Основы научных исследований в агрономии

Важнейшее правило исследователя - одновременность выполнения агротехнических работ, не подлежащих изучению на всех или в крайних случаях на нескольких целых повторениях полевого опыта. Это требование необходимо строго выполнять на стационарном опытном поле и в производстве; в соответствии с ним должен быть организован труд на всем опытном участке, опытном поле или станции. Даже незначительный разрыв в сроках обработки, если за это время, например, прошел дождь, разрыв в сроках внесения удобрений или посева всего на 6-8 ч. Ведет иногда к существенным различиям в росте и развитии растений. К сожалению, именно это важнейшее требование методики, вытекающее из принципа единственного различия, часто упускают из виду при планировании опыта на крупных делянках с большим числом изучаемых вариантов. Неоднократное нарушение этого требования в течение вегетации часто ведет к полной утрате достоверности опытов по существу. Таким образом, единовременность, равнокачественность и краткосрочность всех работ на опыте - первое и важнейшее требование к выполнению агротехнических работ.  
Другое общее требование - высококачественность всех выполняемых работ. Агротехнический фон на опытном участке должен быть оптимальным для проявления эффекта от изучаемого приема или сорта и, как правило, более высоким, чем в производственных условиях. Здесь могут быть использованы любые прогрессивные агротехнические приемы, не мешающие выявлению действия того или иного фактора. Нельзя, например, при исследовании действия азотных удобрений в качестве общего фона вносить органические удобрения, богатые азотом, если их не изучают в опыте. При разработке агротехнического фона опыта главное внимание, безусловно, необходимо обращать на создание оптимальных условий для сравнения изучаемых приемов или сортов и на максимальное использование механизации. 
10. Указать способы учета урожая и их особенности.

Уборка и учет урожая требуют большого внимания и аккуратности; небрежность и излишняя поспешность  при выполнении этой важной работы неизбежно ведут к грубым ошибкам, совершенно обесценивающим опыт.  
За несколько дней до уборки нужно осмотреть опытный участок, выделить каждую делянку колышками или вешками, а при необходимости сделать выключки. Под выключкой понимают часть учетной делянки, исключенному из учета вследствие случайных повреждений или ошибок, допущенных во время работы. Целые делянки выключают и выбраковывают лишь в исключительных случаях, когда есть зарегистрированные данные, свидетельствующие о повреждении растений, об ошибке в работе или другие причины, которые могут изменить урожай независимо от изучаемого приема. Допускаются следующие основания для выключек или браковки целых делянок:  
повреждения, вызванные стихийными явлениями природы, неравномерно повредившие опытную культуру, при условии, что неравномерность повреждения не является следствием изучаемых в опыте причин;

• случайные повреждения в результате потравы скотом, птицей, грызунами и пр.;
• ошибки при закладке и проведении опыта. 

В опытном деле можно  применять несколько методов  учета урожая: сплошной; поделяночный; выборочный; бункерный; общий. 
Наиболее объективный и правильный - сплошной, при котором можно учесть всю массу урожая с учетной площади каждой делянки. Уборку можно проводить вручную и машинами. На больших делянках целесообразно применять комбайны, что позволяет сразу получать урожайные данные и быстро провести уборку опытного урожая при одних и тех же погодных условиях. При использовании комбайна работу начинают с торцовой стороны первой делянки, при этом строго соблюдают одинаковые уровень среза и скорость движения агрегата. После окончания уборки каждой делянки комбайн останавливают для работы вхолостую на 5 мин для полного промолота собранной массы и очистки машины от остатков урожая. Намолоченное зерно собирают в мешки, этикируют, взвешивают и делают соответствующую запись в полевой дневник. Одновременно отбирают пробы зерна массой 2-3 кг для определения его влажности, засоренности и качества. 
Если территория (конфигурация, узкие дороги) и небольшой размер делянок затрудняют применение комбайна или других машин, урожай убирают вручную, а скошенную массу связывают в снопы, привязывая к каждому этикетку с указанием названия опыта, номера делянки, числа снопов, даты уборки. Затем снопы для просушивания и обмолота увозят (желательно с каждой делянки отдельно). При транспортировке одновременно с нескольких делянок каждую партию их необходимо перестилать мешковиной или брезентом. Общий урожай с каждой делянки определяют взвешиванием снопов перед самым обмолотом. При этом пересчитывают их число и сверяют с записями на этикетках и в полевом журнале. После обмолота зерно взвешивают и по разности с общей массой урожая перед обмолотом определяют урожай соломы. Так же как и при уборке комбайном, отбирают пробы для определения влажности и качества зерна с каждой делянки. 
В производственных условиях урожай - главный критерий оценки эффективности изучаемого приема или способа, поэтому учет его с делянок проводят особенно тщательно, чтобы избежать ошибок, которые могут дать необъективные результаты. Как на контрольном, так и опытных вариантах на уборке урожая (по мере его созревания) используют одни и те же машины, имеющиеся в хозяйстве (зерновой комбайн, картофелеуборочный комбайн и т. д.). 
Способы учета урожая зависят от сельскохозяйственной культуры. Так, для зерна существует два способа учета урожая: бункерный и общий. Бункерный урожай с каждой делянки взвешивают в поле или после перевозки в затаренных и заэтикетированных мешках в хозяйстве. Урожай обязательно пересчитывают на 14%-ную влажность и, 100%-ную чистоту. Для определения влажности и засоренности с каждой делянки сразу же после взвешивания в полиэтиленовые мешочки отбирают среднюю пробу зерна около 1 кг. Влажность и засоренность определяют одним из методов, предусмотренных стандартом на зерно, и выражают в процентах к сырой навеске. Урожай зерна, полученный при взвешивании, приводят к 14%-ной влажности и 100%-ной чистоте по формуле:  

где X - урожай при 14%-ной  влажности (ц с 1 га); Y -урожай без поправки на влажность (ц с 1 га); В -влажность зерна при взвешивании (%); B - стандартная влажность (%); С - засоренность зерна (%). 
Общий урожай с каждой делянки определяют взвешиванием снопов перед обмолотом. При этом их пересчитывают и сверяют с записями на этикетках и в полевой книжке. Зерно взвешивают после очистки, урожай соломы определяют по разности между общей массой урожая перед обмолотом и массой зерна. 
Учитывают урожай, как правило, прямым методом путем взвешивания всего урожая с делянки. Нужно обязательно учитывать как товарную, так и нетоварную продукцию. В товарной части урожая учитывают отдельно, стандартную и нестандартную продукцию. Стандартную продукцию определяют согласно требованиям стандарта. К нестандартной товарной части урожая относят продукцию, не соответствующую стандарту, но пригодную для реализации или переработки (например, зрелые плоды арбуза диаметром меньше 15 см, плоды огурца неправильной формы и др.). К нетоварной части урожая относят продукцию, непригодную ни для реализации, ни для переработки. Зеленые плоды томата, в том числе и убранные при последнем сборе, если, они пригодны для засолки или маринования, включают в товарную нестандартную продукцию. 
Урожай овощных культур в полевых опытах учитывают, как правило, поделяночным, иногда выборочным (по рядкам и метровкам) методом. В первом случае урожай собирают со всей площади учетной делянки и сразу же взвешивают. При сильной загрязненности корнеплодов или других продуктовых органов берут пробы (примерно 10-15 кг), взвешивают, очищают от почвы, вновь взвешивают и вычисляют процент почвы в убранной продукции. Одновременно с учетом урожая определяют среднюю массу товарного плода, кочана, корнеплода, луковиц (в г или кг). Среднюю массу кочана капусты и плодов бахчевых культур получают в результате деления массы товарного урожая на число товарных кочанов (плодов). Среднюю массу корнеплодов и луковиц вычисляют по средним пробам массой 5-10 кг, взятым на делянках с двух несмежных повторений. У лука при выращивании его из севка и выборка и у чеснока определяют гнездность, у чеснока - стрелкующиеся, нестрелкующиеся формы и однозубки. 
 

 
Задание № 2

 
Спланировать однофакторный  полевой опыт.

Тема: Влияние различных доз минеральных удобрений на урожайность, качество и хранение озимой пшеницы "Северодонецкая Юбилейная" в условиях ООО "Павловскинвест" Павловского района Воронежской области.

Рабочая гипотеза: Возможно, применяемые дозы минеральных удобрений под озимую пшеницу "Северодонецкая Юбилейная" в условиях ООО "Павловскинвест" Павловского района Воронежской области слишком занижены или завышены. Применение оптимальной дозы минеральных удобрений под озимую пшеницу "Северодонецкая Юбилейная" позволит улучшить питательный режим почвы, способствовать лучшему росту и развитию растений озимой пшеницы в период вегетации, повысит устойчивость растений озимой пшеницы к болезням, вредителям и сорнякам, более продуктивному расходованию почвенной влаги и тем самым увеличит урожайность озимой пшеницы с 1 га, повысит качество и сохранность зерна.

Цель исследования: Выявить оптимальную дозу минеральных удобрений, при которой качество и сохранность зерна будут наивысшими, с минимумом затрат.

Задачи  исследования:

1. Определить влияние  минеральных удобрений на обеспеченность почвы доступными элементами питания.
2. Установить влияние удобрений на нарастание сырой и сухой массы, а также вынос питательных элементов питания озимой пшеницей.
3. Установить влияние удобрений на засоренность и наличие болезней озимой пшеницы.
4. Установить влияние удобрений на длину вегетационного периода, скорость прохождения этапов ортагенеза и элементов структуры урожая.
5. Изучить влияние удобрений на урожайность озимой пшеницы, качество и сохранность зерна.
6. Определить экономическую эффективность внесения удобрений.

Объект  исследования: растения озимой пшеницы"Северодонецкая Юбилейная", почва – чернозем типичный.

Схема опыта: 
№ варианта                  Содержание варианта

1                                        отсутствие удобрений (контроль)  
2                                        N₆₀ P₆₀ K₆₀  

3                                        N₁₂₀ P₁₂₀ K₁₂₀  
4                                        N₁₈₀ P₁₈₀ K₁₈₀  
5                                       N₂₄₀ P₂₄₀ K₂₄₀  
Повторность опыта четырехкратная. Повторения размещены  
Методика основных учетов и наблюдений:  
1. Фенологические наблюдения, измерение высоты растений пшеницы, определение структуры урожайности – по методике государственного сортоиспытания с/х культур. Анализ структуры урожая – по пробным снопам, которые отбирали перед уборкой с площадок 0,25 м с каждой делянки. Определение массы 1000 семян – по ГОСТ 10842 – 76. Состояние озимой пшеницы: оценку густоты посевов проводили в фазу кущения (весной) и перед уборкой урожая. Засоренность посевов озимой пшеницы определяли методом подсчета и взвешивания сорных растений с площадок 0,25 м  с каждой делянки в три срока в фазы кущения (весной), трубкования и созревания. Экономическую эффективность рассчитывали по технологическим картам. Математическую обработку результатов исследования выполняли методом дисперсионного анализа.

2.Определение агрохимических  показателей почвы.

На каждой делянке  полевого опыта отбирался один объединенный образец, который готовился из 8-10 индивидуальных проб, взятых по диагонали  делянки бурами различной конструкции из всего корнеобитаемого слоя. Пробы тщательно перемешивают и из всей массы отбирают объединенный образец массой 400-500 г.

2.1 Сумму поглощенных  оснований определяют с использованием  метода Каппена-Гильковица.

2.2 Нитратный азот при  помощи ионоселективного электрода.

2.3 Содержание подвижных  форм фосфора и калия определяют  по Чурикову в модификации  ЦИНАО.

Задание № 3

Обработать методом  дисперсионного анализа урожайность озимой пшеницы однофакторного полевого опыта, заложенного методом рендомизированных повторений. Установите существенность различий между вариантами опыта.  
Решение. 

Шаг 1. Составляем таблицу полученного урожая озимой пшеницы по вариантам и вычисляем соответствующие показатели: (табл. 1).  
Таблица 1. Урожайность озимой пшеницы, ц/га.

Сумму по вариантам находим  сложением урожайных данных всех четырех повторений каждого варианта (каждую строку):

60,8 + 57,4 + 61,8 + 56,5 = 236,5  
58,6+ 65,3+ 63,4+62,5 = 249,8 
54,1+68,5+59,5+54,8 = 236,9 
Сумму по повторениям находим сложением урожайных данных каждого столбца по всем вариантам:  
60,8+58,6+54,1 = 173,5 
57,4+65,3+68,5=191,2

61,8+63,4+59,5=184,7

56,5+62,5+54,8=173,8 
Сумма по вариантам ( Р) равна сумме по повторениям ( V) и сумме всех урожайностей ( Х) = 723,2 
Средние арифметические находим по каждому варианту делением сумм по вариантам на число повторений:

236,5 : 4 = 59,1 
249,8 : 4 = 62,5 
236,9 : 4 = 59,2

Для нахождения средней урожайности по всему полевому опыту   делят сумму всех урожайностей Х на общее число делянок в опыте  N:n 
N= l x n = 3 x 4 =12  
= 723,2 : 12 = 60,3 ц/га  
Шаг 2. Для нахождения квадратов чисел составим табл. 2. 
Таблица 2. Квадраты чисел урожайности