1.3. Определение цели и задач опыта

Цель опыта – основной, главный вопрос, который мы должны решить в результате проведения опыта. В процессе решения этого главного вопроса возникает необходимость отработки целого ряда отдельных задач.

Например, возьмем тот же опыт с изучением эффективности доз азотных удобрений под картофель в Московской области (стр. 8).

Цель этого опыта: определить наиболее эффективные дозы азотных удобрений под картофель на дерново-подзолистой почве Московской области.

Задачи:

1. изучить содержание минеральных форм азота в почве на различных вариантах опыта;

2. определить динамику накопления азота в растениях в зависимости от доз азотных удобрений;

3. установить наступление основных фенологических фаз растений по вариантам опыта;

4. изучить динамику прироста вегетативной массы растений, в зависимости от возрастающих доз азотных удобрений;

5. установить влияние доз удобрений на урожай картофеля и его качество;

6. определить структуру урожая растений.

Критический анализ и обобщение данных, полученных при выполнении этих (отдельных) задач позволяет решить основную цель опыта – определить наиболее эффективные дозы азотных удобрений под картофель в конкретных условиях Московской области.

1.4. Составление схемы полевого опыта

Схема опыта определяется его темой. Варианты схемы нужно подобрать так, чтобы полученные в опыте результаты дали четкий ответ на изучаемый в нем вопрос, т.е. подтвердили бы или опровергли разработанную предварительно рабочую гипотезу.

Для примера разработаем схему опыта для ранее приведенной темы: «Эффективность различных доз азотных удобрений под картофель на дерново-подзолистой почве Московской области.

При этом для наглядности, можно воспользоваться кривой урожайности культур в зависимости от доз удобрений (см. рисунок 1).

Рис. 1. Кривая зависимости урожая растений от доз удобрений,

У – урожайность, Х – дозы удобрений

Кривая урожайности в зависимости от доз удобрений включает три области: лимитирующую (А–В) (здесь с возрастанием доз увеличивается урожайность культур), стационарную (В–С) (где достигается и на небольшом участке поддерживается постоянный максимальный урожай культуры) и ингибирующую область (С–Д) (здесь увеличение доз удобрений не только не сопровождается повышением урожая но, даже возможно, (при значительном увеличении доз) их угнетающее действие на урожай растений).

Важно составить схему опыта так, чтобы на основании полученных данных иметь представление обо всех областях действия изучаемого фактора (доз азотных удобрений). Обычно достаточно иметь 5-8 уровней (доз) изучаемого фактора.

По нашей рабочей гипотезе наиболее эффективными дозами азотных удобрений под картофель будут дозы N₁₂₀ или N₁₅₀, т.е. в соответствии с рабочей гипотезой эти дозы должны представлять стационарную область кривой урожайности. Опытным путем мы должны проверить рабочую гипотезу и для этого необходимо включить в схему опыта еще как минимум две дозы в лимитирующей области (N₉₀ и N₆₀) и то же в ингибирующей области (N₁₈₀ и N₂₁₀). При изучении действия различных доз удобрений «шаг» дозы, т.е. количественный интервал между дозами соседних вариантов должен быть одинаковым. В нашем примере возьмем его равным 30 кг.

В схеме опыта обязательно должен быть в качестве контроля фоновый вариант (например – P₁₂₀ и К₁₅₀). Таким образом, схема нашего опыта будет представлена следующими вариантами:

1) фон (Р₁₂₀ + К₁₅₀)

2) фон + N₆₀

3) фон + N₉₀

4) фон + N₁₂₀

5) фон + N₁₅₀

6) фон + N₁₈₀

7) фон + N₂₁₀

С учетом того, что под картофель часто вносят органические удобрения, можно указанную схему развернуть по двум фонам: I фон – без органических удобрений; II фон – навоз – 40 т/га. В таком случае мы будем иметь двухфакторный опыт: I фактор – органические удобрения; II фактор – дозы азотных удобрений. Это значительно расширит информативность нашего опыта.

Обычно успешное решение поставленной в опыте задачи зависит от удачного выбора «стационарной области» кривой урожайности (с помощью разработки рабочей гипотезы) и правильного выбора единицы (шага) варьирования изучаемого фактора (дозы удобрений).

Иногда, в практических целях, важно более точно установить границы (или точки) перехода от лимитирующей области к стационарной, или от стационарной области к ингибирующей. В таких случаях в схемы опытов включают больше вариантов – градаций с меньшим шагом (варьированием) в предполагаемых (по рабочим гипотезам) местах перегибов кривой урожайности.

Очень важно при разработке схемы опыта правильно определить контрольный или фоновый вариант, т.е. точку отсчета с которой сравниваются все изучаемые в опыте факторы или условия, или способы внесения удобрений и т.д. В качестве контроля может быть использован нулевой вариант (т.е. вариант без удобрений), стандартная форма удобрений или стандартный способ внесения удобрений и т.д.

С помощью фоновых удобрений мы должны обеспечить бездефицитные условия питания опытных растений теми элементами, которые не являются предметом изучения в данном опыте. То есть если мы изучаем эффективность азотных удобрений, то фоном будут фосфорно-калийные удобрения. Для изучения эффективности фосфорных удобрений, фоном являются азотно-калийные удобрения, и при изучении калийных удобрений будем использовать в качестве фона азотно-фосфорные удобрения.

Обязательное условие при составлении схемы – соблюдение принципа единственного различия. Если это условие не будет выполнено – данные по вариантам нельзя будет сравнивать, так как будет непонятно, за счет какого фактора получен тот или иной эффект.

Необходимо стремиться к тому, чтобы число вариантов в схеме было минимальным, но достаточным для получения полного и четкого ответа на поставленный в опыте вопрос. Не следует одной схемой стараться охватить несколько вопросов, требующих изучения.