что такое вариант опыта

2. ПЛОЩАДЬ, ФОРМА И НАПРАВЛЕНИЕ ОПЫТНОЙ ДЕЛЯНКИ 18

3. ЗАЩИТНЫЕ ПОЛОСЫ, ДОРОЖКИ И ДОРОГИ В ОПЫТЕ 27

4. ПОВТОРНОСТЬ И ПОВТОРЕНИЕ 33

5. РАСПОЛОЖЕНИЕ ДЕЛЯНОК И ПОВТОРЕНИЙ НА

ОПЫТНОМ УЧАСТКЕ 42

6. РАЗМЕЩЕНИЕ ВАРИАНТОВ НА ОПЫТНЫХ ДЕЛЯНКАХ 45

6.1. Стандартное размещение 46

6.2. Систематическое размещение 48

6.3. Рендомизированное размещение 52

6.3.1. Метод неорганизованных повторений (полная рендомизация) 55

6.3.2. Метод рендомизированных повторений (рендомизация

внутри повторения, или рендомизация с одним ограничением) 56

6.3.3. Латинский квадрат и прямоугольник (рендомизация с

двумя ограничениями) 57

6.3.5. Расщепленная делянка 64

6.3.6. Метод смешивания 66

7. УБОРКА И УЧЕТ УРОЖАЯ В ОПЫТЕ 70

7.1. Выключка в полевом опыте 70

7.2. Методы и способы уборки и учета урожая 73

8. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ И ОЦЕНКИ УРОВНЯ

УСВОЕНИЯ ЗНАНИЙ 80

8.1. Задания для самоконтроля 80

8.2. Тесты для самоконтроля и оценки уровня усвоения знаний 88

8.2.1. Содержание тестов 88

9. ОТВЕТЫ НА ВОПРОС

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 109

Основной задачей растениеводческой отрасли сельского хозяйства является получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Для решения этой задачи необходимо постоянное расширение научных знаний. Разработкой теоретических основ и агротехнических приемов повышения урожайности и улучшения качества культурных растений занимается агрономическая наука.

Научная агрономия использует свои специфические методы исследования. К ним относятся – лабораторный, вегетационный, лизиметрический, полевой и вегетационно-полевой методы. Но основным ведущим методом исследования является полевой опыт. Полевой опыт относится к биологическим методам исследования, когда для оценки плодородия почвы, эффективности агротехнических приемов и сортов, применяют такой биологический индикатор, как само растение. По своему логическому характеру полевой метод, как эксперимент, является аналитико-синтетическим. Он расчленяет, изменяет приемы возделывания сельскохозяйственных культур, а затем синтезирует их для получения высокого урожая в производственных условиях. Это метод изучения, дополненный другими методами изучения факторов жизни растений, обеспечивает наибольший успех, как для теоретического понимания, так и для практического применения результатов опыта и получения высокого урожая наилучшего качества. Проводится полевой опыт в поле на специально выделенном участке в целях установления влияния факторов жизни, условий и приемов возделывания на урожайность и качество сельскохозяйственных растений. Культурное растение в полевом опыте изучается в естественных условиях вместе со всей совокупностью почвенных, климатических, погодных и агротехнических условий, близких к производственным, или непосредственно в производственных условиях. При помощи этого метода испытываются новые сорта и гибриды, изучаются севообороты, способы обработки почвы, применение удобрений, средств защиты растений от вредителей, болезней и сорной растительности и многие другие приемы агротехники. Результаты полевых опытов используют при разработке новых зональных технологий возделывания сельскохозяйственных растений, районировании новых сортов и гибридов.

Несмотря на его кажущуюся простоту, полевой опыт является сложным методом познания, так как он проводится всегда при большом числе неконтролируемых факторов: погодные условия, неоднородность почвы, повреждения растений вредителями, болезнями и др. Поэтому, чтобы результаты полевых опытов были воспроизводимы при внедрении их в производство, опыты необходимо закладывать и проводить с соблюдением основных методических требований:

— принцип единственного различия;

— закладка опыта на специально выделенном участке;

— учет урожая и достоверность опыта по существу.

Высокой точности опыта можно достигнуть только при правильной методике его постановки. Полевой опыт должен быть правильно спланирован, для чего надо знать основные элементы методики полевого опыта. Под методикой полевого опыта подразумевают совокупность слагающих ее элементов: вариант, схема опыта, площадь, форма и направление опытной делянки, защитные полосы, повторность и повторение, методы размещения делянок, повторений и вариантов, учет урожая и организация опыта во времени. Правильное сочетание этих элементов обеспечивает максимальную точность проведения полевого опыта в конкретных условиях.

1. ВАРИАНТ, СХЕМА ОПЫТА

Плевой опыт проводится на делянках различной величины и формы. Вариант – одна делянка опыта, на которой изучается какой-либо сорт, гибрид или агротехнический прием. Вариант обозначается буквой «». Если невозможно или нецелесообразно изолированное изучение отдельных агротехнических вопросов, вариантом опыта может быть весь комплексный прием в целом, а не отдельная его часть. Например, технологии возделывания сельскохозяйственной культуры, системы удобрения, системы обработки почвы. Сравнение между собой комплексных приемов нельзя квалифицировать как нарушение, при проведении опыта, принципа единственного различия, т. к. это сравнение проводится при тождестве прочих условий, которые не являются составными элементами сравниваемых агрокомплексов.

Опытные варианты бывают контрольные и изучаемые. Совокупность контрольных и изучаемых вариантов, разработанных с целью выяснения изучаемого вопроса, есть схема опыта. Разработка схемы опыта является ответственной и трудной задачей, определяющей успех научной работы. Надо суметь предвидеть результат, проникнуть в сущность неизвестного.

Схема полевого опыта определяется темой исследования и строится по принципу единственного различия. Правильно составленная схема опыта позволяет сравнивать каждый ее вариант с другими при наличии между ними единственного изучаемого различия и единстве прочих условий. Например, тема: «Изучение сортов озимой пшеницы».

Схема опыта: 1. Скифянка (контроль)

В этом опыте единственное различие – сорт. Чтобы оценить роль сорта, все другие условия жизни растений озимой пшеницы должны быть одинаковыми: предшественник, обработка почвы, удобрение, срок сева, норма высева семян, уход за опытом.

Тема: «Доза азотного удобрения при допосевном внесении под озимую пшеницу».

Схема опыта: 1. Р60К60 (контроль)

Единственное различие – доза азотного удобрения. Единство условий – предшественник, сорт, обработка почвы, фосфорно-калийный фон, форма азотного, фосфорного и калийного удобрения, срок и способ его внесения, срок сева, норма высева семян и уход за опытом.

В схеме опыта каждому варианту присваивается порядковый номер. При разработке плана (схемы) размещения опыта на опытном участке на делянке пишется номер варианта, под которым он записан в схеме опыта (рис. 1, а). Если записывать на делянке полное название варианта, то такая схема размещения опыта будет трудно читаемой (рис. 1, б).

В имеющихся пособиях по закладке и проведению полевых опытов часто смешивают понятие варианта с понятием делянки. Эти понятия сходные, но далеко не равнозначные. Предположим, что ставится опыт по изучению гербицидов против двудольных и однодольных сорняков на посевах сахарной свеклы при двукратной повторности по схеме:

Вариантов опыта будет три. Число же делянок в данном опыте будет шесть. Если бы повторность опыта была не дву-, а трехкратной, то делянок было бы девять, а вариантов по-прежнему осталось бы три.

Источник

Основные методические требования к качеству полевого опыта

Контрольные вопросы

Основные понятия, встречающиеся в методике полевого опыта

Полевой опыт закладывается по схеме.

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.

Каждый из вариантов схемы принято размещать повторно на нескольких отдельных делянках отсюда возникает понятие «повторность».

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,

Соблюдение принципа единственного различия,или тождества всех условий, кроме изучаемого, является обязательным условием правильно поставленного опыта. Принцип единственного различия Джон Стюарт Милль (известный английский мыслитель и экономист) сформулировл следующим образом: «Если после введения какого-либо фактора появляется или после его удаления исчезает известное явление, причем мы не вводим и не удаляем никакого другого обстоятельства, которое могло бы иметь в данном случае влияние, и не производим какого-либо изменения среди первоначальных условий явлений, то указанный фактор представляет собой причину явлений».

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.

Однако принцип единственного различия нельзя понимать и применять чисто механически – формально. Рассмотрим это на примере такой темы опыта: «Влияние разных уровней минеральных удобрений на урожай двух сортов озимой пшеницы». Используемые сорта пшеницы имеют различные биологические особенности: пшеница первого сорта сильно кустится (т.е. от каждого основного стебля образует несколько дополнительных продуктивных побегов); пшеница второго сорта плохо кустится. Оптимальная норма высева семян для первого сорта пшеницы составляет 150 кг/га, а для второго – 250. Какую норму высева семян взять в опыте – 150 кг; 250 кг; среднюю? Нет. Для каждого сорта необходимо брать оптимальную норму высева и не рассматривать это как нарушение принципа единственного различия. В таких случаях принцип единственного различия или принцип единообразия должен пониматься как принцип целесообразности и оптимальности, т.е. необходимо создать оптимальные условия действия изучаемого варианта или фактора. Здесь сорт пшеницы и его норма высева составляют единый комплекс, который и будет вариантом опыта. Все прочие условия должны быть тождественными.

Или другой пример. Тема опыта: «Изучение эффективности N и Р удобрений под озимую пшеницу».

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.

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;

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.

Грубые ошибки, ни при каких условиях не могут быть взаимно «погашены» или компенсированы при статистической обработке данных. Если грубая ошибка обнаружена – испорченные делянки выбраковываются. Избежать грубых ошибок можно тщательно продуманной организацией всех операций закладки и проведения полевого опыта.

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.

Точность в полевых опытах может варьировать от 4-5 до 8-10%. Показатели точности опыта дают его общую качественную характеристику. Однако для исследователя главных критерием оценки количественных результатов опыта являются определение предельных значений возможных случайных отклонений от средних показателей по вариантам, а так же существенность различий в урожайных данных между вариантами опыта. Для этого проводят математическую обработку полученных урожайных данных и определяют величину наименьшей существенной разницы (НСР). Если НСР меньше различий в урожае по сравниваемым вариантам опыта, то эти различия существенны (т.е. математически доказуемы). Если различия по вариантам опыта ниже НСР, то они несущественны. В таких случаях говорят, что различия между вариантами опыта находятся в пределах ошибки опыта. Рассмотрим это на примере. В таблице 1 приведены урожайные данные по повторностям двух опытов.

1. Существенность различий между вариантами опыта в зависимости

от величин «разброса» урожаев (ц/га) по повторностям опытов

S= ; Sd = ; НСР=Sd×t

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

Варианты в опытах одинаковые. Так же одинаковы и средние урожаи по вариантам и разница между вариантами (d). Однако в опыте №1 «разброс» урожайных данных по повторностям значительно выше, чем в опыте №2. Поэтому как ошибки средних (S) так и ошибки различий между вариантами Sd в этом опыте в два и более раз выше, чем в опыте №2.

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.

Источник