Экспериментатор (черты характера):

1. Должен уметь сосредоточиться на исследуемой проблеме и упорно думать о ней.

2. Быть любознательным и ко всему подходить с вопросом.

3. Отсутствие догматизма, осторожность и скромность в утверждениях.

4. Критический подход ко всему, пытливость.

5. Работоспособность и настойчивость, терпеливость.

6. Любовь к науке, наблюдательность, изобретательность, здравый смысл, бесконечное терпение при работе над изучаемой темой.

Гений - это терпение и титанический труд!

*Главной задачей сравнительного эксперимента* является оценка эффектов опытных, т.е. изучаемых в опыте вариантов.
Вариант или несколько вариантов, с которыми сравнивают опытные варианты, называют контролем или стандартом.
Схема эксперимента (опыта) – это совокупность логично подобранных исследуемых и контрольных вариантов, объединенных общей идеей или темой.
Вариант опыта - изучаемое растение, сорт, условия возделывания, агротехнический прием или их сочетание, это часть темы, отдельный ее вопрос.
Опытная делянка - элементарная единица полевого опыта, часть площади опыта, имеющая определенный размер и форму (чаще прямоугольную), и предназначенная для размещения отдельного варианта.

Варианты бывают:

a) качественные - сорта, культуры, способы посева и обработки, предшественники…

б) количественные - нормы высева, нормы полива, дозы удобрений и пестицидов, глубина обработки и т.д.

Повторность - число одноименных делянок каждого варианта в данном полевом опыте (чаще 3-4-кратная).

Повторение – часть площади опыта, включающая полный набор делянок всех вариантов схемы опыта.

Методическая достоверность опыта – это четкое соблюдение всех методических требований к планированию опыта, выбору условий и объектов исследований, закладки и проведения опыта, выбору и использованию соответствующих методов статистической обработки данных.

Статистическая достоверность опыта заключается в определении существенности разниц между средними средними арифметическими, а также корреляций или регрессий с помощью разных статистических критериев.

Ошибка опыта – мера разницы между действительным значением исследуемого показателя и полученными результатами исследований. Ошибку выражают в тех же единицах что и исследуемый показатель. Если ошибку опыта выразить в %, то её называют относительной.

Точность опыта – величина, обратная относительной ошибке.

В предыдущей лекции отмечалось, что в агрономических исследованиях в основном используют 4 типа сравнительных экспериментов: лабораторный, вегетационный, лизиметрический и полевой. Выводы и предложения производству не могут быть сделаны по результатам лабораторных, лизиметрических и вегетационных опытов, если они не проверены в условиях сравнительного полевого опыта.

Полевой опыт - основной, важнейший метод исследования, связывающий теоретические исследования в агрономии с с.-х. практикой.

Полевой с.-х. опыт - исследование, осуществляемое в полевой обстановке на специально выделенном участке с целью установления достоверных различий между изучаемыми вариантами опыта, количественной оценки действия факторов жизни, условий или приемов возделывания на урожай растений и его качество.

Особенность полевого опыта в том, что культурное растение изучают вместе со всей совокупностью почвенных, климатических и агротехнических факторов, очень близких к производственным условиям.

Методические требования к полевому опыту.

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 тех факторов, которые изучают в данном опыте.

5. Достоверность опыта по существу - это 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, следовательно уборку проводят не в один срок (что требует принцип 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;

б) точные сравнительные опыты, где ширина делянки с культурами сплошного посева равна 8-16 м , а с пропашными- 5-10м. Общая площадь опытных делянок = 500-2000 м². Как правило ширина делянки кратна ширине почвообрабатывающих посевных или уборочных агрегатов (чтобы механизировать трудоемкие процессы), обычно изучают 3-4 варианта в 3-4 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):

-- однофакторные;

-- многофакторные.

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.