39.Вегетационный опыт. Виды вегетационных опытов.

Вегетационный метод – исследование растений, выращиваемых в сосудах в стеклянных домиках при строго контролируемых условиях внешней среды сроком от нескольких дней до нескольких месяцев. С многолетними растениями исследования можно проводить несколько лет. Основная цель вегетационного метода – изучать влияние отдельных факторов жизни растений, сущность процессов, которые происходят в растении, в почве и в системе почва – растение. Вегетационный метод позволяет поддерживать в соответствии с программой исследований различные условия – влажность, обеспеченность питательными элементами, pH раствора, освещение, температуру и т. д. Однако результаты вегетационного метода нельзя непосредственно переносить на производственные условия. Влияние отдельных факторов жизни на продуктивность растений можно детально изучать лишь в природных условиях, т. е. в поле. Поскольку в вегетационных опытах условия среды чётко регулируются, то количество вегетационных периодов, т. е. повторностей по времени, можно сократить до минимума. Благодаря вегетационному методу было исследовано много важных вопросов агрономической науки: доступность растениям фосфора из фосфоритной муки; роль клубеньковых бактерий в усвоении азота бобовыми растениями из воздуха; значение навоза как дополнительного источника диоксида углерода для растений и многое другое. Вегетационный метод нередко используют параллельно с полевым. Очень эффективным оказался вегетационный метод при изучении влияния различных внешних факторов на минеральное питание растений и обмен веществ в них, при исследовании зависимости роста растений от температуры корневой зоны и воздуха. С помощью этого метода изучают роль воды в питании растений, явления фотопериодизма и т. д. В вегетационных домиках можно сравнивать плодородие различных почв и эффективность выращивания на них сельскохозяйственных культур при одинаковых условиях. Вегетационный метод имеет и недостатки. В вегетационных сосудах нет всех горизонтов почвы, которые свойственны полю, нет подпочвы и тех особенностей водного режима, которые складываются на полях под открытым небом. Часто в сосудах питательным субстратом служат песок, гравий, вода и т. п. Из-за этого вегетационный опыт не позволяет ответить на вопрос, как будет влиять изучаемый фактор на урожайность растений в полевых условиях. Ещё один из недостатков – значительные материальные затраты на сооружение вегетационных домиков и их оборудование. Д. Н. Прянишников, оценивая вегетационный и полевой методы, отмечал, что первый из них более точен, но меньше подходит для непосредственного внедрения его результатов в производство; второй, т. е. полевой, наоборот, менее точен, но более практичен. Поэтому эти два метода взаимно дополняют друг друга.

1. Вариационный ряд. Основные статистические характеристики. Вариационный ряд — ряд ранжированных чисел, для которых указаны значения варьирующего признака и соответствующие им частоты (т. е. сколько раз повторяется тот или иной признак).

Пример. В опыте с озимой пшеницей взяли подряд 40 колосьев (п =40), измерили их длину (в см) и результаты разместили в возрастающем порядке: 4,2; 4,5; 4,6; 4,7; 4,9; 5,4; 5,5; 5,6; 5,8; 5,9; 6,0; 6,0; 6,3; 6,4; 6,5; 6,7; 6,7; 6,8; 6,9; 6,9; 7,1; 7,2; 7,2; 7,3; 7,3; 7,3; 7,4; 7,4; 7,8; 7,8; 7,9; 8,2; 8,5; 8,7; 8,8; 9,1; 9,6; 9,9; 10,1; 10,7.

Обработку вариационного ряда ведут в такой последовательности. Определяют число групп по формуле

6...7 групп. Как правило, когда n находится в пределах 30...60, берут 6...7 групп, 60...100 - 7...8, более 100 - 8...15 групп.

Вычисляют интервал групп (колосьев) по формуле

Значения интервала группы для удобства расчетов округляют до целого числа. Последующие расчеты проводят, записывая результаты в таблицу (табл. 61).Первая группа начинается наименьшим числом (4,2), к которому прибавляют интервал группы /, составляющий 1 см.

Последующие группы образуются аналогично. Вычисляют среднее значение групп, одно из которых берется за произвольное начало (А). Оно должно быть в середине групп и иметь наибольшую частоту. Таким числом является 6,9, его частота составляет 15.

Сумма всех чисел должна быть равной объему выборки (n) =n =40

Вычитая значения из произвольного начала, получают отклонения X-A (со знаками «+» или «—»).

Дальнейшие расчеты ведут по формулам:

произвольный момент первой степени b = = 4,4/40 = +0,11;

средняя арифметическая = 6,9 + 0,11 = 7,01 см;

корректирующий фактор = 4,42/40 = 0,484;

дисперсия /n= 91,96 - 0,484/(40 - 1) = 2,35;

стандартное отклонение = = 1,53 см;

коэффициент вариации V= 100s/ = 100 1,53/7,01 = 21,8 %:

ошибка выборочной средней = 1,53/д/40 = = 1,53/6,325 = 0,242 см;

относительная ошибка среднего арифметического = 0,242-100/7,01 = 3,45 %.

Интервальную оценку средней арифметической дают на двух уровнях вероятности: и

Вычисляют число степеней свободы v = n—l = 40—1 = 39.

По таблице Стьюдента находят теоретические значения критерия и , которые подставляют в формулу для интервальной оценки

Произведение называют областью индивидуального рассеивания. Подставив в формулу вычисленные значения, а также = 2,04 и = 2,75, имеем интервал для 6,52...7,50 см и для 6,54...7,65 см.

изображают вариационный ряд графически (рис. 41) и делают выводы:

8

1. средняя арифметическая длины колоса 7,01 см;

2. V = 21,8 свидетельствует о значительной вариации длины колосьев;

3. значение относительной ошибки 3,45 % указывает на то, что средняя арифметическая вычислена с удовлетворительной точностью

4. к данному вариационному ряду относятся колосья в интервале 6,52...7,5O на уровне и 6,34...7,35 на уровне на графике кривая вариационного ряда имеет одну вершину, что свидетельствует об однородности выборки