Основні елементи методики польового досліду

До основних елементів методики належать кількість варіантів у схемі досліду, частота контролів, дослідні ділянки і захисні смуги, розміри ділянок, їх форма та орієнтація у просторі, повторність і повторення досліду, методи розміщення варіантів у досліді, методика обліків і спостережень.

Кількість варіантів у досліді.Кількість варіантів у схемі досліду визначають об’ємом, метою і завданням досліду. Необхідно мати на увазі, що підвищена кількість варіантів приводить до збільшення помилки експерименту спочатку повільно, а потім (більше 10-12 варіантів) прискорено. Це обумовлено тим, що із збільшенням кількості варіантів росте загальна площа під дослідом і неоднорідність ґрунтового покриття. Тому в однофакторних дослідах рекомендується мати оптимальну кількість варіантів — у межах 8-12. При невеликій кількості варіантів для правильної оцінки помилки досліду необхідно збільшити повторність.

Варіанти досліду можуть бути кількісними (дози добрив, норми зрошення, площа живлення, глибина оранки) і якісними (сорти культур, різні культури, типи ґрунтів, форми добрив). Підбираючи варіанти у схему досліду, дослідник додержує правила, щоб їх кількість була оптимальною для конкретної теми і умов досліду. Кількість варіантів повинна бути такою, щоб за рівнем вирощених урожаїв можна було побудувати криву, форма якої була б близькою до параболи, тобто серед варіантів досліду повинні бути такі градації дослідного фактору, які б забезпечили відхилення врожаїв від оптимального в обидва боки. Математична статиска доводить, що для побудови такої кривої необхідно мати, як мінімум, п’ять точок. Отже, мінімально у досліді може бути п’ять варіантів. У дослідах з якісними варіантами, наприклад, із сортами, їх кількість визначається наявністю реєстрованих та перспективних сортів (їх може бути до кількох десятків). Іноді і число кількісних варіантів буває великим.

Різні ґрунти, земельні площі за своєю родючістю мають неоднаковий ступінь строкатості у просторі. Чим більша кількість варіантів у досліді, тим більшою буде його площа, отже, і більшим варіювання родючості ґрунту. Збільшення варіювання родючості ґрунту, у свою чергу, призводить до збільшення похибки досліду. Тому кількість варіантів у досліді залежить також від супеня варіювання родючості ґрунту. Із зростанням строкатості родючості кількість варіантів зменшується і навпаки.

У схемі досліду може бути кілька контролів. У дослідах з добривами контроль може бути виробничий і абсолютний. І при вивченні доз пестицидів їх порівнюють з тими дозами, якими користувались у виробництві до закладання досліду, а також з варіантом без пестицидів.

Якщо кількість варіантів досліду велика (кілька десятків), то на кожні 8-10 дослідних варіантів виділяють контрольні ділянки. Іноді при значній строкатості родючості ґрунту контрольні ділянки виділяють на кожні 2-3 дослідні варіанти.

Розміри дослідної ділянки визначається перш за все особливостями агротехніки досліджуваних культур. Чим більше рослин на одиниці площі, тим менша може бути площа ділянки. Тому високу точність досліду забезпечують ділянки, наприклад, для полуниці розміром 20-40 м², для зернових — 40-60 м², дія просапних — 80-100 м². Агротехнічні досліди, що не потребують окремого обробітку, закладаються на ділянках площею 200-500 м².

Досліди у виробничих умовах повинні бути із ділянками, площа яких дозволяє використовувати передову агротехніку, орієнтовно 100-3000 м² і більше.

Дослідні ділянки складаються із облікової чстини, яка знаходиться посередині і де проводяться всі обліки та спостереження, і захисної, яка знаходиться зовні облікової (рис.?). Захисні частини ділянки розмежовують між собою варіантами досліду.

Рис. ?. Дослідна ділянка

Розмір ділянок залежить від виду досліду, теми досліджень, дослідної культури, рівня механізації, повторності, варіювання родючості ґрунту тощо.

У дослідах з вивчення добрив, норм висіву і способів сівби, площ живлення, догляду за рослинами тощо розмір дослідних ділянок може бути в межах 50-100 м², а в дослідах з вивченням глибини і способів обробітку ґрунту із застосуванням плтужних і широкозахватних машин і знарядь площа ділянки збільшується до 200-300 м².

На розмір ділянки впливає також і дослідна культура. Чим менша площа живлення рослин, а отже, чим більше дослідних рослин на одиниці земельної площі, тим меншим може бути і розмір дослідної ділянки. Так, зернові колосові, багаторічні і однорічні трави можна досліджувати на ділянках 20-30 м². У дослідах з соняшником, кукурудзою, картоплею та іншими просапним культурами площі дослідних ділянок становлять 75-150 м².

Важливим є питання про ширину облікової частини дослідної ділянки, що в певній мірі пов’язано із шириною ґрунтообробних, посівних та збиральних знарядь і машин.

Для лабораторно-польових і крупноділянкових польових дослідів в науккових установах та навчальних закладах бажано мати малогабаритну техніку, щоб максимально механізувати сільськогосподарські роботи. Проте через обмеженість такої техніки користуються звичайними машинами і знаряддями з мінімальним робочим захватом.

Захисні смуги створюють як навколо дослідних ділянок — внутрішні навколо дослідів — зовнішні. Внутрішні захисні смуги не допускають взаємний вплив сусідніх варіантів, зовнішні — ушкодження тваринами, транспорту, вплив осідаючого придорожнього пороху. Для розмежування впливу варіантів сусідніх ділянок вводить бокові і поперечні захисні смуги. Їх ширина залежить від сили впливу того чи іншого агрозаходу, тому у різних дослідах їх ширина може бути різна, але однакова в межах одного досліду.

Поперечні захисні смуги використовують не лише для розмежування варіантів, а й для розвороту ґрунтообробних, посівних і збиральних агрегатів, тому ці смуги роблять ширшими. Ще ширші захисні смуги роблять навколо всього досліду (5-10 м), щоб захистити дослідні рослини від шкідливого впливу зовні.

Наприклад, у дослідах із зрошенням ширину захисних смуг збільшують до 2-3 м, щоб запобігти горизонтальному переміщенню води у ґрунті або перенесенню вітром при дощуванні. При сортовивченні на бокові захисні смуги виділяють 2 рядки або їх не виділяють зовсім, залишаючи між ділянками доріжки, перекриваючи при сівбі крайні висіваючи апарати. У дослідах із добривами ширина бокових захисних смуг залежить від техніки внесення добрив. При внесенні мінеральних добрив вручну врозкид виділяють захисні смуги шириною не менше 1 м, при внесенні сівалкою — 50 см, а при заорюванні органічних добрив, які можуть пересуватись плугом на сусідні ділянки — не менш 1,5 м.

Кінцеві (поперечні) захисні смуги мусять бути такої величини, щоб при необхідності на них можна зробити розворот машини і знарядь, а також провести деякі дослідження, тому їх ще називають лабораторними смугами. Від облікової частини ділянки кінцеві смуги можна відділити розширеним міжряддям (якщо сівба проводиться у поперек ділянок) або спеціально утвореними доріжками.

Форма дослідних ділянок та їх орієнтація у просторі.Форма дослідних ділянок, як правило, є прямокутною (5×10 м, 5×20 м), але може мати різне співвідношення сторін — від видовженої (3×40 м, 5×100 м) до квадратної форми (5×5 м, 10×10 м), коли ширина ділянки рівна або наближається до її ширини. Видовжені ділянки умовно вважаються короткими, якщо їх довжина лише в 2-10 разів більша за ширину, а довгими, коли це співвідношення більше 10. Найоптимальнішими є прямокутна і видовжена форма ділянки.

Близько до квадратної повинні бути ділянки у дослідах, де вивчається захист рослин від шкідників, хвороб і бур’янів з використанням обприскування полів розчинами пестицидів, бо на вузьких ділянках вітер може зносити розчин на сусідні варіанти. Крім того, з центра квадратної ділянки переселення шкідників і збудників хвороб на сусідні буде меншим, ніж з ділянок видовженої форми. Квадратна форма ділянок буде ефективнішою і в багатьох інших дослідах, де суміжні варіанти дуже впливають один на одного або коли ділянка в досліді розміщується методом латинського квадрату.

Вважається, що в дослідах з площею ділянок від 20 до 200 м² найкраще відношення довжини до ширини 5-10, а при більших площах ділянок це відношення знаходиться в межах 10-20.

Ефективність видовжених ділянок підвищується у тих випадках, якщо вони довгою стороною орієнтуються вздовж основного напряму варіювання родючості ґрунту. Таке варіювання відбувається, як правило, у напрямі схилу, тому дослідні ділянки довгою стороною орієнтують зверху донизу. У цьому випадку довжина ділянок мусить бути відповідною довжині схилу або близькою до неї, щоб охопити всі його частини.

Земельна площа досліду може знаходитись поруч з лісосмугами, ґрунтовими дорогами, парканами. Тому дослідні ділянки по відношенню до них треба розташовувати коротшою стороною, тоді кожен варіант досліду буде знаходитись на однаковій відстані від лісосмуг, доріг чи парканів.

Слід також звернути увагу на форму земельного масиву кожного повторення, які мусять бути квадратними або ж наближатись до квадрату. Всі повторення повинні мати однакові розміри і співвідношення сторін. Це можливо тоді, коли відношення довжини відведеного під повторення масиву до його ширини буде дорівнювати числу варіантів досліду.

Повторність досліду на території — це кількість однотипних ділянок кожного варіанту, а повторність у часі – кількість років, протягом яких досліджуються нові агроприйоми або сорти. Повторність на територій дає змогу повніше охопити кожним варіантом строкатість ґрунтової родючості ділянки, а повторність у часі дозволяє встановити дію досліджуваних факторів у різних метеоумовах.

Чотирьох-п’ятикратна повторність значно знижує помилку, проте подальше збільшення кратності менше впливає на неї. Тому доцільно закладати досліди у 4-6-кратній повторності. Хоча на невеликих ділянках (5-20 м²), а також на ділянках із неоднорідною ґрунтовою родючістю доцільно закладати дослід у 7-8-кратній повторності.

Крім варіювання родючості ґрунту тієї площі, яка виділена під дослід, є ще багато факторів, що впливають на вибір повторності. До них зокрема, належить ступіньо подовженості ділянки по відношенню до її ширини. Вважається, що ждовгі ділянки забезпечують вищу точність досліду, тому число повторностей в такому досліді може бути меншим, ніж в досліді з коротшими ділянками. Однакову точність дослід гарантують досліди з ділянками: видовженими у дев’ять разів при трьох повторностях; видовженими у п’ять разів при чотирьох повторностях; виждовженими у два рази при шести повторностях; за квадратних ділянок при восьми повторностях. Отже, число повторностей у дослідах необхідно узгоджувати із формою ділянок і за рахунок видовження ділянок повторність можна зменшувати до мінімального значення — трьох-чотирьох. При збільшенні числа повторностей точність досліду зростає значно швидше, ніж при збільшенні розмірів ділянок.

Є такі досліди, де повторність мусить дорівнювати числу варіантів. Це досліди, в яких ділянки розміщені методом латинського квадрату. У дослідах, розміщених методом латинського прямокутника, число повторностей мусить бути кратним числу варіантів. Так, у досліді з 12 варіантами може бути 3, 4 або 6 повторностей, при 15 варіантах — 3 або 5 повторностей.

Проте неможливо встановити якийсь шаблон при виборі числа повторностей. Оптимальну кількість повторностей рекомендується визначати у такій послідовності. Проводять розвідувальну сівбу культури на зелену масу звичайним рядковим способом, ділять площу на ділянки з такими розмірами і формами, як у майбутньому досліді, і визначають урожайність зеленої маси. Результати обліків наносять на план, на якому виділяють блоки з майже однаковою врожайністю, тобто майбутні повторення. У межах кожного повторення за врожаєм зеленої маси визначають коефіцієнт варіювання родючості ґрунту і за більшим його значенням розраховують повторність.

Повторність у часі для польових дослідів, тобто кількість років досліджень визначається кількістю років з різними погодними умовами за період від початку до закінчення досліджень. Це може спостерігатися за 3-5, а іноді і більше років.