Основные элементы методики полевого опыта. Любое наблюдение или исследование осуществляют по определенной, заранее разработанной методике. Это — совокупность способов, методов, приемов для систематического, последовательного, наиболее целесообразного проведения какой-либо работы, исследования.
Полевой опыт как метод исследования имеет свою методику. Она состоит из элементов, без разработки и осуществления которых невозможно заложить полевой опыт. Основные элементы методики полевого опыта следующие: 1) число вариантов; 2) площадь, форма и направление делянок; 3) повторность на территории и во времени; 4) система размещения на территории делянок, повторений и вариантов; 5) метод учета урожая.
К методике полевого опыта и ее элементам предъявляют определенные требования. Они должны способствовать получению только точных и достоверных фактов. Это требование распространяется на точные полевые опыты всех модификаций и видов, включая метод учета хозяйственной эффективности.
Точность опыта, или относительная ошибка выборочной средней — статистический показатель, количественно характеризующий изменчивость выборочных средних в полевом опыте. Она обусловливается техническими погрешностями в опыте; индивидуальной неоднородностью растений, выращиваемых в опыте; неоднородностью почвенных условий на опытном участке.
Технические погрешности в опыте должны быть исключены или сведены до минимума. Влияние неоднородности растений и почвенных условий не может быть снято полностью, но оно должно быть уменьшено до уровня, удовлетворяющего экспериментатора. Этого достигают подбором необходимого количества растений, а также оптимальных параметров элементов методики полевого опыта (число вариантов, площадь и форма делянки, повторность и др.), размещением вариантов случайным методом и другими средствами.
Число вариантов в схеме опыта может колебаться в широких пределах (от 2 до 12—16 и более) и влиять на точность опыта, снижая ее при очень большом числе вариантов и невыровненности плодородия почвы на опытном участке.
Площадь, форма и направление делянок. Делянка — часть площади опыта, на которой размещен отдельный вариант опыта. Площади делянок могут сильно варьировать. Для лабораторно-полевых опытов рекомендуют размер 10—50 м2, для полевых опытов в производственной обстановке — 50—200 м2 и более. При размере делянки 200—500 м2 и несколько больше можно применять сельскохозяйственные машины. Не следует иметь слишком большие размеры делянок, так как увеличивается ошибка опыта, требуются большие затраты, затрудняются работы и ухудшается их качество.
Форма делянки — отношение ширины к длине. Применяют делянки разной формы — от квадратной до удлиненной. Чаще встречаются вытянутые с отношением сторон от 1:5 до 1:15. Длинную сторону делянки стремятся совместить с направлением систематически меняющегося плодородия почвы (вдоль склона, поперек полезащитной лесной полосы и т.д.). Соседние делянки соприкасаются, как правило, своими длинными сторонами.
Повторность опыта на территории и во времени. Повторность опыта на территории — суммарное число одноименных по варианту делянок. Полевые опыты, требующие точных сравнений, осуществляют не менее чем в четырехкратной повторности при размере учетной части делянки не менее 100 м2. Предварительные, рекогносцировочные и демонстрационные опыты закладывают в двух- и трехкратной повторности. Полевые опыты без повторности исключаются.
Обоснованный выбор повторности определяют при планировании опыта, учитывая пестроту плодородия почвы на участке будущего опыта и предполагаемое различие между вариантами по урожайности.
Повторность опыта во времени — число лет повторения опыта. Она позволяет оценивать варианты при различных погодных условиях, а также изучать влияние вариантов в последействии (в последующие годы). Многие агротехнические опыты повторяют 2—3 года (минимум), опыты с сильным воздействием и последействием на почву проводят большее число лет. Длительность проведения опыта планируется заранее.
Система размещения на территории делянок, повторений и вариантов. Делянки в полевом опыте размещают в один, два ряда и более. Каждый ряд называют ярусом. Внутри яруса делянки примыкают одна к другой боковыми сторонами. Вдоль каждого яруса с обеих сторон оставляют дороги (их можно засевать) для разворота сельскохозяйственных агрегатов.
Выбор количества ярусов определяется, с одной стороны, количеством вариантов, размерами делянок, повторностью, а с другой — конфигурацией опытного участка.
Повторение (организованное повторение) — часть площади опыта, куда входят делянки с полным набором вариантов схемы опыта. Полевые опыты на территории чаще всего размещают методом организованных повторений. В этом случае все варианты, каждый на одной делянке, располагают компактно в одном блоке, составляя организованное повторение. Внутри повторения варианты на делянках размещают случайно (рендомизированно), по жребию.
В отдельных случаях (мало вариантов, хорошая выравненность участка по плодородию) варианты всех повторений размещают методом неорганизованных повторений, осуществляя полную рендомизацию (случайность).
Организованные повторения можно размещать сплошным и разбросным способами. Разбросной способ применяют тогда, когда нет достаточного по размерам, однородного по плодородию и другим признакам опытного участка для размещения в одном месте всех повторений. В этом случае часть или все повторения попадают на разные части поля, на специально подобранные и выравненные по плодородию участки.
Из случайных методов размещения вариантов наиболее широко распространен метод рендомизированных повторений (блоков). Сущность его заключается в том, что внутри каждого повторения (блока) варианты на делянках размещены случайно. Плодородие почвы внутри каждого повторения (блока) должно быть максимально однородным.
Существуют и другие методы со случайным размещением вариантов на делянках (метод латинского квадрата, расщепленных делянок, неорганизованных повторений и др.). Для каждого метода существует свой способ дисперсионного анализа результатов опыта.
Методы учета урожая. Существует два метода учета урожая: сплошной и по пробным снопам. Первый — наиболее точный. Взвешивают всю основную продукцию со всей учетной площади делянки (иногда взвешивают и побочную продукцию, например солому у зерновых культур).
Метод учета урожая по пробным снопам встречается реже. Его применяют, например, в опытах с многолетними травами, которые выращивают на сено. В этом случае взвешивают всю зеленую траву с учетной части делянки сразу же после скашивания растений и отдельно — пробные снопы. Последние после высушивания еще раз взвешивают, и урожай сена определяют расчетным методом. Пробные снопы берут по особой методике. Метод учета урожая по пробным снопам иногда применяют в опытах и с другими культурами.