Порядок выполнения лабораторных и самостоятельных работ по основам научных исследований в агрономии Самостоятельная работа:

Проработать задание по соответствующему разделу «Практикум» и составить конспект в тетради по плану:

1.Тема работы;

2. Краткое теоретическое описание и анализ темы.

В лаборатории:

1. Предъявить преподавателю выполненную самостоятельную работу.

Примечание: студент, не выполнивший самостоятельную работу, к выполнению работы не допускается.

2. Получить индивидуальное задание по теме.

3. Изучить последовательность выполнения задания.

4. Произвести расчеты, обобщение данных.

5. Сдать выполненное задание преподавателю.

6. Получить у преподавателя задание к следующему занятию.

7. Привести в порядок рабочее место.

Техника безопасности при выполнении работ:

Соблюдать технику безопасности и правила технической эксплуатации компьютера.

Работа 1. Планирование полевого опыта. Разработка схемы полевого опыта

Цель занятия: освоить этапы планирования полевого опыта и научиться разрабатывать схемы полевого опыта.

Рекомендованная литература:

1. Глуховцев, В.В. Практикум по основам научных исследований в агрономии : учебники и учеб. пособия / В.В. Глуховцев, В.Г. Кириченко, С.Н. Зудилин. – М. : Колос, 2006. – С. 188-215.

2. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта : учебник / Б.А. Доспехов. – 5-е изд., перераб. и доп. – М. : Агропромиздат, 1985. – С.72-84.

3. Моисейченко, В.Ф. Основы научных исследований в плодоводстве, овощеводстве и виноградарстве : учебник для с.-х. вузов / В.Ф. Моисейченко, А.Х. Заверюха, М.Ф Трифонова. – М. : Колос, 1994. – С.51-69.

4. Моисейченко, В.Ф. Основы научных исследований в агрономии : учебник для с.-х. вузов / В.Ф. Моисейченко, А.Х. Заверюха, М.Ф Трифонова. – М. : Колос, 1996. – С.86-104.

В научно-исследовательской работе, осуществляемой методом полевого опыта, выделяют три основных этапа или периода: первый - подготовительный, или планирование; второй – проведение полевых опытов, наблюдений и учетов; третий – заключительный, необходимый для анализа полученных результатов.

Планирование исследований включает:

- выбор темы, определение задачи, объекта и условий проведения эксперимента;

- анализ истории и современного состояния вопросов, поставленных на изучение;

- выдвижение рабочей гипотезы или несколько конкурирующих гипотез и их обоснование;

- разработка схемы и методики полевого опыта;

- выбор земельного участка под опыт.

Основными источниками тем являются:

- заказы и потребность производства;

- ранее выполненные работы, имеющие практическое значение и требующие в современных условиях повторного изучения с применением новых методов исследований;

- новые сорта, приемы и комплексы приемов обработки почвы, удобрения, химические средства защиты растений, требующие проверки и изучения в конкретных условиях;

- новые идеи, возникающие в результате анализа научной литературы или наблюдений за растениями, явлениями и процессами в сельскохозяйственном производстве;

- тематические планы научных работ.

В программе исследований первоначальное значение имеют схема и методика опыта. Под схемой опыта понимают совокупность опытных и контрольных вариантов, объединенных общей идеей. Под опытным вариантом понимают изучаемое растение, сорт, агротехнический прием, факторы роста и развития растений или их сочетание, напряженность факторов. Один или несколько вариантов схемы, с которыми сравнивают опытные варианты, называют контролем (К) или стандартом (St). За контрольный вариант принимают хорошо изученный и широко применяемый в конкретных условиях агротехнический прием, растение, районированный сорт, фактор роста и развития растений, его напряженность (количество).

При разработке схемы опыта необходимо:

1. Соблюдать принцип единственного различия и факториальности. Принцип единственного различия означает, что все варианты опыта при любом их сравнении или при сопоставлении парами должны отличаться друг от друга одним единственным количественным или качественным признаком. Принцип факториальности относится к случаям построения многофакторных опытов. Схема опыта, построенная с соблюдением этого принципа, включает все возможные сочетания изучаемых факторов и позволяет установить эффективность каждого фактора в отдельности и во взаимодействии.

2. Правильно выбрать контрольный вариант и определить общие, не изучаемые условия эксперимента (фон).

3. Установить интервал варьирования и градации изучаемого фактора (в однофакторном опыте) или нескольких факторов (в многофакторном опыте). При этом на основании выдвинутой рабочей гипотезы необходимо определить центр эксперимента, т.е. ту градацию фактора, при которой следует ожидать наибольшее значение результативного признака. При уменьшении или увеличении количества (напряженности) фактора от его основного уровня (центра эксперимента) величина результативного признака уменьшается.

В схеме однофакторного полевого опыта вариантами являются отдельные градации изучаемого фактора: глубина обработки почвы, нормы высева, дозы удобрений и т.д. Вариантов в схеме опыта должно быть столько, чтобы они охватывали все области эксперимента: лимитирующую, стационарную, ингибирующую. Для этого от центра эксперимента к его крайним значениям берут примерно одинаковое число вариантов. Во многих опытах центр эксперимента соответствует градации контрольного варианта. Например, при изучении влияния норм высева на урожай какой- либо культуры за контрольный вариант принимают рекомендуемую в данных условиях норму, которая чаще всего соответствует центру эксперимента. Число вариантов в каждой области эксперимента зависит от интервала между вариантами, силы действия факторов и целей исследования.

Интервал между вариантами (градациями фактора) должен изменять результативный признак на величину, превышающую планируемую ошибку опыта не менее чем в три раза. Для сильно действующих факторов (удобрения, нормы и сроки посева, орошение и т.д.) интервалы между вариантами уменьшают, а число вариантов увеличивают по сравнению со средне и слабо действующими.

Варианты в схеме однофакторного опыта располагают в определенной последовательности и часто обозначают (кодируют) буквами. На первом месте обычно ставят контрольный вариант. Последующие варианты пишут в порядке возрастания градаций фактора. Например, в схеме опыта по изучению норм высева нового сорта ячменя варианты можно написать так:

1. 5 млн. зерен — контроль;

2. 2 млн. зерен;

3. 3 млн. зерен;

4. 4 млн. зерен;

5. 6 млн. зерен, а в кодированном выражении — а₀, а₁ а₂, а₃, а₄.

В схеме многофакторного опыта вариантами являются отдельные градации изучаемых факторов, а также все возможные их сочетания. Разработанный по такому принципу (принцип факториальности) опыт называют полным факториальным экспериментом (ПФЭ). Он позволяет установить реакцию растений на дозы (градации) каждого фактора в отдельности и на их совместное применение в разных сочетаниях.

В полном факториальном эксперименте центр и интервал между градациями определяют для каждого фактора точно так же, как это делают при разработке схемы однофакторного опыта. Схема полного факториального эксперимента включает строго определенное число вариантов, которое равно произведению градаций каждого фактора. Например, в трехфакторном опыте по изучению четырех сортов яровой пшеницы, трех норм высева и двух комплексов приемов предпосевной обработки почвы число вариантов будет равно 4 х 3 х 2 = 24. Схема такого опыта обозначается ПФЭ 4x3x2. Буквами обозначают факторы А, В, С, ..., Z, а строчными с индексами — их градации и сочетания а₀, а₁, а₂, ...а_п; в₀, b₁, в₂, ...в_п.

Задание 1. Запланируйте однофакторный полевой опыт (состоящий из 6 вариантов)

Задачи:

1. Опыт по изучению глубины посева ячменя (с 2 до 7 см).

2. Опыт по изучению сроков посева озимой ржи (с 15 августа по 5 сентября).

3. Опыт по изучению норм высева овса (с 5 до 7,5 млн. шт./га).

4. Опыт по изучению норм высева салата листового (с 2,5 до 5,0 кг/га).

5. Опыт по изучению доз азотных удобрений на белокочанной капусте (с 80 до 160 кг/га д.в.).

6. Опыт по изучению норм посадки картофеля (с 40 до 65 тыс. шт./га).

Порядок выполнения работы:

а) сформулируйте тему исследования;

б) определите шаг варьирования;

в) напишите схему опыта;

г) проведите кодирование доз или градаций;

д) выберите контрольный вариант.

Задание 2. Запланируйте двухфакторный полевой опыт

Задачи:

1. Опыт по изучению способов посадки картофеля (гребневая, грядовая) и норм посадки (40; 50; 60; 70 тыс. шт./га).

2. Опыт по изучению доз минеральных удобрений (без удобрений, N₆₀Р₄₀К₄₀, N₁₂₀Р₈₀К₈₀, N₁₈₀Р₁₂₀К₁₂₀) и норм полива (без полива; 300; 600; 900 м³/га) на белокочанной капусте.

3. Опыт по изучению доз навоза (30; 40; 50; 60; 70; 80 т/га) и вида пара (чистый, сидеральный, занятый) под озимую рожь.

4. Опыт по изучению схемы посадки (70х20; 70х25; 70х30; 70х35; 70х40 см) на сортах цветной капусты (Гудман F₁, Балдо F₁, Фарго F₁, Фремонт F₁).

5. Опыт по изучению возраста рассады (25; 30; 35; 40; 45 дней) на трех сортах белокочанной капусты (Колобок F₁, Экстра F₁, Крюмон F₁).

6. Опыт по изучению сроков посева (15; 20; 25; 30 августа) на трех озимых культурах (рожь, пшеница, тритикале).

Порядок выполнения работы:

а) сформулируйте тему исследования;

б) определите число вариантов;

в) проведите кодирование факторов, доз или градаций;

г) напишите схему опыта;

д) составьте схему опыта в кодированных переменных;

е) выберите контрольный вариант.

Задание 3. Запланируйте трехфакторный полевой опыт

Задачи:

1. Опыт по изучению на сортах ячменя (Раушан, Вереск, Сокол), двух способов посева (рядовой, узкорядный) и четырех норм высева (3–6 млн.шт./га).

2. Опыт по изучению влияния глубины тепличных грунтов (26; 30; 34; 38 см) и температуры грунта (18; 20; 22 ^оС) на сортах томата (Ласточка F₁, Русич F₁, Рианто F₁).

3. Опыт по изучению влияния норм высева (4; 5; 6 млн.шт./га), сроков подкормки азотом (фаза кущения, фаза колошения) и срока уборки (тестообразное состояние, начало восковой спелости) на получение зерносенажа ячменя.

4. Опыт по изучению на сортах цветной капусты (Гудман F₁, Гарантия, Отечественная), сроков посадки (возможно ранний, через 10 дней, через 20 дней, через 30 дней от возможно раннего) и возраста рассады (30; 35; 45 дней).

5. Опыт по изучению схем посадки (70х30; 70х35; 70х40 см), массы маточников (200; 300; 400 г), сортов (Бордо 237, Рокет, Боро F₁) на семенниках столовой свеклы.

6. На дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве определить при углублении пахотного слоя влияние известкования и двух доз минеральных удобрений на урожай зеленой массы кукурузы. Схему опыта составить из семи вариантов. За контрольный вариант принять углубление пахотного слоя без известкования и без внесения минеральных удобрений.

Порядок выполнения работы:

а) сформулируйте тему исследования;

б) определите число вариантов;

в) проведите кодирование факторов, доз или градаций;

г) напишите схему опыта;

д) составьте схему опыта в кодированных переменных;

е) выберите контрольный вариант.

Контрольные вопросы:

1. Понятие планирования опыта. Основные этапы планирования научных исследований.

2. Особенности схем однофакторного и многофакторного опытов. Понятие факториальности.

3. Что понимают под схемой опыта?

4. Выбор контроля в опытах с количественными и качественными вариантами.

5. Что такое кривая отклика или отзывчивости?

Работы 2-3. Размещение повторений и вариантов на опытном участке

Цель занятий: освоить способы размещения повторений и методы размещения вариантов.

Рекомендованная литература:

1. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта : учебник / Б.А. Доспехов. – 5-е изд., перераб. и доп. – М. : Агропромиздат, 1985. – С.52-71.

2. Моисейченко, В.Ф. Основы научных исследований в агрономии : учебник для с.-х. вузов / В.Ф. Моисейченко, А.Х. Заверюха, М.Ф Трифонова. – М. : Колос, 1996. – С.63-77.

Повторностью опыта на территории называют число одноименных делянок каждого варианта, а повторностью опыта во времени число лет проведения опыта по одинаковой схеме.

По сравнению с другими элементами методики, повторность опыта оказывает наибольшее влияние на его точность и надежность средних величин по вариантам. С увеличением повторности до 4-6 ошибка опыта снижается. Дальнейшее увеличение повторности не дает существенного снижения ошибки.

Применяют два метода размещения полевых опытов на земельном участке: метод организованных и неорганизованных повторений.

Метод организованных повторений заключается в том, что площадь опытного участка разделяют на части, число которых равно повторности, и на делянках каждой части определенным образом размещают полный набор всех вариантов схемы. Организованное повторение — это часть площади опытного участка, включающая все варианты схемы опыта.

Организованные повторения размещают сплошным и разбросным способами. При сплошном размещении все повторения территориально объединены, при разбросном их размещают в разных местах поля и опытный участок не имеет одной общей границы.

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.

Метод неорганизованных повторений или полной рандомизации заключается в том, что на земельном участке выделяются делянки, количество которых равно произведению числа вариантов (l) на повторность (n) и на них случайно размещают варианты без территориального объединения в повторения. Каждый вариант по рассчитанной повторности на земельном участке занимает случайно любое место.

Задание 1. Разместить полевой опыт методом организованных

повторений

Задачи:

1. Опыт из 6 вариантов в 4-кратной повторности.

2. Опыт из 5 вариантов в 4-кратной повторности.

3. Опыт из 4 вариантов в 8-кратной повторности.

4. Опыт из 7 вариантов в 4-кратной повторности.

5. Опыт из 8 вариантов в 4-кратной повторности.

Порядок выполнения работы: