Наукові основи польового досліду та інших спеціальних методів дослідження в агрономії

Польовий дослід — це дослідження, яке проводиться в польових умовах на спеціально виділеній ділянці не менше трьох років з обов’язковим обліком урожаю.

Всі агрономічні досліди поділяються на польові і вегетаційні. Серед польових агрономічних дослідів виділяють дві основні групи — агротехнічні та досліди із сортовипробовування.

Розрізняють польові агротехнічні досліди за місцем проведення, тривалістю, кількістю досліджуваних факторів, та географічним охопленням об’єктів дослідження (рис. ?).

Рис. ?. Класифікація польових агротехнічних дослідів

За місцем проведення розрізняють польові агротехнічні досліди, які ведуться у науково-дослідних установах і навчальних закладах і ті, що проводять у колективних господарствах.

У науково-дослідних установах і навчальних закладах використовують такі види дослідів: дрібноділяночні, лабораторно-польові та крупноділянкові (польові).

Дрібноділяночні досліди використовують для першого етапу досліджень. У цих дослідах починають перевіряти якийсь зовсім новий агрозахід, який може згубно позначитися на посіві, тому площі ділянок бажано зводити до мінімуму. У плодівництві проводяться при вирощуванні посадкового матеріалу у шкілках та плодових розсадниках, а також при вивченні деяких питань агротехніки ягідних культур. У овочівництві такі досліди використовуються при вивченні глибини загортання насіння, площ живлення, норм висіву.

Для дрібноділяночних дослідів характерна дуже мала площа дослідної ділянки — від 2 до 10 м² із співвідношенням сторін 1×2; 2×2; 2×4 або 2×5 метрів. Захисних смуг у дрібноділяночних дослідах нема, а замість них створюють лише доріжки для огляду ділянок і проведення обліків. Кількість варіантів може бути великою або незначною, коли вивчається вузьке питання. Проте кількість повторностей у дрібноділяночних дослідах повинна бути не менша 6-8. тут користуються правилом — чим менша площа дослідної ділянки, тим більшу повторність планують у досліді.

Лабораторно-польові досліди — це перший або другий етап у польових дослідженнях. Виявивши кращі варіанти із схеми дрібно ділянкового досліду, дослідник перевіряє їх далі у лабораторно-польових дослідах. Основна мета лабораторно-польових дослідів — виявлення взаємозв’язку між рослиною і середовищем. Більшість із них є багатофакторними із великою кількістю варіантів — 15-20 і більше. Площа дослідних ділянок складає 11-50 м², повторність — 5-6-кратна. У таких дослідах проводять багаточисленні та всебічні лабораторні аналізи ґрунту і рослин. Саме ці аналізи дають підставу повніше виявити зв’язки між дослідним рослинами та умовами їх вирощування.

Польові досліди проводяться у науково-дослідних установах і навчальних закладах в умовах наближених до виробництва із максимальною механізацією агротехнічних процесів. Основне їх завдання полягає у вивченні дії факторів життя і заходів агротехніки на формування врожаю. Головним тут є не лише виявлення кращих варіантів, а й вивчення причин підвищення чи зниження врожаю та його якості в залежності від умов вирощування.

Площа дослідних ділянок у польових дослідах залежить від вирощуваних культур і їх віку. У шкілках і розсадниках, а також у ягідниках площа дослідних ділянок може бути у межах 51-100 м². У плодоносних садах, особливо при значній відстані між рослинами, площу дослідної ділянки збільшують до 400-500 м² і більше.

Повторність у польових дослідах — 4-5-кратна, але може бути і більшою, якщо сильно варіюють урожайність дерев або показники їх росту (розмір штамбу та ін.).

У польових дослідах, як правило, вивчаються ті варіанти, які виявилися кращими у лабораторно-польових дослідах, тому тут кількість варіантів менша (в межах десяти).

У колективних господарствах розрізняють наступні види дослідів: досліди-проби, точні порівняльні досліди, досліди для обліку господарської ефективності нових агрометодів, демонстраційні (показові) і виробничі.

Удослідах-пробах ведеться пошук таких нових агроприйомів, які можна було б використовувати для вдосконалення технології вирощування тих чи інших культур. Досліди-проби проводяться на ділянках-смугах, які виділяються безпосередньо у виробничих насадженнях. Виділяють смуги шириною на один прохід жатки або комбайна, а довжиною — в 5-10 разів більшою за ширину. Наприклад спеціаліст помітив, що у певному кварталі листки яблуні або томатів мають не темно-зелене, а світло-зелене забарвлення, що буває, наприклад, при нестачі азоту. Виділивши смугу із 2-3 рядів яблуні або 10-15 рядів томатів, на ній вносять додаткові дози азотних добрив, проводять візуальні спостереження за зміною забарвлення і ростом листків, проводять облік урожаю. Кращі варіанти дослідів-проб можна вивчити більш досконало у точних порівняльних дослідах.

Точні порівняльні досліди проводять у відповідності із метою польових дослідів наукових установ. Проте розміри дослідних ділянок у точних порівняльних дослідах повинні бути значно більшими, ніж у польових. Площа дослідних ділянок повинна сприяти повній механізації всіх агротехнічних процесів. Для цього у садах ширина облікової частини дослідної ділянки повинна складатися із 2-3 рядів дерев або 10-20 овочевих культур, а довжина — повністю забезпечити вільне розвертання всієї техніки, що використовується у дослідах. Загальна площа таких дослідних ділянок 500-2000 м².

Ці досліди закладають з метою розробки диференційованої агротехніки, випробування нових технологій, що рекомендовані науковими установами чи навчальними закладами. Основна увага тут приділяється обліку врожаю та визначенню його якості, а інші обліки і спостереження зведені до мінімуму. У точних порівняльних дослідах вивчають біля чотирьох кращих варіантів і не менше як у 3-4-кратній повторності.

Досліди з обліку господарської ефективності нових агроприйомів використовують для перевірки агрометодів, які рекомендовані науковими установами, а також для удосконалення їх у конкретних умовах колективних господарств. З цією метою у полі, де запроваджують новий агрометод чи нову технологію, у різних місцях виділяють 3-4 контрольні смуги шириною, кратною ширині збирального агрегату. Ці смуги, що являють собою повторення, повинні охопити різноманітність родючості ґрунту всього поля. На контрольних смугах новий агрозахід чи нова технологія не застосовується. Поруч з кожною контрольною смугою виділяються дослідні смуги, де застосовують той агрозахід чи ту технологію, господарську ефективність яких досліджують. Розміри контрольних і дослідних смуг повинні бути однакової ширини і довжини, щоб можна було об’єктивно оцінювати рівень врожаю і затрати на його вирощування. Межі всіх смут фіксуються кілками. Загальна площа цих смуг може бути до 3 га.

Демонстраційні досліди (показові) проводяться з метою пропаганди досягнень науки і передового досвіду. Ці досліди закладають у передових господарствах, щоб наочно показати переваги нових технологій або сортів у конкретних умовах регіону.

Розмір дослідних ділянок у демонстраційних дослідах повинен сприяти максимальній механізації агротехнічних методів, тобто 200-400 м². З метою демонстрації досягнень науки такі досліди проводяться також у науково-дослідних установах і навчальних закладах.

Виробничі досліди — це комплексне, науковоорганізоване дослідження, метою якого є вивчення не окремих елементів агротехніки, а систем технологій. Проводять такі досліди на площі цілих сівозмін, рільничих бригад, в окремих господарствах, групах господарств і навіть цілого адміністративного району.Звідси і мета виробничих дослідів знчно ширша, ніж будь-яких інших, що проводяться лише в умовах одного конкретного господарства.

За тривалістюпольові досліди поділяються на розвідувальні, короткочасні, багаторічні і довготривалі.

Розвідувальнідосліди проводяться протягом 1-2 років з метою вивчення агрометодів або сорту, які треба взяти у дослід для подальшого вивчення на триваліший період. Тому ці досліди називають ще і тимчасовими. Вони дають можливість ефективніше проводити короткочасні і багаторічні досліди. Розвідувальні дослідження проводяться також при виборі площ для проведення дослідів із плодово-ягідними і овочевими культурами.

Короткочаснідосліди проводяться протягом 3-10 років з метою вивчення впливу агротехнічних прийомів або сортів на ріст і врожайність плодових, ягідних і овочевих культур в залежності від різних погодних умов. Дані досліди можуть бути не стаціонарними та стаціонарними.

Нестаціонарні досліди проводяться за однією і тією ж схемою та методикою протягом 3-4 років, але кожний рік на новому місці. Це можуть бути досліди у плодовій шкілці де вирощуються підщепи. Проте із багаторічними плодовими і ягідними культурами найчастіше проводяться стаціонарні досліди на спеціально відведених ділянках. Короткочасними є більшість дослідів, що їх проводять студенти для написання дипломних робіт або аспіранти для підготовки дисертаційної роботи.

Багаторічнідосліди проводяться протягом 11-50 років виключно в наукових установах чи вищих навчальних закладах в умовах стаціонару з метою вивчення дії, взаємодії і наслідків окремих агротехнічних прийомів або їх комплексу на родючість ґрунту, врожай і його якість. Особливо цінними є багаторічні досліди з вивчення процесів, що протікають у ґрунті і агрофітоценозах, вивчення балансу поживних речовин, втрат елементів живлення із добрив, попередження забруднення зовнішнього середовища, вмісту ґрунту і його обробіток у садах та ін. Дані цих дослідів використовують для покращання технології вирощування плодових, ягідних і овочевих культур, а також для розробки нових технологій. Прикладом може бути нова індустріальна технологія вирощування овочів, а також інтенсивних садів на карликових і напівкарликових підщепах при збільшенні кількості дерев до 500-600 штук і більше на 1 га.

Тривалідосліди проводяться більше 50 років з тією ж метою, що і багаторічні досліди, але із більшим поглибленням досліджуваних питань і з більшим повторенням у часі.

За кількістю досліджуваних факторів польові досліди поділяють на однофакторні, двофакторні та багатофакторні. Фактором є або елемент агротехніки, або сорти чи інші заходи, якими дослідник діє на рослини чи ґрунтове середовище.

Однофакторними називаються досліди у яких вивчається дія тільки одного фактора: сорт, підщепа, формування крони, площа живлення, добрива, обробіток ґрунту, строки висіву, розсадний і безрозсадний способи вирощування овочів та інші.

Багатофакторними називаються досліди, у яких вивчаються два і більше факторів з метою дослідження дії кожного з них і взаємодії між ними. Так, може одночасно вивчатися дія добрив (перший фактор), обробітку ґрунту (другий фактор) і поливу (третій фактор), або, наприклад, склад попередників і гербіцидів. У подібних випадках найправильнішою побудовою схеми досліду буде така, яка включає всі можливі поєднання досліджуваних факторів.

Наприклад, при вивченні двох видів добрив (азотного і фосфорного) схема досліду може бути представлена наступним чином :

1. без добрив (контроль);

2. удобрено азотом;

3. удобрено фосфором;

4. удобрено азотом і фосфором.

Якщо в цей дослід включити третій фактор, припустимо, калійне добриво, то повна схема досліду із трьома факторами при двох градаціях кожного фактору (наявність або відсутність) буде мати уже вісім варіантів:

1. без добрив (контроль);

2. удобрено азотом;

3. удобрено фосфором;

4. удобрено калієм;

5. удобрено азотом і фосфором;

6. удобрено азотом і калієм;

7. удобрено фосфором і калієм;

8. удобрено азотом, фосфором і калієм.

Це, так звана восьмимірна схема, запропонована для вивчення різних видів добрив, є повною, оскільки в ній передбачено всі можливі поєднання із трьох основних видів добрив. Дози за діючою речовиною і форми добрив у всіх варіантах такого досліду повинні бути однаковими.

Досліди за географічним охопленням наукових установ, де вони проводяться, поділяються на масові (або географічні) і поодинокі.

Масові досліди проводяться в різних ґрунтово-кліматичних зонах за єдиною методикою, що розробляється координаційним науковим центром, який керує дослідженнями, приймає звіти, узагальнює результати і дає рекомендації.

Поодинокідосліди можуть проводитися також у різних місцях, але не за єдиною схемою досліду, а за тією, що складають окремі дослідники або їх групи без координації з єдиним центром. Безумовно, що більш ціними є географічні досліди, котрі дають можливість узагальнювати їх результати в межах району, області, ґрунтово-кліматичної зни і навіть всієї держави.