5. Спостереження

Фенологічні спостереження. У процесі фенологічних спостережень потрібно враховувати зміну умов зовнішнього середовища, в якому перебувають рослини протягом вегетаційного періоду. Тому поряд з фенологічними слід вести й метеорологічні спостереження.

Ще до початку фенологічних спостережень за окремими сільськогосподарськими культурами потрібно ознайомити учнів з особливостями росту і розвитку цих культур, скласти план (схему) спостережень. У окремих груп сільськогосподарських рослин відмічають такі фази етапи: (пшениця, жито, ячмінь) поява сходів, кущіння, вихід у трубку, колосіння, цвітіння, стиглість зерна (молочна, воскова, повна).

Зернобобові культури (горох, соя, сочевиця та ін.): сходи, поява 3-го справжнього ^:листка, утворення суцвіть, достигання.

Гречка:сходи, розгортання 1-го листка, утворення суцвіть, цвітіння, достигання насіння.

Соняшник:сходи, утворення 1—2-ї пар справжніх листків, утворення суцвіть, цвітіння, достигання зерна.

Льон:сходи, початок росту стебла («ялинка»), утворення суцвіть, цвітіння, зелена, жовта і повна стиглість стебла.

Коноплі:сходи, поява 1–2-ої пар справжніх листків, утворення суцвіть, цвітіння, достигання стебла і насіння.

Бавовник:сходи, поява 1, 2, 5-го справжніх листків, бутонізація, цвітіння, розкривання першої коробочки, повне припинення вегетації.

Тютюн:сходи, поява 1, 3, 5-ої пар справжніх листків, утворення суцвіть.

Гарбузові(огірки, гарбузи, кабачки, кавуни, дині): сходи, розгортання 1 і 3-го справжніх листків, бутонізація, цвітіння, достигання плодів.

Коренеплоди(цукрові, кормові, столові буряки, турнепс та га.):сходи, фаза вилочки, поява 2-ої пари справжніх листків, початок потовщення кореня, змикання міжрядь, пожовтіння нижніх листків.

Картопля:сходи перші і масові), бутонізація, цвітіння (початок і кінець), в'янення бадилля (побуріння більшої частини листків).

Пасльонові(помідори, баклажани, перець): висівання в парники, пікірування розсади, утворення 2-ї і 3-ої пар справжніх листків, висаджування розсади у відкритий ґрунт, початок цвітіння, масове цвітіння, поява поодиноких плодів бурої стиглості, час першого і останнього збирання врожаю, засихання бадилля.

Капуста(білоголова, червоноголова, савойська); поява сходів, утворення 1, 3, 5-го справжніх листків, висаджування розсади у відкритий ґрунт, утворення розетки, зав'язування головок технічна стиглість.

Цибуля:вивівання, поява сходів, утворення цибулин, вилягання пера, збирання врожаю.

У плодових дерев і ягідних кущів відмічаються такі фази розвитку: рух соку у дерев, набубнявіння бруньок, розпускання листкових і квіткових бруньок, розгортання перших листків, цвітіння, достигання плодів, листопад. Початок кожної фази треба відмічати тоді, коли в цю фазу вступають 10% рослин, а потім вдруге, коли в неї вступить 50% рослин на тій ділянці, на якій проводиться спостереження.

Фенологічні спостереження за квітково-декоративними рослинами можна проводити за такою примірною схемою: назва рослини, сорт, забарвлення квіток; дата висівання; дата масових сходів; коли проведено пересаджування (пікірування); початок цвітіння; масове цвітіння (50%);кінець цвітіння; збирання насіння.

Організація фенологічних спостережень, що мають наукове значення, вимагає створення в школі постійно діючого фенологічного гуртка. До його роботи рекомендується залучати учнів починаючи з 5- го класу. Немає потреби в занадто великій гуртку. Цілком достатньо, якщо в ньому займається 15-20 чоловік. Основна частина роботи фенологічного гуртка - проведення регулярних спостережень всіма його членами ( включаючи керівника ) і оформлення отриманих даних у вигляді календарів природи, таблиць, малюнків і т. п. Найкращі результати виходять, якщо в гуртку сформовані групи, що спостерігають за певними групами об'єктів за окремими програмами:

- Спостереження за гідрометеорологічними явищами : за погодою, за метеорологічними явищами; за гідрологічними явищами; за небезпечними явищами природи;

- Спостереження за тваринами: комахами, земноводними, птахами, ссавцями;

- Спостереження за рослинами: за листяними деревами і чагарниками; за хвойними деревами; за трав'янистими рослинами.

Роботу з організації фенологічних спостережень найкраще починати в передвесняний період. Учнів слід познайомити з цілями і завданнями спостережень, з об'єктами спостережень, ознаками настання окремих фаз, з напрямками спостережень по кожній групі обраних об'єктів, з основними поняттями і термінами фенології (рис. ВЕРЗИЛИНс. 143).

Організація фенологічних спостережень зазвичай починається з вибору ділянки і маршрутів спостережень. Ділянка для спостережень повинен відповідати наступним вимогам:

1) зручність для відвідування протягом багатьох років, тобто дана ділянка і маршрут його відвідин повинен розташовуватися в безпосередній близькості від спостерігача ( по дорозі зі школи додому ) і його відвідування не повинно бути пов'язано з великими витратами часу і сил;

2) типовість ділянки для даної місцевості, тобто місця постійних спостережень по рельєфу і рослинності не повинні різко відрізнятися від навколишньої місцевості;

3) деревні рослини на ділянці повинні бути представлені не поодинокими екземплярами, досить великими групами (не менше 5-10 штук). Перевагу слід віддати середньовіковим групам нормально розвиваються дерев і чагарників;

4) трав'янисті рослини також повинні бути представлені досить великою кількістю досліджуваних рослин.

У міських школах спостереження звичайно здійснюється на пришкільній ділянці, парках, скверах, добре озеленені вулиці. Необхідно мати на увазі, що клімат міст дещо відрізняється від клімату сільській місцевості, це позначається на термінах проходження фаз розвитку зустрічаються тут рослин і тварин. Після того як вибрані ділянки і намічені маршрути спостережень, необхідно детально їх описати. Без точної характеристики місць спостережень важко порівнювати і аналізувати фенологічні інформацію, що надходить від різних спостерігачів. Опис доцільно доповнити схематичною картою з позначенням місцезнаходження основних рослинних об'єктів. Це забезпечує наступність у спостереженнях, продовжених іншою особою.

Вибравши місця для спостережень, приступають до вибору об'єктів спостереження. Уявлення про сезонному розвитку природи і його закономірності складається зі спостережень за ходом розвитку окремих її компонентів. Чим їх більше, тим глибше і повніше буде картина сезонного розвитку природного комплексу. Однак, оскільки практично неможливо охопити спостереженнями нескінченну безліч природних об'єктів, доводиться, погодившись з реальними можливостями, відбирати порівняно невелику їх частину. До відбору об'єктів і явищ, що включаються до програми загальних фенологічних спостережень, пред'являються певні вимоги:

1) об'єкти спостережень повинні бути широко поширені, що диктується необхідністю отримання однотипних спостережень на великих територіях;

2) об'єкти спостережень повинні бути добре відомі і безпомилково впізнавані;

3) відзначаються явища повинні ставитися до найбільш характерних для окремих сезонів року, так як одне з головних завдань загальних фенологічних спостережень полягає в розробці фенологічної (біокліматичної) періодизації року стосовно до різних природних зонах і районах. Спостерігати необхідно не менше ніж за 10 деревами або чагарниками одного виду. Обрані примірники треба відзначити незмивною етикетками, добре помітними здалеку. Для спостереження за трав'янистими рослинами досить закласти постійний майданчик розміром 5 × 5 м, чітко позначивши її межі. Зрозуміло, це повинен бути ділянка, на якому цікавлять вас види повинні зустрічатися особливо часто. Повинні бути також обрані місця, на яких можна зустріти певні види тварин, - ділянки з деревами і чагарниками для спостереження за птахами, галявини для спостереження за комахами, штучні водойми тощо. Після вибору маршруту і майданчиків для спостереження слід скласти карту-схему, вказавши на ній розташування всіх вас цікавлять об'єктів, включаючи рослини з етикетками. Складена схема ділянки стане керівництвом для наступних спостережень.

Регулярність спостережень – найважливіша умова отримання надійних фенологічних даних. Наукова та практична цінність спостережень залежить від того, наскільки точно визначено дати настання сезонних явищ. А це означає, що чим частіше проводяться спостереження, тим імовірність помилки у визначенні дати настання явища стає менше. Найбільш точні результати дають щоденні спостереження. Однак це вдається далеко не завжди. У різний час року темп сезонного розвитку неоднаковий. У весняний час явища змінюються швидко, тому навесні спостереження необхідно проводити щодня. Влітку допускаються досить великі перерви, а наприкінці літа і восени, в період дозрівання плодів і насіння або відльоту птахів, знову виникає необхідність у більш частих спостереженнях. У зимовий період можливе проводити спостереження 1 раз на 10 днів. По можливості, постійним має бути і час доби, в який проводяться спостереження. Рекомендується проводити їх в ранкові години, оскільки в цей час зацвітає більшість рослин і найбільш життєдіяльні птиці. Однак суворої регламентації тут немає. Правила реєстрації фенологічних спостережень в цілому повинні забезпечувати накопичення безпомилкових фенологічних даних, добре порівнянних по роках і чітко оформлених, щоб надалі не виникло труднощів при їх використанні. При реєстрації фенологічних спостережень необхідно дотримуватися таких правил:

1. Записи необхідно вести в записнику простим олівцем. Записувати кульковою або гелевою ручкою заборонено, оскільки при намоканні книжки текст пропадає. Не слід вести записи на окремих листочках, тому що їх легко втратити.

2. Реєстрація спостереження повинна проводитися безпосередньо в ході їх спостереження - «в полі». Відкладаючи запису, покладаючись на пам'ять, завжди ризикуєш щось упустити або помилитися.

3. Форма щоденникових записів вибирається на розсуд вчителя, при цьому важливо, щоб, одного разу схвалена, вона регулярно дотримувалася з року в рік.

4. У щоденнику по кожному виходу після зазначення дати і годин спостереження слід зазначати:

- Стан погоди та явища в неживій природі;

- Зміни (явища ) в рослинному і тваринному світі.

5. У щоденник слід заносити не тільки необхідні дані, але й відомості про інші явища, які привернули до себе увагу.

6. Записи повинні бути як можна більш повними, з необхідними поясненнями, для того щоб не тільки по свіжій пам'яті, але і багато років по тому їх можна було легко прочитати і зрозуміти.

Учням рекомендується завести календар природи у вигляді альбому для малювання або звичайному зошиті. На перших сторінках записують короткі відомості про місце спостереження : місце розташування, рельєф, характер ґрунту, загальна характеристика рослинного і тваринного світу. Сюди ж вклеюють карту-схему маршруту. На наступних сторінках записують у хронологічному порядку явища, над якими будуть вестися спостереження ( краще окремо : метеорологічні, гідрологічні, ботанічні, зоологічні ).

Результати своїх спостережень школярі можуть оформити у вигляді настінних таблиць з малюнками, фотографіями, витягами з літературних творів. Одна з поширених форм наочного оформлення результатів спостережень - фенологічний дерево (додаток 9). На стовбурі його через рівні проміжки наносяться дати, на гілках - малюнки і написи, що показують, що в цей день відбулося. З лівого боку, паралельно стовбуру, дається стовпчик середніх денних (або добових ) температур на ті ж дати, що відзначені на стовбурі дерева.

Необхідно, щоб в основу роботи фенологічного гуртка була покладена програма фенологічних спостережень, які повинні слідувати один за одним у певній послідовності і повинні бути пов'язані з порами року, тобто характеризувати певні повторювані періоди розвитку природи. Дана програма повинна бути складена з урахуванням регіональних природних особливостей і враховувати можливості її виконання школярами

Спостереження за рослинами

Вважається, що рослини вступили в ту або іншу фазу розвитку, якщо ознаки цієї фази будуть виявлені хоча б на окремих гілках. Відзначати початок кожної фази слід, коли в неї вступить 10 % рослин того чи іншого виду (якщо спостерігається велика група ) або хоча б 2-3 особини. Якщо спостереження ведуться за однією рослиною, початок фази відзначають, коли розпуститься до 10% квіток або листя. При спостереженні за трав'янистими рослинами початок фази день, коли в неї вступило 10 % рослин даного виду на ділянці обраній для спостереження (підраховуються всі рослини). Масове настання фази відзначають в той день, коли в неї вступить не менше 50% рослин (або на дереві розпуститься 50% квіток або листя).

Весняні спостереження за деревами і чагарниками слід починати з того дня, коли температура повітря в денні години в тіні наближається до +5°С. У такі дні можна спостерігати початок сокоруху в окремих видів дерев. Для цього з південного боку декількох типових екземплярів досліджуваного виду ( клена, берези) на висоті грудей треба зробити голкою або шилом прокол з проникненням в деревину. Початок сокоруху відзначають по появі з ранки соку.

Ознакою набрякання бруньок є поява на лусочках в результаті їх зростання більш світлих смужок, цяток. У рослин з опушеними лусочками (яблуня, виноград) набухання бруньок відзначається по появі опушення іншого тону. У порід, які не мають брунькових лусок (жостір, калина), за набухання бруньок приймають їх розпушування. У хвойних порід: якщо бруньки покриті смолою (ялиця сибірська, сосни - звичайна і кримська ), то руйнування смоляного покриву у верхній частині бруньки, оголення брунькових лусок та їх зміна кольору і буде сигналом їхньої вегетації; у видів із слабко осмоленими бруньками або взагалі неосмоленними (модрини ) початок вегетації відзначають по забарвленню верхівок бруньок, розходженню зовнішніх лусок і появи між ними більш світлих смужок або облямівок (сосни - кедрова, сибірська та європейська) або за розпушенням лусок і відгинання їх кінців ( ялини - звичайна, сибірська, східна і Саянская). У хвойних порід з голими бруньками ( ялівці, туї, кипариси ) ця фаза відзначається по розходженню кінчиків лускоподібних або голчастих листків.

Розпусканням бруньок вважають появу кінчиків листків між лусочками. У квіткових бруньок між лусочками зазвичай прослідковуються верхівки бутонів.

Фаза розгортання перших листків настає, коли листкові бруньки вже розкрилися, листочки стали розгортатися. Листяні ліси в цей період здаються затягнутими зеленим серпанком. У хвойних порід під фазою зеленніня розуміють момент, коли хвоїнки починають відділятися одна від одної своїми верхніми кінчиками.

Цвітіння – один із найважливіших моментів у житті рослин. Початком цвітіння у вітрозапильних рослин ( вільха, ліщина, тополя, осика, граб, ясен, береза, ялина, сосна, ялівець, модрина, дуб, обліпиха та ін.) вважається висипання пилку з пиляків при струшуванні гілки. У дерев і чагарників з добре вираженою оцвітиною (вишня, яблуня, черемха, горобина, липа, глід та ін.) початок цвітіння відзначається, коли з'являються квітки та розкривається віночок. Початок цвітіння у бобових (жовта акація ) відзначають з розкриття перших пелюсток ( вітрил ), а у калини - перших дрібних квіток внутрішньої частини суцвіття ( крайові квітки у неї безплідні). Кінець цвітіння настає, коли на рослинах не залишилося нерозкритих квіток, пелюстки їх зів'яли і обсипаються. У вітрозапильних рослин суцвіття перестали виділяти пилок і опадають. Початок плодоношення визначити нелегко, але ця фаза дуже важлива, так як саме в період масового плодоношення збирають насіння, плоди, ягоди. Вважають, що соковиті плоди рослин ( вишні, смородини, малини, черемхи, горобини, яблуні та ін ) дозріли, якщо вони набули властивого їм забарвлення, стали м'якими, їстівними. У порід з сухими, неїстівними плодами визначити на око дозрівання важко, найчастіше спостерігають їх розсіювання, хоча і не у всіх таких рослин плоди, дозріваючи, відразу ж опадають. Ознакою дозрівання насіння у беріз, кленів є поява під деревами перших крилаток, у ліщини і дуба - перших зрілих плодів і жолудів, у бобових - побуріння і розтріскування бобів з викиданням насіння. У ялівців шишкоягоди при дозріванні стають чорно-синіми, розм'якшеними і легко розсуваються пальцями. У вересу, багна, рододендронів, самшиту, спіреї, бузку дозрівання плодів визначається по повному побуріння коробочок або висипанню з них насіння при струшуванні, у липи – за повним побурінням горішків, у вільхи – за початком побуріння шишок і розсовуванню лусочок. Масове плодоношення відзначають в той момент, коли можливий збір плодів і насіння для господарських цілей. Оцінку цвітіння і плодоношення дерев, чагарників і ягідників здійснюють під час масового цвітіння або плодоношення, врожайність плодів ліщини, дуба, тополі, верби, осики визначають при масовому обпаданні плодів і насіння. Урожай хвойних порід оцінюють пізньої осені за кількістю шишок з насінням, що дозріли в поточному році (старі порожні шишки легко відрізнити від свіжих за більш темним кольором і відігнутими лусками ). У разі пошкодження шишок у примітці зазначається причина і відсоток зниження ступеня плодоношення. Облік ступеня цвітіння і плодоношення кожного виду проводиться за 20 рослин даного виду в лісі і одночасно по окремо зростаючим на узліссі деревах.

На такому зіставленні засновані точність і об'єктивність оцінок, які проводяться за шкалою В. Г. Каппер.

Шкала окомірної оцінки врожаю шишок, плодів і насіння деревних і чагарникових порід (за В. Г. Каппером):

0 – повний неврожай; шишок, плодів і насіння немає;

1 – поганий урожай; шишки, плоди або насіння маються на дуже невеликій кількості на одинично стоять і зростаючих по узліссях лісу деревах; в малій кількості вони зустрічаються на рослинах у глибині лісу;

2 – слабкий урожай; рівномірне і задовільний плодоношення на одинично стоять деревах, а також на зростаючих по узліссях і незначне в глибині лісу;

3 – середній урожай; значне плодоношення у окремо розташованих і зростаючих по узліссях дерев і задовільний у дерев у глибині лісу;

4 -–хороший врожай; рясне плодоношення у окремо розташованих і зростаючих по узліссях дерев і хороше в глибині лісу;

5 – дуже хороший урожай; рясне плодоношення повсюдно.

Оцінку інтенсивності цвітіння здійснюють за тією ж шкалою.

Всі випадки оцінок цвітіння і плодоношення тільки за одиничними або окремим екземплярам виду повинні супроводжуватися зазначенням кількості та віку досліджуваних видів. При неоднорідному цвітінні і плодоношенні можлива оцінка кількома балами, наприклад, 3-4 або 4 з коливаннями від 3 до 5.

За шкалою А. Н. Формозова визначають інтенсивність цвітіння і плодоношення у суниці, малини, чорниці, брусниці, журавлини та ін. У календарі природи оцінці цвітіння і плодоношення відводять особливу сторінку.

Шкала окомірної оцінки плодоношення ягідників (за A. H. Формозовим)

0 – ягід немає;

1 – дуже поганий урожай; поодинокі ягоди зустрічаються у невеликої кількості рослин;

2 – слабкий урожай; поодинокі ягоди і невеликі групи ягід. На переважній більшості дільниць ягід немає;

3 – середній урожай; місцями є значна кількість ягід, але більшість ділянок має лише поодинокі ягоди або зовсім позбавлене їх;

4 – хороший врожай; ділянки з великою кількістю ягід займають не менше 50 % зустрічаються площ ягідників;

5 – дуже хороший урожай; повсюдне рясне плодоношення.

Ділянки зі слабким урожаєм дуже рідкісні або відсутні.

Осінні спостереження за розфарбуванням листя та листопадом у дерев і чагарників ведуть не за окремими органами рослин, а за всією кроною. Осінні явища протікають порівняно повільно і різночасно у різних примірників одного виду. Особливо часто це можна спостерігати у беріз, лип, осик, верб. У осики різко виділяються особини з листям, що має восени червоний колір. Розмальовка листя та листопад у них проходять швидше, ніж у осик з жовтим забарвленням листя. На строки настання осінніх явищ у деревних порід, крім режиму погоди, умов перезимівлі та характеру розвитку рослин навесні і влітку поточного року, великий вплив робить вік, характер ґрунту, близькість ґрунтових вод і місце розташування.

Початком розмальовки листя вважають появу перших по-осінньому розфарбованих листочків (хвоїнок) або цілих гілочок (прядок).

Повну осінню розмальовку відзначають в день, коли листя у рослин повністю прийняла осінню розмальовку (невелика кількість зелених листя до уваги не беруть ). У сосни внутрішня частина крони стає жовтою, « обпаленою ».

День опадання першого по-осінньому забарвленого листя вважається початком листопаду. Для деревних порід, у яких забарвлення листя восени не завжди виражено (бузок та ін.), початок листопаду відзначають, коли під деревами з'являються перше опале листя (не слід відзначати як початок листопаду випадки літнього листопаду при сильних засухах або незвично високій температурі). Листопад починається незабаром після початку пожовтіння листя і спочатку проходить поступово і малопомітно. Якщо після теплої осінньої погоди раптово наступають сильні заморозки, він може початися раптово і без зміни кольору. Датою кінця листопаду слід вважати день, коли крони дерев і чагарників повністю звільнилися від листя. Невелика частина листя на вершинах крон до уваги не береться. Після сильних заморозків ( 3-5°С) листопад проходить дуже інтенсивно, іноді за кілька годин (ясен, каштан, вільха, тополя, осика ). У вітряні дні необхідні більш часті спостереження, щоб своєчасно відзначити завершення листопаду. При ранньому настанні заморозків у деяких видів буре листя не опадає і зберігається протягом всієї зими. Про це роблять відповідні записи. Спостереження за трав'янистими рослинами більш складні і вимагають більше часу. Тому в програму спостережень для учнів варто включати лише спостереження за початком цвітіння найбільш відомих і типових для місцевості видів. У рослин з квітками, зібраними в колос, волоть, (злаки), початок цвітіння відзначають, коли з них з’явилися пиляки, при легкому струсі яких висипається пилок. У рослин родини бобові ( буркун, горох) початком цвітіння вважається поява кількох квіток з піднятою верхньою широкою пелюсткою віночка. У рослин з квітками, зібраними в китицю (іван-чай), голівку (конюшина), кошик (мати-й-мачуха), за цвітіння відзначають, коли в суцвіттях з'являються перші цілком розкриті квітки. У китицях розкриття квіток йде знизу вгору, в щитках, голівках, кошиках - від країв до середини. У суниці, конвалії початок цвітіння відзначають з розкриттям перших квіток, у купальниця європейської – при пожовтінню перших квіток (квітки у цього виду повністю не розкриваються). Необхідно пам'ятати, що у деяких рослин квітки і суцвіття розкриваються в першій половині дня, а надвечір закриваються (мати-й-мачуха, кульбаби, цикорій). У таких видів, як кислиця, анемона, сон-трава, квітки розкриваються тільки в сонячну погоду. У калужніці, фіалки запашної, гравілату річкового нерідко можна спостерігати повторне цвітіння. При спостереженнях за трав'янистими рослинами відзначають початок цвітіння окремих рослин та їх більшості (більше 50%).

При спостереженнях за сільськогосподарськими культурами відзначають терміни проходження основних фенофаз, а також початок обробітку, сівби зернових культур і їх збирання, терміни посадки та збирання картоплі, дату початку сінокосу. 20 екземплярів - мінімальна кількість рослин, яку потрібно оглянути для визначення настання очікуваної фази. Початком фази вважається її поява у 10% рослин.

При спостереженнях за просапними культурами підрахунки ведуться протягом усього вегетаційного періоду на одних і тих же рослинах, помічених кілочками або етикетками. У зернових культур для підрахунків беруться рослини в одних і тих же місцях ділянки спостережень. Спостереження рекомендується проводити в другій половині дня (цвітіння льону і кукурудзи бажано спостерігати в ранкові години). Для всіх культур, за якими проводяться спостереження, слід вказувати назву сорту і врожайність.

Поява перших сходів. Відзначається день, коли на поверхні ґрунту з'являються перші паростки або сім'ядолі певної культури. Коли сходи з'являться на більшій частині ділянки, відзначають день їх масової появи. Початок колосіння ( викидання колоса або волоті ) реєструється у день, коли у 10% рослин колосся наполовину висунулися з піхви верхніх листків. Масове колосіння відзначається при появі колосув на більшості розвинених стебел.

Початок цвітіння у злаків – на зовнішній стороні колосу на окремих рослинах у різних кінцях поля з'являються рослини у яких лопну пиляки. У ячменю, вівса і проса початок цвітіння встановити за зовнішніми ознаками важко. Про нього судять з масового колосіння, яке збігається за часом з цвітінням. У картоплі, льону, гороху, конюшини початок цвітіння відзначають, коли 10 % даного виду мають розкритий віночок, а масове цвітіння відзначають в той день, коли зацвіло не менше половини рослин. Початок дозрівання і масове дозрівання насіння. У злаків розрізняють три стадії дозрівання насіння: молочну стиглість - зерно досягає розміру стиглого, має зелене забарвлення, легко роздавлюється пальцями; воскову стиглість - зерно стає жовтим, вміст його при роздавлюванні видавлюється важко, легко скочується в кульку і майже не прилипає до пальців, ріжеться ножем, як віск, і при згинанні спочатку дає вигин, а потім ламається. При повній стиглості зерно тверде, що не згинається і вміст оболонки не видавлюється. У льону відзначають ранню жовту стиглість (поле набуває світло-жовтого забарвлення, на коробочці ще видно зелені прожилки ) і повну жовту стиглість ( коробочки жовті, насіння коричневі, затверділе ). У картоплі дозрівання визначається по початку підсихання бадилля (початок природного відмирання бадилля слід відрізняти від в'янення внаслідок пошкодження заморозками і хворобами ).

Спостереження за комахами

Фенологічне вивчення комах проводиться паралельно з спостереженнями за рослинами, якими вони живляться. Якщо, наприклад, ведуться спостереження за яблуневої плодожеркою, то одночасно стежать і за сезонним розвитком яблуні. Деякі періодичні явища, що представляють прямий практичний інтерес, характерні для більшості комах -шкідників. Поява дорослих особин. Відзначають дати першої(початок активності імаго ) і масової появи. За початок активності приймають день, коли були помічені перші рухливі особини даного виду в місцях їх звичайного проживання. Це досить легко визначити у літаючих комах (метелики, мухи); в інших комах, наприклад, у дрібних і малорухомих тварин, для встановлення цієї дати доводиться регулярно оглядати субстрат, на якому вони зазвичай тримаються. Так, якщо спостерігають за яблуневим квіткоїдом, то для встановлення початку активності цього дрібного жука, зимуючого в ґрунті біля стовбура яблуні, необхідно задовго до розпускання квіткових бруньок пошукати його на стовбурах, гілках і бруньках яблуні.

За дату масової появи комах приймається день, коли вперше відзначається різке збільшення чисельності виду. Датою початку відкладання яєць прийнято вважати день виявлення першого яйця або кладки яєць. Для цього потрібно знати, як виглядають кладки комахи і де вони зустрічаються. Фаза лялечки властива розвитку комах з повним перетворенням (жуки, метелики, двокрилі, перетинчастокрилі), у яких личинки по зовнішньому вигляду абсолютно не схожі на дорослих особин. Фаза лялечки відсутня у комах з неповним перетворенням (прямокрилі, таргани, клопи тощо), личинки яких вже до моменту відродження мають риси дорослої комахи. Початком фази вважається дата першого виявлення лялечок даного виду комах.

Спостереження за птахами

Птахи будь-якої місцевості складаються з осілих і прилітних видів. До осілих відносяться птахи, круглий рік зустрічаються в даній місцевості, до прилітних - з'являються тут на у певний час року, прилітають навесні на період гніздування і залишають район гніздування восени. Для деяких прилітних птахів цей же район є місцем лише зимового перебування. На весні і восени зустрічаються також перелітні птахи, мігруючі з місць зимівель на південь до місць гніздування на півночі і назад. У програму фенологічних спостережень для школярів рекомендується включити лише невелике число найбільш звичайних перелітних птахів, велику частину яких можна спостерігати в населених пунктах. Необхідно відзначати дати прильоту (прольоту) і відльоту пернатих. Для того щоб точніше встановити ці дати, слід активно спостерігати, а не сподіватися лише на випадкові зустрічі птахів. Місця, які облюбували для себе пернаті, часто можуть не збігатися з вибраними ділянками для спостереження за рослинами. У цьому випадку для спостережень за птахами виділяються спеціальні маршрути, щорічно відвідувані в потрібні періоди ( під час перельотів, зимових спостережень ). Для багатьох пернатих це річкові долини, поля, узлісся, сади, парки. Слід пам'ятати, що птахи, що прилітають рано, перші дні ведуть кочовий спосіб життя і у місць гніздування з'являються не відразу. У теплі зими деякі з них (граки, іноді шпаки) одинично або дрібними групами зимують у південних і навіть середніх районах території України. Тому, зустрівши грака або шпака в лютому, не можна вважати, що приліт цих птахів почався. Треба почекати, коли з'являться інші особини або зграйки. Випадки подібних зимівель треба відзначати особливо, поряд з іншими незвичайними явищами. Такі відмінності дозволяють простежувати динаміку заселення птахами території. Дізнавшись, наприклад, що в сусідньому пункті, навіть розташованому північніше, з'явилися граки, не можна відзначати приліт їх на свою ділянку спостереження. Треба самому побачити птицю. Спостереження найкраще вести в ранкові години. У цей час птахи більш активні і співають частіше. Терміни появи птахів які рано прилітають значною мірою залежать від погоди і тому можуть досить сильно коливатися по роках. Повернення холодів зазвичай призупиняє приліт і часто викликає тимчасове зникнення птахів які вже з'явилися. Такі випадки рекомендується відзначати особливо. Менш мінливі терміни появи птахів, що прилітають пізно. Час прильоту птахів збігається з появою в даному районі їх їжі в доступному для споживання вигляді (насіння, зелень, дрібні водні та наземні безхребетні, літаючі комахи). Особливо тісний зв'язок термінів прильоту комахоїдних птахів з появою комах. За появи того чи іншого виду комахоїдних птахів можна часто судити про активізацію певних видів комах і навіть про стадії їх сезонного розвитку. Так, поява зозуль означає, що перезимували гусениці шовкопрядів, якими харчується зозуля, досягли половини максимальної величини і підійнялися в крони дерев. У цьому зв'язку великий пізнавальний і практичний інтерес можуть представити одночасні спостереження за прильотом комахоїдних птахів і за розвитком видів комах, якими вони переважно харчуються.

Спостереження за відльотом і осіннім прильотом птахів треба починати з серпня. Дати початку відльоту птахів що гніздяться в районі спостереження важко визначити точно, оскільки відліт відбувається не відразу, а поступово і буває розтягнутим. Після вильоту пташенят із гнізд птахи зазвичай залишають місця гніздування і починають поодинці або зграями кочувати у пошуках корму. Час істинного відльоту може бути визначено при значному розширенні району спостережень, який охоплює місця предвілітних місць харчування (луки, поля, вигони, околиці населених пунктів). Одним із підсумків спостережень за прилітними птахами може стати визначення тривалості перебування того чи іншого виду в районі спостережень (від першої до останньої зустрічі). На основі багаторічних спостережень можна виявити певні залежності тривалості перебування птахів від погодних умов та господарської діяльності людини. Спостерігати слід і за птахами, які прилітають в район тільки на зиму. Це зазвичай рослиноїдні птахи (омелюх, снігур), яких можна бачити в кінці осені і взимку в парках, скверах і на шкільному подвір’ї. При спостереженнях за перелітними птахами слід суворо керуватися прийнятими в фенології правилами визначення дат прильоту (прольоту) і відльоту.

Початок прильоту або прольоту. По відношенню до всіх видів перелітних птахів це явище відзначається датою, коли помічені перші поодинокі особини або перша прольотна група ( зграя ) даного виду. Мається на увазі не тільки виявлення самих птахів, але й встановлення їх присутності по голосу. Відрізнити «транзитних» пернатих від «прилітають додому» важко. Тому, відзначаючи появу перших птахів, зазвичай не розмежовують їх на осілих і пролітних. Завдання полягає у встановленні загального ходу міграції птахів, який добре простежується за датами появи перших особин у цій місцевості.

Масовий (валовий) приліт або проліт. Для птахів, що гніздяться в районі спостереження, зазначається дата, коли відмічено,що чисельність птахів даного виду різко збільшилася. Для перелітних птахів відзначається день, коли спостерігалося найбільше число зграй. Встановлення дат масового прильоту або прольоту часто буває ускладнено з тієї причини, що саме поняття «масовий » змінює свій зміст залежно від того, про яку птаху йдеться. Для правильного визначення цих дат потрібно хоча б приблизно знати, в якій кількості зустрічається цікавий для нас вид в районі спостережень.

Відліт. Як вже зазначалося, осінній відліт зазвичай буває поступовим і сильно розтягнутим за часом. Встановити дату його початку, як і дату масового відльоту птахів, без спеціальних кількісних обліків практично не вдається. Рекомендується відзначати лише масовий відліт, умовно розуміючи під цим терміном зникнення більшості особин виду з району спостережень. Для стайних перелітних птахів (гуси, журавлі та ін ) відзначаються дати початку масового прольоту і його закінчення. Початком вважається день спостереження першої пролітної зграї, масовим відльотом - день, коли відзначалося найбільшу кількість прогонових зграй, закінченням прольоту - день, після якого зграї більше не зустрічалися.

Однозначному визначенню піддається лише завершальна стадія відльоту видів які гніздилися в районі спостереження - прийнято відзначати за датою останньої зустрічі птахів даного виду, після якої вони вже більше не зустрічалися в районі спостережень.

Спостереження за земноводними. Поява жаб реєструється днем виявлення перших особин. Перший «концерт» відзначають, коли вперше почують квакання озерних і зелених жаб у вечірні години. Ознакою початку ікрометання служить поява студенистих грудочок ікри на поверхні водойми. Відзначають і перша поява пуголовків. Зникнення жаб на зиму реєструється після останньої зустрічі на березі водойми.

Біологічні об’єкти (школярі в класах, рослини в посівах, дерева в лісі, птахи в зграях) характеризуються мінливістю певних ознак. Лише методи математичної статистики дозволяють правильно оцінити значення певних ознак, визначити амплітуду їх варіювання, знайти відмінності між двома чи кількома групами об’єктів і показати достовірність цих відмінностей. Статистичні методи використовують для аналізу генеральної сукупності чи вибірки.

Основними характеристиками вибірки є середнє значення та рівень варіювання значень. Оцінки середнього значення називають характеристиками розміщення навколо центра. Це такі показники вибірки, як середнє арифметичне, медіана та мода. Оцінки варіювання величин включають дисперсію та стандартне відхилення.

Характеристики розміщення навколо центру. Середнє арифметичне дорівнює сумі значень параметра у вибірці, поділеного на кількість спостережень:

або (1)

де ь – середнє арифметичне;

– сума всіх значень параметра у вибірці (х + х₂ + х₃ +... + х_п);

п – кількість спостережень.

Медіана являє собою центральне значення параметра у вибірці і ділить ряд цифр пополам:

(2)

де Ме – медіана;

х_max – найбільше значення параметра у вибірці;

х_min – найменше значення у вибірці.

Мода – значення, яке зустрічається найчастіше. Наприклад, якщо кількість дітей у десяти сім’ях дорівнює: 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, З, 4, то мода дорівнює 1. За допомогою моди зручно аналізувати дискретні ознаки: кількість яєць у кладці, насінин у плоді тощо.

Стандартне відхилення використовується для розрахунку стандартної похибки середнього арифметичного. Вона обчислюється за формулою:

(3)

де – стандартна похибка серед арифметичного;

– стандартне відхилення;

п — кількість спостережень.

Якщо відома стандартна похибка середнього арифметичного, її записують через плюс-мінус після середнього арифметичного: 20,2 ± 0,77. Десятинних знаків значення стандартної похибки має на один більше, ніж значення середньої арифметичної.

Дисперсія – це квадрат стандартного відхилення. Вона є підкореневим виразом у формулі стандартного відхилення:

(4)

Як додаткова величина, яка характеризує ступінь варіювання даних, може розглядатися коефіцієнт варіації. Він розраховується за формулою:

(5)

де V – коефіцієнт варіації;

– середнє арифметичне;

– стандартне відхилення.

Приклад розрахунку:

Маємо вибірку рослин лободи білої з 20 особин. Визначали висоту рослин. Отримали такі значення: 21, 19, 23, 20, 15, 24, 33, 29, 20, 22, 24, 21, 18, 21, 25, 20,16, 26, 21. Потрібно визначити основні статистичні параметри вибірки.

Знаходимо середнє арифметичне за формулою (1). Спочатку знайдемо суму всіх значень висоти. Вона дорівнює 434. Тепер її поділимо на кількість спостережень (20):

Щоб знайти медіану, розрахуємо найменше та найбільше значення у вибірці. Вони дорівнюють 15 та 35 відповідно. Підставляємо значення у формулу (2):

Мода дорівнює 21. Це значення зустрічається 4 рази, а значення висоти 20 – 3.

Таблиця 2.2.

Форма для розрахунку дисперсії

№ пор.	Висота рослин, см	Середнє арифметичне,	Відхилення від середнього арифметичного,	Квадрат відхилення від середнього арифметичного,
1	21	21,7	-0,7	0,49
2	19		-2,7	7,29
3	23		1,3	1,69
4	20		-1,7	2,89
5	15		-6,7	44,89
6	24		2,3	5,29
7	16		-5,7	32,49
8	33		11,3	127,69
9	29		7,3	53,29
10	20		-1,7	2,89
11	22		0,3	0,09
12	24		2,3	5,29
13	21		-0,7	0,49
14	18		-3,7	13,69
15	21		-0,7	0,49
16	25		3,3	10,89
17	20		-1,7	2,89
18	16		-5,7	32,49
19	26		4,3	18,49
20	21		-0,7	0,49
Сума	-			364,2

Для розрахунку дисперсії зручно використовувати форму табл. 2.2. Стандартне відхилення в даному прикладі становитиме:

Це означає, що близько 68% рослин на по лі мають висоту 21,7 плюс-мінус одне стандартне відхилення (21,7±4,4 см). Близько 95% рослин на полі мають висоту плюс-мінус два стандартних відхилення, і їх висота коливається в межах від 12,9 до 30,5 см. А практично 100% рослин матимуть висоту в межах трьох стандартних відхилень від середнього значення.

Знайдемо стандартну похибку середнього арифметичного за формулою (4):

Тепер, коли відома стандартна похибка середнього арифметичного, висоту рослин можна записувати як 21,7±0,98.

Коефіцієнт варіації розраховуємо за формулою (5).

Це значення коефіцієнта варіації відповідає невисокому рівню варіювання досліджуваного параметра рослин.

Із появою комп’ютерів ручний розрахунок статистичних параметрів вибірки проводять дуже рідко. Часто це роблять у навчальних цілях.

Існує велика кількість комп’ютерних програм, які дозволяють визначати основні статистичні параметри вибірки дуже швидко. Серед найбільш поширених програм слід назвати табличний процесор Microsoft Exel. Існують і спеціалізовані програми, де реалізована велика кількість методів математичної статистики, вони мають потужні графічні можливості. Тому професіонали надають перевагу таким програмам, як Statistica, SPSS, Statgraphics. Роботу за цими програмами описано в спеціальних посібниках. Статистична обробка даних на комп’ютері має містити такі основні етапи:

1. Створення бази даних у вигляді електронної таблиці.

2. Перевірка даних на помилки.

3. Вибір методу і проведення статистичного аналізу.

4. Отримання звіту.

5. Побудова графіків та інших ілюстрацій.

Список літератури

1. Боровиков В.П., Боровиков И.П. Statictica. Статистический анализ и обрабока данны в среде Windows. – М.: Филинь, 1997. – 608 с.

2. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. – М.: МГУ, 1995. – 320 с.

3. Кимбл Г. Как правильно пользоваться статистикой. – М.: Финансы и статистика, 1982. – 294 с.

4. Хургин Я.И. Как обнять необьятное. – М.: Знание, 1979. – 192 с.

5. Царенко О.М., Злобін Ю.А., Скляр В.Г., Панченко С.М. Комп’ютерні. методи в сільському господарстві та біологи: Навч. посіб. – Суми: Університетська книга, 2000. – 203 с.

Семінарська частина

1. Обґрунтувати значення дослідницької роботи учнів на пришкільній ділянці для трудового, екологічного, естетичного виховання та професійної орієнтації.

1. Охарактеризувати педагогічні основи дослідницької діяльності з учнями. Психологічна та практична підготовка учнів до проведення дослідів.

2. Методи дослідницької роботи. Типи дослідів.

3. Основні елементи методики польового досліду: кількість варіантів, площа та форма ділянок, повторність, варіант. Організація польового досліду.

4. Методика проведення фенологічних спостережень.

Практичні завдання

1. Дати визначення поняттям та записати їх у зошит: польовий дослід, типовість, принцип однієї відмінності, вимоги обліку та достовірності, похибки, схема досліду.

2. Розробити схему досліду для запропонованої культури.

3. Провести фенологічні спостереження за досліджуваною культурою дані занести до щоденника у вигляді таблиці.

Назва культури, сорт	Дата настання фази розвитку				Тривалість, дні
	сівба	сходи

1. Розробити схему щоденника дослідницької роботи та польового журналу

Практична частина

Завдання 1. Спостереження за погодою, фіксація і обробка зібраних матеріалів Прилади та матеріали: годинник, термометр, флюгер.