Загальна класифікація польових дослідів

Польові досліди за зручністю проведення класифікують так: 1) за місцем проведення; 2) за тривалістю; 3) за кількістю факторів; 4) за географічним охопленням об'єктів досліджень.

Досліди за місцем проведення. Розрізняють досліди, які проводять у наукових установах або навчальних за­кладах, та досліди у виробництві (виробничі).

Досліди в наукових установах або навчальних закладах поділяють на дрібно- ділянкові, лабораторно-польові й польові.

Досліди у виробництві поділяються на досліди-проби, точні порівняльні досліди, з обліку ефективності нових агрозаходів, демонстраційні та виробничі.

Дрібноділянкові досліди проводять на дослідних ділян­ках площею до 10 м2, лабораторно-польові — 11—50 і польові — від 50 до 200 м2 і більше.

Досліди-проби закладають на виробничих посівах, де виділяють смуги шириною на один прохід жатки або ком­байна (довжина ділянки у 5—10 разів більша за ширину).

У точних порівняльних дослідах ширина ділянки з культурами суцільного способу сівби становить 8—16, з просапними — 5—10 м. Загальна площа дослідних ді­лянок становить від 500 до 2000 м2. Як правило, ширина ділянки має бути кратною ширині ґрунтообробних, посівних або збиральних агрегатів (щоб механізувати най­більш трудомісткі процеси).

Для дослідів з обліку ефективності нових агрозаходів у виробництві виділяють контрольні смуги, ширина яких має відповідати ширині збирального агрегату, а довжи­на — довжині гонів. Загальна площа цих смуг — до 3 га.

Площа дослідних ділянок демонстраційних дослідів у два рази більша, ніж польових у наукових установах (200-400 м²). Це необхідно для максимальної механізації виробничих процесів.

Виробничі досліди проводять на всій площі сівозміни рільничих бригад, окремих господарств або їх групи і навіть цілого адміністративного району.

Дослід у виробничих умовах продовжує науковий експеримент і виражає зв’язок між наукою і практикою. Це по суті один із важливіших етапів продовження і завершення наукових досліджень, доопрацювання науково-технічного результату до такого стану, коли цей результат можуть використати безпосередньо спеціалісти сільського господарства на місцях. Досвід показує, що заключний етап наукового дослідження – доведення результатів до форми, яка є доступною для виробництва, доцільно виконувати безпосередньо в самих господарствах.

Таким чином, через польовий дослід у виробничих умовах здійснюється зворотній зв’язок виробництва з наукою, через його практика вторгнується у пізнання, теорію, науку, сприяє їх бурхливому розвитку в напрямку, який визначається практичними потребами виробництва. Особливості організації, методики і техніки польового досліду в виробничих умовах визначається цілями і характером досліджень, видом досліду, ступенем виробничого ризику, матеріально технічною базою. Немає і не може бути єдиної методики для всіх дослідів, які закладаються в господарстві, методика і техніка проведення експериментів завжди конкретні. Проведення дослідних робіт на великих земельних ділянках доцільно лише за вивчення деяких питань, наприклад механізації, коли необхідно визначити продуктивність машин, витрата палива тощо.

Що стосується вивчення (а не впровадження) більшості агротехнічних прийомів (обробіток ґрунту, посіву, догляду за посівами, удобрення, хімічної меліорації), а також порівняльної оцінки нових сортів і культур у виробничих умовах то вони значно простіші, дешевші, без істотного виробничого ризику і, що саме головне, методично правильно може бути проведено в дослідах, поставлених на ділянках (смугах) оптимального розміру для кожного випадку.

Не можна ставити дослід так, що один його варіант розміщується на одному, а другий на іншому полі.

В умовах виробництва раціональніше розміщувати і вести польові досліди на земельних ділянках, які виділяються в полях господарської сівозміни, а не спеціально виділених стаціонарних ділянках. Вивчення і конкретизація прийомів в різних мікро умовах особливо необхідне за розробки систем удобрення і способів обробітку ґрунту.

Площа ділянки польового досліду в господарських умовах встановлюється в залежності від змісту і цілі досліду, особливості культури і строкатості родючості ґрунту. Дуже часто вирішальним чинником є технічні умови проведення експерименту. Розмір ділянки повинен дозволяти максимально механізувати проведення всіх сільськогосподарських робіт виробничими машинами і знаряддями. В найбільшій ступені цим вимогами відповідають видовжені ділянки площею не більше 2,5-3 га. Експериментальна робота у виробничих умовах на більш великих ділянках, ніж ті, які використовуються на полях дослідних закладів, не звільняють від необхідності закладати польовий дослід з повтореннями. Точність досліду більше залежить від кількості повторень між великими ділянками.

Польовий дослід в господарствах може дати об’єктивну інформацію про явища, що вивчається тільки в тому разі, коли він такий же точний як на полях дослідних закладів, і проведено методично правильно із відповідною повторністю.

Поділ польових дослідів за тривалістю їх проведення.Розрізняють розвідувальні, короткочасові, багаторічні і тривалі досліди.

Розвідувальні (тимчасові) досліди проводять протягом одного-двох років з метою виявлення тих агрозаходів чи сортів рослин, що треба вивчати.

Тривалість короткочасових дослідів — 3-10 років. Короткочасовими є також досліди, які проводять студенти для написання дипломних робіт або аспіранти під час виконання ди­сертаційної роботи.

Багаторічні досліди проводять 11—50 років у науко­вих установах або вищих навчальних закладах у спеціально відведених стаціонарах.

Тривалі досліди ведуть понад 50 років в окремих наукових установах і ґрунтово-кліматичних зонах.

Поділ польових дослідів за кількістю факторів, що вивчаються. Фактор — це сорт, гібрид або елемент технології, яким дослідник діє на рослини. Досліди бу­вають однофакторними і багатофакторними. Якщо ви­вчається вплив одного фактора, то дослід однофакторний, а кількох — багатофакторний.

Поділ дослідів за географічним охопленням наукових установ, де вони проводяться. За цією ознакою розріз­няють географічні й поодинокі досліди.

Географічні досліди проводять у різних ґрунтово-кліматичних зонах за єдиною методикою, розробленою координацій­ним науковим центром. Ці центри координують дослі­дження, приймають звіти, узагальнюють результати до­слідів і дають рекомендації. Прикладами таких дослідів у системі Інституту цукрових буряків є екологічні за програмою бетаінтеркрос та за програмою координаційного наукового центру з апробації завершених розробок.

Поодинокі досліди можна про­водити також у різних місцях, але не за єдиною схемою. Більш цінними є географічні, що охоплюють різні ґрунтово-кліматичні зони країни.

4.2. Класифікація дослідів за вирішенням конкретних завдань

Дрібноділянкові досліди використовують для вивчен­ня глибини загортання насіння, площі живлення, норми висіву, пошарового або локального внесення добрив тощо. У таких дослідах починають перевіряти нові гербіциди, інсектициди, фунгіциди, дози добрив чи пес­тицидів, які пригнічують ріст рослин або спричинюють їх загибель.

Переміщення препаратів чи добрив у ґрунті після дощів або поливу краще вивчати в дослідах, закла­дених на дрібних ділянках. Якщо кількість нових доб­рив, пестицидів або насіння нового сорту чи гібрида обме­жена і їх не вистачає для великих площ, застосо­вують ділянки малого розміру. Співвідношення боків таких ділянок може бути 1х2 м, 1x4, 2х2, 2х4, 2x5 м. Оскільки їх розміри незначні, захисні смуги не виділяють, а створюють лише доріжки для огляду до­слідних варіантів та проведення обліків і спостережень.

Якщо вивчається дуже вузьке питання, кількість варіантів у дослідах може бути обмеженою й великою, коли, наприклад, треба порівняти багато сортів цукрових буряків.

Повторність у дрібноділянкових дослідах може бути мінімальною (три) і максимальною (до восьми й більше). Як правило, чим менша площа дослідної ділянки, тим більша повторюваність досліду.

Лабораторно-польові досліди є першим або другим етапом польових досліджень. Виявивши кращі варіанти у дрібноділянкових дослідах, дослідник перевіряє їх у лабораторно-польових експериментах. Основна мета лабораторно-польових дослідів — ви­явити взаємозв'язок між рослиною і середовищем. Характерною особливістю цих досліджень є те, що в них, крім чисельних обліків і спостережень у полі, проводять всебічні лабораторні дослідження — аналізи рослин, ґрунту. Ці аналізи дають змогу повніше виявити зв'язки між дослідними рослинами та умовами їх вирощування.

Більшість лабораторно-польових дослідів є багатофакторними (кількість варіантів у них може становити 20—30 і більше). Оскільки площа дослідних ділянок від 11 до 50 м², повторюваність у досліді збільшують до п'яти або шести.

Польові досліди. Основне їх завдання — вивчити дію факторів життя й елементів технології вирощування на врожайність і якість продукції. Головним тут є виявлення не лише кращих варіантів, а й причин, що вплинули на підвищення чи зниження врожаю або його якості.

Польові досліди в умовах, близьких до виробничих, проводять з максимально можливим використанням засобів механізації, тому площі дослідних ділянок і їх за­хисні смуги мають бути такими, щоб можна було викорис­тати необхідні сільськогосподарські машини й знаряддя. Для культур з малою площею живлення рослин (однолітні та багаторічні трави, злакові зернові та ін.) використову­ють ділянки площею 50-100 м², для просапних — до 200 м². Слід зазначити, що в конкретних умовах і залежно від мети досліду розмір дослідних ділянок у польових дослі­дах може збільшуватися або зменшуватися.

Повторюваність у польових дослідах, як правило, чотири або п'ятикратна. Вона може бути й більшою, якщо родючість ґрунту сильно строката.

У польових дослідах планують 9–12 варіантів. Якщо їх більше, то схему досліду розбивають на ряд блоків або серій, у яких вводять додаткові контролі. Одним з основних завдань польових дослідів є виявлення кращих варіантів, які можна рекомендувати для впрова­дження у виробництво.

Досліди-проби проводять у виробництві й основним їх завданням є виявлення агрозаходів, які можна було б використати для вдосконалення технології вирощування певних культур, посилення їх росту, підвищення врожаю або якості продукції безпосередньо на виробничих посівах.

Кращі варіанти дослідів-проб можна додатково вивчити у точних порівняльних дослідах, їх проводять відповідно до методики польових дослідів. Розміри дослідних ділянок у них значно більші. Елементи технології в досліді мають бути повністю механізованими.

Ці досліди проводять з метою розробки диференційо­ваної агротехніки, випробування нових технологій, ре­комендованих науковими установами чи навчальними за­кладами. Основна увага тут приділяється обліку врожаю, визначенню якості, економічній та енергетичній оцінці нової технології порівняно до існуючої.

У точних порівняльних дослідах вивчають близько чотирьох кращих варіантів і не менш як у три - або чотирикратній повторюваності. Якщо площа дослідних ділянок становить 2000 м², то при чотирьох варіантах і чотириразовій повторюваності у досліді буде 16 ділянок, а загальна його площа становитиме 3,2 га. Площа ділянок може бути і мінімаль­ною (близько 500 м²), тоді дослід займатиме 1 га.

Досліди для обліку господарської ефективності нових агрозаходів або технологій використовують з метою пе­ревірки їх у виробництві після рекомендацій їх до впровадження науковими установами. Іншою важливою метою цих дослідів є вдоско­налення рекомендацій до конкретних умов виробницт­ва — ґрунтового середовища, культури землеробства, рівня механізації тощо. Для цього на полі, де впрова­джують новий агрозахід або нову технологію, у різних місцях виділяють три-чотири контрольні смуги шириною, що є крат­ною захвату збирального агрегату. Ці смуги є повторен­нями і повинні характеризувати родючість поля. На конт­рольних смугах новий захід чи технологію не застосовують.

Біля кожної контрольної смуги виділяють дослідні. На них, як і на всьому полі, застосовують агрозахід або технологію, господарську ефективність яких досліджують. Розміри (ширина і довжина) контрольних і дослідних смуг мають бути одна­ковими, щоб можна було об'єктивно порівнювати врожайність культур та затрати на вирощування врожаю. Кількість контрольних і дослідних смуг також однакова, а їх ширина береться кратною ширині захвату комбайна чи жатки.

Урожай у цих дослідах починають збирати з контрольних смуг, потім переходять на дослідні і в останню чергу — решту поля. Економічну й енергетичну ефективність від упровадження нового агрозаходу чи технології визначають за показниками затрат праці, засобів виробництва, вартості додат­кового врожаю, чистого прибутку, рівня рентабельності, коефіцієнтом енергетичної ефективності.

Демонстраційні досліди проводять для пропаганди досягнень науки та передового досвіду. Їх ще називають показовими і закладають у передових господарствах, щоб наочно довести переваги нових технологій чи сортів у конкретних умовах району, а також на опорних пунктах і базах науково-дослідних господарств.

У демонстраційних дослідах вивчають агрозаходи й сорти, які виявилися більш ефективними у польових дослідах. Оскільки ці досліди призначені для демонстрації спеціалістам певного району, на них роблять дороги й доріжки для проходу груп людей під час екскурсії. На кожній дослідній ділянці розміщують ети­кетки, де зазначають номер повторення і зміст варіанта. Збоку встановлюють стенд, на якому подають схему досліду та його схематичний план. На базі господарств, де проводять демонстраційні досліди, організовують семінари зі спеціалістами та керівниками інших господарств.

Методика проведення демонстраційних дослідів аналогічна методиці польових дослідів, які проводять у наукових установах. Повну механізацію вирощування дослідних культур забезпечують тими машинами і знаряддями, що використовують у виробництвах; розмір дослідних ділянок тут може бути дещо більшим.

Виробничі досліди — це комплексне науково поставлене дослідження, метою якого є вивчення не окремих елементів агротехніки, а систем технологій, організацій­но-господарських заходів. Такі досліди, як уже зазначалося, проводять на території бригад, окремих господарств і навіть груп господарств.

Виробничі досліди, як правило, закладають у передових господарствах з певною спеціалізацією, де впроваджують нові технології вирощування культур. У цих же дослідах вивчають економічну ефективність впроваджуваних технологій і систем землеробства.

4.3 Вимоги до польового досліду

Досліди набувають наукову і практичну цінність тоді, якщо повністю відповідають таким вимогам:

• єдиної відміни між варіантами,

• доцільності,

• типовості,

• придатності умов для виконання досліду,

• можливості відтворення результатів досліджень за ідентичних умов і методики,

• можливості у разі необхідності прове­дення додаткових контролів і варіантів,

• проведення досліджень на районованих та перспективних сортах і гібридах,

• проведення супутніх обліків і спостережень,

• наявності необхідної документації,

• визначення достовірності й точності досліду,

• визначення взаємозалежності та взаємозумовленості спостережень.

Принцип єдиної відміни. Цього принципу дотримуються при побудові схеми досліду, виконанні елементів технології тощо. Його суть у тому, що кожен варіант схеми досліду може різнитися тільки за однією ознакою, тобто дослідник може змінювати лише фактор, що вивчається, за умови незмінності інших умов досліду. На­приклад, у досліді вивчається продуктивність ЧС гібридів цукрових буряків з густотою рослин 60, 80, 100 і 120 тис. шт./га. За принципом єдиної логічної відміни у досліді змінюють лише густоту посівів, усі ж інші умови технології вирощу­вання (попередник, удобрення, обробіток ґрунту, строки, глибина і спосіб сівби, догляд за посівами, метод збирання) мають бути однаковими. Лише за таких умов можна дослідити, яка густота посіву певного гібриду у конкретній ґрунтово-кліматичній зоні є найбільш оптимальною.

Якщо вивчають переваги нової технології вирощування культури, то у досліді змінюють лише ті її елементи, які характерні для нової технології, а всі інші залишають без змін. Проте нові технології або їх елементи можна вивчати з використанням не одного, а кількох гібридів. У такому разі дослід стає багатофакторним.

Правило доцільності. Серед ЧС гібридів цукрових буряків є ранньостиглі й пізньостиглі. Переваги пізньостиглого гібриду краще проявляються за меншої густоти рослин, тому сіяти ранньостиглі й пізньостиглі гібриди з однаковою густотою є порушенням правила доцільності.

Менші норми висіву озимої пшениці застосовують на родючих і краще забезпечених вологою ґрунтах. Норми висіву диференціюють також залежно від висоти рослин: напівкарликові сорти висівають з розрахунку 5,5-6,0 млн шт. схожих зерен /га, середньої висоти — 4,5-5,0, а середньовисокі — 4,0-4,5 млн шт. схожих зерен / га.

Відповідно до правила доцільності боротьбу з хворобами рослин проводять лише у варіантах досліду, де поширені хвороби. Якщо серед певних сортів чи в окремих варіантах досліду хвороб немає, застосовувати фунгіциди не доцільно.

Типовість досліду. Відповідно до цієї вимоги дослід необхідно проводити у таких умовах, які б відповідали природній зоні, ґрунтам, особливостям культури й сорту, рівню механізації процесів обробітку ґрунту, заляганню ґрунтових вод, організаційно-економічним умовам тощо.

Для кожної ґрунтово-кліматичної зони досліди проводять у типових сівозмінах. Це стосується також використання районованих і перспективних сортів та гібридів

Під час досліджень необхідно також ураховувати типо­вість погоди. Тобто в більшості років досліджень кількість і рівномірність атмосферних опадів, температу­ра і вологість повітря, їх коливання повинні бути близь­кими до багаторічної норми. Лише за таких умов можна зробити об'єктивні висновки щодо дії досліджуваного фактора.

Системи обробітку ґрунту, удобрення, норми висіву, строки сівби та глибина загортання насіння мають бути також типовими для певного регіону, узгоджуватися з особливостями ґрунту, підґрунтя, схилів тощо. Однак рівень агротехніки у досліді не завжди повинен бути таким, як у більшості господарств району чи області, оскільки не скрізь додержуються рекомендацій наукових установ. Технологія вирощування культур у досліді має бути перспективною, орієнтованою на постійне підвищення родючості ґрунту.

Як правило, досліди проводять на типових, окультурених ґрунтах, які займають найбільші площі в зоні. Типовими мають бути також підґрунтя (материнська порода), рівень залягання ґрунтових вод, крутизна схилу тощо. У дослідах використовують такі ґрунтообробні машини, посівні та збиральні агрегати та інші знаряддя, які є у передових господарствах.

Отже, типовість досліду — одна з основних умов, порушення якої знецінює дослід і призводить до того, що його результати не можуть бути рекомен­дованими для виробництва.

Однак слід зазначити, що не всі типові умови можуть бути придатними для успішного проведення досліду.

Придатність умов для досліду. Наприклад, планується проведення досліду з вивчення мінеральних добрив для підживлення цукрових буряків дозами від 30 до 150 кг/га діючої речовини. Площа досліду має типовий ґрунт, підґрунтя, рівень ґрунтових вод, але за рік до проведення досліду на всій площі було внесено повне мінеральне доб­риво у нормі 180 кг/га діючої речовини. Саме це є причиною вважати площу непридатною для досліду, тому що на фоні високої, попередньо внесеної норми добрив не можна дослідити дію значно нижчих доз на рослини такою мірою, як це могло б бути на нижчому фоні удобрення.

Непридатною для вивчення дії проти злакових гербіцидів буде площа, коли злакові бур'яни на цьому полі малопоширені. На посівах сортів сільськогосподарських культур, що є стійкими до певних хвороб, не доцільно вивчати ефективність фунгіцидів та їх доз. Саме тому, щоб провести дослід на належному методичному рівні, треба завжди дотримуватися правила придатності всіх умов для досліду.

Відтворюваність результатів досліду. За цією вимогою другий дослідник або виробничник, виконуючи дослід за зазначеною методикою і в ідентичних умовах, має одержати результати, аналогічні попередньому досліду. Таке від­творення результатів надзвичайно важливе, насамперед для перевірки достовірності одержаних раніше даних, упровадження кращих варіантів досліду у виробництво.

Щоб досліди можна було відтворювати в аналогічних умовах, дослідник повинен детально описувати як методику, так і умови проведення експерименту. Такими умовами є місце проведення досліду (населений пункт, район, область), ґрунтові умови (тип ґрунту, його механічний склад, хімічні властивості, рівень залягання ґрунтових вод, експозиція та крутизна схилу), особливості попередників та передпопередників, досліджуваної культури та сортів, суть технології виро­щування, назва машин і знарядь для механізації, специ­фічні особливості проведення досліду та ін.

Для відтворення результатів експерименту в наукових установах важливим елементом є методика досліджень — схема досліду і контроль, розмір дослідної ділянки й ширина захисних смуг, повторність, метод розміщення варіантів, методика обліків і спостережень, строки вико­нання робіт тощо.

Дослід повинен відтворюватися не лише у просторі, а й у часі. Проте у роки з неоднаковими погодними умовами, особливо контрастними за кількістю й особливостями випа­дання атмосферних опадів, температурою і вологістю по­вітря, варіанти досліду за врожайністю і якістю продук­ції можуть мінятися місцями. Водночас ці зміни можна і необхідно буде пояснити змінами погоди.

Введення додаткових варіантів і контролів. У дослі­дженнях з вивчення дії органічних та мінеральних добрив для побудови схеми досліду добрива беруть у нормах, що за­стосовуються в господарстві. Найчастіше це повне міне­ральне добриво дозою 60 або 90 кг/га діючої речовини, а гній — 20-30 т/га. При цьому не враховують вміст поживних елементів та їх співвідношення у гною. За результатами такого порівняння не можна дати відповідь, які добрива найбільш ефективні. У схемі досліду має бути ще один варіант мінеральних добрив у дозах, що еквівалентні вмісту цих еле­ментів у гної. Оскільки вміст поживних елементів у різних органічних добривах неоднаковий, у гної, що планують вносити, визначають вміст елементів живлення і роз­раховують додатковий варіант.

Досліджуючи ефективність добавок мікроелементів до звичайних добрив, наприклад, до суперфосфату марганцю, дослід планують без суперфосфату або з марганізованим суперфосфатом. Щоб визначити ефективність дії марганізованого суперфосфату, необхідно ввести ще один варіант досліду — із суперфосфатом звичайним. Так само, щоб визначити дію марганцю, можна його внести ще й окремо у дозі, яку додають до суперфосфату. Тоді у схемі досліду буде чотири варіанти. Аналогічно складають схеми дослі­дів з вивчення нових форм добрив.

У дослідах, де вивчають питання підживлення просап­них культур під час міжрядного розпушування ґрунту, до варіантів досліду (без підживлення і з підживленням) включають варіант з міжрядним обробітком ґрунту, але без добрив. Якщо у досліді цей варіант не передбачений, то не можна виявити, який фактор діє — підживлення чи розпу­шування ґрунту. Вивчаючи позакореневе підживлення у розчинах, до варіантів без підживлення та з підживлен­ням доцільно включити варіант обприскування посіву чистою водою.

Чи у всіх дослідах з добривами треба мати абсолютний конт­роль, тобто без добрив? Наприклад, якщо вивчають дози добрив або співвідношення елементів живлення, за контроль, як правило, беруть один з варіантів, який у господарстві, де буде проведений дослід, є найефективніший. Варіант без добрив не завжди буде ефектив­ним. Проте є досліди з добривами, де абсолютний контроль обов'язковий. Такими є досліди, у яких вивчають коефі­цієнти використання добрив або проводять фізіологічні дослідження.

Введення абсолютних контролів обов'язкове у дослідах, де вивчають дію фунгіцидів, інсектицидів та інших пре­паратів захисту рослин. Це пояснюється тим, що необхідно обґрунтувати доцільність застосування тих чи інших пестицидів проти конкретних хвороб чи шкідників, що виявляються саме в абсолютних контролях.

Досліджуючи питання протруєння насіння перед сівбою певними препаратами, у схему досліду вводять такі варіанти: 1) без протруєння; 2) з протруєнням; 3) із замочуванням у воді. Останній варіант включають для того, щоб розрізнити дію води й пестициду.

Проведення досліджень на районованих і перспективних сортах. Усі дослідження рекомендується проводити, як правило, з районованими сортами для певної ґрунтово-кліматичної зони і навіть для певних умов господарства — попередників, родючості ґрунту тощо. Ураховуючи необхідність проведення досліджень у різні за погодними умовами роки, їх тривалість може становити три-п’ять років, а в дослі­дах з багатопільними сівозмінами кількість років відпо­відає кількості полів у сівозміні. Як уже зазначалося, за тривалий період досліджень деякі районовані сорти можуть замінюватися новими, більш перспективними за багатьма показниками — врожайністю, якістю продук­ції, стійкістю проти хвороб і шкідників, а також до не­сприятливих погодних умов тощо. Тому висновки, зроблені відносно знятих з районування сортів, виявляться мало­придатними для виробництва. Щоб запобігти цьому, до­сліджувати треба перспективні сорти. Не можна досліджувати сорти, які на час закладання дослі­ду були зняті з районування.

Обліки й спостереження.Урожайність і якість продукції дозволяє виявити кращі та гірші варіанти досліду порівняно з контролем. Проте у дослідах виникає питання про причини його підвищення чи зниження, що не можна визначити без супутніх спостережень. Саме тому одночасно з основними треба здійснювати у дослідах супутні облі­ки й спостереження.

Досліджуючи питання про дози, строки, способи вне­сення добрив, співвідношення в них поживних елементів, види та форми добрив, крім основних показників ефективності, слід вивчати вміст поживних елементів у ґрунті, їх форми та доступність для досліджуваної культури, вміст поживних речовин в основній і побічній продукції. У порівняльних дослідженнях попередників беруть до уваги забур'яненість посівів, засмі­ченість ґрунту насінням бур'янів на різній глибині ор­ного шару, наявність кореневих паростків та кореневищ злісних бур'янів, поширення хвороб, пошкодження рос­лин шкідниками, вологість ґрунту, його поживний режим тощо.

При вивченні заходів боротьби з бур'янами слід про­водити такі супутні обліки і спостереження, як визначення кількості бур'янів у посівах та їх насіння у ґрунті окремо по видах і біологічних групах, глибини залягання їх насіння та схожість, наявність схожого насіння в органічних добривах, які вносять на дослідних ділянках. При застосуванні хімічних препаратів для боротьби з бур'янами досліджують вміст відповідних пестицидів у рослинній продукції та у ґрунті, їх токсичність для людей і тварин.

При вивченні строків, способів і глибини обробітку ґрунту, крім урожайності, структури врожаю і якості продукції, спостерігають за во­логістю ґрунту, його водопроникністю, щільністю тощо.

У дослідах, де вивчають роль зрошення культур (норми, строки і способи), спостерігають за динамікою вологості ґрунту, особливостями проходження фаз росту і розвитку рослин, густотою посівів, приростом надземної маси, поширення у ґрунті кореневої системи тощо.

Досліджуючи сорти й гібриди, проводять фенологічні спостере­ження і обліковують такі показники: стійкість до ураження хворобами, пошкодження шкідниками, посухо- й жаростійкість тощо.

Ведення документації досліду. Всю наукову документацію ведуть із додержанням певних правил (своєчасність ведення записів, повнота відомостей про дослід, однотипність записів протягом вегетаційного періоду та по роках, достовірність даних).

Документація складається з первинної й додаткової. До первинної документації належать щоденник, польовий журнал досліду і звіт про науково-дослідну роботу. Додат­ковою документацією є лабораторний журнал, робочий зошит, таблиці, різні форми для аналізів, стрічки прила­дів-самописів тощо.

Протягом вегетаційного періоду у щоденнику записують такі дані: місце прове­дення досліду (область, район, господарство, сівозміна, номер поля); схематичний план досліду, повторність, розмір дослідної ділянки, ширина захисних смуг; умови проведення досліду (ґрунт, рельєф, попередники, строки і норми внесення добрив, норма висіву насіння, його якість, строки сівби, стан сходів); догляд за посівами і методика обліків та спостережень (фіксуються порушення методики та технології вирощування); причини зрідження посівів чи їх знищення шкідниками; дані феноло­гічних спостережень; результати обліків ураження і пошкодження рослин хворобами і шкідниками; облік виключок, урожайності та результати аналізів якості продукції; дані фізичних та хімічних аналізів ґрунту; аналіз результатів досліджень методами математичної статистики; результати економічної та енергетичної оцінки ефективності агротехнічних заходів чи сортів.

Зміст щоденника може змінюватися залежно від мети і досліджуваної культури. Наприклад, при вивченні зернових колосових культур, кукурудзи, цукрових буряків, соняшнику у щоденнику записують спостереження, що є типовими лише для цих культур, тому їх перелік і форми таблиць для запису суттєво різняться.

Польовий журнал ведеться в лабораторії. За програмою досліджень в ньому подається:

• гриф установи та назва досліду,

• робоча гіпотеза або кілька конкуруючих;

• наукове обґрунтування теми;

• методи дослі­джень;

• схема досліду з виділеними контролями, розміри дослідних ділянок та ширина захис­них смуг; повторність і розміщення варіантів;

• програма основних обліків та спостережень, методика відбирання зразків, строки їх проведення.

У польовий журнал переносять із щоденника результати всіх обліків і спо­стережень.

Робочу програму складають на весь період проведення досліду, тобто на кілька років, а наукову роботу планують щороку. Основним розділом плану є календарний план, у якому в хронологічному порядку зазначають усі види ро­біт і строки їх проведення в досліді.

Допоміжною документацією плану є журнали з роз­робленими формами таблиць для окремих аналізів: ви­значення фізичних та хімічних властивостей ґрунту, хі­мічного складу рослин, дегустаційної оцінки продукції тощо.

Головними документами наукової роботи установи, підрозділу або окремого науковця є річний звіт про науково-дослідну роботу та підсумковий звіт про багато­річну роботу після завершення виконання теми. Звіти оформляються за певним державним стандартом. У звітах за варіантами досліду подають тільки значення середніх арифметичних показників, а в додатках — дані за повторюваннями з відпо­відним аналізом. Головним розділом звіту є висновки та пропозиції виробництву. Для впровадження у виробництво кращих варіантів складають спеціальні акти. За результатами наукових досліджень пишуть статті й реферати (короткий зміст статті), дисертації та автореферати на них.

Достовірності досліду відносно суті й точності. Достовірність досліду визначають шляхом порівняння роз­рахункового критерію Фішера з теоретичним. Якщо розрахунковий критерій більший за теоретичний, роблять висновок про статистичну достовірність усього досліду. Це означає, що між деякими середніми арифметичними окремих варіантів досліду є достовірна різниця. Для оцінки різниць між варіантами розраховують найменшу істотну (достовірну, суттєву) різницю — НІР. Якщо різниця між середніми арифметичними варіантами буде більшою або дорівнювати НІР, роблять висновок про достовірність різниць на пев­них рівнях імовірності або значущості.

Іноді в наукових роботах дослідники обмежуються лише розрахунками НІР і не наводять значення відносних похибок, відсутність яких не дає змоги зробити вис­новок про точність проведеного досліду. Слід зазначи­ти, що точність досліду є одним з основних показників якості дослідної роботи, починаючи від вирівнювання родючості ґрунту земельної площі під дослід, добору вирівняного посівного матеріалу і закінчуючи однаковим доглядом за рослинами та збиранням урожаю. Отже, розрахунок значення відносних похибок у дослідах дає змогу мати уявлення про їх точність. Сучасні статистичні комп’ютерні програми “Statistica-6”, “SPSS-13” оцінку джерел варіації видають за показником р- критерію: якщо він буде < за 0,05, то відхилення в досліді є достовірними на 5 %-му рівні значущості.

Необхідність виявлення залежностей між окремими показниками досліду. Об'єкти досліджень — ґрунт, рослини, їх органи тощо — взаємопов'язані і залежать від комплексу умов навколишнього середовища. Ці зв'язки дуже різноманітні. Вони можуть бути прямими й оберненими, істотними і неістотними, закономірними і випадко­вими, постійними і тимчасовими, сильними і слабкими.

Найбільш складними є зв'язки біологічних об'єктів, зокрема залежність рослин від умов середовища. Цими умовами є атмосферні опади, температура і вологість по­вітря, кількість сонячних і хмарних днів, тривалість дня і ночі, які впливають на ріст і розвиток рослин, їх стійкість проти хвороб і шкідників, формування врожаю тощо. Умовами середовища є також ґрунт - його тип, будова, рН, вміст вологи чи поживних елементів, їх доступність для рослин та інше, що також впливає на фізіоло­гічні процеси у рослинах і, як наслідок, на врожайність.

Складні зв'язки існують між структурними елемента­ми погоди, ґрунту й роботою окремих органів рослин. Існують залеж­ності між кореневою та надземною частинами рослин, між інтенсивністю цвітіння і врожайністю культур, вмістом поживних елементів та біологічно активних речовин у рослині. Виявити подібні зв'язки звичайним логічним аналізом без застосування методів математичної статистики майже неможливо (наприклад, коефіцієнтів кореляції для лінійних залежностей і кореляційного від­ношення для криволінійних зв'язків).

Слід зазначити, що аналізи, зроблені для двох показників, наприклад залежність урожаю лише від доз азоту, не можуть дати повної інформації для дослідника. Треба вивчати множинні кореляційні залежності між урожайністю і якістю продукції і багатьма умовами навколишнього середовища. Щоб глибше вивчити ці процеси і пев­ною мірою керувати ними, дослідник має бути добре обізнаним, а й у науках об'єкті досліджень. Так, вивчаючи ефективність добрив, досліднику треба досконало знати рослинництво, земле­робство, ґрунтознавство, агрохімію, фізіологію рослин, мікробіологію, захист рослин тощо.

Засоби підвищення достовірності дослідів. Точність досліду — це сту­пінь наближення результатів досліджень до межі достовірно­го значення. Для підви­щення достовірності досліду треба забезпечити мінімальне варіювання показників і запобігти виникненню похибок під час роботи.

Розрізняють три види похибок — систематичні, грубі і випадкові.

Систематичні похибки виникають під дією певних факторів; вони завищують або занижують резу­льтати досліджень. Систематичні похибки не можуть взаємно компенсуватися, тому однобічно впливають на величину середніх арифме­тичних. Запобігти таким похибкам можна шляхом сучасних методів планування й проведення досліду, використання добре відрегульованих приладів для обліків і спостережень.

Грубі похибки - прорахунки у процесі роботи. На­приклад, при зважуванні врожаю неправильно записали його масу, хоча самі прилади справні. Прикладом грубих похибок можуть бути похибки з нумерацією ділянок, на одну ділянку двічі вносять добрива, не на заплановану гли­бину проводять оранку або застосовують різні норми висі­ву тощо. За наявності таких похибок доводиться бракувати окремі ділянки, повторювання, а то і весь дослід.

Випадкові похибки зумовлені не передбаченими дослід­ником факторами і є неминучими. Вони виявляються під впливом випадкового варіювання родючості ґрунту або ін­дивідуальної мінливості рослин. Ці похибки можуть завищувати або занижувати результати досліджень, отже, вони різноспрямовані. Основною особливістю випадкових похи­бок є те, що вони взаємно компенсуються і при збільшенні кількості спостережень (повторювань) зменшуються. Ме­тоди математичної статистики дають змогу визначити ви­падкові похибки і відокремити їх від загального варію­вання експериментальних даних, в яких не повинно бути грубих і однобічних похибок. Причиною випадкових похибок може бути нерівномірне, вибіркове пошкодження рослин на окремих ділянках або ураження їх хворобами.

Односпрямовані, однобічні похибки не можуть компенсу­ватися повторністю, їх не можна виявити при статистичному аналізі даних і запобігти їм можна тільки при закладанні й проведенні досліду. Насіння, яке вико­ристовують для дослідних посівів, треба вирощувати в одна­кових ґрунтово-кліматичних умовах, в одному господар­стві, в одному з полів сівозміни, у якому родючість ґрунту добре вирівняна. На врожайність одного і того самого сорту значною мі­рою впливають погодні умови. Насіння, зібране в різні роки, забезпечує потім різну врожайність, навіть якщо його висіяти в один рік і вирощувати за однакової технології.

Допускаються похибки і при протруюванні насіння. При сухому протруюванні посівні якості насіння варіюють менше, ніж при мокрому і термічному, які суттєво збільшують похибку досліду. Саме тому за різних способів протруювання обов’язково слід додатково перевірити схожість і енергію проростання насіння. Хоча ці дані матимуть уже після сівби, вони певною мірою допоможуть об'єктивніше оцінити результати досліду. Слід зазначити, що після мокрого протруювання все насіння треба просушити до однакового стану, інакше його схожість може бути різною, що вплине на точність досліду.

Багато похибок досліду пов'язано із сівбою. Звичайно сівбу проводять упоперек ділянок і в короткий строк. Якщо в досліді вивчають строки, глибину сівби і норми ви­сіву, то її напрям має бути вздовж ділянок. Якщо у досліді багато варіантів і велика кількість повторювань, сівба триває на два-три дні довше, а якщо вона переривається умовами погоди – ще довше. Різниці за строками сівби можуть суттєво вплинути на точність досліду. Щоб запобігти таким похибкам, сівбу треба проводити блоками повторювань. Якщо якесь повторювання буде засіяне пізніше, то в його межах варіювання буде мінімальним.

Якщо досліджують сорти і сівба переривається дощем, то після нього для контролю висівають три-п’ять сортів з висіяних до дощу. Причиною зниження точності досліду може бути також різна глибина загортання насіння. Щоб запобігти цьому, треба ретельно налагодити сівалку, пере­вірити її на виробничих масивах і тільки після цього використовувати у досліді.

Кожний сорт сільськогосподарських культур висівають у досліді з оптимальною нормою висіву. Порушення цього правила не дає змоги об’єктивно розкрити потенційні можливості сорту.

Точність агротехнічних і сортовипробувальних дослідів залежить також від взаємного впливу рослин на сусідніх ділянках. Краще розвинені рослини чи сорти на одних ділянках можуть пригнічувати сусідні, менші за висотою і масою. Щоб запобігти цим похибкам, досліди проводять із застосуванням захисних смуг відповідної ширини, про що детально йшлося вище.

У сортовипробуванні ділянки розмежовують одну від одної доріжками. Чим ширші ці доріжки при вузьких ділянках, тим більші похибки можуть допускатися у дослі­дах, що загалом призводить до порушення типовості досліду.

Ряд похибок допускають і під час догляду за рослинами. Так, якщо при прориванні цукрових буряків залишити рослини тільки з двома листочками, то маса їх коренів становитиме 226 г, з чотирма - 580, а з шістьма - 814 г. Отже, щоб зменшити похибки досліду, на дослідних ділянках слід залишати однакове співвідношення сильних і середніх рослин, а не однакову їх кількість на одиниці площі взагалі. Перенесення робіт з догляду за рослинами на другий день у деяких варіантах призводить до зміни врожайності і зниження достовірності досліду, тому всі агрозаходи треба виконувати за кілька годин протягом одного дня і з однаковою якістю робіт на всіх ділянках. Щоб якість ручної праці була однаковою на всіх ділянках, роботи з догляду виконують упоперек ділянок і кожний працівник має обробити свої рядки до кінця.

Достигання врожаю у різних варіантах може бути неодночасним, і збирати його треба в міру дозрівання. Грубою методичною похибкою є одноразове збирання врожаю при різній стиглості рослин. Техніка збирання врожаю також має бути однаковою.

Наведені вище похибки не вичерпують усього, що може трапитися в роботі дослідника. Щоб похибок було мен­ше, треба заздалегідь вдумливо аналізувати всі умови досліду, враховувати відомі й незаперечні закономірності і положення методики дослідної справи.

Однією з таких закономірностей є контролювання закономірних і випадкових варіювань родючості ґрунту. Так, за однакового значення коефіцієнта варіювання співвідношення цих компонентів може бути різним у посівах окремих культур. Наприклад, наявність закономірного варіювання ро­дючості ґрунту призводить до того, що результати обліку врожаю рекогносцирувальних посівів не завжди відповідають закону нормального розподілу, який є основою дисперсійного аналізу результатів досліджень. Це протиріччя усувається, якщо варіанти у дослідах розміщують методом рендомізації, про що йдеться нижче.

ПЛАНУВАННЯ НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ