«Планирование полевого опыта»

«Планирование полевого опыта»
План:
1. Выбор темы.
2. Изучение современного состояния вопроса, разработка рабочей гипотезы.
3. Планирование однофакторных опытов
4. Планирование многофакторных опытов.
5. Планирование наблюдений и дат в полевом опыте.
6. Разработка программы и методики исследования
-1Планирование – это определение задачи исследования, разработка схем опыта, выбор
земельного участка и оптимальной структуры полевого опыта.
Планирование начинается с выбора темы.
Тема должна удовлетворять следующим требованиям:
1. Актуальность.
2. Сочетать в себе решение практических и теоретических вопросов.
3. Тема для исследования должна носить общественный характер и не должна быть
надуманной.
4. Тема должна быть конкретной.
5. Тема должна соответствовать материально-технической базы научного
учреждения.
1.
2.
3.
4.
5.
Пути выбора темы:
Прямые заказы заказчиков (хоздоговоры).
Тема для исследований появляется на основании изучения научной литературы.
Тема для исследования появляется на основании личных наблюдений за ростом
растений.
Тема для исследований появляется на основании пересмотра уже известных
положений на новом более высоком качественном уровне.
Тему для исследований можно взять из тематического плана научных работ или
тему может дать научный руководитель.
- Продиктовать 2 вопрос из плана 2
а) Изучение современного состояния вопроса.
1. Устанавливают, что по данному вопросу изучалось и не требуется
дополнительного изучения.
2. Что изучалось, но есть не решенные вопросы.
3. Какие исследования по данной теме не проводились.
Что бы ответить на данные вопросы необходимо изучить литературу по данной
проблеме.
1. Нужно начинать с монографий.
2. Читать научные журналы.
3. Читать сборники научных трудов.
4. Читать диссертации и авторефераты.
Чтобы все это прочитать нужно составить каталог.
На основании изученной литературы составляется обзор литературы. Обзор
литературы дает право на проведение анализа.
Следующий этап:
в) Разработка рабочей гипотезы.
Рабочая гипотеза- есть научное предположения об ожидаемых в опыте результатах.
Рабочая гипотеза строится на основании известных положений и тех новых идей,
которые вносит исследователь. Рабочая гипотеза в процессе исследования может быть
доказана и может быть отвергнута.
Доказана – положительный результат.
Отвергнута – отрицательный результат.
-3Планирование однофакторного опыта.
Изучаемые варианты могут быть количественные и качественные.
Качественный вариант - это изучение сортов, виды удобрений, виды гербицидов,
способа посева, предшественник.
Количественный вариант – это сроки посева, норма высева, дозы минеральных
удобрений и гербицидов.
Схема опыта – совокупность контрольных и изучаемых вариантов.
Схемы опытов:
Качественные варианты
L min = 2
n = 4-6
Если планируется изучать пять сортов озимой пшеницы или пять способов обработки
почвы – схема будет включать пять вариантов А,B,C,D,E и схема опыта записывается:
1.А
2.B
3.C
4.D
5.E
Количественные варианты
1. Выдержать принцип единственного различия.
2. Правильно выбрать центр схемы опыта.
3. Правильно выбрать максимальное варьирование.
Максимальное число вариантов:
L min = 5-8
n = 3-4
Например: влияние норм высева на урожайность озимой пшеницы, схема опыта
записывается так:
1.а0
2.а1
3.а2
4.а3
5.а4
Индексы: 0,1,2,3,4 – обозначены границы фактора в условных единицах, где 0 –
низкая нулевая граница.
При изучении отзывчивости озимой пшеницы или других культур на минеральные
удобрения 0 – это без удобрений.
-4Планирование многофакторных опытов.
Многофакторный опыт – опыт, в котором изучается действие и взаимодействие
изучаемых факторов.
Изучается 2 вопроса:
Фактор – это то, то изучается или дозируется и эффект чего можно рассчитать.
Взаимодействие – это тот дополнительный эффект, который может быть получен при
сочетании двух или более факторов.
Существует 3 типа взаимодействия:
1. Положительное взаимодействие – явление синергизма (+). Прибавка во
взаимодействии больше суммы прибавок отдельных факторов.
Например: влияние удобрений на урожайность озимой пшеницы.
N = 3 ц/га
= 8 ц/га
P = 5 ц/га
NP = 11ц/га
11 – 8 = 3 – эффект взаимодействия.
2. Явление ауддитивизма – отсутствие эффекта взаимодействия (0). Прибавка во
взаимодействии равна сумме прибавок от действия каждого фактора.
N=3
P=5
NP = 8
8–8=0
3. Антагонизм (-) – прибавка во взаимодействии нескольких факторов меньше суммы
прибавок отдельных факторов.
N=3
6 – 8 = -2
P=5
NP = 6
Опыты, в которых изучаются все возможные сочетания изучаемых факторов
называются полный факториальный эксперимент ( ПФЭ).
4 – min – число вариантов в многофакторных опытах.
Схема многофакторного опыта сокращенно в виде произведения чисел 2х2;
3х4х2;3х4х5х2.
Число множителей указывает на число изучаемых факторов. Каждое число или
множитель указывает на число вариантов по каждому фактору.
Произведение чисел указывает на общее количество вариантов в опыте. Изучаемые
факторы обозначаются заглавными буквами латинского алфавита А, Б, С, Д.
Варианты по каждому фактору условно обозначается 0, 1, 2, 3 и т.д. и называется
градацией. Для количественных факторов нулевая градация (0) означает отсутствие
изучаемого фактора, например: без удобрений, без полива. Для количественных
вариантов нулевая градация означает контрольный вариант, например: стандартный
сорт, стандартная система обработки почвы и т.д. Для разработки схемы составляется
матрица планирования. Матрица – это таблица, в которой число столбцов равно числу
изучаемых факторов +2, a число строк равно общему числу вариантов в опыте. В
качестве примера – простой факториальной системы может служить опыт с изучением
двух факторов А и В, каждый в двух градациях 0 и1.
Пар
Горох
А В
2 х 2
L=4
0
0 - Без.1
1
1 - Степ.7
№ варианта
Факторы
1
2
3
4
Название варианта
А
В
0
1
0
1
0
0
1
1
00 – пар, Без.1
10 – горох, Без.
01 – пар, Степ.7
11 – горох, Степ.7
Планирование начинается с фактора А, а затем последовательно вводится фактор В.
Переносим блок 01 и вводим фактор В – вариант 1 изучаемые градации.
А
2
Пар – 0
Горох -1
0 – Без.1
1 – Дон без.
2 – Степ.7
№
варианта
А
Факторы
В
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
2
2
0
0
1
1
2
2
13
3
х
х
С
2
- факторы
0 – без гербицидов
1 – гербицид
С
Название
варианта
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
000
100
010
110
020
120
001
101
011
111
021
121
Переносим блок двухфакторного опыта и сочетаем с градацией 1.
Недостатки многофакторного опыта.
1. С увеличением числа, факторов и увеличением числа градаций по каждому
фактору – увеличивается общее количество числа вариантов в опыте. И на какомто этапе постановка опыта становится не возможным.
3х3х3 L = 27
3x3х3х3 = 51
4х4х4 L = 64
4х4х4х4 = 256
5x5x5 L = 125
5х5х5х5 = 625
2. С увеличением числа вариантов увеличивается площадь под опытом и ошибка
эксперимента выходит за допустимые пределы. Для преодоления 1-го недостатка в
опыте применяется выборка из числа вариантов.
Для продолжения 2-го недостатка вариантов схемы опыта в повторениях
объединяются в блоки, так, чтобы разность между блоками была равна эффектам
взаимодействия высшего порядка.
-5Разработка программы и системы исследований.
Программа отвечает на вопрос – что надо делать, а методика – как это надо делать.
Программа исследования представляет собой проект намеченного хода
эксперимента, в котором указывают точные границы опытной работы, схемы
опытов, площади опытной и посевной делянки, защитные полосы, способы
размещения вариантов, повторений и т.д.
Так же метод математической обработки. В программе указывают какие учеты и
наблюдения проводить и какова частота их наблюдения ( время ). Сроки отбора
проб должны быть приурочена к фазам развития растений. Частота отбора проб
должна быть такова, чтобы можно было проследить развитие в динамике – должно
быть не менее 5 сроков отбора.
Планирование эксперимента завершается составлением рабочего плана
исследования.
Тема: Планирование наблюдений и учетов в полевом опыте.
Вставка А
Опыт должен сопровождаться теми наблюдениями, без которых нельзя понять изучаемое
явление и объяснить получение тех или иных прибавок урожая или характер изменения
его качества.
Существует 2 вида наблюдений:
1 – наблюдения над растениями
2 – наблюдения над условиями роста и развития растений
Первый вид – наблюдение, объясняющее качественные изменения растений. Это
фенологические наблюдения: отмечают посев, всходы, кущение, выход в трубку и другие
фазы развития; отмечают накопление земной массы растения; определяют структуру
урожайности.
Вторая группа наблюдений – объясняет условия развития растений. Это
метеорологические условия ( количество осадков, температура подекадно, месячная,
годовая), это содержание элементов питания в почве, содержание элементов питания в
растении; определение засоренности посева, определение повреждения растений
вредителями и болезнями.
Требования, предъявляемые к отбору проб.
1. Пробы почвы и растений отбираются на типичной делянки. Нельзя отбирать пробы
на защитных полосах.
2. Пробы отбираются по средней линии, по одной или по двум диагоналям или с
торцов опытной делянки.
3. Пробы обираются по всем вариантам и повторностям опыта или в 2-х несмежных
повторениях.
На 1-х этапах исследования возможен отбор проб при числе вариантов по одной
повторности или анализ по смешанному образцу.
L = 10 n = 4 N = 40
Рассмотрим пример:
L=3 n=3
Начертить схему опыта. Отборы берем в 2-х несмежных повторениях. Отборы берем
по диагонали, число индивидуальных проб на делянки не менее 3-х и не больше 8.
Берем допустимые пробы с 3-х индивидуальных проб и соединяем вместе и
подписываем 1/I (1- вариант I – повторность).
Затем берем 1 вариант I повторности с 1 вариантом III повторности, 2 вариант I
повторности с 2 вариантом III повторности, 3 вариант I повторности со 3 вариантом III
повторности и подписываем варианты 1,2,3, но без повторности. Это смешанный
образец – в нем равная доля с каждой повторности. И теперь эти пробы с 1,2,3
вариантов идут на анализ.
Полевой опыт – это есть выборка, выборка малая. В полевом опыте при отборе
образцов исследователь имеет дело с двухстадийной и трехстадийной выборкой.
Определяем ошибку средней:
Sx = √ S1²\ n1
Сроки отбора и частота отбора проб.
Чтобы полнее выяснить динамику изучаемого процесса, необходимо вести
наблюдения с возможно малыми промежутками. Наблюдения проводят с интервалами
в 1 -2 недели.
Если есть основания считать происходящие во времени изменения незначительными,
то можно увеличить интервалы до 3 – 4 недель, но с таким расчетом, чтобы за весь
период исследования иметь 4 -5 дат. Во всех случаях желательно получить такой ряд
значений, который позволил бы построить эмпирическую функцию.
Программа и методика проведения исследования.
Программа отвечает на вопрос что надо делать, а методика – как это надо делать.
Программа исследований представляет собой проект намеченного хода эксперимента, в
котором указывают точные границы опытной работы, схемы опытов, описывают
сопутствующие условия проведения опытов и наблюдения, проведения опытов и
наблюдения, приводят методику и основные элементы техники эксперимента.
Особое внимание при составлении программы следует обратить внимание на выбор
методики исследования. Излагая намеченную программу, необходимо указать:
а) методика исследования ( вегетационные опыта, полевые опыты и т.д.), количество
наблюдений, опытов и мотивы их выбора.
б) фактор времени, т.е. количество времени, необходимое для проведения наблюдений и
опытов.
в) методы статистического анализа экспериментального материала.