Особенности выполнения полевых работ в опыте

1. Соблюдение принципа единственного различия. Все факторы кроме исследуемого должны быть в опыте одинаковыми.

2. Одновременное и своевременное проведение всех запланированных технологических агроприемов на всех делянках полевого опыта.

3. Высококачественное проведение всех полевых работ в опыте, для обеспечения оптимальных условий для вычленения эффекта действия исследуемого фактора.

4. Агротехнический фон (сумма элементов агротехники, конкретная технология выращивания исследуемой культуры, на фоне которой изучают эффективность всех вариантов в конкретном опыте от начала до конца) должен быть более высоким, чем в условиях производства. Основное задание агрофона – обеспечить объективную оценку (агротехническую и экономическую) изучаемых агроприёмов. На низком агрофоне нельзя проводить опыты для оценки перспективных сортов культур. Условия агрофона должны быть типичными и пригодными для конкретного опыта.

5. Внесение удобрений для создания агрофона, или для изучения их в опыте, необходимо равномерно вносить на площади в сжатые сроки и сразу заделать в почву. Пример расчета доз удобрений на делянку опыта для варианта N₆₀P₄₀K₄₀ такой: масса аммиачной селитры (содержание азота 34% д.в.) на делянку площадью 150 м² составит 60 × 150

М_N = = 2,647 кг.

100 × 34

Масса гранулированного суперфосфата составит

40 × 150

М_N = = 3,000 кг.

100 × 20

Масса калийной соли составит соответственно

40 × 150

М_N = = 1,500 кг.

100 × 40

Расчеты делают на всю опытную делянку, а не только на её учетную часть. Навески удобрений массой менее 1 кг берут с точностью до 1 г, массой 1-10 кг – 10 г, а более 10 кг – 100 г. Перед внесением минеральные удобрения необходимо тщательно измельчить и просеять. Если опытные делянки большого размера или когда удобрения в опыте не изучаются, а являются фоном, то их лучше вносить на делянки механизировано туковой сеялкой, что позволяет более равномерно распределить удобрения на всей площади опыта с одинаковой глубиной заделки в почву.

Органичные удобрения перед несением хорошо перемешивают и равномерно распределяют по всей площади. Нельзя оставлять навоз на делянках в кучах более 1 дня.

6. Обработка почвы. Если обработка почвы не является изучаемым фактором, то она должна быть однородной, одновременной и высококачественной на всех делянках опыта. Вспашку и другие приемы обработки почвы следует проводить через все делянки повторности перпендикулярно к их длинным сторонам. В опытах применяют загонную вспашку только в одну сторону, чтобы не было свальных гребней и развальных борозд. Орудия обработки должны разворачиваться за пределами делянок – на защитных полосах (ширина не менее 2 м) или полевых дорогах.

7. Посев и посадка. Если посев не является исследуемым фактором в опыте, то его проводят в соответствии с научными рекомендациями для региона, одновременно в сжатые сроки с одинаковым качеством работ на всех делянках опыта в перпендикулярном направлении к длинным сторонам делянок. I проход делают по туго натянутому шнуру. Высевающие аппараты сеялки необходимо включать за 1-1,5 метра до начала делянки и выключать за пределами опыта. При изучении нормы высева, её лучше устанавливать по числу всхожих семян, а не по массе. Весовую норму рассчитывают по формуле Н_в = Н_шт. × а, где Н_в – весовая норма семян, кг/га, Н_шт. – норма высева семян, млн. шт./га; а – масса 1000 семян, г.

8. Уход за растениями. Все работы по уходу за растениями выполняют своевременно, одновременно, тщательно и однообразно. После появления всходов осматривают опытные посевы и устанавливают равномерность посева, наличие огрехов, просевов или загущенных рядков. При необходимости прореживают загущенные или подсевают изреженные посевы, предварительно намоченными семенами. После появления всходов по шнуру нарезают концевые защитки (длиной 2-5 м), а между соседними делянками – боковые защитки шириной 1-2 м; поновляют боковые границы делянок, своевременно расставляют колышки, этикетки, трафареты. Прополку (химическую или ручную), междурядную обработку, подкормку и т.д. проводят совершенно одинаково и в сжатые сроки на всех делянках опыта. Мероприятия по химической защите посевов также необходимо проводить вне севооборота и соседних площадях, в те же сроки, что и на опытных делянках. Дороги и дорожки поддерживают в чистом от сорняков состоянии на всем протяжении проведения опыта.

Лекция №4 по «ОНИ»

Тема. Планирование наблюдений и учетов в полевом опыте.

1. Основные требования к наблюдениям и учетам в полевом опыте. Виды наблюдений.

2. Принципы планирования и сроки проведения наблюдений и учетов.

3. Принципы определения и планирования объема выборки при изучении совокупности в исследованиях.

4. Классификация, характеристика и перечень обязательных планируемых наблюдений, учетов и анализов в полевых опытах по изучению основных вопросов агрономии.

1. Программа исследований позволяет установить причины изменения величины урожая. Цель и программа любого полевого эксперимента предусматривает и дает возможность воспроизводства и получения аналогичных результатов опыта в условиях с.-х. производства, для дальнейшего повышения продуктивности земледелия и урожайности возделываемых культур.

Урожай является главнейшим показателем результатов опыта – это итог от взаимодействия растения с факторами жизни (условиями внешней среды).

Чтобы установить пути формирования урожая полевые опыты необходимо сопровождать проведением однократных и периодических количественных и качественных наблюдений, как за самими растениями, так и за факторами жизни и условиями внешней среды.

При разработке программы полевых и лабораторных исследований, экспериментатор должен решить следующие вопросы:

- какие наблюдения, учеты и анализы необходимо включить в программу, их целенаправленность;

- сроки проведения учетов и наблюдений;

- определить оптимальный объем выборок (проб);

- обеспечить представительность отбираемых выборок.

Опыт должен сопровождаться не стандартным набором наблюдений, а теми, без которых нельзя понять изучаемое явление и объяснить получение тех или иных прибавок урожая или характер изменения его качества.

2. Сроки и периодичность проведения наблюдений и учетовопределяются целью исследования, техническими возможностями и уточняются в каждом конкретном случае. Для характеристики агрофизических свойств почвы исследования лучше проводить в период роста культурных растений, а при учете общего количества растительных остатков, засоренности почвы семенами сорных растений и показателей агрохимической характеристики почвы целесообразно пробы почвы брать рано весной (до посева) и осенью (после уборки урожая).

Сроки наблюдений и отбора приурочивают к наступлению очередных фенологических фаз развития растений или проводят наблюдения через определенный период – еженедельно, подекадно, один или два раза в месяц. Чем дольше протекает процесс, тем больше может быть интервал между наблюдениями. Иногда, соответственно задачам эксперимента, наблюдения проводят до и после выпадения атмосферных осадков, до и после проведения запланированных в опыте агроприёмов, до посева и после уборки урожая …

Наиболее ответственные наблюдения проводят с интервалами в 1-2 недели, а при необходимости и чаще, но с таким расчетом, чтобы за весь период исследования имелось не менее 4-5 дат. Желательно получить такой ряд значений, который позволил бы построить эмпирическую (кривую) изучаемого процесса во времени.

При исследовании динамики какого-либо процесса, лучше установить календарные сроки для взятия образцов, проведения очередных наблюдений и учетов, отделенных друг от друга равными промежутками времени, строго не приурачивая их к фазам развития растений (в этом случае можно легко установить его напряженность для любого момента времени). Например, при изучении динамики накопления массы зерновки в период созревания озимой пшеницы, образцы зерна необходимо отбирать через каждые 5-7 дней.

Количество образцов (проб), мест отбора на опытных делянках должно быть таким, чтобы обеспечить достаточно высокую точность учетов и наблюдений. В опытах с зерновыми культурами Доспехов Б.А. (1985) рекомендует отбирать 6-8 проб на делянке площадью менее 100 м², 8-12 проб на делянке площадью 100-200 м², и 15-20 проб на делянке площадью более 200 м². Во всех случаях число учетных единиц растений, проб почвы, замеров глубины обработки почвы, площадок для подсчета культурных и сорных растений и т.д. – должно быть достаточным, чтобы охватить всю внутриделяночную вариабельность, варьирование.

Образцы отбираются таким методом, который предотвращает появление систематических ошибок – методом рендомизации или случайным отбором. При этом наблюдатель обеспечивает равную вероятность для всех объектов попасть в выборку, а не подбирает «типичные», по его представлениям пробы. Именно независимым от наблюдателя, рендомизированным, случайным отбором единиц наблюдений в выборку достигается её представительность. А выбор «типичного» образца и т.д., всегда объективен и данные, полученные на основе такой нерепрезентативной выборки, характеризуют только собранный материал, а не совокупность, подлежащую обследованию; поэтому получается искаженная, смещенная выборка и собранный материал нельзя подвергать статистической обработке.

Планирование объема выборки.

Количественная изменчивость. Объем выборки количественной изменчивости – это число объектов исследований, которые берут для проведения учетов и наблюдений. Выборкой могут быть количество колосков, корнеплодов, листьев, стеблей и т.д., которые учитываются на растении. Ними также могут быть образцы почвы с разных участков опытной делянки для анализа физических или химических свойств.

Задача выборочного метода – при минимальном, но достаточном объеме выборки со всей совокупности объекта получить максимально полную и объективную информацию.

Для оптимизации объема выборки ( n ) – количества наблюдений, обеспечивающих получение статистически достоверных результатов при конкретном уровне вероятности, предлагается cледующая формула
	V n = t0952 [ ]2, S , %

где t₀₉₅ – стандартное значение критерия Стьюдента;

V – коэффициент вариации;

S _{, %} - допустимая ошибка опыта, %.

Если таблицы значений критерия Стьюдента под рукой нет, то приблизительное значение критерия Стьюдента можно найти по следующей формуле t₀₉₅ = 2 + n / n,

где n– фактический объем выборки (повторность);

n - число степеней свободы (n= n – 1).

Для больших выборок (n > 30) значение t является постоянным и равно t₀₉₅ = 2, t₀₉₉ = 2,6.

Если V не превышает 10%, то варьирование плодородия почвы незначительное, если 10 < V < 20%, то варьирование среднее и если коэффициент вариации > 20%, то варьирование сильное.

Значение относительной ошибки (S _{, %}) выбирает сам исследователь в зависимости от запланированной точности исследований. Если планируется очень высокая точность исследований, то S _,%берут 2-3%; если нужна средняя точность, то S _,%берут 5-6%. В большинстве полевых опытов допустимое значение относительной ошибки опыта (S _,%) не более 7%.

Коэффициент вариации (V) находят по формуле V = S × 100

где S – стандартное отклонение данного вариационного ряда;

- среднее арифметическое этого же ряда.

Ближайшее значение стандартного отклонения находят по формуле

X_max - X_min

S = ,

где Х_max и Х_min максимальные и минимальные значения показателя конкретного вариационного ряда; 6 - постоянное число.

Приближенное значение средней арифметической можно вычислить последующей формуле (Х_max - X_min)

= .

Качественная изменчивость.Количество больных и здоровых растений, поврежденных вредителями и морозами и не поврежденных, является показателем качественной (альтернативной) изменчивости.Объем выборки для качественной изменчивости также оптимизируют для конкретной формуле. Введем такие обозначения: N – общее количество объектов (растений, плодов, листьев и.т.д.), взятых для исследования, n – количество объектов с данным признаком – поврежденных, пораженных, подмерзших и т.д. Если N = 100, n = 10, то доля наличия признака р = n : N = 10 : 100 = 0,1, а доля отсутствия q = 1 – р = 1 – 0,1 = 0,9. Оптимальный объем выборки рассчитывают на двух уровнях вероятности – Р₀₉₅ и Р₀₉₉ пользуясь формулой: р × q

N = t² × ,

S²_p

где р – доля наличия признака; q– доля отсутствия признака; S_p - ошибка доли, значение которой выбирает сам исследователь. Для полевых исследований значение S_p берут в интервале 0,05 - 0,1.

Значение р и q должно быть максимальным, то есть 0,5 или (Р + q) : 2 = 1:2 = 0,5.

4. Классификация, характеристика и перечень обязательных планируемых наблюдений, учетов и анализов в полевых опытах по изучению основных вопросов агрономии.

Проведение любого полевого опыта должно сопровождаться соответствующими ему анализами, наблюдениями и учетами. Наиболее важными (основными или обязательными) являются метеорологические наблюдения; определение агрофизических и агрохимических показателей плодородия почвы; учеты засоренности посевов и верхнего слоя почвы семенами и органами вегетативного размножения сорных растений; фитопатологические и энтомологические учеты; оценка посевов или насаждений по биометрическим показателям; учет урожая и анализ растениеводческой продукции и т.д.

В опытах с полевыми культурами все исследования разделяют на две группы. К первой относятся исследования условий жизни растений, а ко второй группе – исследования процесса формирования урожая растений. Их также подразделяют на:

Главные – это обязательные исследования, без которых нельзя обойтись исследователю (учет урожая с делянок и т.д.)

Второстепенные – те результаты, которые помогают раскрыть причинность результатов главных исследований (обильные осадки в июне провоцируют полегание озимых хлебов, что за счет усложнения уборки, резко снижает урожайность и т.д.).

При наблюдении за факторами и условиями жизни растений обязательными являются:

- метеорологические наблюдения (количество и интенсивность осадков; температура воздуха; направление и скорость ветра; атмосферное давление; относительная влажность воздуха; температура почвы; глуби- на промерзания почвы и др.);

- определение физических характеристик почвы (влажность; объёмная масса; строение пахотного слоя; структура; водопроницаемость; суммарное потребление влаги и коэффициент водопотребления посевами за период вегетации и др.);

- определение агрохимических показателей почвенной среды (сумма поглощенных оснований; обменная кислотность; гидролитическая кислотность; степень насыщенности основаниями; содержание нитратного и щёлочногидролизуемого азота, подвижных форм фосфора и калия; содержание гумуса и т.д.);

- учет засоренности посевов и потенциальной засоренности почвы семенами и органами вегетативного размножения сорняков;

- фитопатологические учеты;

- энтомологические учеты и другие наблюдения.

При проведении наблюдений непосредственно за растениями исследуемых с.-х. культур обязательными являются:

- фенологические наблюдения;

- оценка посевов и учет биометрических показателей (визуальная оценка состояния посевов; оценка морозо- и зимостойкости озимых культур; определение засухоустойчивости растений; оценка устойчивости посевов к полеганию, пониканию, осыпанию зерна и прорастанию его в колосе; учет густоты посевов и насаждений; определение динамики роста растений; определение площади листовой поверхности);

- определение распространения корней в почве и учет их массы в отдельных слоях;