Схема опыта считается основой опыта.

К схеме опыта предъявляются следующие требования:

a) в ней обязательно выделяется контрольный вариант (стандарт);

b) схема опыта по возможности должна быть короткой (6-12 вариантов);

c) варианты должны быть контрастными, чтобы выявить различия в урожайности;

d) схема опыта должна быть составлена с учетом принципа единственного различия. Варианты в опыте должны отличаться только по одному признаку – изучаемому.

Точность полевого эксперимента в большой степени определяется повторностью опыта на территории и во времени.

Повторность опыта на территории – это число, показывающее, сколько раз на территории опытного участка встречается делянка с одним и тем же вариантом (min – 3). Более точные результаты получаются при увеличении числа повторностей (opt – 6-8).

Повторность опыта во времени это число лет испытаний агротехнических приёмов или сортов.

Полевые опыты располагают методами организованных повторений и неорганизованных повторений (метод полной рендомизации).

Метод организованных повторений. Суть его заключается в том, что делянки с полным набором всех вариантов схемы объединяют территориально в компактную группу, составляя организованное повторение, которое занимает часть опытного поля.

Организованное повторение – это часть площади опытного участка, включающая полный набор вариантов схемы опыта.

Применяют два способа размещения организованных повторений: сплошное, когда все повторения объединены территориально, и разбросанное, когда повторения по одному или по нескольку расположены в разных частях поля или даже на разных полях, в основном по причине неоднородности почвенного участка или по причине его маленького размера.

Метод неорганизованных повторений. При этом опыты могут размещаться на земельном участке без территориального объединения вариантов в компактные группы – повторения, а полностью случайно. Такое размещение называется полной рендомизацией. Оно используется только в тех редких случаях, когда нет необходимости ставить под контроль возможное закономерное варьирование условий эксперимента. (закладка небольшого опыта на хорошо выровненном земельном участке).

Число вариантов. Оно определяется целями и задачами опыта. Оптимальное количество вариантов от 4 до 12. Увеличение числа вариантов сверх этого на пёстрых по плодородию почвах, приводит к увеличению ошибки опыта. Если вариантов в опыте мало (2-3), то в этом случае увеличивается повторность, чтобы иметь достаточное число наблюдений для правильной оценки ошибки опыта.

Варианты опыта могут быть количественными (дозы удобрений, нормы орошения, площади питания растений, глубина вспашки и т. п.) и качественными (сорта культур, типы почв, формы удобрений и др.). Подбирая варианты в схему опыта, исследователь должен обеспечить их оптимальное число для конкретной темы и условий опыта. В опытах с количественными вариантами их должно быть столько, чтобы по результатам полученных в этих вариантах урожаев можно было построить график, форма которого была бы близкой к параболе. Это значит, что среди количественных вариантов опыта должны быть градации изучаемого фактора, обеспечивающие отклонения урожаев от оптимального уровня в обе стороны. Для построения параболы (кривой отклика) необходимо иметь как минимум 5 точек. Таким образом, в однофакторном опыте минимальное число вариантов равно 5.

Различия между вариантами должны быть такими, чтобы между растениями можно было найти существенную, статистически доказуемую разницу. Например, это разница 30 кг/га между дозами последующего и предыдущего вариантов в опытах с удобрениями, разница 2-3 см между вариантами в опытах с глубиной вспашки, различия на 0,25-0,30 дозы в опытах с пестицидами и т. п.

В опытах с качественными вариантами, например с сортами, число вариантов определяется наличием районированных и перспективных сортов и гибридов, т. е. их может быть несколько десятков.

Схемы многофакторных опытов обычно включают все возможные сочетания изучаемых факторов. Следует иметь в виду, что увеличение числа вариантов в опытах с крупными делянками ведет к большему снижению точности опыта, чем при делянках меньшего размера, поскольку при этом во з-растают трудности выполнения запланированных наблюдений, учетов, ухода за посевами, которые необходимо проводить в самые сжатые сроки. Кроме того, с увеличением числа вариантов и размера делянок, а следовательно, и размера участка, находящегося под опытом, возрастают пестрота почвенного плодородия и расстояние между сравниваемыми вариантами, их труднее расположить в пределах однородной по почвенному плодородию площади. В связи с этим не следует стремиться к увеличению площади опытных делянок без достаточного на то основания.

Опытная делянка в полевых опытах – это земельная площадь прямоугольной формы определённого размера, на которой изучают только один из вариантов опыта – агроприём, технологию, сорт и т. д. Так, в опытах с предшественниками озимой пшеницы на опытной делянке может быть лишь один из предшественников, при изучении сортов – один из сортов, входящих в схему опыта.

Опытные делянки состоят из учётной части, которая находится внутри, и защитной, которая ограничивает её снаружи (рис. 1). Размер опытных делянок обычно указывают по их учетной части, т. е. без защитных полос.

Рисунок 1 – Опытная делянка: 1 – учётная часть; 2, 3 – продольные (боковые) и поперечные (концевые) защитные части

Все учёты и наблюдения проводят на учётной части делянок, которая является элементарной единицей в опытах. Защитную часть (полосы) выделяют для того, чтобы исключить взаимное влияние вариантов. Ширина продольных защитных полос (защиток) обычно составляет 1,0 – 1,5 м. Однако в опытах с орошением, пестицидами (которые может сдувать ветер) ширину продольных защиток надо увеличивать до 2-3 м. Поперечные защитки используют не только для исключения взаимного влияния вариантов, но и для разворота почвообрабатывающих, посевных и уборочных агрегатов, поэтому их ширина должна обеспечивать нормальный разворот сельскохозяйственных машин и орудий. Ещё более широкими делают защитки вокруг всего опыта (для защиты от наездов транспорта, дорожной пыли, потрав животными, хищений и т. п.).

По форме различают квадратную, прямоугольную и вытянутую делянки, при соотношении ширины и длины от 2 до 10. Наибольшее распространение получила прямоугольная форма. На практике ширина делянок определяется рабочим захватом обрабатывающих, посевных или уборочных агрегатов.

Размер опытных делянок.Опытная делянкасостоит из учетной и защитной частей. Размер опытных делянок обычно указывают по их учетнойчасти,т. е. без защитных полос.

Площадь делянок зависит от вида опыта:

ü в микроопытах – менее 1 м²,

ü в мелкоделяночных – 1-10,

ü в лабораторно- полевых – 11-50,

ü в полевых – 51-200 м².

ü В производственных условиях площади делянок могут составлять от 2000 м² до 1-2 га.

На размер делянок также влияет тема исследований. В полевых опытах, где изучают площади питания, сроки посева, глубину заделки семян, используют делянки размером 50-100 м², а при изучении вопросов обработки почвы (с полной механизацией всех процессов) размер делянки увеличивают до 200-400 м².

Изучаемая в опыте культура также влияет на выбор размера делянок. Чем больше растений произрастает на единице площади, тем меньше размер опытной делянки, и наоборот. Например, для зерновых колосовых культур, крупяных, зернобобовых, многолетних и однолетних трав, льна используют делянки площадью 20-30 м². Полевые опыты с картофелем, кукурузой, кормовой свеклой, и другими пропашными культурами ставят на делянке площадью 75-150 м².

Размер опытных делянок тесно связан с числом повторностей: чем больше повторность в опыте, тем меньше размер опытных делянок, при уменьшении повторности площадь делянок увеличивают. Если при 3-4-кратной повторности полевого опыта со злаковыми колосовыми культурами размер опытных делянок составляет 50-75 м², то при 5-6-кратной повторности его уменьшают до 20-30 м².

Число изучаемых в опыте вариантов также влияет на размер опытных делянок. При большом числе вариантов увеличивается общая площадь опыта, а с ней и варьирование плодородия почвы, что снижает точность опыта. В таком случае целесообразно уменьшить размер делянок, но увеличить повторность, что приведет к уменьшению общей площади под опытом, уменьшению территориального варьирования плодородия почвы и повышению точности.

Оптимальным размеромплощади опытных делянок считают:

ü 0,5 – 2 м² – в селекционной работе

ü 10 – 15 м² – для газонов, цветочных и овощных культур (кроме бахчевых – арбуз, дыня, тыква)

ü 50 – 100 м² – для полевых культур сплошного сева

ü 100 – 200 м² – для пропашных

Для производственных опытов площадь делянки может составлять от 100 до 3000 м² и более.

Оптимальное число учетных растений на делянке должно составлять 80 – 100 растений, для картофеля – 40–50, для кукурузы - 60 растений.

В условиях защищенного грунта размеры делянок составляют от 2-4 м² – для мелких овощей (редис, салат, петрушка, рассада, выгонка) до 8-15 м² – для крупных.

По назначению различают опытную и учётную площадь делянки. С учетной площади делянки учитывают урожай и проводят наблюдения, предусмотренные темой и программой исследования. Таким образом, опытная делянка включает в себя учётную площадь и защитные полосы.

В большинстве случаев ширину боковой защитной полосы, устанавливают в пределах 0,5 – 1,5 м, (в опытах с орошением и средствами защиты растение увеличивают до 2-3 и более метров. В опытах по сортоизучению, влиянием растений соседних делянок пренебрегают, и боковые защитные полосы не выделяют. Между делянками оставляют незасеянные полоски шириной 20-40 см.

Торцевые защитки шириной не менее 2 м выделяют для предохранения учётной части делянки от случайных повреждений.

Уборку урожая начинают с защитных полос и урожай обезличивают.

По всему периметру опытный участок окаймляет защитная полоса, шириной не менее 5 метров с посевом опытной культуры сплошного сева.

Ширина защитных полос.В полевом опыте выделяют боковые (продольные) и концевые (поперечные) защитные полосы. Боковые полосы предназначены для того, чтобы исключить влияние изучаемых приемов, факторов

Рисунок 2 – Концевая защитка с одного конца делянки

И растений соседних вариантов, которое тем значительнее, чем контрастнее изучаемые приемы и факторы и чем больше различаются растения по своему габитусу. Концевые защитки служат для предохранения учетной части делянки от случайных повреждений (рисунок 2). Кроме этого, по обоим поперечным краям делянок или всего опыта выделяют полосы шириной не менее 5 м для разворота машин и орудий.

Ширина боковых защитных полос при узких междурядьях и сплошном посеве принимается обычно 0,5-1,5 м, а при широких междурядьях (60 см и более) – равной одному рядку. Но в опытах с орошением, удобрениями и об-работкой почвы ширину боковой защитной полосы увеличивают до 2-3 м и более. Ширина концевых защитных полос – 2-5 м. При выращивании рассадных овощных и бахчевых культур ширина концевой защитной полосы должна быть кратной расстоянию между растениями в рядке.

Форма опытной делянки.Определенное влияние на точность опыта и условия его проведения оказывает форма опытных делянок, т. е. отношение их длины к ширине. Ширина посевной и учетной делянок должна быть кратной ширине междурядья, с которым размещают опытную культуру, и желательно кратной ширине захвата сеялки или рассадопосадочной машины, если опыты закладывают с использованием механизации. Делянки, как правило, должны иметь удлиненную форму. Чем длиннее делянки, тем полнее они охватывают пестроту участка и обеспечивают лучшую сравнимость вариантов опыта.

Оптимальное соотношение длины и ширины делянки зависит и от размера самой делянки: для делянок площадью 20-200 м² лучшим соотношением является 5-10, а для делянок большего размера – 10-20.

По направлению. Ориентацию делянок длинной стороной проводят с учетом направления, в котором изменяются плодородие почвы и урожайность опытной культуры.

Повторность и повторение. Точность полевого эксперимента и надежность полученных в нем данных в большой степени определяются повторностью опыта. Применение повторностей в опыте позволяет учесть ошибки, связанные с неоднородностью плодородия почвы опытного участка, индивидуальными различиями растений, случайными повреждениями и ошибками технического порядка.

Повторность опыта –число одноименных делянок каждого варианта. Плодородие почвы имеет территориальную изменчивость: в одном месте оно выше, в другом ниже. Если варианты не повторять в пространстве, то одни из них окажутся в лучших условиях плодородия почвы, другие – в худших. В таком случае будет нарушен основной принцип опытной работы – объективность результатов. Все варианты опыта повторяют несколько раз, чтобы получить статистически достоверную оценку результатов исследований (рис 3).

Повторение –это часть площади опыта с полным набором вариантовсогласно схеме опыта.

Различают повторность опыта на территории, под которой понимают обычно число одноименных делянок каждого варианта, и повторность опыта во времени–число лет проводимых испытаний.Повторность на территории позволяет полнее охватить каждым вариантом опыта пестроту земельного участка, а повторность во времени дает возможность установить действие и взаимодействие изучаемых факторов при различных метеорологических условиях.

Повторность опыта необходимо соблюдать не только в пространстве, но и во времени.

При увеличении повторности, особенно до 4-6-кратной, снижается ошибка опыта. Дальнейшее ее возрастание менее эффективно. В полевом опыте повторность на территории должна быть, как правило, не ниже 4-кратной, а при малых делянках на недостаточно выравненном участке – 6-8-кратная. Многофакторные многовариантные опыты можно закладывать в 2-3-кратной повторности методом группировки вариантов в блоки, используя метод смешивания. Повторность полевого опыта во времени должна быть не менее 3лет.

Полевые опыты обычно располагают на площади участка методом организованных повторений. В отличие от повторностей опыта организованное повторениепредставляет собой часть площади опытного участка,включающую полный набор вариантов опыта, объединенных территориально в компактную группу. Иногда, но очень редко применяют также метод неорганизованных повторений,или полной рендомизации,когда варианты опытатерриториально не объединяют в компактные группы – повторения, а размещают на земельном участке полностью случайно. Такие опыты можно проводить, когда нет необходимости ставить под контроль варьирование условий эксперимента (например, на хорошо выровненных земельных участках).

Применяют два способа размещения организованны повторений: сплошное,когда все повторения объединены территориально,и разбросное, когда повторения расположены в разных частях поля или на разных полях и опытный участок не имеет общей границы. В основном применяют сплошное размещение повторений в один, в два и более ярусов.

Рисунок 3 – Сплошное размещение повторений в один ярус

Рисунок 4 – Сплошное размещение повторений в два яруса

Рисунок 5 – Сплошное размещение повторений в шесть ярусов

Разбросное размещение повторений применяют:

– когда земельный участок по своему рельефу не позволяет разместить все повторения в одном месте;

– при изучении процессов эрозии на разных по гранулометрическому составу почвах;

– при оценке новых сортов и приемов в разных почвенных и агрометеорологических условиях.

Достоверность опыта методическая –это четкое соблюдение всехметодических требований: планирование опыта на современном уровне знаний, правильный выбор условий и объектов исследований, безошибочное закладывание и проведение опытов, правильный выбор и применение соответствующих методов статистической обработки данных, а также объективное обобщение результатов исследований.

Достоверность опыта статистическая состоит в определении достоверности (существенности) разниц между средними арифметическими значениями (Х), корреляций (r), регрессий (в_xy ) и др. с помощью статистических критериев (t, F) и наименьших существенных разностей (НСР).