Разработка рабочей гипотезы

Планирование и организация полевого опыта

Контрольные вопросы

1. Какой вариант опыта является контрольным и зачем он нужен?

2. Перечислите основные методические требования к полевому опыту.

3. Что понимается под типичностью полевого опыта?

4. Можно ли результаты, полученные в полевых опытах в Нечерноземной зоне, распространять на Черноземную зону?

5. Какую роль в полевых опытах играет уровень агротехники?

6. В чем заключается принцип единственного различия?

7. Какова цель соблюдения принципа единственного различия

8. Что такое точность опыта и чем она обусловлена?

9. В каких пределах может варьировать точность опыта?

10. В чем сущность отличия достоверности полевого опыта от достоверности результатов полевого опыта?

11. В каких опытах размер делянки может быть 10-25 м²?

На этом этапе необходимо: определиться с темой опыта, разработать его рабочую гипотезу, составить схему опыта, определить его цели и задачи, разработать программу и методику исследований.

Тематика опытов обычно связана с общим планом научно-исследовательских работ ВУЗа или НИИ, решающих наиболее важные и перспективные проблемы дальнейшего развития агрохимической науки.

Обычно в опытах с удобрениями изучают эффективность различных видов, форм, доз и соотношений удобрений при выращивании основных 61 так же сроков и способов применения удобрений.

В соответствии с темой опыта составляются схема опыта и его программа (т.е. определяются конкретные цели и задачи, которые необходимо решить постановкой данного опыта).

Составлению схемы опыта обычно предшествует разработка рабочей гипотезы опыта, т.е. некоего теоретического предположения (прогноза) эффективности изучаемого в опыте фактора или факторов в определенных почвенно-климатических условиях.

Рассмотрим разработку рабочей гипотезы на примере такой темы: «Эффективность различных доз азотных удобрений под картофель на дерново-подзолистой почве Московской области». Для разработки рабочей гипотезы эффективного действия удобрений, по указанной теме, нам необходимо теоретически подробно проработать следующие вопросы:

1. Изучить характеристику объектов исследований:

– биологические особенности культуры – картофеля (особенно детально – потребности в элементах питания, динамику их потребления и т.д.). Анализ этих данных дает нам представление о потребности культур в элементах питания (в первую очередь в азоте) для формирования ее высокого урожая.

– подробную характеристику почвенно-климатических условий района исследований (плодородие почв, их обеспеченность питательными элементами, особенно азотом, климатические условия и их влияние на эффективность удобрений и т.д.). Анализ этих материалов позволит нам установить возможность исследуемых почв в снабжении опытной культуры питательными элементами (в особенности азотом).

2. Провести критический анализ всех ранее проведенных исследований по удобрению картофеля в указанной зоне на дерново-подзолистых почвах. В случае, если такие исследования малочисленны, можно привлечь с определенной оговоркой и работы по смежным районам.

На основании сопоставления и критического анализа всех вышеуказанных материалов разрабатывается рабочая гипотеза (или несколько конкурирующих гипотез) о теоретически наиболее эффективных дозах азотных удобрений под картофель в данных условиях.

К примеру, такими дозами, в результате анализа, всех данных мы определили две дозы: N₁₂₀ и N_150. Далее необходимо составить схему опыта таким образом, чтобы в результате его проведения подтвердить или уточнить, или опровергнуть полученную рабочую гипотезу. При этом для наглядности, можно воспользоваться кривой урожайности культур в зависимости от доз удобрений (см. рисунок 1).

Рис.1. Кривая зависимости урожая растений от доз удобрений,

У – урожайность, Х – дозы удобрений

Кривая урожайности в зависимости от доз удобрений включает три области: лимитирующую (–А –В) (здесь с возрастанием доз увеличивается урожайность культур), стационарную (–В –С) (где достигается и на небольшом участке поддерживается постоянный максимальный урожай культуры) и ингибирующую область (–С –Д) (здесь с увеличением доз удобрений проявляется их угнетающее влияние на урожай растения). Важно составить схему опыта так, чтобы на основании полученных данных иметь представление обо всех областях действия изучаемого фактора (доз азота удобрений). Обычно достаточно иметь 5-8 уровней (доз) изучаемого фактора.

По нашей рабочей гипотезе наиболее эффективными дозами азотных удобрений под картофель будут дозы N₁₂₀ или N₁₅₀, т.е. в соответствии с нашей гипотезой эти дозы должны представлять стационарную область кривой урожайности. Опытным путем мы должны проверить нашу рабочую гипотезу и для этого необходимо включить в схему опыта еще как минимум две дозы в лимитирующей области (N₉₀ и N₆₀) и то же в ингибирующей области (N₁₈₀ и N₂₁₀). При изучении действия различных доз удобрений «шаг» дозы т.е. количественный интервал между дозами соседних вариантов должен быть одинаковым. В нашем примере он равен 30 кг.

В схеме опыта обязательно должен быть в качестве контроля фоновый вариант (например – P₁₂₀ и Р₁₅₀).

Таким образом, схема нашего опыта будет представлена следующими вариантами: 1) фон (Р₁₂₀ + К₁₅₀)

2) фон + N₆₀

3) фон + N₉₀

4) фон + N₁₂₀

5) фон + N₁₅₀

6) фон + N₁₈₀

7) фон + N₂₁₀

С учетом того, что под картофель часто вносят органические удобрения, можно указанную схему развернуть по двум фонам: I фон – без органических удобрений; II фон – навоз - 40 т/га. В таком случае мы будем иметь двухфакторный опыт: I фактор – органические удобрения; II фактор – дозы азотных удобрений. Это значительно расширит информативность нашего опыта.