научных учреждениях и учебных заведениях:

а) мелкоделяночные- площадь делянок до 10 м², повторн. – 3 -8;

б) лабораторно- полевые- 11-50 м², повторностей – 5-6;

в) полевые- 100-200 м², повторностей – 3-6;

- опыты в производстве:

а) опыты-пробы - на производственных посевах, где выделяют полосы шириной в 1 проход жатки или комбайна (длина делянки в 5-10 раз и больше превышает её ширину), в 1 кратной повторности;

в) опыты по учету эффективности новых агроприемов, где их ширина равна ширине уборочного агрегата, а длина - длине гонов. Общая площадь этих полос - до 3 га, в 3-4 кратной повторности;

г) демонстрационные опыты, показательные с этикетками, их площадь в 2 раза больше чем полевых в научных учреждениях (200- 400 м²)-для максимальной механизации производственных процессов, обычно закладываются в 2-3 кратной повторности;

д) производственные опыты - проводят на всей площади севооборота полеводческих бригад, отдельных хозяйств, их группы или целого административного района.

2) По продолжительности проведения:

-- разведывательные (временные) 1-2 года - с целью выявить те агроприемы или сорта, которые нужно изучать;

-- кратковременные (3 - 10 лет) – опыты, которые проводят студенты для написание дипломных работ, а аспиранты - кандидатских диссертаций;

-- многолетние (11 - 50 лет) – в научных учреждениях или ВУЗах на специально выделенных участках;

-- длительные (более 50 лет) – для решения фундаментальных вопросов земледелия - уникальный многофакторный опыт, который проводится в Тимирязевской с.-х. академии (г.Москва) с 1912 года, где на фоне ПФС с удобрениями O,N,P,K,NK,NP,NPK (т.н. схема Фишера), навоз, навоз + NPK изучается действие севооборота бессменных культур, “вечного пара”, периодического известкования на плодородие почвы. По объему информации этот опыт уникален не только в России, но и во всем мире. Аналогичные опыты ведутся в Великобритании (Ротамстедская опытная станция с 1855г., во Франции более 100 лет, в США (Иллинойский университет), в Германии более 100 лет (в Галле), более 80- 90 лет в Дании, Голландии, Японии и в других странах мира.

3) По количеству изучаемых факторов (элементов агротехники или сортов и способов влияния на растения):

4) По географическому охвату научных учреждений, где они проводятся:

-- географические (массовые)- в различных почвенно-климатических зонах по единой методике, которая разработана координационным научным центром (учреждение-координатор);

-- одиночные – проводят в разных местах, но не по единой схеме, а отдельными исследователями, без координации с центром.

Но более ценные - географические, которые дают возможность обобщать их результаты в пределах района, области, почвенно-климатической зоны и даже страны в целом.

Мелко- Лабораторно- Крупно- Опыты- Точные По учету эффектвности

деляночные полевые деляночные пробы сравнительные новых агроприёмов

(до 10 м 2 ) (до 11-50 м 2 ) (более 50 м 2 ) опыты (2000 м 2 ) (2 – 3 га)

В научных и учебных учреждениях По месту проведения В производстве

Кратковременные По Полевые

продолжительности агротехническиеПо количеству Двухфакторные

Многолетниепроведенияопытыфакторов

Одиночные Массовые (географические)

Схема опыта– совокупность определенного числа вариантов изучаемого фактора. Каждый вариант характеризуется видоизменением того фактора, который изучают в данном опыте, (вид, или форма, или доза удобрений, агротехнический прием и т.д.).

Вариант опыта – определенная совокупность приемов возделывания растений, осуществляемая на одной делянке или нескольких повторных делянках. Вариант – это составная часть схемы опыта, обозначаемая тем фактором, который изучают в данном опыте. Варианты опыта могут быть качественными (виды, формы удобрений, виды обработки почвы и т.д.) и количественные (дозы удобрений, нормы высева семян, нормы полива ит.д.). Вариант схемы опыта, с которым сравнивают результаты, полученные в других вариантах, называется контрольным или контролем. Варианты размещают на делянках опытного участка по определенному плану.

Опытная делянка – элементарная составная часть опытного участка определенного размера и формы, на которой осуществляются все изучаемые приемы возделывания растений согласно одному из вариантов схемы опыта.

Повторность опыта – частота (кратность) повторения одноименных вариантов опыта. Часть площади опытного участка, занятую полным набором делянок всех вариантов схемы опыта, расположенных рядом друг с другом, называют повторениемопыта.

1. Дайте определение полевого опыта.

2. Главная особенность полевого, опыта.

3. Почему полевой опыт является основным методом исследования в агрохимии?

4. Какие задачи решаются с помощью полевого опыта в агрохимии?

5. Виды полевого опыта в зависимости от: а) места проведения; б) цели опыта; в) количества изучаемых факторов; г) длительности проведения.

6. Цель стационарных опытов.

7. Где проводят производственные опыты?

8. Особенности проведения производственных опытов.

9. Чем отличается стационарный опыт от производственного?

10. Виды полевых опытов с удобрениями.

11. Приведите пример однофакторного опыта.

12. Чтотакое многофакторный опыт?

13. Какие вопросы решаются в многофакторном опыте?

14. Основной смысл многофакторного опыта.

15. Что такое массовые опыты?

16. Особенности единичных опытов (примеры).

17. Что изучается вкраткосрочных опытах с удобрениями?

18. Какова минимальная продолжительность краткосрочного опыта с удобрениями для получения достоверных данных?

19. Особенности длительных опытов с удобрениями.

20. Чем отличается мелкоделяночный опыт от микрополевого?

21. В каких случаях проводится многофакторный опыт?

22. Что такое схема полевого опыта?

При закладке и проведении полевого опыта необходимо соблюдать следующие методические требования:

§ принцип единственного различия или наличие сравнимости,

§ достоверность опыта по существу,

§ точность количественных результатов,

Иначе говоря, все варианты полевого опыта должны различаться лишь по одному изучаемому фактору или по определенным сочетаниям нескольких факторов.

Равенство всех условий, за исключением одного, достигается применением одних и тех же видов и норм удобрений, путем размещения опыта по единому предшественнику, одинаковой обработкой, уборкой урожая одной машиной и т. д.

Схема полевого опыта всегда должна содержать два варианта, которые отличаются только одним фактором – исследуемым в опыте. Все другие факторы и условия должны быть одинаковыми (тождественными). Например, в опыте с дозами фосфорных удобрений (Р₃₀ и Р₆₀) единственным различием по вариантам являются дозы фосфорных удобрений. Все другие условия должны быть одинаковыми во всех вариантах (формы, сроки и способы внесения удобрений, агротехнические приемы и т.д.). Если принцип тождества всех условий не будет соблюден – варианты нельзя будет сравнивать между собой. Невозможно будет установить за счет чего получен тот или иной эффект в опыте.

Следуя принципу тождества всех условий в опыте должны быть одинаковыми сроки и способы внесения удобрений. Однако в данном опыте мы не можем следовать строго по формальному пути.

Исходя из принципа целесообразности и оптимальности, для каждого вида удобрений мы должны выбрать оптимальный срок и способ их внесения и это не будет считаться нарушением принципа единообразия.

Схема опыта	Осень, оптимальный срок внесения	Весна
Р60	Р45 под зябь; Р15 в рядки
N60	N15	N45

В многолетних и длительных опытах тождество всех агротехнических приемов во времени не должно быть обязательным условием. Со временем могут обновляться и сорта культур, внедряться более прогрессивные способы обработки почвы и изменяться дозы удобрений. Здесь действует одно ограничение – все изменения могут осуществляться не раньше, чем через полную ротацию севооборота.

Во всех случаях, когда в опыте возникает целесообразность отступления от формального принципа единственного различия, это должно быть обосновано и специально оговорено в методике и программе опыта.

Не оговоренные в программе опыта отклонения от принципа единственного различия – рассматриваются как серьезные нарушения методики опыта.

Типичность – важнейшая характеристика полевого опыта – соответствие особенностей проведения опыта конкретным природным и производственным условиям. В понятие типичность для полевого опыта входит также требование проводить исследование с типичными для данной зоны культурами и только районированными (или перспективными) сортами.

Результаты опыта, проведенного на нетипичной для данного хозяйства, зоны или района почве, в исключительных условиях агротехники, не могут быть перенесены в обычные условия сельскохозяйственного производства.

В практике полевого опытанаряду с термином типичность в качестве синонимаиспользуют понятие репрезентативность (или представительность). Однако следует помнить, что типичность – предполагает использование территорий и производственных условий, типичных для природно- климатической зоны; а репрезентативность (представительность) – предполагает включение качественных и количественных факторов в соотношении, характерном для изучаемой условий. В подавляющем большинстве случаев исследователь использует различные способы выделения из большой совокупности явлений и объектов изучения некоторую их часть в надежде, что на этой выборочной совокупности могут быть выявлены свойства объекта исследования в целом.

Тип и способы выборки прямо зависят от целей исследования и его гипотез. Чем конкретнее цель и чем яснее сформулированы гипотезы, тем правильнее будет решен вопрос о выборке.

Типичность опыта, как понятие, состоит из двух взаимосвязанных условий: типичности природных условий опытного участка и типичности агротехники культур. Репрезентативность агротехнических условий заключается в соответствии видов, количества, качественных и количественных параметров технологического процесса возделывания культуры на опытном участке общепринятой технологии возделывания в регионе проведения опытов. Данные параметры могут достаточно просто регулироваться исследователем и особых затруднений не вызывают.

Типичность почвенно-климатических условий намного более сложна по своей природе. Экспериментатор не может изменять погодные и почвенные условия. Поэтому для соблюдения требования типичности полевого опыта он может лишь подобрать более или менее типичный участок для опыта, но при этом не может оценить степень репрезентативности по каким-то числовым параметрам.

Типичность почвенно-климатических условий имеет значение в плане масштаба применения результатов исследований. Понятно, что результаты агрохимических опытов, проведенных на одной почвенной разности, скорее всего, нельзя будет применять на всех почвах региона исследований.

К примеру, результаты опыта, проведенного на серых лесных почвах Западной Сибири, будут нетипичными для обыкновенных черноземов Центральной черноземной зоны. Или, данные, полученные на легких почвах, нельзя использовать для тяжелых почв и т.д. То же в отношении климатических условий.

Требование к типичности агротехнических условий опыта в разных полевых опытах выполняется по-разному. Полностью оно соблюдается только в производственных опытах. В стационарных или мелкоделяночных опытах могут иметь место некоторые отклонения (например – внесение удобрений вручную; или обработки почвы и посев в мелкоделяночных опытах).

Однако есть агротехнические требования, которые в плане типичности должны выполняться обязательно во всех опытах. К ним относятся:

1) районированные сорта;

2) типичные для данной зоны севообороты и технологии обработки почв (зяблевая обработка в Нечерноземной зоне, но плоскорезная - в сухостепной);

3) типичные для культур предшественники (например, пласт многолетних трав для льна и др.).

Если в полевом опыте, проведенном в Московской области, будут использованы сорта культур южной селекции, то результаты такого опыта будут совершенно нетипичными и использовать их нельзя. Тоже можно утверждать и в отношении других перечисленных выше агротехнических условий.

4) высокий уровень агротехники на опытном участке (обобщающий показатель урожай на контрольном варианте).

Поэтому при закладке опытов необходимо учитывать не только современный типичный фон, а методически правильнее проводить работу в условиях перспективной агротехники с применением наиболее совершенных машин, поскольку она всегда бывает рассчитана на несколько лет. В противном случае результаты опытов не будут представлять производственного интереса, так как они не могут служить базой для научно обоснованных рекомендаций по перспективному развитию полеводства.

Точностьколичественных результатов – обязательное требование к качеству полевого опыта. Полученные в опыте количественные результаты (урожайность по вариантам и повторностям, показатели качества культур и т.д.) являются лишь приближенным значением истинного результата. Чем меньше разница между результатами, полученными в опыте, и истинными, тем выше точность опыта и тем меньше его ошибка. Расхождение между истинными и фактическими значениями связаны с неизбежными погрешностями или ошибками, которые есть в каждом полевом опыте. При этом различают три группы ошибок.

Случайные ошибки – связанные с пестротой почвенного плодородия, некоторой неоднородностью в выполнении отдельных агротехнических мероприятий, неточностью измерений и т.д. Характерной особенностью случайных ошибок является тенденция их взаимно погашаться в результате приблизительно одинаковой вероятности их положительных и отрицательных значений (закон нормального распределения). Поэтому при определении средних показателей величины ошибки средней уменьшаются с увеличением числа повторностей в опыте или числа наблюдений в эксперименте.

Систематические ошибки – обусловлены одной или несколькими причинами, действующими в одном направлении: в сторону преувеличения или преуменьшения результатов. Например, систематическое изменение плодородия почв, использование измерительных приборов с определенной погрешностью и другие. Систематические ошибки в отличие от случайных не имеют свойства взаимопогашения и, следовательно, целиком входят в показатели отдельных наблюдений и в средние показатели. Систематические ошибки хотя и изменяют результаты опыта, но не влияют на сравнимость разных вариантов, так как во всех вариантах изменяет их в одну сторону. Если эта ошибка установлена, то ее можно ввести как поправку к результату опыта.

Грубые ошибки (или промахи) связанные с невнимательностью в работе, неточным выполнением тех или иных технологических операций (например: внесение удобрений дважды на одну и ту же делянку или их не внесение вообще). Внешний признак грубой ошибки – резкое различие по величине результатов поделяночных урожаев (учетов, измерений) одноименных делянок.

Точность опыта, а так же существенность его количественных результатов определяется математической обработкой полученных данных.

Точность опыта (в некоторых пособиях точность опыта обозначают символом – Р) иногда характеризуют величиной относительной ошибки средней, которую вычисляют по формуле:;

где – ошибка средней, – среднее арифметическое.

Например, если в опыте с дозами удобрений средний урожай ячменя составил 32ц/га, а ошибка средней составила 2,6ц/га, то относительная ошибка средней будет равна: 8,1%.

При увеличении ошибки средней, например до 3,6 ц/га соответственно будет возрастать и относительная ошибка средней: 11,2%.

Таким образом, точность опыта будет тем выше, чем меньше относительная ошибка в опыте.

Точность опыта повышается при правильном выборе участка, его подготовки перед проведением исследований, установлением соответствующих форм и размеров делянки, применением более точных методов учета урожая и т.д.

1. Существенность различий между вариантами опыта в зависимости

Повторность	Опыт №1 Варианты	Опыт №2 Варианты
РК	РК
I II III IV	21,3 (1,9) * 18,8 (0,6) 15,3 (4,1) 22,2 (2,8)	24,1 (2,0) 20,8 (1,3) 23,4 (1,3) 20,0 (2,1)	20,1 (0,7) 19,8 (0,4) 17,5 (2,1) 20,2 (0,8)	22,3 (0,2) 22,9 (0,8) 21,3 (0,8) 22,0 (0,1)
Среднее S d Sd НСР	19,4 + - - -	22,1 + 0,99 2,7 +1,83 5,8	19,4 + 0,69 - - -	22,1 + 0,33 2,7 + 0,77 2,4

*) в скобках приведены отклонения по повторностям от средних значений по вариантам

В итоге наименьшая существенная разница в опыте №1 оказалась равной 5,8 ц/га, что значительно превышает разницу между исследуемыми вариантами (2,7ц/га), т.е. эта разница является несущественной.

В то же время в опыте №2 НСР составила 2,4 ц/га. Так как разница между вариантами больше НСР, то она является существенной (математически досоверной).

Достоверность опыта по существу. Достоверность и точность опыта понятия связанные между собой, но не идентичны. Точность опыта (существенность его количественных результатов) определяется проведением математической обработкой данных.

При оценке достоверности опыта по существу проводят критический анализ его материалов; т.е. разбор и проверку методики и программы опыта на соответствие их методическим требованиям, анализируют данные сопутствующих наблюдений и учетов и урожайные данные на предмет их соответствия.

Могут быть случаи нарушения основных методических требований: типичности (нерайонированные сорта, севообороты, обработка почвы); или неправильно составленные схемы опыта (с нарушением принципа единственного различия); или несоответствие данных сопутствующих наблюдений и исследований и урожайных данных. В таких случаях опыт признается недостоверным по существу и выбраковывается. Проведение математической обработки данных в данном случае не имеет смысла.

Обязательным требованием к любому полевому опыту является наличие полной и объективной документации. По каждому опыту необходимо иметь дневник полевых работ и журнал полевого опыта.

Дневник полевых работ является первичной документацией. В нем в хронологическом порядке регистрируются все выполняемые в опыте агротехнические мероприятия (с указанием доз, срока и качества выполняемых работ и т.д.); записываются результаты фенологических наблюдений за развитием растений, данные измерений в опыте. Первичные записи делают непосредственно во время проведения соответствующих работ простым карандашом (т.к. чернила или паста авторучек легко размываются в случае попадания под дождь).

Журнал полевого опыта является сводным документом – оформляется в лаборатории. Он содержит все сведения по характеристике опытного участка, методике опыта (схемы, расчет доз удобрений, нормы высева семян и т.д.), результаты лабораторных исследований, материалы статистической обработки результатов исследований и т.д. Дается полная информация обо всех методах и результатах исследований, полученных как в поле, так и в лаборатории.

Полевой сельскохозяйственный опыт — исследование, осуществляемое в полевой обстановке на специально выделенном участке. Основной задачей полевого опыта является установление различий между вариантами опыта, количественная оценка действия факторов жизни, условий или приемов возделыва- ния на урожай растений и его качество.

Полевой опыт связывает теоретические исследования в агрономии с сельскохозяйственной практикой. Результаты полевых опытов и обобщения практических наблюдений могут быть достаточно убедительным основанием для широкого внедрения новых средств повышения урожаев — агротехнических приемов. новых сортов, удобрений и др.

Особенность полевого опыта, отличающая его от других методов исследования, состоит в том, что культурное растение изучают вместе со всей совокупностью почвенных, климатических и агротехнических факторов, очень близких к производственным, или непосредственно в производственных условиях. Только полевой опыт может установить связь между урожаем и средствами воздействия на него.

Ценность результатов полевого опыта зависит от соблюдения определенных методических требований. Важнейшие из них следующие: 1) типичность опыта; 2) соблюдение принципа единственного различия; З) проведение опыта на специально выделенном участке; 4) учет урожая и достоверность опыта по существу.

Под типичностью, или репрезентативностью, полевого опыта понимают соответствие условий его проведения почненно-климтическим (природным) и агротехническим условиям данного района или зоны. Любой полевой опыт должен отвечать требованию почвенно-климатической типичности.

При постановке полевых опытов необходимо соблюдать единство всех условий, кроме одного — изучаемого. Это очень важное и обязательное требование методики называют принципом единственного различия. Он должен строго соблюдаться в опытной работе.

Требование проведения полевого опыта на специально выделенном участке с хорошо известной историей — это логическое следствие требования принципа единственного различия. Оно также обязательно для любого полевого опыта.

Требование учета урожая и достоверности опыта. Урожай и качество сельскохозяйственных растений — главный объективный показатель при характеристике изучаемых в опыте вариантов. Под достоверностью опыта, по существу, понимают логически правильно построенную схему и методику проведения опыта, соответствие их поставленным перед исследованием задачам, правильный выбор объекта и условий проведения данного опыта.

4. Виды полевых опытов.

Полевые опыты делятся на две большие группы: 1) агротехнические; 2) опыты по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур.

Основная задача агротехнических опытов — сравнительная объективная оценка действия различных факторов жизни, условий, приемов возделывания или их сочетаний на урожай сельскохозяйственных культур и его качество. К этой группе относятся, например, полевые опыты по изучению обработки почвы, предшественников, удобрений, способов борьбы с сорняками, болезнями и вредителями, норм и сроков посева и т. д.

Опыты по сортоиспытанию, где сравниваются при одинаковых условиях генетически различные растения, служат для объективной оценки сортов и гибридов сельскохозяйственных культур. На основании этих опытов наиболее урожайные, ценные по качеству в устойчивые сорта в гибриды районируют и внедряют в сельскохозяйственное производство.

В зависимости от количества изучаемых факторов, охвата почненно-климатических условий, длительности и места проведения полевые опыты подразделяют на несколько видов: однофакторные и многофакторные, единичные и массовые (географические), краткосрочные, многолетние и длительные, эксперименты, заложенные на специальных опытных полях и в производственной обстановке.

Если в опыте изучается один простой или сложный (составной) количественный фактор в нескольких градациях (дозы удобрения, пестициды, нормы посева, полива и т. п.) или сравнивается действие ряда качественных факторов (разные культуры, сорта, способы обработки, предшественники и т. п.), то такой эксперимент называют простым, или однофакторн ы м.

Опыты, в которых одновременно изучают действие и устанавливают характер и величину взаимодействия двух и более факгоров, называют многофакторными.

Опыты называют единичными, если их закладывают в отдельных пунктах, независимых друг от друга, по различным схемам. Если полевые опыты одинакового содержания проводят одновременно по согласованным схемам и методикам в различных почвенно-климатических и хозяйственных условиях, в масштабе страны, области или района, то их называют массовыми или географическими.

К краткосрочным относят опыты продолжительностью от З до 10 лет. К многолетним относят однофакторньте и многофакторные стационарные полевые опыты продолжительностью 10— 50лет, к длительным — более 50 лет.

По месту проведения подразделяют полевые опыты, заложенные на специально организованных и приспособленных для этих целей участках или опытных полях, и полевые опыты, проведенные в производственной обстановке в колхозах и совхозах на полях хозяйственных севооборотов.

1.Подготовка к учету. Прежде чем,приступить к учету урожая, надо удалить растения с тех частей делянки, которые не поступают в учет. Прежде всего, убирают защитные полосы. Для культур сплошного посева защитные полосы выжинают или выкашивают по заранее пробитым бороздам или по натянутой проволоке. Если растения слишком густы, полегли или перепутались, так что границы защитных полос плохо видны, их предварительно проходят и разбирают руками. Снопы с защитных полос выносят на дороги, чтобы их нельзя было смешать с урожаем учетных делянок. Для пропашных культур отсчитывают число борозд или рядков, приходившихся на защитные полосы; выкапывают и увозят урожай с поля.

2. Прямой и косвенный методы учета урожая.

Для учета опыта может быть использована либо вся масса урожая, полученного с учетной делянки, либо ее часть, представляющая составленную тем или иным способом среднюю пробу из урожая всей делянки.

Первый метод учета урожая может быть назван прямым, второй - косвенным. В применении к зерновым культурам прямой метод учета называется учетом по обмолоту всей делянки. Наиболее распространенным косвенным методом зерновых является учет по пробному снопу.

Пробные снопы должны составлять не меньше 1-2% от общей массы урожая, так как иначе они представляют недостаточно характерную среднюю пробу. Слишком большие снопы тоже неудобны, так как плохо сохнут в мешках. На Долгопрудненской агрохимической опытной станции пробные снопы берут обычно весом 4-5 кг. Некоторые авторы рекомендуют более крупные снопы – 5-7 кг и больше.

Точность опыта определяют путем математической обработки результатов его методами вариационной статистики. В многолетних и стационарных опытах необходима большая точность, чем в краткосрочных и однолетних опытах.

Достоверность опыта тесно связана с его точностью, но не идентична ей. Различают достоверность опыта по существу, т. е. соответствие поставленным целям и задачам исследований, и достоверность, или существенность, результатов опыта.

Критический анализ обоснованности схемы и программы (соответствие их задачам исследований), результатов соответствующих наблюдений и учетов, методики и техники закладки и проведения опыта дает оценку достоверности его по существу.

3. Достоверность результатов — это математически (статистически) доказанная разница между сравниваемыми вариантами опыта, позволяющая установить границы случайных и существенных различий между ними. Поэтому статистическая обработка результатов опыта является обязательным звеном методики его проведения, дающим объективную оценку его точности, которая всецело зависит от методики постановки и тщательности проведения всех работ.

Полная, точная и объективная документация определяет ценность всех результатов полевого опыта (для внедрения в производство, воспроизведения в аналогичных и близких условиях и др.). По каждому опыту должна иметься первичная документация — дневник полевых работ с хронологическими записями всех данных характеристики опытного участка, всех работ, наблюдений, учетов и измерений. Все записи делают во время проведения соответствующих работ. Журнал полевого опыта — основной сводный документ, в который переносят все записи из дневника, результаты всех анализов, обработок и других проводимых работ.

4.Математическая обработка результатов полевого опыта

Средние арифметические для вариантов опыта образуют ряд цифр, который характеризует действие изучаемых в опыте факторов. Установив для этого ряда цифр его квадратическое отклонение, мы можем сравнить его с квадратическим отклонением, характеризующим действие в опыте случайных причин.

Так как на изменении ряда средних по вариантам сказываются и случайные причины, то если изучаемые факторы существенно сказались на высоте урожаев, квадратическое отклонение для средних по вариантам должно быть достоверно больше, чем квадратическое отклонение, характеризующее действие случайных, неучтенных причин. Но в некоторых случаях применение критерия Фишера не дает правильных результатов, так как он учитывает изменчивость между всеми вариантами опыта, тогда как для определения пригодности опыта необходимо учитывать различие только между определенными контрольными вариантами опыта.

При постановке опыта все варианты схемы опыта можно разбить на два вида: контрольные, которые показывают чувствительность в опыте растений к изучаемому фактору, и испытуемые. Между последними может и не быть никакого расхождения, в результате чего уменьшится основное отклонение изменчивости по вариантам при наличии в опыте сильного действия изучаемого фактора. Например, изучая различные формы новых растворимых фосфатов, мы, имея опыт с громадной чувствительностью растений к количеству усвояемой Р₂О₅, можем получить малую изменчивость между вариантами опыта, если число одинаково усвояемых форм будет велико.

Кратко охарактеризовать основные методы исследования, применяемые в научной агрономии.

В связи с тем, что агрономия изучает огромное количество объектов, для их изучения используется многие методы исследования, не только свои специфические методы, но и заимствованные из других наук (химия, физика, физиология, математика).

К основным методам агрономического исследования относятся:

Лабораторный эксперимент – исследование, осуществляемое в лабораторной обстановке с целью установления действия и взаимодействия факторов на изучаемые объекты.

Такие опыты могут проводиться не только в строго регулируемых условиях, но и в обычных (комнатных). Примерами лабораторного метода можно назвать оценку качества семян на их всхожесть, выяснение оптимальных условий прорастания семян, исследования с удобрениями, пестицидами и регуляторами роста. Наличие опытного растения не является обязательным.

Вегетационный эксперимент – исследование, осуществляемое в контролируемых условиях – вегетационных домиках, теплицах, оранжереях, климатических камерах и других сооружениях с целью установления различий между вариантами опыта и количественной оценки действия и взаимодействия изучаемых факторов на урожай растений и его качество.

Наличие опытного растения в этих экспериментах является обязательным требованием. Суть вегетационного метода исследования состоит в том, что растения выращивают в искусственной обстановке, регулируемой экспериментатором, в вегетационных сосудах. На время опыта, растения в сосудах помещают в вегетационные домики, теплицы, чтобы защитить растения от неизучаемых и неблагоприятных факторов.

Различают вегетационные опыты с почвенными, песчаными, гравийными, водными и стерильными культурами, в зависимости от субстрата, на котором выращивается растение.

Лизиметрический эксперимент – исследование жизни растений и динамики почвенных процессов в специальных лизиметрах, позволяющих учитывать передвижение и баланс влаги и питательных веществ в естественных условиях.

Отличие лизиметрического от вегетационного метода заключается в том, что исследование растений и свойств почвы происходит в специальных лизиметрах, где почва отгорожена со всех сторон от окружающей почвы и подпочвы. Примерами лизиметрических опытов в земледелии, агрометеорологии, физиологии и др. наукам являются выяснения таких вопросов, как водный баланс под сельхозкультурами, вымывание и перемещение питательных веществ атмосферными осадками и поливными водами и многое другое.

Полевой опыт – исследование, осуществляемое в полевой обстановке на специально выделенном участке. Основной задачей полевого опыта является установление различий между вариантами опыта, количественная оценка действия факторов жизни, условий или приемов возделывания на урожай растений и его качество.

Результаты ранее описанных методов конечно важны и ценны, но прежде чем сделать окончательные выводы, эти результаты должны быть проверены в условиях сравнительного полевого опыта. Таким образом, полевой опыт является важнейшим и основным методом исследования в полеводстве, луговодстве, овощеводстве и плодоводстве.

Написать определения полевого опыта и сельскохозяйственного производственного опыта. Если между ними имеются различия, то в чем их суть?

Производственный сельскохозяйственный опыт – это комплексное, научно поставленное исследование, которое проводится непосредственно в производственных условиях и отвечает конкретным задачам самого материального производства, его постоянного развития и совершенствования.

Таким образом, можно сделать вывод, что цели производственного эксперимента значительно шире, чем любого вида полевого опыта. Производственный метод изучает агротехническую и экономическую эффективность системы агрономических и организационно-хозяйственных мероприятий, а не отдельных приемов или элементов этой системы, как при полевом методе. Поэтому исследования при производственном эксперименте проводится большими группами людей – бригадами, хозяйствами и группой хозяйств.

Перечислить основные методические требования к полевому опыту.

а). типичность опыта;

Типичность, или репрезентативность, полевого опыта – это соответствие условий его проведения почвенно-климатическим (природным) и агротехническим условиям данного района или зоны. Любой полевой опыт должен отвечать требованию почвенно-климатической типичности.

б). соблюдение принципа единственного различия;

При постановке полевых опытов необходимо соблюдать единство всех условий, кроме одного – изучаемого. Это очень важное и обязательное требование методики называют принципом единственного различия. Он должен строго соблюдаться в опытной работе.

в). проведение опыта на специально выделенном участке;

Требования проведения полевого опыта на специально выделенном участке с хорошо известной историей – это логическое следствие требования принципа единственного различия. Оно так же обязательно для любого полевого опыта.

г). учет урожая и достоверность опыта по существу.

Урожай и качество сельскохозяйственных растений – главный объективный показатель при характеристике изучаемых в опыте вариантов. Достоверность опыта – это логически правильно построенная схема и методика проведения опыта, соответствие их поставленным перед исследованием задачами, правильный выбор объекта и условий проведения данного опыта.

Классификация полевых опытов. Какие опыты целесообразно проводить в колхозах и совхозах? Их краткая характеристика и применяемость в хозяйстве.

Полевые опыты делят на две большие группы:

агротехнические – задача этих опытов – сравнительная объективная оценка действия различных факторов жизни, условий, приемов возделывания или их сочетаний на урожай сельскохозяйственных культур и его качество (пример: изучение способов борьбы с сорнякам, болезнями и вредителями и др.);

опыты по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур – в этих опытах сравниваются при одинаковых условиях генетически различные растения, и служат эти опыты для объективной оценки сортов и гибридов сельскохозяйственных культур.

Так же полевые опыты, в зависимости от количества изучаемых факторов, охвата почвенно-климатических условий, длительности и места проведения, подразделяют на следующие виды:

однофакторные и многофакторные – в первом случае изучается один простой или сложный (составной) количественный фактор в нескольких градациях или сравнивается действие ряда качественных факторов; во втором – изучают действие и устанавливают характер и величину взаимодействия двух и более факторов;

единичные и массовые (географические) – к первым относятся те опыты, которые закладываются в отдельных пунктах, независимых друг от друга, по различным схемам; ко вторым – опыты одинакового содержания проводят одновременно по согласованным схемам и методикам в различных почвенно-климатических и хозяйственных условиях, в масштабах страны, области или района;

краткосрочные, многолетние и длительные – от 3 до 10 лет, от10 до 50 лет и более 50 лет;

заложенные на специальных опытных полях и в производственной обстановке – в колхозах и совхозах на полях хозяйственных севооборотах.

Перечислить основные элементы методики полевого опыта. Каково их влияние на точность полевого эксперимента?

Методика полевого опыта – это совокупность слагающих ее элементов: число вариантов, площадь делянок, их форма и направление, повторность, система размещения повторений, делянок и вариантов на территории, метод учета урожая и организация опыта во времени.

Число вариантов – заранее заданная величина, которая всецело определяется его содержанием и задачами. При увеличении числа вариантов в опыте более 12-16, значительно увеличивается ошибка эксперимента. Опыты с большим числом вариантов требуют более сложных методов постановки.

Повторность опыта на территории – это число одноименных делянок каждого варианта, а повторность опыта во времени – это число лет испытаний. При увеличении повторности заметно снижается ошибка опыта. Эффективность повторности особенно четко проявляется, если целые повторения, т.е. весь набор изучаемых вариантов опыта, располагать в пределах даже сильно различающихся, но достаточно однородных внутри себя частей земельного участка.

Площадь, направление и форма делянки. Размер опытной делянки для различных видов полевого опыта в каждом конкретном случае будет меняться в зависимости от назначения и задачи опыта, культуры, степени и характера пестроты почвенного покрова, агротехники и от того, какими орудиями, машинами предполагается пользоваться, и возможна ли одновременная обработка всех делянок или их придется обрабатывать раздельно. От направления делянок , т.е. от ориентации их на опытном участке, зависит достоверность опыта. Форма делянки – это отношение ее длины к ширине. Различают квадратные (10х10 м или 5х5 м), прямоугольные (5х10 м или 4х20 м) и удлиненные (2,5х40 м или 4х60 м). Длинные узкие делянки полнее охватывают пестроту земельного участка и обеспечивают лучшую сравнимость вариантов опыта.

Описать методы размещения на опытном участке делянок, повторений и вариантов. Подробнее охарактеризовать два случайных метода размещения вариантов на делянках.

Методы размещения вариантов по делянкам опытного участка делят на три основные группы: стандартные, систематические и рендомизированные (случайные).

Характерным отличием стандартных методов является более частое, обычно через 1-2 опытных варианта, расположением контроля, стандарта, а так же предполагается неизменный порядок расположения вариантов в каждом повторении. Стандартные методы основаны на том, что плодородие опытного участка изменяется постепенно, и между урожаями ближайших делянок наблюдается корреляционная связь. Плюсами стандартных методов размещения полевого опыта можно назвать простоту и предполагаемую возможность устранить влияние пестроты плодородия почвы. Может показаться, что это даст наиболее точную оценку эффективности сорта или агротехнического приема, но практика применения выявила и недостатки этого метода. Во-первых, не всегда наблюдается тесная корреляционная зависимость между урожаями рядом расположенных делянок. Во-вторых, очень трудно сравнить опытные варианты, далеко расположенные друг от друга. В-третьих, стандартные методы характеризуются большой громоздкостью и нерациональным использованием земельной площади, особенно при большом числе изучаемых вариантов.

Систематическое размещение вариантов – это такое расположение опыта, когда порядок следования вариантов в каждом повторении подчиняется определенной системе. Способов размещения вариантов по этому методу множество. Самые распространенные в нашей стране два – последовательный в один ярус и шахматный при расположении повторений в несколько ярусов. Главный плюс систематических методов – простота, а главный недостаток – возможные и часто непредвиденные искажения эффектов по вариантам, а также ненадежность в статистической оценке ошибки опыта.

Чаще всего большинство полевых опытов закладываются в наше время новыми методами, в основу которых положен принцип случайного, или рендомизированного , размещения вариантов. Самый простой способ рендомизации – варианты нумеруют или обозначают буквами, эти обозначения пишут на одинаковых карточках. Затем карточки тщательно перемешивают и вынимают по одной. Варианты повторений размещают на делянках в последовательности, определенной жребием, случаем. Для каждого повторения проводится своя рендомизация.

Существуют различные методы рендомизации:

метод неорганизованных повторений (полная рендомизация);

метод рендомизированных повторений;

латинский квадрат и прямоугольник;

метод расщепленных делянок – используется преимущественно для закладки многофакторных опытов, когда в отношении одного какого-либо фактора требуется получить точную информацию, а в отношении других факторов не необходимости добиваться большой точности; расщепленные делянки используются также в случаях, когда необходимо в стационарном опыте ввести дополнительную группу вариантов, сохранив все первоначальные варианты. Схема расщепленных делянок – это эксперимент, в котором делянки одного опыта используются как блоки для другого. Делянки первого порядка делят, расщепляют в вертикальном или горизонтальном направлении на делянки второго порядка, а делянки второго порядка на более мелкие делянки третьего порядка. Метод расщепленных делянок удобен при работе в поле;

смешивание – способ размещения вариантов, при котором в каждом повторении все комбинации вариантов подразделяют на две или более групп (блоков) так, чтобы разности между группами составляли взаимодействия высшего порядка, представляющие меньший интерес, чем главные эффекты и взаимодействия между двумя факторами. Этот метод позволяет значительно повысить точность сравнения главных эффектов в многофакторных опытах с повышенным числом вариантов.

Перечислить основные этапы научного исследования, осуществляемого методом полевого опыта.

Основными этапами научного исследования являются:

планирование – это определение задачи и объектов (растений) исследования, разработка схемы эксперимента, выбор земельного участка и оптимальной структуры полевого опыта;

проведение полевых опытов, наблюдений и учетов;

обработка и обобщение полученных данных.

Кратко описать технику разбивки и оформления полевого опыта на опытном участке.

После изучения и подготовки земельного участка необходимо нанести намеченное расположение опыта на схематический план, где указываются точные размеры всего опыта, повторений, делянок, номера делянок и номера вариантов по делянкам и т.п.

Разбивка участка начинается с выделением общего контура опыта и контуров отдельных повторений. После того как общий контур опыта выделен, его разбивают на повторения и делянки – этот этап работы сложен, но должен быть выполнен с предельной точностью. На колышках, разделяющих повторения, указывают номера делянок и повторений. Так же при закладке опыта должны быть обязательно предусмотрены защитные полосы шириной не менее 5 м. После того как разбивка участка завершена, необходимо надежно зафиксировать его основные границы, от которых в любое время можно было бы установить границы повторений и делянок.

Указать требования, предъявляемые к полевым работам на опытном участке.

Одновременность выполнения агротехнических работ, не подлежащих изучению на всех ил в крайних случаях на нескольких целых повторениях полевого опыта – важнейшее правило. Неоднократное нарушение этого правила в течение вегетации часто ведет к полной утрате достоверности опытов по существу.

Высококачественность выполняемых работ – второе важное требование к выполнению агротехнических работ. При разработке агротехнического фона опыта главное внимание необходимо обращать на создание оптимальных условий для сравнения изучаемых приемов или сортов и на максимальное использование механизации.

Указать способы учета урожая и их особенности.

В научной исследовательской деятельности необходимо использовать только сплошной метод учета урожая . В процессе этого метода весь урожай с учетной части каждой делянки убирают и взвешивают на весах.

Другой метод учета урожая, менее надежный, пробными площадками или отдельными растениями нельзя использовать в полевых опытах. Основной недостаток этого метода в том, что урожай взвешивается не со всей делянки, а лишь с нескольких малых пробных площадок (метровок, рядков).

Планирование полевого опыта

Рабочая гипотеза: предполагаем, что оптимальным вариантом предпосевной обработки почвы под яровую пшеницу будет отвальная вспашка.

Задача: изучить влияние приемов предпосевной обработки почвы на урожайность яровой пшеницы.

Варианты обработки почвы:

Отвальная вспашка (контроль);

Отвальная вспашка осуществлялась плугом ПН-9-35; безотвальное рыхление КПГ-250; плоскорезное рыхление КПЭ-3,8.

Элементы методики опыта:

Число вариантов – 3.

Повторность опыта во времени – 1 год.

Повторность опыта на территории – трехкратная.

Ширина опытной делянки – 6 м.

Ширина учетной делянки – 3,15 м.

Торцевые защитки – 3,15 м.

Площадь учетной делянки – 150 м 2 .

Общая площадь опытной делянки 324 м 2 .

Делянки размещены в один ярус, повторения – сплошным методом, варианты – методом рендомизированных повторений. Метод учета урожая – сплошной. Обработка данных проводится методом дисперсионного анализа однофакторного опыта, проведенного методом рендомизированных повторений.

Читайте также: