МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ЗАОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
(ФГОУ ВПО РГАЗУ)

Е.И.КУЗНЕЦОВА, М.Г. АЛЕЩЕНКО, Е.Н. ЗАКАБУНИНА

МЕТОДЫ ПОЛЕВЫХ, ВЕГЕТАЦИОННЫХ
И ЛИЗИМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
В АГРОНОМИИ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано Учебно-методическим объединением
по образованию в области природообустройства и водопользования
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений

Москва 2010
УДК 631.4:55(075.5)

Методы полевых, вегетационных и лизиметрических исследований в аг-
рономии: учебное пособие / Е.И.Кузнецова, М.Г.Алещенко, Е.Н.Закабунина.
М.: РГАЗУ, 2010. 130 с..

В учебном пособии рассмотрены методы полевых, вегетационных и лизимет-
рических исследований, применяемых в агрономии. Дана классификация полевых
опытов, сформулированы общие принципы планирования полевого опыта и требо-
вания к его качеству, рассмотрены основные элементы методики полевого опыта
(число вариантов, повторность и повторение, площадь, направление и форма деля-
нок). Даны методики постановки опытов для почвенных, водных и песчаных куль-
тур. Описана техника закладки и проведения полевых и вегетационных опытов.
Рассмотрены виды лизиметров, сформулированы задачи лизиметрических иссле-
дований и приведена методика лизиметрических исследований. Даны основы ста-
тистической обработки результатов исследований.

Предназначено для работников АПК, студентов, аспирантов и докторан-
тов сельскохозяйственных вузов

Рецензенты: академик РАСХН Сычев В.Г. (ВНИИА);

профессор Козлов В.В. (ФГОУ ВПО РГАЗУ);

профессор Касьянов А.Е. (МГУ природообустройства)

© Российский государственный аграрный
заочный университет, 2010 г.
СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................5

Глава 1. ПОЛЕВОЙ ОПЫТ.......................................9

ЕЕ Понятие о полевом опыте................................9

1.2.	Классификация полевых опытов........................11

ЕЗ.	Основные методические требования к качеству полевого опыта.15

1.4.	Основные элементы методики полевого опыта...........19

1.5.	Размещение вариантов по делянкам полевого опыта.....26

1.6.	Основные этапы планирования полевого опыта..........31

1.7.	Закладка и проведение полевых опытов................40

Контрольные вопросы и задания..............................58

Глава 2. ВЕГЕТАЦИОННЫЙ МЕТОД...............................60

2.1.	История развития и сущность вегетационного метода...60

2.2.	Почвенные культуры..................................62

2.3.	Водные и песчаные культуры..........................66

2	4. Модификации методов песчаной и водной культуры.....71

Контрольные вопросы и задания..............................74

Глава 3. ЛИЗИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЙ................75

3.1.	Задачи лизиметрических исследований.................75

3.2.	Виды лизиметров.....................................77

3.3.	Водный режим лизиметров.............................84

3.4.	Приборы и оборудование, используемые в лизиметрических
исследованиях...........................................90

3.5.	Миграция элементов питания почвы и удобрений........92
Контрольные вопросы и задания..........................94

Глава 4. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТОВ....95

4.Е	Задачи статистической обработки.................95

4.2.	Дисперсионный анализ............................98

4.3.	Корреляция и регрессия в агрономических исследованиях.105

4.4.	Множественная линейная корреляция и регрессия.........108

Контрольные вопросы и задания................................111

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.....................................112

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ..............................................ИЗ
ВВЕДЕНИЕ

Сферу человеческой деятельности, направленную на познание законов
природы и использование их на практике, называют научной. Основная зада-
ча научных исследований в агрономии заключается в разработке новых мето-
дов повышения урожайности и качества продукции растениеводства при ми-
нимальных трудовых, материальных и энергетических затратах в условиях
повышения или сохранения плодородия почвы.

В агрономической науке принято различать виды (наблюдение, испыта-
ние, эксперимент) и методы (полевой, вегетационный, лизиметрический, ла-
бораторный) научных исследований.

Наблюдением называют количественную или качественную регистрацию
отдельных признаков и свойств, а также изменений изучаемого объекта, яв-
ления или процесса. Признаками могут быть различные свойства или особен-
ности изучаемых объектов, по которым они отличаются друг от друга. На-
блюдения имеют целенаправленный характер: исследователь наблюдает то,
что имеет для него теоретический или практический интерес. При этом как
объекты, так и результаты наблюдений могут быть единичными и массовы-
ми.

Для наблюдения и регистрации тех или иных свойств или признаков ис-
пользуют как визуальные методы (прямое наблюдение), так и разнообразные
измерительные приборы (косвенное наблюдение, измерение). Например, на-
блюдения ведут за температурой воздуха, осадками, влажностью почвы, чис-
ленностью сорняков, степенью поражения растений вредителями и болезня-
ми и др. Наблюдения позволяют дать качественную или количественную ха-
рактеристику явления, но не вскрывают его сущности. В связи с этим, поле-
вые и лабораторные наблюдения в агрономии, как правило, составляют важ-
ную часть более сложного вида исследования - эксперимента.

Эксперимент (опыт) - это исследование, при котором объекты и проис-
ходящие в них явления и процессы изучают в искусственно созданных и
контролируемых условиях. Преимущество эксперимента над наблюдением
состоит в том, что эксперимент включает активное воздействие, направлен-
ное на изменение изучаемых условий. Эксперимент позволяет выявить сущ-
ность изучаемого явления или процесса, установить причинность и взаимо-
связь между их отдельными элементами.

Промежуточное положение между наблюдением и экспериментом зани-
мает испытание. Испытаниям подвергают новые сорта растений, химиче-
ские препараты, машины и почвообрабатывающие орудия.

По И.П. Павлову: «наблюдение собирает то, что предлагает природа,
опыт же берет у природы то, что хочет». Правильно поставленный экспери-
мент позволяет задавать вопросы природе и выслушивать ее ответы на них.

Выдающемуся русскому ученому М. В. Ломоносову принадлежат сло-
ва: «Один опыт я ставлю выше тысячи мнений, рожденных единственно во-
обряжением». Эксперименты являются источником новых знаний, критерием
истинности гипотез и теорий.

Опыт (эксперимент) - ведущий метод агрономических исследований,
включающий наблюдения, корреляции, строгий контроль измененных усло-
вий и количественный учет результатов. Характерные черты правильно по-
ставленного эксперимента - воспроизводимость, достоверность и точность
полученных результатов.

В переводе с греческого слово метод означает путь исследования или
путь познания. Методом также называют совокупность приемов теоретиче-
ского или практического освоения действительности, подчиненных решению
конкретной задачи. В научных кругах принято следующее определение: ме-
тод - это упорядоченная деятельность исследователя, направленная на полу-
чение новых знаний об изучаемом объекте.

Исключительно важное значение метода подчеркивал И.П. Павлов: «Ме-
тод - самая первая основная вещь. От метода, от способа действия зависит
вся серьезность исследования. Все дело в хорошем методе».

Известный физик-теоретик Л. Д. Ландау писал о роли метода в науке:
«Метод важнее открытия, ибо правильный метод исследования приводит к
новым, еще более ценным открытиям».

В агрономических исследованиях широко используют полевые, вегета-
ционно-полевые, вегетационные и лизиметрические методы. Эти методы от-
носятся к биологическим, так как основным объектом изучения в них являет-
ся растение.

Высокую оценку биологическим методам давали известные физиологи
растений и агрохимики Ж. Б. Буссенго (1802-1883), Ю. Либих (1803-1873),
К. А. Тимирязев (1843 - 1920), Д. Н. Прянишников (1865-1948).

Полевые, вегетационно-полевые, вегетационные и лизиметрические ме-
тоды позволяют оценить плодородие почвы, определить эффективность
удобрений, вынос питательных элементов с урожаем, коэффициенты исполь-
зования питательных элементов и их потери из почвы и удобрений и, в ко-
нечном итоге, определить баланс элементов питания. В агрономических ис-
следованиях также широко используют лабораторные методы, которые могут
иметь самостоятельное значение либо используются как дополнительные ме-
тоды при проведении полевых, вегетационных и лизиметрических исследо-
ваний.

Полевой метод - это проведение полевых опытов (экспериментов) на
специально выделенных и предварительно изученных земельных участках.
Это основной метод научной агрономии, так как на его основе разрабатывают
и рекомендуют к внедрению в сельскохозяйственное производство новые аг-
ротехнические приемы возделывания растений, проводят испытания новых
сортов, удобрений, пестицидов и других препаратов, а также новых машин и
технологий. Основная задача полевого опыта - количественная оценка влия-
ния изучаемых в опыте факторов на урожайность растений и качество уро-
жая, а также оценка достоверности различий урожайности в сравниваемых
вариантах опыта. В задачи полевых опытов входит не только выявление
лучших эффективных вариантов, но и установление причин повышения или
снижения урожая и его качества в зависимости от условий выращивания.
Эффективность полевого метода существенно повышается в его сочетании с
другими методами, выбор которых определяется задачами агрономических
исследований.

Вегетационно-полевой (микрополевой) метод - исследование расте-
ний непосредственно в поле в цилиндрических или квадратных сосудах
(ящиках) без дна. Этот метод является промежуточным между полевым и ве-
гетационным методами. Как и вегетационный, он проводится в сосудах с на-
сыпной почвой. Растения находятся в условиях естественной температуры,
освещенности и влажности. Почва в цилиндре отделена от полевой почвы
только с боков (на глубину 20-50 см), а снизу она контактирует с почвой в
условиях естественного увлажнения и аэрации. Растения и почва в сосудах
увлажняются естественными осадками. Повторность вегетационно-полевого
метода должна быть не менее четырехкратной.

Вегетационно-полевые опыты могут быть использованы для решения
самых разнообразных вопросов: оценки эффективности удобрений, сравни-
тельной оценки плодородия генетических горизонтов и слоев почв, а также
при изучении последействия удобрений в условиях длительного стационар-
ного опыта. Такие цилиндры можно устанавливать не только на специальных
площадках, но и непосредственно на полях, где выращивают определенные
культуры. Проведение вегетационно-полевых опытов не требует дорого-
стоящей материальной базы и специального оборудования, необходимых при
проведении вегетационных и лизиметрических исследований.

Вегетационный метод - исследования с растениями, выращиваемыми в
сосудах в вегетационных домиках, теплицах, фитотронах при строгом кон-
тролировании отдельных факторов жизни растений сроком от нескольких
дней до нескольких месяцев. С многолетними растениями исследования
можно проводить в течение нескольких лет. Д.Н. Прянишников, сравнивая
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 приме-
ним для практики. Поэтому эти два метода взаимно дополняют друг друга.

Лизиметрический метод - это способ исследования свойств почвы,
фильтрующегося в ней почвенного раствора и жизнедеятельности растений в
полевых условиях. С помощью лизиметрического метода изучают следую-
щие вопросы: динамика влажности почвы; состав лизиметрических вод; вы-
мывание химических элементов из почвы; баланс влаги и питательных эле-
ментов в почве и др.

Лабораторный метод - это анализ растений и среды их обитания в ла-
бораторных условиях. В состав лабораторных методов входят лабораторные
биологические и биотехнологические опыты, проводимые с растениями или
семенами в лаборатории, фитотроне, и т.д. Примером лабораторных опытов
может служить определение всхожести и энергии прорастания семян. Лабо-
раторные опыты следует отличать от лабораторных анализов, которые под-
разделяют на химические, физические и физико-химические, микробиологи-
ческие и др. Лабораторные анализы являются обязательным элементом поле-
вых, вегетационных и лизиметрических опытов, так как позволяют выявить
причины положительного или отрицательного действия изучаемых факторов
на рост, развитие и урожайность растений, качество урожая и состояние ок-
ружающей среды. Без лабораторных анализов полевые, вегетационные и ли-
зиметрические опыты не вскрывают сущность процессов, происходящих в
почве и растениях и определяющих урожайность и качество продукции.

Методы математической статистики используют для математиче-
ски обоснованного планирования опытов, подготовки экспериментальных
данных к математической обработке, для определения статистической дос-
товерности и точности опыта, а также для выявления корреляционной зави-
симости между учитываемыми в опыте показателями. Для этого широко ис-
пользуют дисперсионный, корреляционный и ковариационный анализы.

В настоящее время широкое распространение получили вычислитель-
ные эксперименты или математическое моделирование, основанное на
использовании современных компьютеров. На основе математического моде-
лирования разработано большое количество математических моделей про-
дукционного процесса растений в зависимости от условий внешней среды и
приемов агротехники.
Глава 1. ПОЛЕВОЙ ОПЫТ

1.1. Понятие о полевом опыте

Полевой опыт - это метод исследования, проводимого в природной по-
левой обстановке на специально выделенном земельном участке с целью ко-
личественной оценки воздействия условий или приемов возделывания на
урожай сельскохозяйственных растений и его качество. Полевой опыт явля-
ется биологическим методом исследований, так как в его основу положена
реакция биологического объекта (растения) на изучаемые факторы. Объек-
тами исследования в полевом опыте являются растения и факторы, влияющие
на рост, развитие урожайность и качество сельскохозяйственных культур в
конкретных почвенно-климати-ческих условиях.

Полевой опыт - это основной метод изучения различных вопросов агро-
номии: севооборотов, приемов обработки почвы, применения удобрений, по-
сева растений и ухода за ними, а также испытания новых сортов, удобрений,
пестицидов и других препаратов. Он связывает воедино теоретические иссле-
дования с сельскохозяйственным производством и служит основой для ши-
рокого внедрения в производство агротехнических мероприятий, обеспечи-
вающих расширенное воспроизводство плодородия почвы, повышение уро-
жайности культурных растений, а также снижение энергетических и трудо-
вых затрат. Поэтому он справедливо рассматривается как конечное звено в
системе агрономических исследований.

Результаты полевых опытов используют для государственного райони-
рования сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, размещения ми-
неральных удобрений по зонам и регионам страны. На основе результатов
полевых опытов дифференцируется технология выращивания сельскохозяй-
ственных культур и отдельные ее элементы в различных почвенно-
климатических зонах, а также в условиях конкретных предприятий.

В разработке основ методики полевого опыта участвовали многие пред-
ставители русской агрономической науки. Еще в XVII столетии были созда-
ны первые методические указания по проведению полевых опытов. В 1769 г.
в трудах Вольного экономического общества была опубликована инструкция
по организации и проведению полевых опытов: «Приглашение сельских до-
мостроителей к чинению некоторых опытов, касающихся до хлебопашества».
В 1797 г. в указе о создании в Павловске практической школы земледелия
была предусмотрена организация специального участка для проведения по-
левых опытов.

В разработке основ методики опытного дела в России принимали уча-
стие виднейшие ученые страны Д.И. Менделеев, К.А. Тимирязев, Д.Н.
Прянишников, А.Г. Дояренко, Б.Н. Рожественский, А.Н. Лебедянцев и др.

Создатель периодической системы химических элементов Д.И. Менде-
леев интересовался многими вопросами земледелия. В 1867г. он организовал
первую сеть географических опытов по изучению роли глубины вспашки и
минеральных удобрений в формировании урожайности. Д.И. Менделеев пер-
вым указал на значение повторности в полевом опыте, на необходимость ма-
тематической обработки его данных и учета сопутствующих опыту почвен-
ных и метеорологических условий. Им же подчеркивалась необходимость
высоких требований к качеству полевого опыта: «...кое как проведенный
опыт не только бесполезен, но и вреден».

Большой вклад в развитие методики опытного дела в России внес А.Г.
Дояренко (1874-1958), который первым начал читать в 1907 г. курс опытного
дела в Петровской сельскохозяйственной академии. А.Г. Дояренко осущест-
вил разработку схемы и в 1912 г. осуществил закладку длительного полевого
опыта в ТСХА, исследования в котором продолжаются в настоящее время.
Кроме того, А.Г. Дояренко принимал непосредственное участие в разработке
методики вегетационных опытов К.А. Тимирязева и Д.Н. Прянишникова.
Б.А.Доспехов (1927-1978) подготовил учебник «Методика полевого опыта»,
выдержавший 5 изданий с 1965 по 1985 гг. Широкую известность в кругу аг-
рономов и агрохимиков получили работы В.Н. Перегудова (1903-1981) по
планированию многофакторных полевых опытов с удобрениями и математи-
ческой обработке их результатов.

Полевой опыт широко используется в различных отраслях агрономиче-
ской науки: агрохимии, защите растений, земледелии, селекции и растение-
водстве. В агрохимии полевой опыт является основным методом количест-
венной оценки эффективности действия удобрений в различных почвенно-
климатических условиях. Исследование любого вопроса, связанного с при-
менением удобрений, нельзя считать законченным, если оно не проверено в
условиях полевого опыта.

Существует ряд вопросов, связанных с применением удобрений, кото-
рые можно разрешить только с помощью полевого опыта. К ним относятся:
изучение влияния видов, форм, доз, сроков, способов внесения удобрений и
химических мелиорантов как в отдельности, так и в сочетании с другими аг-
ротехническими приемами на рост, развитие урожайность с.-х. культур и ка-
чество урожая; разработка системы применения удобрений в севообороте;
изучение эффективности удобрений, обладающих длительным последействи-
ем и др. Использование нового удобрения без проверки его в полевых опы-
тах, получения сертификата и технических условий на его производство и
применение считается неправомочным.

Оценка воздействия изучаемых приемов агротехники на рост и развитие
растений определяется прибавкой урожая или приростом сбора хозяйственно
полезной части урожая (в результате улучшения его качества) на единицу
площади. Такую количественную оценку принято называть агротехнической
эффективностью приема. Нельзя считать полевым опытом, исследования,
проводимые в полевых условиях с целью изучения качественных изменений
состояния растений без учета их урожая. Точный учет урожая растений явля-
ется обязательным элементом любого полевого опыта.
Несмотря на исключительно важную роль полевого опыта в агрономиче-
ских исследованиях, существуют условия, ограничивающие его практическое
использование. К ним относятся:

1)	относительно низкая точность результатов опыта;

2)	тесная зависимость результатов полевого опыта от конкретных поч-
венных и климатических условий его проведения;

3)	недостаточная воспроизводимость полевого опыта во времени и про-
странстве;

4)	возможность установления только тенденций количественных зави-
симостей, а не самих математически строгих зависимостей.

В условиях полевого опыта трудно расчленить действие отдельных фак-
торов урожая и осуществить их искусственное регулирование, которое воз-
можно в условиях вегетационного и лизиметрического методов.

Кроме того, при проведении полевых опытов сами исследователи до-
пускают различные ошибки, среди которых наиболее часто встречаются сле-
дующие:

1)	использование полевого опыта для решения вопросов, требующих
применения других методов исследования;

2)	неудовлетворительная разработка схем опытов и программы связан-
ных с ними исследований;

3)	низкая точность полученных результатов как следствие недопустимо-
го упрощенчества в методике закладки и техники проведения опытов.

1.2.	Классификация полевых опытов

В зависимости от цели и места проведения, длительности опыта, а также
числа изучаемых факторов, и других критериев полевые опыты делятся на
несколько видов.

По цели проведения различают опыты:

Агротехнические - по оценке приемов агротехники и технологий возде-
лывания сельскохозяйственных культур. Основная задача агротехнических
опытов - сравнительная оценка действия различных факторов жизни расте-
ний, условий, приемов возделывания и их сочетаний на урожай сельскохо-
зяйственных культур и его качество. К этой группе относятся полевые опыты
по изучению обработки почвы, применения удобрений, способов борьбы с
сорняками, болезнями и вредителями, норм и сроков посева и т.д.

Опыты по сравнительному испытанию сортов, препаратов, машин и
орудий служат для объективной сравнительной оценки новых сортов, препа-
ратов и машин с целью их внедрения в сельскохозяйственное производство.

Между указанными группами полевых опытов нет резкой границы. Для
разработки сортовой агротехники опыты по сортоиспытанию часто проводят
на разных агротехнических фонах, а в схемы агротехнических опытов с удоб-
рениями, обработкой почвы и севооборотами включают несколько перспек-
тивных сортов.
По длительности проведения различают (по Б.Д. Кирюшину, 2009):

-	краткосрочные (от 2 месяцев до 3 лет);

-	многолетние (более одной ротации севооборота, более 5 лет);

-	длительные стационарные опыты (более 20 лет);

-	сверхдлительные стационары (более 50 лет);

-	суперсверхдлительные (более 100 лет).

В краткосрочных опытах учитывают действие определенного агротех-
нического приема или фактора в течение одного или нескольких вегетацион-
ных периодов. В краткосрочных опытах с удобрениями изучают только пря-
мое действие удобрения, внесенного под данную культуру на данном поле.

Краткосрочные опыты проводят, если действие удобрения не является
длительным. Например, для изучения эффективности подкормки озимых
зерновых культур, рядкового удобрения, предпосевной обработки семян, не-
корневой подкормки растений и др. Для того чтобы учесть влияние погодных
условий и получить достоверные средние данные по урожайности, опыты по
одной и той же схеме и с одной и той же культурой проводят не менее 3 лет.

К краткосрочным относят также рекогносцировочные опыты.

Многолетние опыты, как правило, ведутся в определенном севообо-
роте в течение 5-20 лет. В агрохимических исследованиях многолетние опы-
ты с удобрениями проводят с целью определения влияния систематического
применения удобрений в севообороте на урожайность и качество с.-х. куль-
тур и почвенное плодородие. Опыт, проводимый более 5 лет на одном участ-
ке с ежегодным чередованием культур, считается многолетним.

Длительные стационарные опыты продолжительностью более 20 лет
закладывают на постоянных участках землепользования научно-
исследовательских учреждений и учебных заведений. Цель таких опытов за-
ключается в выявлении действия удобрений, обработки почвы и других
приемов агротехники на урожайность и качество сельскохозяйственных
культур, а также на показатели плодородия почвы.

Примером длительного стационарного опыта является полевой опыт
(«Московский стационар» по международному каталогу длительных опытов),
заложенный А.Г. Дояренко в МСХА в 1912 г. и продолжаемый по настоящее
время. В этом опыте на фоне полной факториальной схемы с удобрениями
изучается действие севооборота, бессменных культур, «вечного пара» и пе-
риодического известкования на урожайность сельскохозяйственных культур
и плодородие почвы.

Стационарные опыты длительностью более 100 лет считаются супер-
сверхдлительными. Примером могут служить опыты с удобрениями бес-
сменной пшеницы, ячменя и многолетних трав в Ротамстеде Англия), зало-
женные в 1843 - 1856 гг. Широко известны опыт с бессменным возделыва-
нием озимой ржи с 1878 г в Галле (Германия), опыт Дегэрена в севообороте
озимая пшеница - сахарная свекла в Гриньоне с 1875 г. (Франция) и др.
В зависимости от степени научности (точности) стационарные опыты
подразделяют на основные, и предварительные (ориентировочные, реког-
носцировочные).

Основные опыты проводят научные учреждения в течение длительного
времени по детально разработанным схемам. В отношении методики заклад-
ки и проведения к ним предъявляют строгие требования: предварительное
изучение участка, его однородность по плодородию, соблюдение севооборота
и элементов методики опыта.

Предварительные опыты носят ориентировочный вспомогательный
характер. Их закладывают на небольшой срок, вне севооборота, и они служат
основой для разработки схем и программ основных опытов. В них не плани-
руют проведение глубоких сопутствующих исследований, а ограничиваются
лишь учетом урожайности.

Производственные опыты проводят в условиях сельскохозяйственных
предприятий как научно-исследовательские учреждения, так и специалисты
хозяйств по своей инициативе. Научные учреждения закладывают такие опы-
ты для проверки и уточнения результатов, полученных в стационарных опы-
тах.

Применение удобрений и других агротехнических приемов по повыше-
нию урожайности культур в сельскохозяйственных предприятиях должно
быть экономически выгодно и энергетически целесообразно. Производствен-
ный опыт позволяет произвести экономическую и энергетическую оценку
изучаемых агротехнических приемов. Схема производственных опытов со-
стоит обычно из двух- трех вариантов, показавших лучшие результаты в ста-
ционарных или других полевых опытах.

К производственным опытам предъявляют менее строгие требования. В
них до минимума сокращены сопутствующие исследования, в большинстве
случаев ограничиваются анализом почв перед закладкой опыта и определени-
ем урожайности и ее структуры. Тем не менее, все методические требования
к закладке и проведению полевого опыта должны быть соблюдены. В произ-
водственных полевых опытах необходим максимально точный учет урожай-
ности, так как в таких опытах до минимума сокращены количественные на-
блюдения за факторами внешней среды и растениями и урожайность является
фактически единственным критерием эффективности изучаемых приемов.

Производственные опыты по учету хозяйственной эффективности
агротехнических приемов проводят методом полос. Для учета эффективно-
сти нового агротехнического приема (сорта) или технологии в общем масси-
ве, где осуществляется внедрение нового агротехнического приема, выделя-
ют 3-4 контрольные полосы, на которых новый (опытный) агротехнический
прием не применяют. Ширина контрольных полос для культур сплошного
способа посева должна быть не менее 10-20 м, пропашных культур - 5-10 м.
Контрольные полосы следует размещать таким образом, чтобы они охваты-
вали все разнообразие земельного массива. Границы контрольных полос на
концах поля фиксируют колышками и вешками.

При уборке урожай учитывают отдельно на контрольных полосах и на
рядом расположенных параллельных им полосах хозяйственного посева, где
применяли новый прием. Количество и площади контрольных и опытных
учетных полос должны быть одинаковыми. Сопоставляя средние урожаи
контрольных и опытных полос, делают вывод об агротехнической эффектив-
ности нового приема или технологии. Экономическую эффективность опре-
деляют сопоставлением дополнительных затрат труда и средств производства
на проведение нового агротехнического приема со стоимостью дополни-
тельного урожая.

По количеству изучаемых факторов полевые опыты делятся на одно-
факторные и многофакторные. При этом, фактором считается то, что в дан-
ном опыте нормируется или дозируется и эффективность чего может быть
учтена или вычленена.

Опыт называется однофакторным, если в нем изучают один количест-
венный фактор в нескольких градациях (дозы удобрения, пестицида, глубина
обработки почвы, нормы посева, полива и т.д.) или сравнительное действие
ряда качественных факторов (разные культуры, сорта, способы обработки,
предшественники и т.д.).

Опыт называется многофакторным, если в нем одновременно изучается
действие и устанавливается характер и величина взаимодействия двух и бо-
лее факторов на урожайность культуры, например, изучение доз минераль-
ных удобрений и норм орошения на урожайность яровой пшеницы. Принци-
пиальная особенность многофакторного опыта - возможность установить
действие изучаемых факторов, а также характер и величину их взаимодейст-
вия при совместном применении. В зависимости от количества изучаемых
факторов многофакторные опыты могут быть двух- , трехфакторными и т. д.
Многофакторные эксперименты могут быть полнофакторными (ПФЭ), если
испытываются все возможные комбинации факторов, и неполнофакторными
(НПФЭ), когда часть комбинаций факторов исключена.

По охвату территории различают единичные и массовые опыты, а так-
же географическая сеть опытов.

Единичные опыты закладывают в отдельных пунктах независимо друг
от друга, по различным схемам с самостоятельной программой наблюдений и
лабораторных анализов. К ним относится большинство стационарных опы-
тов, проводимых в научных учреждениях и учебных заведениях.

Массовые опыты проводят одновременно в нескольких пунктах по об-
щей теме и одинаковой схеме и методике, что позволяет обобщать их ре-
зультаты.

Географическая сеть опытов проводится по общей тематике, по оди-
наковым схемам и методикам одновременно в различных почвенно-
климатических зонах. Основная цель этих опытов - изучение влияния при-
родно-климатических условий на эффективность изучаемого приема. Поле-
вые опыты с удобрениями на разных типах почв, в различных климатических
условиях позволяют более рационально распределять удобрения по областям
и регионам страны.

Первые полевые опыты по географическому принципу были проведены
Д. И. Менделеевым. В 1867-1869 гг. он поставил опыты с рожью и овсом в
Смоленской, Московской, Петербургской и Симбирской губерниях. По еди-
ным схемам и программам изучалось действие удобрений на дерново-
подзолистых и черноземных почвах: навоз 36 т, известь 4-6 т, минеральные
удобрения - от 40 до 170 кг действующего вещества на 1 га,

Опыты сопровождались глубокими исследованиями почв и растений, ве-
лись метеорологические наблюдения, данные урожайности обрабатывали ма-
тематически. На основании этих исследований Д.И. Менделеев первый в Рос-
сии поставил вопрос о производстве азотных удобрений и созданию туковой
промышленности.

Позднее, в 1925-1931 гг. была создана Географическая сеть опытов На-
учно-исследовательского института удобрений и инсектофунгицидов
(НИУИФ), объединявшая 317 опытных учреждений. В организации Геогра-
фической сети непосредственное участие принимали Д.Н. Прянишников и
А.Н. Лебедянцев. Опыты, проведенные в эти годы, показали высокую эффек-
тивность минеральных удобрений на всей территории страны.

1.3.	Основные методические требования к качеству полевого опы-
та

К любому полевому опыту предъявляют следующие основные методи-
ческие требования:

1)	соблюдение принципа единственного различия;

2)	типичность опыта;

3)	точность количественных результатов опыта;

4)	достоверность;

5)	документация.

Соблюдение принципа единственного различия - одно из основных
требований методики полевого опыта, которое следует учитывать при разра-
ботке программы и схемы полевого опыта. Согласно этому принципу иссле-
дователь должен изменять лишь изучаемый фактор при строгом постоянстве
всех остальных условий опыта. Так, при изучении действия удобрения необ-
ходимо, чтобы обработка почвы на всех делянках опыта была одинаковой,
посев проведен в один срок семенным материалом одинакового качества,
чтобы на всех делянках применялась одна и та же система ухода за растения-
ми и т.д. Цель этого требования - обеспечить сравнимость данных, получен-
ных в разных вариантах опыта, например, для суждения об эффективности
удобрений.
В опытах с удобрениями соблюдение принципа единственного различия
требует не только, чтобы все остальные факторы жизни растений и приемы
агротехники были одинаковыми, но и чтобы разные формы удобрений испы-
тывались при одинаковых дозах, эффективность различных доз какого-либо
удобрения изучалась в одной и той же форме. В полевых условиях соблюде-
ние принципа единственного различия затруднено, так все факторы жизни
растений действуют не изолированно, а взаимодействуют друг с другом.

Требование к равенству всех условий кроме изучаемых не должно вести
к искусственному ограничению условий, при которых тот или иной изучае-
мый прием может проявить свое наибольшее действие. Игнорирование вза-
имной связи между испытываемыми приемами и условиями проведения опы-
та может привести к тому, что при кажущемся равенстве прочих условий
оценка изучаемых приемов получится неправильной. Например, изучение
форм минеральных удобрений в большинстве случаев проводят при тождест-
венных способах и сроках их внесения. Между тем совершенно очевидно,
что, например, действие фосфоритной муки, внесенной весной под культива-
тор, нет смысла сравнивать с действием внесенного в тот же срок суперфос-
фата. Неправильную оценку получают и хлористые калийные удобрений,
сравниваемые с сернокислыми формами калия при внесении их в одни и те
же сроки. В полевых опытах принцип единообразия должен пониматься как
принцип целесообразности и оптимальности.

Необходимо помнить, что в полевых условиях соблюдение принципа
единственного различия всегда затруднено, так как ни один из факторов
жизни растений не является изолированным, все они тесно взаимосвязаны и
взаимодействуют друг с другом. Например, при изменении влажности почвы
происходит изменение ее воздушного и теплового режимов. Последние в
свою очередь вызывают изменения биологической активности почвы, и, сле-
довательно, и пищевого режима растений.

Требование типичности, или, как иногда говорят, производственной
репрезентативности опыта включает соответствие условий проведения
опыта той окружающей обстановке, где предполагается использовать его ре-
зультаты. Различают типичность опыта в отношении природных, а также ор-
ганизационно-хозяйственных, агротехнических условий.

Требование к природной типичности заключается в соответствии ус-
ловий проведения опыта почвенным и климатическим условиям района или
хозяйства, для которого предназначаются результаты опыта. Результаты изу-
чения приемов повышения плодородия песчаных почв неприменимы для ис-
пользования на суглинистых и глинистых почвах. Требование типичности
климатических условий вызывает необходимость проведения опыта по дан-
ной теме не менее 3-4 лет, так как в отдельные годы могут наблюдаться зна-
чительные отклонения погодных условий от среднемноголетних значений
(например, сильная засуха, холодная дождливая погода и т.д.).
Требование к организационно-хозяйственной типичности опыта пре-
дусматривает использование результатов опыта только в хозяйствах, которые
сходны как по плодородию почвы, так и по организационно- экономическим
показателям. Например, внедрение высоких технологий возможно только в
хозяйствах с развитой экономикой.

В опытах с удобрениями надо особенно тщательно выбирать соответст-
вующий фон, от которого зависит эффективность удобрений. Иногда следует
создавать два или несколько фонов (без навоза и с навозом, без известкова-
ния и по фону извести и т.д.). В понятие типичности входит также пригод-
ность фона для исследования того или иного вопроса. Неверным и нетипич-
ным будет изучение эффективности фосфоритной муки, незадолго до этого
произвесткованной.

Большое значение имеет закладка опыта по лучшим и типичным для
данной культуры предшественникам (пласт многолетних трав для льна и яро-
вой пшеницы, пары чистые или занятые для озимых и т.д.). Не менее важную
роль в отношении типичности для опытов с удобрениями играет выбор ти-
пичных для данной зоны (района) культур, а также районированных сортов.

Результат полевого опыта (урожайность) всегда выражается количест-
венно и служит объективным показателем эффективности изучаемого в опы-
те приемы или фактора. Большинство агротехнических приемов и факторов,
кроме влияния на величину урожая, оказывает также определенное действие
на его качество (например, содержание белка в зерне, крахмала в клубнях
картофеля, сахара в сахарной свекле). Оно может быть установлено химиче-
ским анализом урожаев с разных вариантов и сравнением полученных ре-
зультатов, как и при определении различий в величине урожайности. Прове-
дение измерений и наблюдений в полевом опыте всегда сопровождается
ошибками.

Ошибка опыта (наблюдения или измерения) - разность между дейст-
вительным значением исследуемого показателя и результатами его измерения
или определения. Относительная ошибка опыта (измерения)- это ошибка
опыта, выраженная в процентах по отношению к среднему арифметическому
значению.

Наиболее существенная причина ошибок в полевом опыте - невырав-
ненность исходного почвенного плодородия опытного участка, которая обу-
словлена пестротой в распределении почвенных разновидностей, влиянием
рельефа и микрорельефа участка, а также неодинаковой предшествующей ис-
торией участка (обработка, удобрение, посев разных с.-х. культур).

Выбор формы и величины делянок, их расположения, а также необходи-
мой в опыте повторности направлен главным образом на максимальное сни-
жение ошибки, обусловленной исходной пестротой почвенного плодородия
опытного участка.

Точность опыта - величина, обратная его ошибке. Чем ниже относи-
тельная ошибка опыта, тем выше его точность. Требование к точности опыта
зависит от задач, темы и вида опыта, а также от величины ожидаемого эф-
фекта. От длительных стационарных опытов требуется более высокая точ-
ность, чем от рекогносцировочных или производственных опытов. Принято
считать, что если при уровне вероятности 95% ошибка опыта меньше 7%, то
точность опыта достаточная.

Повышение точности полевого опыта зависит от следующих факторов:

1.	Правильный выбор и подготовка участка к проведению опыта.

2.	Определение соответствующего размера и формы делянок, а также
повторности вариантов опыта.

3.	Выбор способа размещения делянок, вариантов и определение по-
вторностей в опыте.

4.	Учет урожая с максимальной точностью.

Достоверность опыта. Полевой опыт должен отвечать требованиям
достоверности. Достоверность и точность опыта - понятия, тесно связанные
между собой, но не идентичные. Принято различать достоверность полевого
опыта по существу, т.е. соответствие опыта поставленным задачам исследо-
вания. Кроме того, различают понятие достоверности, или существенности,
результатов полевого опыта.

Под достоверностью опыта по существу (методическая достовер-
ность) понимают логически правильно построенную схему и методику про-
ведения опыта, соответствие их поставленным задачам исследования, пра-
вильный выбор объекта и условий проведения данного опыта. Для оценки
достоверности полевого опыта по существу проводят агрономический анализ
его материалов, т.е. критический разбор и проверку правильности схемы по-
левого опыта, данных сопутствующих наблюдений и исследований, результа-
тов учета урожая. Проверяют соответствие методики опыта задачам исследо-
вания, тщательно анализируют методику и технику проведения полевого
опыта.

Полевые опыты, проведенные по неправильно разработанной схеме и
методике, при несоответствующих данному исследованию условиях или с
нарушением методики и техники опытного дела являются недостоверными
по существу. Результаты таких опытов искажают эффекты изучаемых вари-
антов и такие опыты следует браковать.

Если полевой опыт проведен методически и технически доброкачест-
венно и нет оснований для выбраковки полученных в нем данных, результаты
его подвергают математической обработке для установления величины слу-
чайной ошибки и степени точности, а также достоверности, или существен-
ности, полученных результатов.

Под существенностью результатов полевого опыта (статистиче-
ская достоверность) понимают математическую (статистическую) доказан-
ность полученной в опыте разницы в урожайности сравниваемых между со-
бой вариантов опыта.
Статистическую достоверность опыта определяют путем сравнения рас-
четного критерия Фишера (фактического) с теоретическим, найденным по
справочной таблице. Если фактический критерий больше теоретического
(табличного), то делают вывод о статистической достоверности всего опыта.
Это означает, что между некоторыми средними арифметическими отдельных
вариантов есть достоверная разница. Для выделения таких вариантов рассчи-
тывают наименьшую существенную разность (НСР) для определенного уров-
ня доверительной вероятности (значимости). В полевых опытах обычно при-
нимают 0,95% уровень вероятности, что означает, что полученный результат
достоверен в 95 случаях из 100. Если разность между средними арифметиче-
скими любой пары вариантов будет больше, чем НСРо,95, то делают вывод о
достоверности различий на определенном уровне доверительной вероятно-
сти.

Документация. Полевой опыт должен сопровождаться документацией,
по которой можно судить о качестве его проведения. По каждому полевому
опыту ведется первичная документация: журнал полевого опыта (полевой
журнал) и лабораторный журнал.

В полевой журнал записывают место проведения опыта (область, район,
хозяйство, севооборот, номер поля; схему опыта; представляют схематиче-
ский план опыта с выделением повторений, указанием места каждого вариан-
та, приводят чертеж опытной делянки с указанием ширины и длины учетной
площади делянки, ширины боковых и концевых защитных полос, указывают
общую и учетную площади делянки. Здесь же описывают условия проведе-
ния опыта: характеристику почвы, ее морфологическое описание, физические
и агрохимические свойства, рельеф, предшественники, сроки и качество про-
ведения полевых работ. Описывают уход за посевами, методику и результа-
ты. всех учетов и наблюдений. Грамотное ведение полевого журнала со
строгой и точной фиксацией результатов наблюдений за ростом и развитием
растений, агрохимических анализов почв, растений и удобрений является
обязательном условием качественно поставленного полевого опыта.

Лабораторный журнал ведется в лаборатории и содержит таблицы с
результатами анализов образцов почвы и растений, взятых в ходе подготовки
к проведению и во время проведения полевого опыта. Перечень необходимых
анализов зависит от темы опыта и определяется при составлении рабочей
программы.

Полевые опыты, проведенные без учета сопутствующих анализов и на-
блюдений, нельзя считать полноценными, так как в этих случаях невозможно
выявить причины эффективности изучаемых факторов.

1.4. Основные элементы методики полевого опыта

Методика полевого опыта включает следующие элементы: число вари-
антов, площадь делянок, их форма и направление, повторность, система раз-
мещения вариантов, повторений и делянок на территории, метод учета уро-
жая, организация опыта во времени, а также метод статистического анализа
полученных результатов.

Вариантом опыта называют один или несколько агротехнических
приемов, поставленных на изучение (виды и нормы удобрений, средства за-
щиты растений и др.) и осуществляемых на одной или нескольких делянках.

Каждый вариант характеризуется видоизменением того фактора, кото-
рый изучается в данном опыте. Факторами и вариантами могут быть виды и
сорта растений; удобрения , их виды , дозы и соотношения, агротехнические
приемы и технологии возделывания растений. В.Н. Перегудов (1903-1981 гг.)
дал следующее определение: «Фактором считается то, что в данном опыте
нормируется или дозируется и эффективность чего может быть учтена или
вычленена», т.е. вариант - это составная часть схемы опыта, обозначаемая
тем фактором, который изучают в опыте.

В зависимости от характера изучаемых различий варианты полевого
опыта делятся на две группы: 1) количественные; 2) качественные. При каче-
ственном характере различий вариантами могут быть виды культур, удобре-
ний и пестицидов; сорта или предшественники; способы обработки почвы и
посева. Примерами вариантов количественного характера служат нормы вы-
сева семян, дозы удобрений и пестицидов, глубина обработки почвы, посева
или заделки удобрений.

В тех случаях, когда невозможно или нецелесообразно изолированное
изучение отдельных элементов технологии, вариантом опыта является вся
технология в целом, а не ее отдельная часть. Например, в полевом опыте мо-
гут сравниваться интенсивная и принятая в данном хозяйстве технологии
возделывания озимой пшеницы. В программе таких опытов и их схеме следу-
ет давать такую формулировку, которая не позволяла бы приписать наблю-
даемый эффект действию только одной составной части технологии.

Различают опытные, контрольные и стандартные варианты.

Опытным называют вариант, действие которого изучают в опыте.

Контрольным называют вариант, с которым сравнивают все остальные
варианты данного опыта и оценивают эффективность изучаемых приемов
или их комбинаций.

В простейшем случае под контрольным понимается вариант, в котором
не применяли ни один из изучаемых в опыте приемов (нулевой вариант). Ну-
левой вариант может называться абсолютным контролем или просто контро-
лем. Например, при изучении эффективности фосфорных удобрений вариант
без удобрений (0) будет называться абсолютным контролем, тогда как вари-
ант (ИК), не включающий фосфор, просто контролем.

Стандартным вариантом называют районированный традиционный
сорт, с которым сравнивают новый сорт, общепринятые в производстве агро-
технические приемы, дозы удобрений, способы обработки почвы и техноло-
гии в целом.
Например, в опытах по обработке почвы стандартом служит традицион-
ная отвальная вспашка, а в качестве опытных вариантов могут быть плоско-
резная, чизельная, фрезерная и другие новые приемы обработки.

Варианты опыта размещаются на делянках опытного участка по опреде-
ленной схеме.

Число контролей. В схеме опыта может быть не один контроль, а два и
более. Например, при изучении доз органических удобрений в качестве кон-
троля берут ту дозу, которую применяли в хозяйстве до постановки данного
опыта, - это так называемый производственный контроль; второй контроль-
ный вариант - без органических удобрений.

Если дозы минеральных удобрений изучают на фоне органических, то
здесь возможно наличие трех контролей: 1) дозы минеральных удобрений,
используемые в хозяйстве (производственный контроль); 2) без минеральных
удобрений; 3) органические удобрения без минеральных (агрофон).

Весьма важный элемент методики полевого опыта - частота контролей.
В каждое повторение схемы опыта можно включать либо одну контрольную
делянку, либо несколько. Введение в опыт повышенного по сравнению с ос-
тальными вариантами числа контролей необходимо для более полного охвата
пестроты участка и для того, чтобы дать более надежный масштаб для срав-
нения остальных вариантов. Иногда некоторые делянки выпадают из опыта
по случайным причинам - потравы, наезды транспорта, хищения и др. При
выпадении делянок с контрольными вариантами, а число оставшихся недос-
таточно для вычисления точных значений средних арифметических, то обес-
ценивается весь опыт. Для обеспечения надежной точности опыта число кон-
трольных делянок должно быть больше, чем число повторений в опыте.

Число вариантов. Число вариантов в опыте зависит от темы опыта и за-
дач, для решения которых его проводят. Изучение результатов многих поле-
вых опытов показало, что с увеличением числа вариантов в схеме опыта воз-
растает его относительная ошибка. С увеличением числа вариантов возраста-
ет количество делянок, а следовательно, и общая площадь опытного участка.
Это ведет к усилению пестроты плодородия, в результате ошибка опыта по-
вышается.

В связи с этим, при разработке схемы опыта необходимо, чтобы число
вариантов было не более 12-16, а число делянок не превышало 60-64. Если
вариантов очень мало, например 2-3, то для уменьшения ошибки опыта не-
обходима более высокая повторность.

Схема полевого опыта - совокупность всех изучаемых и контрольных
вариантов, входящих в него и сравниваемых между собой. Правильно состав-
ленная схема опыта позволяет сравнивать каждый вариант опыта с другими
при наличии между ними единственного различия и при тождестве других
условий. Разработка схемы полевого опыта является наиболее сложным и от-
ветственным этапом его планирования. При разработке схемы опыта необхо-
димо соблюдать следующие правила:
1)	разработанная схема опыта должна давать четкий ответ на поставлен-
ный вопрос;

2)	в схеме опыта должен соблюдаться принцип единственного различия;

3)	схема опыта должна включать один или несколько контрольных вари-
антов.

Примером простейшей схемы опыта может быть схема из двух вариан-
тов: первый вариант - без удобрений (контроль), второй - с удобрением. В
некоторых схемах контрольных вариантов может быть несколько, включая
различные фоны удобрений или ранее изученные варианты. Схема опыта без
контрольного варианта не позволяет оценить эффективность удобрений на
той или иной почве, а также судить о ее плодородии.

Опытная делянка - элементарная составная часть опыта, представлен-
ная земельным участком определенного размера и формы, на котором осу-
ществляют изучаемый агротехнический прием (вариант опыта), поставлен-
ный на изучение согласно принятой схеме опыта.

По размеру делянок различают мелкоделяночные и нормальные (круп-
ноделяночные) опыты. Критерием для этого подразделения служит не пло-
щадь делянок, а возможность применения нормальной полевой механизиро-
ванной агротехники.

К мелкоделяночным относят опыты с таким малым размером делянок,
который не позволяет применять нормальные приемы полевой агротехники.
Размер делянок в таких опытах колеблется в пределах 1-20 м2 в зависимости
от площади питания растений. Обработку почвы, посев, посадку проводят
вручную. В таких опытах проводят первичную проверку новых агроприемов,
доз пестицидов и тяжелых металлов.

Мелкоделяночные опыты закладывают при изучении превращений азота
в почве с помощью удобрений с изотопной меткой 15Ы. Мелкоделяночные
опыты используют при постановке факториальных опытов по изучению доз и
соотношений минеральных удобрений, число вариантов в которых может
достигать 100 и более.

Все опыты, проводимые с соблюдением нормальных приемов полевой
агротехники, следует считать нормальным полевым опытом независимо от
размера делянок.

В соответствии с требованиями методики полевого опыта на всех делян-
ках все агротехнические приемы, кроме изучаемого, проводят одинаково. Для
изучения какого-либо приема проводят сравнение урожаев, полученных на
делянках, на которых осуществлялся данный прием, с урожаями, полученны-
ми на делянках, где изучаемый прием не применяли или вместо него приме-
няли другой (взятый для сравнения) стандартный прием при прочих одинако-
вых условиях опыта. Вариант схемы опыта, с которым сравнивают результа-
ты, полученные в других вариантах, называют контрольным или контролем.

Площадь делянок. Основной задачей рационального расположения
опыта в пространстве является возможное уменьшение разницы в исходном
22
плодородии сравниваемых делянок, обусловленной пестротой плодородия
почвы опытного участка.

Уменьшить разницу в исходном плодородии между делянками опыта
можно увеличением их площади, с тем чтобы каждая делянка охватывала
возможно больше элементов пестроты почвенного плодородия и чтобы про-
тивоположные отклонения от среднего плодородия взаимно погашались в
пределах каждой делянки.

Большое число дробных учетов рекогносцировочных посевов, прово-
дившихся в разных странах показало, что точность опыта повышается по ме-
ре увеличения площади делянок примерно до 100 м2, дальнейшее ее увеличе-
ние незначительно повышает, а за некоторым пределом даже снижает точ-
ность опыта.

Рекомендуемая учетная площадь делянки для опытов с культурами
сплошного способа посева составляет 50-100 м2, а для пропашных культур
100-200 м2. Для опытов с раздельной обработкой делянок, а также для мно-
голетних опытов площадь делянок независимо от состава культур должна со-
ставлять 100-200 м2. В многолетних стационарных опытах рекомендовано
использовать делянки площадью от 200 до 300 м2. Все приведенные цифры
являются ориентировочными и в каждом конкретном опыте площадь делянок
должна устанавливаться с учетом всей совокупности факторов, от которых
она зависит.

Форма делянок. Точность полевого опыта зависит от формы делянки,
которая обычно определяется отношением ее длины и ширины. Делянки на-
зывают квадратными при отношении длин сторон равным 1, прямоугольны-
ми - при отношении длин сторон больше 1, но меньше 10, удлиненными (вы-
тянутыми) при отношении более 10.

Данные дробных учетов рекогносцировочных посевов показали, что
длинные узкие делянки обеспечивают большую точность опыта, так как чем
длиннее делянка, тем полнее она охватывает пестроту участка. Эффект от уд-
линения наиболее сильно проявляется при отношении сторон в пределах
1:10-1:15. Причем, делянки должны быть вытянуты в том направлении, в ко-
тором изменяются свойства участка. При закладке опыта на склоне делянки
обязательно должны быть вытянуты вдоль склона, захватывая все его части.

Однако вытянутая форма применима лишь для достаточно крупных де-
лянок. Небольшие делянки при вытянутой форме получаются настолько уз-
кими, что трудно выделить достаточные защитные полосы. Поэтому вытяну-
тую форму следует применять лишь при площади делянок более 50 м2. Более
мелким делянкам целесообразнее придавать форму, приближающуюся к
квадрату, добиваясь повышения точности опыта увеличением повторности.

Для удобства проведения полевых работ (обработка почвы, посев, уход
за посевами, уборка) ширину делянки целесообразно устанавливать кратной
ширине рабочих захватов сельскохозяйственных машин, особенно посевных
и уборочных.
Защитные полосы. Различают две площади делянки: опытную или по-
севную, и учетную. На опытной площади делянки размещают один из изу-
чаемых вариантов опыта. С учетной площади делянки учитывают урожай.
Площадь учетной делянки всегда меньше опытной площади из-за выделения
со всех ее сторон полос, называемых защитными. Урожай с защитных полос
убирают раньше, чем с учетных, и не учитывают его.

Различают боковые и концевые защитные полосы. Ширину боковых за-
щитных полос устанавливают в пределах 0,5-1.5 м с учетом степени влияния
растений с делянок соседних вариантов. В опытах с орошением и примене-
нием пестицидов (опрыскиванием) ширину боковых защитных полос увели-
чивают до 2-3 м и более. В опытах по сортоиспытанию боковые защитные
полосы не выделяют. Для разграничения изучаемых сортов между делянками
оставляют незасеянные полосы шириной 20-40 см.

Концевые защитки шириной не менее 2 м выделяют для предохранения
учетной части делянки от случайных повреждений. Кроме того, для разворо-
та машин и орудий с обоих концов делянок выделяют защитные полосы ши-
риной не менее 5 м.

Повторность опыта. Каждый вариант опыта размещается (повторяет-
ся) на нескольких делянках, образуя повторность на территории. Повторно-
стью опыта на территории называют число (кратность) делянок с одина-
ковыми вариантами. Если действие каждого варианта испытывается в опыте
на четырех делянках, то повторность опыта четырехкратная. В статистиче-
ском смысле повторность - это объем выборки одного варианта. Она позво-
ляет оценить влияние случайного фактора на результаты полевого опыта и
установить его ошибку (точность). Выбор повторности опыта зависит от сте-
пени варьирования плодородия почвы на опытном участке, планируемой
ошибки (точности) опыта, числа вариантов, материальных и трудовых затрат
на проведение опыта.

Точность полевого опыта в значительной степени зависит от его повтор-
ности на территории и во времени. Увеличение повторности является одним
из наиболее эффективных способов повышения точности опыта. Повторные
делянки можно рассматривать как части одной более крупной делянки, но
размещенные в различных частях опытного участка. Такое размещение дает
возможность более полно охватить каждым вариантом пространственную пе-
строту участка. Снижение ошибки опыта четко проявляется при увеличении
повторности до 4-6-кратной; дальнейшее повышение повторности сопрово-
ждается менее значительным снижением ошибки. В связи с этим, большинст-
во полевых опытов проводят при 4-6-кратной повторности; более высокую
повторность (8-12-кратную) используют в мелкоделяночных опытах, а также
для доказательства незначительных эффектов вариантов (микроудобрения,
стимуляторы роста и др.).

Повторность одноименных делянок необходима для любого вида поле-
вого опыта, проводимого как в условиях опытного поля, так и в условиях
24
производства, за исключением предварительных, рекогносцировочных и де-
монстрационных опытов.

Повторность опыта во времени - число краткосрочных опытов в ис-
кусственных условиях (в лабораториях, теплицах, вегетационных домиках)
на протяжении одного года или число лет проведения полевого опыта. По-
вторность полевого опыта во времени позволяет установить действие, взаи-
модействие или последействие изучаемых факторов в разные годы при раз-
ных метеорологических условиях. Повторность во времени зависит от задач
исследования, но для получения надежных данных длительность исследова-
ний даже в краткосрочных опытах она должна быть не менее 3 лет. Исследо-
вания в севооборотах (изучение изменения запасов гумуса, разработка систе-
мы обработки почвы или системы удобрения) должны проводиться в дли-
тельных стационарных опытах.

Повторением опыта называют часть площади опытного участка, вклю-
чающая все варианты схемы опыта. Повторение наряду с повторностью по-
зволяет учитывать варьирование плодородия почвы и ограничивать его влия-
ние на точность полевого опыта. Каждое повторение представляет собой
часть площади опытного участка, содержащую полный набор вариантов, изу-
чаемых в данном полевом опыте. Отдельно взятое повторение является со-
кращенным в объеме опытом, в котором можно делать все возможные срав-
нения между вариантами.

Необходимо помнить, что повторность и повторение составляют два
разных элемента одного опыта. Повторность - это число делянок одного ва-
рианта, а повторение - набор делянок разных вариантов, входящих в состав
схемы опыта. Делянки, входящие в состав повторения, размещены в нем
компактно, тогда как повторения полевого опыта могут быть разбросаны по
территории земельного участка

Блок - часть площади участка полевого опыта, разделенной на делянки,
на которых размещают варианты схемы опыта случайными методами. Число
блоков равно повторности опыта. Блок может быть полным, тогда он равно-
значен повторению, или неполным, когда в блок входит лишь часть вариан-
тов. В последнем случае несколько блоков составляют одно повторение.

Схематический план опыта - изображение размещения всех вариан-
тов опыта на чертеже с указанием повторений, площади делянок, их формы и
защитных полос. Схематический план вносят в полевой журнал, и он являет-
ся необходимым документом при разбивке и восстановлении полевого опыта
на опытном участке. Образец схематического плана опыта показан на рис.1.
,1

Рис. 1. Схематический план опытного участка

1.5.	Размещение вариантов по делянкам полевого опыта

Методы размещения вариантов по делянкам являются важнейшим эле-
ментом плана эксперимента, под которым понимают схему опыта, метод
расположения вариантов по делянкам и другие элементы методики опыта.
При этом план эксперимента предопределяет способ последующей математи-
ческой обработки данных, поэтому метод размещения опыта, его структура и
способ статистического анализа данных должны быть согласованы.

Основной задачей рационального размещения делянок опыта на терри-
тории является достижение наибольшего охвата каждым вариантом всей пе-
строты опытного участка и достижение наилучшей сравнимости между вари-
антами.

Различают три основные группы методов размещения вариантов схемы
опыта по делянкам: 1) стандартные'. 2) систематические',	3)

случайные или рендомизорованные.

Стандартное размещение вариантов по делянкам характеризуется бо-
лее частым, обычно через 1-2 опытных варианта, расположением контроля
(стандарта). Такое размещение, когда стандарт расположен через одну делян-
ку с опытным вариантом (сортом), называют ямб-методом, а если через
две то - дактиль- методом. Преимущество такой схемы для селекционера
состоит в том, что близость испытываемого сорта к стандарту облегчает про-
ведение различного рода сравнительных наблюдений, имеющих большое
значение для селекционных исследований. Недостатком стандартного метода
является то, что площадь под контрольным вариантом при размещении стан-
дарта через одну делянку составляет половину от площади опытного участка,
а при размещении стандарта через две делянки - одну треть от площади
опыта.

В агротехнических опытах, в том числе и в опытах с удобрениями, в ко-
торых требуется сравнение вариантов не только с контролем, но и между со-
бой, стандартный метод себя не оправдывает и при неизменном общем коли-
честве делянок следует отдавать предпочтение опытам с одинаковой повтор-
ностью для всех вариантов.
Систематическое расположение вариантов на делянках внутри повто-
рений предполагает размещение вариантов в определенном заранее установ-
ленном порядке.

При однорядном размещении делянок наиболее распространено после-
довательное расположение, при котором установленный порядок вариантов
на делянках первого повторения остается неизменным во всех остальных по-
вторениях.

При двух- и многорядном расположении повторений на делянках вари-
анты чаще всего располагают ступенчато: они идут в одном направлении, но
в каждом следующем ряду начало схемы сдвигают на одну, две или больше
делянок, а конец ее переносят в начало ряда. Такое расположение вариантов
по делянкам называют шахматным.

Первоначально в научной агрономии систематические методы размеще-
ния вариантов были преобладающими. Важное достоинство этих методов -
простота, а главный недостаток - возможные и часто непредвиденные иска-
жения эффектов по вариантам, а также ненадежность статистической оценки
ошибки опыта. В настоящее время большинство полевых опытов закладыва-
ют с использованием методов случайного или рендомизированного размеще-
ния вариантов по делянкам. Систематические методы размещения вариантов
используют лишь в условиях отсутствия закономерного изменения плодоро-
дия почвы (случайное варьирование показателей плодородия или их доста-
точная однородность), а также в предварительных, демонстрационных и дру-
гих видах полевых опытов, в которых статистическая оценка не является не-
обходимой и важной.

Случайное или рендомизированное (от англ, гапбот - случайный, не-
упорядоченный) размещение вариантов на делянках предложено английским
статистиком Р.А. Фишером и в течение многих лет используется во всех раз-
витых странах мира и в России. Оно заключается в случайном (рендомизиро-
ванном) размещении вариантов на делянках каждого повторения путем жре-
бия или с помощью специально составленной таблицы случайных чисел.
Случайное размещение - это такое размещение, когда каждый вариант имеет
равную вероятность попасть на любую делянку.

Этот способ базируется на том, что все методы математической стати-
стики применимы в полной мере только к случайным явлениям и математи-
ческая обработка результатов опыта применима только при случайном рас-
положении вариантов по делянкам.

Среди рендомизированных методов размещения вариантов по делянкам
наибольшее распространение получили методы: 1) полной рендомизации; 2)
рендомизированных повторений (блоков); 3) латинских квадратов и прямо-
угольников; 4) расщепленных делянок; 5) смешивания.

Полная рендомизация (метод неорганизованных повторений) - рен-
домизированное размещение всех вариантов опыта без предварительного вы-
деления повторений. Этот метод используют в тех случаях, когда индивиду-
альное варьирование растений превышает варьирование плодородия почвы
(это характерно для многолетних растений - деревьев и кустарников); когда
число вариантов и повторностей в опыте невелико (3-4); когда размеры
опытных делянок и площадь под опытом небольшие и варьирование плодо-
родия почвы незначительное. Размещение вариантов по делянкам проводится
случайным методом.

Применение метода полной рендомизации повышает обоснованность
применения статистических методов и увеличивает точность опыта по срав-
нению с другими методами размещения вариантов. Однако по мере увеличе-
ния числа делянок в опыте расстояние между сравниваемыми вариантами
возрастает, при этом возрастают различия и в плодородии почвы, что снижа-
ет эффективность метода полной рендомизации. В этом случае необходимо
использовать метод рендомизированных повторений.

Метод рендомизированнных повторений - наиболее распространен-
ный в мировой практике размещения вариантов в полевом опыте. Он основан
на случайном размещении всех вариантов опыта в пределах отдельных по-
вторений. Метод используется, если в пределах повторения (блока) варьиро-
вание плодородия почвы минимальное, а между повторениями оно колеблет-
ся в большей мере. Если различия между блоками отсутствуют, данный ме-
тод мало эффективен. Незначительное варьирование плодородия почвы внут-
ри блоков может быть при небольшом числе вариантов, небольшой площади
опытных делянок и близкой к квадратной форме повторений.

Метод рендомизированных повторений является ортогональным,
т. е. в каждом повторении имеется полный набор вариантов и каждый из них
встречается в повторении только один раз. Именно это придает методу наи-
большую стойкость и гибкость. Стойкость рендомизированных повторений
состоит в том, что этот метод позволяет исключать из опыта отдельные вари-
анты при их выпадении по различным причинам. При этом ортогональность
сохраняется, хотя такие выпады несколько обесценивают опыт. Гибкость
опыта заключается в возможности вводить новые варианты при необходимо-
сти.

Число изучаемых вариантов при использовании метода рендомизирро-
ванных повторений зависит от выровненности плодородия опытного участка
и размера делянки. В большинстве случаев в опыте не следует иметь более
15-20 вариантов.

Метод рендомизированных повторений применяют:

-	на земельных участках с выровненным рельефом, не имеющих четко
выраженного систематического изменения почвенного плодородия;

-	на участках с односторонним пологим уклоном и закономерным изме-
нением почвенного плодородия в одном направлении.

Метод рендомизированных латинских квадратов позволяет в значи-
тельной степени устранить влияние на результаты опыта систематического
изменения плодородия почвы в двух взаимно перпендикулярных направле-
ниях. Для этого земельный участок квадратной или прямоугольной формы
разбивают в горизонтальном и вертикальном направлениях на столько рядов
и столбцов, сколько вариантов в опыте, таким образом, чтобы в каждой стро-
ке и каждом столбце присутствовали все варианты в соответствии со схемой
опыта и ни один из них не повторялся. Размещение вариантов внутри строк и
столбцов проводится случайным методом.

При использовании метода латинского квадрата форма опытных делянок
должна быть квадратной или близкой к квадрату, число повторений должно
быть равно числу вариантов, число вариантов от 4 до 8. При меньшем числе
вариантов значительно снижается точность опыта из-за уменьшения числа
степеней свободы. При числе вариантов более 8 нужно иметь такое же число
повторностей, что намного увеличивает число делянок в опыте, делает опыт
громоздким для учетов и наблюдений.	В этих случаях закладку по-

левого опыта проводят методом латинского прямоугольника.

Рендомизированный латинский прямоугольник требует выполнения
условия, чтобы число вариантов было кратно числу повторностей, т.е. при 9
вариантах в опыте может быть 3 повторности, при 12-3 и 4, при 15 - 3 и 5;
повторения организуются и по рядам и по блокам, в пределах которых дол-
жен быть полный набор вариантов.

Этот метод эффективен в том случае, если плодородие почвы изменяется
не только в двух взаимно перпендикулярных направлениях, но и по диагона-
ли. При варьировании плодородия почвы в трех направлениях этот метод по-
зволяет лучше всего контролировать пестроту плодородия почвы опытного
участка.

Метод рендомизированных расщепленных делянок - это метод, при
котором делянки одного опыта используют в качестве блоков для другого.
Делянки первого порядка (крупные делянки) делятся (расщепляются) в вер-
тикальном или горизонтальном направлении на делянки второго порядка,
последние - на более мелкие делянки третьего порядка и т.д. Таким образом,
варианты фактора первого порядка размещают на основных делянках, а фак-
торов второго, третьего и последующих порядков - на субделянках, на кото-
рые расщепляют основные делянки.

Варианты по главным делянкам и субделянкам размещают методом рен-
домизации. Особенность их расположения заключается в том, что варианты
главных делянок рендомизируются самостоятельно по каждому повторению,
а варианты второго и последующих порядков рендомизируются каждый раз
заново или для каждой главной делянки или для целого повторения.

Метод расщепленных делянок применяют в следующих случаях:
1) в многофакторных опытах; 2) если в опыте уделяют больше внимания
взаимодействию факторов, чем действию отдельных факторов, например,
орошения и удобрения; 3) когда необходимо ввести в опыт группу новых до-
полнительных вариантов; 4) если в опыте надо увеличить точность исследо-
ваний для каких-то определенных более важных факторов, несколько снизив
ее для второстепенных.

В агротехнических опытах в качестве факторов первого порядка целесо-
образно выбирать те агротехнические приемы, которые выполняются первы-
ми. Для введения новых вариантов расщепляют делянки предыдущих поряд-
ков, но для этого необходимо, чтобы делянки первых порядков были доста-
точно большими.

Недостаток метода расщепленных делянок заключается в том, что в мно-
гофакторных опытах с большими размерами повторений начинает сильно
проявляться неравноточность сравнения главных эффектов и взаимодейст-
вий. Эффекты вариантов, размещенных на субделянках, а также взаимодей-
ствия высших порядков оцениваются обычно более точно, чем главные эф-
фекты вариантов, занимающих делянки первого порядка. В таких случаях для
размещения вариантов рекомендуют использовать метод смешивания.

Метод смешивания (метод блоков) - этот метод предусматривает вы-
деление внутри повторений специально организованных блоков (неполных
повторений), включающих определенный набор вариантов схемы многофак-
торного опыта. Сравнения внутри блоков более точны, чем между блоками, и
поэтому варианты в блоки группируют так, чтобы внутриблоковые сравнения
составляли наиболее существенную часть опыта, а междублоковые - менее
существенную. Например, можно пожертвовать взаимодействиями второго,
третьего порядков, значимость которых мало вероятна, а главные эффекты и
взаимодействия первого порядка сравнивать с повышенной точностью, бла-
годаря элиминированию различий между блоками.

Но при этом теряется информация о взаимодействии факторов высших
порядков (недостаток метода смешивания).

Однако метод смешивания имеет и весьма важное преимущество.
С увеличением числа вариантов в многофакторных опытах значительно рас-
ширяется площадь опытного участка, при этом варианты могут оказаться в
неодинаковых условиях и принцип единственного различия нарушается. Для
предотвращения этого в методе смешивания варианты всего опыта делят на
несколько групп, равноценных по дозам изучаемых факторов. На площади
каждого повторения выделяют блоки с одинаковыми условиями, в каждом из
этих блоков размещают выделенные группы вариантов.

Полевые опыты обычно располагают на площади земельного участка
методом организованных повторений. Суть его заключается в том, что де-
лянки с полным набором всех вариантов схемы объединяют территориально
в компактную группу, составляя определенным образом организованное по-
вторение. Итак, организованное повторение - часть площади опытного уча-
стка, включающая полный набор вариантов схемы опыта. В условиях полево-
го опыта различия в плодородии почвы внутри повторений обычно значи-
тельно меньше, чем между повторениями. Это и послужило основой для вве-
дения метода организованных повторений. Отдельно взятое повторение явля-
ется сокращенным в объеме опытом, в котором можно делать все возможные
сравнения между вариантами.

Способы расположения повторений и вариантов в опытах зависят от
степени пестроты почвенного плодородия опытного участка, числа вариантов
в опыте, а также технических условий постановки и проведения опыта.

В полевых опытах с удобрениями повторения чаще всего располагают
компактно на одном участке, имея общие границы между отдельными повто-
рениями. Такое расположение повторений носит название сплошного. При
сплошном расположении повторения опыта могут быть расположены на уча-
стке в один, два и несколько рядов (ярусов).

Однорядное расположение повторений используют при небольшом чис-
ле вариантов в опыте и постановке его на делянках удлиненной формы, кото-
рые размещают перпендикулярно длинной стороне опытного участка. Такой
способ очень удобен для проведения всех работ по технике закладки и прове-
дения опыта.

При большом числе вариантов и делянок в опыте и сравнительно не-
большом размере делянок укороченной формы применяют двухрядное или
многорядное расположение повторений. При двух- и многорядном располо-
жении делянок в каждом ряду помещается целое число повторений, напри-
мер, при двухрядном расположении и четырехкратной повторности опыта в
каждом ряду размещают по два повторения.

Значительно реже используют разбросное расположение, когда отдель-
ные повторения по одному или по нескольку размещают на отдельных опыт-
ных участках, разбросанных по разным частям одного поля или даже нахо-
дящихся на разных полях. При таком размещении варьирование плодородия
разных повторений должно быть независимым друг от друга. Разбросное
расположение повторений применяют, если нет однородного опытного уча-
стка достаточного размера для размещения всех повторений опыта. Иногда
его используют намеренно при постановке опытов, когда необходимо прове-
рить эффективность удобрений при широкой амплитуде почвенных и агро-
технических условий. В этом случае число опытных участков соответствует
числу повторностей опыта.

1.6.	Основные этапы планирования полевого опыта

Научные исследования, осуществляемые методом полевого опыта,
включают три основных этапа: 1) планирование; 2) закладка и проведение
полевых опытов, наблюдений и учетов; 3) обработка и обобщение получен-
ных данных.

Планирование - это определение цели, задач и объектов исследования
(растений), разработка схемы эксперимента, выбор земельного участка и оп-
тимальной структуры полевого опыта.

Подготовительный период планирования, предшествующий полевым
работам, включает следующие элементы: 1) выбор темы, определение задачи
и объекта исследования; 2) изучение современного состояния изученности
вопроса; 3) выдвижение рабочей гипотезы или ряда конкурирующих гипотез;
4) разработка схемы и методики эксперимента.

Необходимо четко сформулировать цель исследования, построить логи-
ческую модель изучаемого явления и правильно выбрать стратегию, которая
определит методы и приемы исследования. Многие неудачи в опытном деле
вызваны не столько ошибками в методике и технике закладки опыта, сколько
в неумении точно сформулировать цель и задачи опыта и, исходя из них, по-
строить правильную схему опыта.

Цель опыта часто формулируют в столь общей форме, что ее невозмож-
но достичь в рамках одного опыта. Например, ставится цель исследований:
«Изучить влияние азота на качество картофеля». Такая формулировка являет-
ся не целью одного опыта, а заголовком нескольких разделов научных работ,
для решения которых должны быть поставлены различные полевые опыты и
использованы другие методы исследований.

При изучении влияния азотных удобрений на качество урожая картофеля
необходимо, прежде всего, выбрать, с какой формой азотного удобрения бу-
дет ставиться опыт. Известно, например, что сернокислый аммоний и хлори-
стый аммоний по-разному влияют на качество урожая картофеля. Влияние
азотного удобрения зависит от дозы: действуя положительно при одной дозе,
оно может оказаться отрицательным при другой. Наконец, действие на каче-
ство урожая картофеля различных форм и доз азотных удобрений зависит от
того, какие формы фосфорных и калийных удобрений внесены под карто-
фель, на каких почвах проводят исследования и какой сорт картофеля ис-
пользован в опыте.

Таким образом, казалось бы, вполне конкретная цель опыта - изучение
действия азотных удобрений на качество урожая картофеля - есть только
общий заголовок для весьма разнообразных исследований и опытов, цель и
задачи которых должны быть точно сформулированы.

Цель исследования - должна быть сформулирована одним предложени-
ем, независимо от объема и сложности исследований. В приведенном выше
примере может быть следующая формулировка цели исследований: обосно-
вать оптимальные дозы и формы калийных удобрений под картофель сорта
«Невский» на дерново-подзолистых супесчаных почвах.

Задачи исследования должны отражать сопутствующие наблюдения,
обеспечивающие достижение цели исследования.

Следующий этап планирования - изучение литературы по избранной
проблеме и выдвижение рабочей гипотезы или ряда конкурирующих гипотез.
Гипотеза - это научное предположение, истинность которого планируется
проверить в полевом опыте. Рабочая гипотеза служит отправным пунктом
для составления схемы будущих опытов и программы исследований. В про-
грамме указывают схемы опытов, основные элементы методики и техники
эксперимента, устанавливают перечень сопутствующих наблюдений и уче-
тов.

Любищев А.А. (1986) сформулировал три принципа, которым должен
удовлетворять любой агробиологический эксперимент:

1.	Планирование эксперимента должно быть целеустремленным, т.е.
иметь перед собой четко сформулированную, подлежащую числовому реше-
нию агрономическую задачу. План математического планирования экспери-
мента должен соответствовать поставленной агрономической задаче.

2.	Планирование должно быть эффективным, т.е. обеспечивающим из-
влечение максимальной информативности выводов из полученного экспери-
ментального материала, так чтобы полученные выводы были надежны, обла-
дали принудительной силой и известной (вероятностной) мерой надежно-
сти.

3.	Исследование должно быть экономным, т.е. оно должно быть пра-
вильно (научно) организовано и осуществлено с минимальными затратами
труда и средств.

Таким образом, в этих принципах сформулированы системно-целостные,
минимаксные и экономические основы биологического полевого экспери-
мента.

Сложным и ответственным этапом планирования является разработка
схемы и методики опыта, выбор полевых и лабораторных наблюдений (ана-
лизов) и учетов для оценки и объяснения действия изучаемых факторов. На-
дежность результатов эксперимента и соответствие их поставленной задаче
зависят от правильного решения основного вопроса планирования - разра-
ботки рациональной схемы полевого опыта. При планировании полевого
опыта четко определяют метод статистической обработки данных по уро-
жайности и других экспериментальных данных. В настоящее время планиро-
вание полевого опыта основано на использовании методов математической
статистики и компьютеров. Впервые математическое планирование полевых
опытов было предложено в конце 20-х годов XX века английским математи-
ком, автором дисперсионного анализа Р. Фишером.

Планирование схем однофакторных опытов. К однофакторным отно-
сят опыты, в которых изучают действие одного фактора на неизменном, по-
стоянном агротехническом фоне при строгом соблюдении принципа единст-
венного различия. При планировании схем однофакторных опытов, которые
каждый год закладывают на новых земельных участках, следует учитывать
характер различий изучаемых вариантов, которые могут быть либо качест-
венными, либо количественными.

Примерами опытов с качественным характером различий вариантов мо-
гут служить опыты по сравнительной оценке сортов с.-х. культур, предшест-
венников, способов обработки почвы и способов посева семян, разных форм
удобрений, пестицидов и др. Примерами опытов с количественными града-
циями изучаемых факторов являются опыты с изучением разных доз удобре-
ний, нормам полива, глубиной обработки почвы, глубиной заделки семян и
т.д.

При разработке схем однофакторных опытов с качественным характером
различий вариантов необходимо выдерживать принцип единственного разли-
чия, правильно выбирать контрольный вариант (стандарт) и определять со-
путствующие (не изучаемые в опыте) оптимальные агротехнические условия
эксперимента (фон). В однофакторных опытах с различными видами удобре-
ний контрольным вариантом служит вариант без удобрений (абсолютный
контроль).

В опытах по изучению доз, форм, сроков и способов внесения удобрений
контрольными являются варианты без удобрений (абсолютный контроль) и
фоновый, т.е. вариант, на фоне которого изучают удобрения. Кроме того, в
опытах по изучению сроков и способов внесения удобрений вариантом срав-
нения может быть стандартный вариант, который хорошо изучен и широко
применяется в производстве.

Для схем однофакторных опытов с количественными градациями вари-
антов, кроме перечисленных выше требований необходимо правильно уста-
новить единицу варьирования для доз изучаемого фактора и число градаций
(доз).

Важно так составить схему опыта, чтобы на основании эксперименталь-
ных точек - эффектов вариантов можно было построить кривую отзывчиво-
сти (отклика), которая будет характеризовать зависимость урожая от изме-
нения изучаемых градаций фактора. Обычно связь между урожаем и возрас-
тающими дозами одного фактора нелинейна. Поэтому желательно иметь дос-
таточное число доз в широком диапазоне. Обычно достаточно иметь 5-8 гра-
даций изучаемого фактора.

При изучении влияния доз калийных удобрений на урожайность карто-
феля может быть использована следующая схема:

1)	без удобрений (абсолютный контроль);

2)	^оРбоКзо;

3)	^оРбоКбо (контроль);

4)	^оРбоКдо;

5)	^оРбоКпо;

6)	^оРб()К15О.

При выборе шага варьирования необходимо так установить градации
факторов, чтобы вызванное ими варьирование урожайности превышало наи-
меньшую существенную разность (НСР 05).

Следует учитывать принципиальное различие между однофакторными
опытами с качественными (дискретными) и количественными (непрерывны-
ми) факторами при планировании повторности опыта. В первом случае необ-
ходимо как можно точнее определить прибавку урожайности по сравнению с
контролем, т.е. эффект варианта, и для этого необходима обычно 4-6-кратная
повторность. Во втором случае важно определить форму кривой отзывчиво-
сти, для этого надо иметь достаточное число градаций (доз) фактора в широ-
ком диапазоне, и, следовательно, выгодно иметь больше вариантов, не повы-
шая повторность сверх 3-4-кратной.

Планирование схем многофакторных опытов. Для с.-х. практики
большое значение имеют многофакторные опыты, в которых изучают дейст-
вие и взаимодействие двух и более факторов. С помощью дисперсионного
анализа на основе критерия Фишера в многофакторных опытах можно мате-
матически доказать степень достоверности подобных взаимодействий и дать
производству рекомендации не по отдельным элементам агротехники, а по
их комплексу.

Для того, чтобы на основе данных многофакторного эксперимента мож-
но было вычислить эффекты действия и взаимодействия факторов при пла-
нировании его схемы, необходимо выдержать принцип факториальности.
Суть этого принципа заключается в том, что схема опыта должна быть орто-
гональной, т.е. должна предусматривать испытание всех возможных сочета-
ний намеченных к изучению факторов и их градаций (доз).

В факториальных опытах может изучаться действие и взаимодействие
как количественных, так и качественных факторов и их градаций. Для коли-
чественных факторов нулевая градация (0) означает отсутствие изучаемого
фактора, например, без удобрений, без полива и т.д. или его какой-то низший
уровень, например, минимальная глубина посева, глубина обработки и т.п.
Для качественных факторов нулевая градация означает контрольный вариант
-стандартная система обработки, стандартный сорт и т.д.

В качестве примера простой схемы полного факториального экспери-
мента (ПФЭ) может служить опыт с изучением двух факторов А и В, каждый
из которых испытывается в двух градациях 0 и 1. Такой факториальный опыт
обозначается 2x2. Количество вариантов в схеме этого опыта определяется
произведением 2x2 = 4, где число сомножителей - это число изучаемых фак-
торов, а каждый из сомножителей указывает на число градаций данного фак-
тора. Например, при изучении двух видов удобрений (азотных и фосфорных)
в двух градациях (дозы 0 и 1), схема ПФЭ будет следующей: 0, И, Р, ИР.
Этот опыт позволяет определить эффекты И,Р и ИР и взаимодействие ИР.

Если в схему опыта включить третий фактор, например калий, и тоже в
двух градациях, то получим факториальную схему 2x2x2. В этом опыте будет
уже 8 вариантов (2х2х2=8): 0, И, Р, К, ИР, ЕЖ, РК, ИРК. Это широко извест-
ная восьмерная схема для изучения удобрений является полной (факториаль-
ной), так как в ней есть все возможные сочетания из трех видов удобрений
Е4,Р и К в отдельности, их парные взаимодействия ИР, ЕЖ, РК и тройное
взаимодействие ИРК.

Полная многофакторная схема дает возможность получить из экспери-
мента максимум информации. Поэтому там, где нет особых препятствий к
проведению опыта по факториальной (ортогональной) схеме, ей нужно от-
дать предпочтение. Стремление сократить схему путем исключения неинте-
ресных с точки зрения исследователя вариантов приводит к потере значи-
тельной части информации, не позволяет установить взаимодействие факто-
ров, сводит эксперимент к простому однофакторному опыту.

Применение полных факториальных схем особенно полезно и незамени-
мо при выяснении парных взаимодействий различных факторов, например,
удобрения и орошения, обработки почвы и известкования и др.

Планирование полных факториальных схем облегчается использованием
специальной символики (кодирования) вариантов. Изучаемые факторы обыч-
но обозначают заглавными латинскими буквами А, В,,С, О и т.д., а их града-
ции - цифрами 0, 1, 2, 3 и т.д.

Схема ПФЭ, представленная в виде таблицы последовательного распо-
ложения закодированных факторов, их градаций и сочетаний, называется
матрицей планирования.

Кодирование позволяет все разнообразие схем многофакторных опытов
свести к ряду стандартных таблиц, получивших название матриц планирова-
ния. Число столбцов в таблице соответствует числу факторов, а число строк -
числу вариантов.

Если в плане определен порядок факторов, например А, В, С, О и т.д. то
варианты опыта в колированных переменных часто обозначают только циф-
рами, которые указывают на дозы в условных единицах 0, 1, 2 и т.д. Напри-
мер, вариант, где факторы А и В находятся на нулевом уровне записываются
аоЬо, записывается двузначным числом 00, вариант а]Ь2 -12, вариант аоЪо,С1 -
числом 021, вариант азЪо,с2 -302 и т.д.

Решающее значение для успеха факторного эксперимента имеет удач-
ный выбор основного уровня (центра эксперимента) и единиц градаций (ша-
га) варьирования изучаемых факторов. Целесообразно так установить шаг
варьирования, чтобы нижний и верхний уровни варьирования находились в
активных областях (лимитирующей и ингибирующей) на кривой зависимости
изучаемого признака от величины отдельного фактора. В итоге по результа-
там многофакторного опыта можно построить поверхность отклика, т.е. гра-
фическое представление совместного действия изучаемых факторов, затем
путем экстраполяций либо интерполяций по ряду данных значений функции
найти другие ее значения, находящиеся вне или внутри данного ряда. Таким
образом, можно прогнозировать урожайность и качество изучаемых культур.

Схема полного факториального эксперимента обладает следующими
важными преимуществами по сравнению с о дно факторными эксперимента-
ми:

1.	Опытные данные показывают влияние каждого фактора в различных
условиях, создаваемых изменением других факторов.

2.	Испытание сочетаний различных факторов позволяет получить более
надежные основания для практических рекомендаций, остающихся пригод-
ными и при изменяющихся условиях.
3.	При независимом действии факторов один многофакторный экспери-
мент дает столько же информации о каждом их них, как если бы эксперимент
был посвящен действию одного фактора. Если же факторы взаимодействуют,
то появляется возможность получить дополнительную информацию о вели-
чине и характере их взаимодействия.

Существенным недостатком полных факториальных схем при изучении
трех и более факторов в 4-5 и более градациях - их многовариантность и
связанные с этим затруднения практического осуществления опыта. Напри-
мер, в трехфакторных опытах увеличение числа градаций каждого фактора с
2 до 5 увеличивает число вариантов с 8 до 125. Закладка опыта с таким боль-
шим числом вариантов требует выделения крупного по площади земельного
участка, что существенно усложняет техническое проведение эксперимента и
увеличивает его ошибку.

При разработке схем многофакторных полевых опытов нужно стремить-
ся к тому, чтобы число вариантов было минимальным, но при этом они
должны давать исчерпывающий ответ на поставленный экспериментатором
вопрос. В многофакторных опытах с удобрениями, которые изучают на фоне
нескольких агротехнических приемов (орошение, известкование, приемы об-
работки почвы, совместное применение минеральных и органических удоб-
рений) контрольных вариантов может быть несколько.

При закладке и проведении многофакторных опытов с удобрениями не-
обходимо соблюдать общие требования, которые предъявляют к полевым
опытам. В большинстве случаев многофакторные опыты длительные и эф-
фективность удобрений изучается не на одной культуре, а на ряде культур в
звене севооборота или за ротацию.

В длительных многофакторных опытах изучают факторы, представляю-
щие собой не отдельные приемы, а систему их, в которой они по- разному че-
редуются во времени. В тех случаях, когда факторы представляют систему
удобрения, систему обработки почвы и т.д., каждый отдельный прием влечет
за собой изменение других технологических приемов. Например, различная
обработка почвы (отвальная, безотвальная) сопровождается различиями в
способах внесения удобрений, а сочетание удобрения с орошением, различ-
ными сортами растений вызывает необходимость проводить агротехнические
приемы в разные периоды вегетации. Принцип единственного различия при
этом не нарушается, так как оценивают не отдельные приемы, а систему в це-
лом.

Для стационарных опытов требуется создание определенного фона под
опыт, обязательность учета урожайности как при прямом действии, так и при
последействии удобрений, глубокие сопутствующие исследования в процессе
вегетации растений.

В отношении методики закладки и проведения стационарных опытов к
ним предъявляют строгие требования: предварительное всестороннее изуче-
ние плодородия почвы.
В длительных опытах с удобрениями изучают накопление и состав пож-
нивно-корневых остатков, являющихся основным источником органического
вещества в почве; количественные и качественные изменения органического
вещества; содержание, формы соединений, подвижность и доступность рас-
тениям основных макро- и микроэлементов питания; физико-химические и
водно-физические свойства почвы, а также микробиологическую активность
почвы.

Исследования проводят на образцах, отобранных поделяночно перед за-
кладкой опыта для характеристики исходного состояния почвы и по оконча-
нии ротации севооборота для учета изменений, произошедших под влиянием
изучаемых факторов. Лучшим временем для отбора почвенных образцов яв-
ляется период после уборки урожая до внесения удобрений.

Планирование элементов методики полевого опыта. Особое внима-
ние при планировании следует уделить правильному сочетанию основных
элементов методики полевого опыта. Площадь, форма и ориентация делянок
на местности, повторность, система расположения повторений, делянок и ва-
риантов устанавливают с учетом целей исследования, схемы опыта, особен-
ностей земельного участка и технических возможностей.

Общее требование к ориентации делянок на территории сводится к сле-
дующему: делянки необходимо располагать длинной стороной в том направ-
лении, в котором сильнее всего изменяются неизучаемые в опыте условия
жизни растений, например, плодородие почвы земельного участка, господ-
ствующие ветры, действие лесополос, изгородей и т.д. Это общее требование
следует соблюдать всегда, кроме специальных опытов по изучению эрозии
почвы и влияния крутизны склонов на урожайность растений.

Выбор ориентации делянок в зависимости от характера варьирования
неизучаемых в опыте условий осуществляют по следующим правилам:

1.	На земельном участке, на котором нет четко выраженных условий, ко-
торые способны оказывать одностороннее действие на рост и развитие расте-
ний, делянки можно ориентировать на территории в любом направлении,
наиболее приемлемом по организационным соображениям.

2.	На участке, на котором имеются четко выраженные изменения неизу-
чаемых условий в одном направлении (вдоль склона, в направлении к лесо-
полосе, к реке и т.д.), ориентация длинной стороны делянок должна быть в
том же направлении, в котором изменяются не изучаемые в опыте условия.

3.	Неизучаемые условия возделывания растений варьируют в двух вза-
имно перпендикулярных направлениях (двухсторонний склон, склон и лесо-
полоса, лесополоса и изгородь и т.д.). Ориентация делянок должна учитывать
оба воздействия, и в результате получается схема с квадратными делянками,
известная под название латинский квадрат. В каждом ряду и столбце пред-
ставлены все варианты опыта и, следовательно, двухстороннее воздействие
неизучаемых факторов будет сбалансировано.
4.	Неизучаемые условия изменяются в трех направлениях. В таких слу-
чаях необходимо использовать наиболее сложную схему расположения деля-
нок и вариантов, которая позволяет учесть и в наибольшей степени сбаланси-
ровать действие сильной неоднородности условий возделывания растений на
их урожайность: изучаемые факторы размещают по рядам, столбцам и бло-
кам, расположенным по диагоналям участка. В результате каждый ряд, стол-
бец и блок имеют полный набор изучаемых факторов, что позволяет методом
дисперсионного анализа вычленить варьирование рядов, столбцов и блоков и,
следовательно, сбалансировать влияние не изучаемых факторов на результа-
тивный признак (урожайность растений).

Необходимая повторность полевого опыта определяется характером тер-
риториальной изменчивости земельного участка и заданной величиной
ошибки опыта. Неоднородность почвенных условий определяют по данным
дробного учета или глазомерной оценке уравнительного посева. Значение ве-
личины ошибки опыта зависит от степени тех различий, которые предпола-
гается получить между сравниваемыми вариантами.

Чем больше предполагаемый эффект от изучаемых приемов, тем больше
допустимая ошибка опыта и, наоборот, для доказательства незначительных
различий между вариантами необходимо снизить ошибку опыта путем уве-
личения повторности.

Большинство простых однофакторных опытов с небольшим количеством
вариантов проводят с 4-6-кратной повторностью. В мелкоделяночных опыта
(площадь делянки 2-10 м2), а также на участках с высокой неоднородностью
почвенного покрова используют 6-8-кратную повторность.

Многовариантные факториальные опыты, спланированные на основе
теории смешивания, проводят в 2-3-кратной повторности с группировкой ва-
риантов в блоки.

Повторность и размер делянок в полевом опыте должны быть согласова-
ны так, чтобы обеспечить оптимальные агротехнические условия и низкую
ошибку опыта.

Составление программы исследований. Схема опыта должна сопро-
вождаться программой исследований, которая включает перечень агротехни-
ческих мероприятий и всех сопутствующих исследований в опыте с указани-
ем сроков проведения, методик анализа почв, растений и их объема.

Планирование наблюдений и учетов. Полевые опыты сопровождаются
однократными и периодическими количественными и качественными наблю-
дениями за растениями, факторами их жизни и условиями внешней среды.
Программа основных учетов и наблюдений в опыте, сроки и частота их про-
ведения определяются целью исследований. Программа должна включать
минимальное число безусловно необходимых для данного опыта учетов и на-
блюдений.

Для получения достоверных выводов необходимое правильное опреде-
ление сроков и частоты учетов и наблюдений. При изучении быстро меняю-
щихся показателей или свойств (влажность, плотность почв, динамика пита-
тельных элементов в почве и растениях и др.) целесообразно иметь не менее
3-4 сроков определения, а показатели, медленно изменяющиеся во времени
(содержание гумуса, гранулометрический состав, валовое содержание пита-
тельных элементов в почв и др.), достаточно определять через каждые 3-5 лет
или в начале и конце ротации севооборота.

При установлении количества проб или учетных площадок с делянки
следует учитывать величину ее площади и степень изменчивости признака.
Ориентировочно, в опытах с площадью учетных делянок 100-200м2 можно
рекомендовать отбирать с разных мест делянки 8-10 почвенных проб для со-
ставления смешанного образца или выделять аналогичное число учетных
площадок площадью 0,25-0,50 м2 В опытах с площадью делянок менее 100
м2 количество проб (учетных площадок) можно сократить до 6-8.

Дальнейшими этапами научного исследования являются: 1) закладка и
проведение полевого опыта в соответствии с разработанной схемой и мето-
дикой; 2) анализ и обобщение результатов опыта; 3) проверка достоверности
исходных гипотез на основании полученных результатов опыта; 4) формули-
ровка новых закономерностей и их научное объяснение; 5) внедрение резуль-
татов исследования в производство.

1.	7. Закладка и проведение полевых опытов

Выбор участка. Участок для полевого опыта по рельефу, почвенным
условиям и истории должен быть по возможности однородным, а также ти-
пичным для хозяйства, района или зоны, на которые предполагается распро-
странение результатов опыта.

Рельеф. Наличие ровной поверхности - одно из основных условий при-
годности участка для опыта. При постановке опытов на склоне делянки, рас-
положенные в различных частях склона, попадают в неодинаковые почвен-
ные условия и условия увлажнения. При значительном склоне возможен
смыв почвы и внесенных удобрений с верхних делянок на нижние. Особенно
недопустима постановка многолетних опытов с озимыми на склонах, подвер-
гающихся действию весенних вод. Однако выбор идеально плоского гори-
зонтального участка значительной площади возможен лишь в условиях сте-
пи. В Нечерноземной зоне России наличие той или иной степени склона ти-
пично для очень значительной части пахотных площадей. Идеально ровная
поверхность встречается здесь почти исключительно на осушенных болотах.
Поэтому не только трудность выбора участка, не имеющего склона, но и со-
ображения типичности заставляют допускать здесь наличие на опытном уча-
стке умеренного склона (2,5 м падения на 100 погонных метров). Однако этот
склон должен быть односторонним и равномерным. Недопустимо располо-
жение в пределах участка опыта склонов, обращенных к различным странам
света, резких изменений крутизны склона и особенно наличия замкнутых по-
нижений (западин, блюдец).
При расположении опытного участка на склоне делянки располагаются
длинными сторонами вдоль склона, с тем чтобы каждая делянка по возмож-
ности полно и одинаково с другими охватывала разнообразие условий в раз-
ных частях склона. Не рекомендуется размещать опытные делянки на скло-
нах с различными крутизной и экспозицией. Эти требования к рельефу не от-
носятся к тем случаям, когда влияние рельефа является предметом изучения в
схеме опыта. При выборе опытного участка учитывают выраженность мик-
рорельефа. На площади не должно быть замкнутых понижений, бугорков,
свальных и развальных борозд и т.д.

Для определения рельефа почвенного участка проводят его нивелировку
с горизонталями через 0,1-0,2 м данные нивелировки наносят на почвенную
карту. План нивелировки служит основой для правильного размещения вари-
антов и повторений на опытном поле.

Почвенные условия. Для детального изучения почвенного покрова на
опытном участке проводят почвенное картирование в масштабе
1:1000. Нанесенные на карту границы почвенных разностей позволяют вы-
брать участок, соответствующий перечисленным требованиям. На обследо-
ванной площади закладывают почвенные разрезы, проводят их морфологиче-
ское описание и отбирают почвенные образцы как по генетическим горизон-
там, так и послойно через 10 см по всему профилю. Количество разрезов за-
висит от общей площади отводимой под опыт. В длительных стационарных
опытах почвенные разрезы закладывают на каждом поле севооборота.

Только хорошо зная почвенную разновидность опытного участка, ре-
зультаты полевого опыта можно переносить на другие аналогичные почвы,
пользуясь почвенной картой хозяйств или района, для которых предназнача-
ются данные опыта.

История полей. Полевые опыты нельзя закладывать на участках, хо-
зяйственная история которых неизвестна. Необходимо, чтобы в течение по-
следних 3-4 лет на опытном участке ежегодно высевали одну и ту же культу-
ру, применяли одинаковую агротехнику. Особое внимание следует уделить
строгой однообразности в проведении агротехнических мероприятий, кото-
рые резко изменяют плодородие почвы и обладают длительным последейст-
вием. К ним относятся: известкование и гипсование, внесение навоза, приме-
нение повышенных доз минеральных удобрений (особенно фосфорных), по-
севы многолетних бобовых трав, углубление пахотного слоя. Результаты
опытов, проведенных на полях с неизвестной историей, не имеют практиче-
ской ценности, так как нельзя установить, к каким хозяйственным условиям
они применимы.

При выборе опытного участка его не следует располагать ближе, чем в
50-100 м от жилых домов, животноводческих ферм, сплошного леса или
ближе 25-30 м от отдельных деревьев; плотные изгороди и проезжие дороги
не должны быть ближе 10-20 м от опытного участка.
Необходимо также учесть все другие возможные причины случайной
неоднородности опытного участка: следы земляных работ, бывшие дороги,
стоянки скота, места вывозки навоза, бывшие тока, старые оросители и т.д.
Указанные факторы почвенной неоднородности недопустимы, так как они
оказывают очень длительное воздействие на плодородие почвы.

Подготовка участка для полевого опыта. Подготовка участка включа-
ет две самостоятельные задачи: выравнивание пространственного варьирова-
ния плодородия почвы при помощи одного или нескольких сплошных по
всему участку, так называемых уравнительных посевов и изучение распреде-
ления по площади пестроты почвенного плодородия путем дробного учета
рекогносцировочных или разведочных посевов.

Уравнительным называют посев и выращивание в течение одного или
нескольких лет какой-либо культуры на участке, предназначенном под опыт,
при возможно более тщательном и однообразном проведении всех работ по
ее возделыванию. В качестве уравнительных посевов можно использовать
яровые зерновые, зернобобовые или пропашные культуры. Цель уравнитель-
ного посева - уменьшить пространственную пестроту почвенного плодоро-
дия, обусловленную предшествующей историей участка. Сюда можно отне-
сти пестроту, появляющуюся в результате неравномерного внесения удобре-
ний, различной глубины вспашки в предшествующие годы и других произ-
водственных причин. Одинаковая культура со строго выдержанной агротех-
никой неизбежно приводит к сглаживанию пестроты почвенного плодородия.
Кроме выравнивания пестроты плодородия участка, уравнительные посевы
могут решать еще одну важную задачу: доведение плодородия и окультурен-
ности участка до заданного уровня.

Систематический и тщательный осмотр уравнительных посевов дает
возможность провести глазомерную оценку пестроты плодородия почвы по
степени развития растений, выделить для опыта наиболее выровненную часть
опытного участка и исключить из него те места, которые отличаются боль-
шой пестротой. В некоторых случаях, когда этого требуют условия проведе-
ния опыта, последний уравнительный посев можно совместить с рекогнос-
цировочным, подвергнув его дробному учету.

Рекогносцировочный или разведочный посев - сплошной посев одной
культуры на участке, предшествующий закладке полевого опыта и проводи-
мый с целью выявления степени однородности почвенного плодородия на
площади опыта путем дробного учета урожая на одинаковых, небольших по
площади делянках. При проведении уравнительного посева следует соблю-
дать одинаковую агротехнику и одинаковые посевные качества семян на
всем участке. Для проведения уравнительного посева чаще всего используют
овес, яровую пшеницу и яровой ячмень, иногда картофель или корнеплоды.
Озимые зерновые редко используют для рекогносцировочных посевов, так
как на состояние озимых растений влияют, помимо плодородия почвы, усло-
вия перезимовки.
Во время вегетации растений рекогносцировочного посева проводят на-
блюдения за ростом и развитием растений. После появления всходов до фазы
кущения участок делят на квадратные участки для дробного учета урожая.
Если участок небольшой площади и неоднороден по агрохимическим показа-
телям, то размер площадки для дробного учета должен быть 10-20 м2, а при
более однородном плодородии 20-40 м2. Размер площадки дробного учета не
должен превышать площади делянок будущего опыта.

В период созревания урожай убирают с каждой площадки и учитывают
прямым методом. Обмолот зерновых культур на небольших площадках удоб-
но проводить самоходным финским комбайном «Сампо».

Результаты учета урожайности по дробным площадкам наносят на схе-
матический план рекогносцировочного посева. Близкие по урожайности
площадки группируют и заштриховывают в соответствии с величиной уро-
жайности, в результате на плане хорошо просматривается характер пестроты
плодородия опытного участка.

Таким образом, данные рекогносцировочного посева позволяют выявить
пестроту почвенного плодородия, определить площадь для будущего опыта,
размеры делянок, их форму и расположение.

Разбивка опытного участка. После изучения и подготовки земельного
участка необходимо нанести намеченное расположение опыта на схематиче-
ский план с указанием всех необходимых объектов и размеров: длины и ши-
рины делянок, защитных полос, дорог, расположения и обозначения вариан-
тов и повторений опыта.

После составления плана опытного участка его переносят на террито-
рию, т.е. разбивают участок на делянки и фиксируют их положение. Разбивку
основных линий в натуре производят с помощью стальной землемерной лен-
ты длиной 10 или 20 м. Очень важно, чтобы площадь делянки соответствова-
ла принятым размерам, все делянки были одинаковой длины и ширины, и
имели прямоугольную форму. Для контроля прямых углов чаще всего ис-
пользуют теодолит или эккер, причем восьмигранный эккер удобнее в работе
и точнее, чем зеркальный. При отсутствии эккера можно воспользоваться
правилом «3, 4, 5». По длинной стороне отмеряют отрезок 4 м, по короткой
стороне - 3 м примерно перпендикулярно. Расстояние между этими колыш-
ками (диагональ)должно быть 5 м.Положение колышка на короткой стороне
исправляют в соответствии с длиной диагонали (5 м).

Разбивку участка начинают с выделения общего контура опыта и конту-
ров отдельных повторений. Опыт должен располагаться так, чтобы вокруг
общего контура опыта или контуров отдельных повторений (при их разбро-
санном размещении) размещались защитные полосы шириной не менее 5 м.
Общий контур и контур повторений выделяют с максимальной точностью:
допустимая невязка для общего контура не должна превышать 5 - 10 см на
100 м длины.
После выделения общего контура опыта его разбивают на повторения и
делянки по шнуру и мерной ленте или рулетке. Колышки на границе делянки
нужно вбивать точно возле меток, все время с одной стороны мерной ленты.
Границы повторений выделяют особо. На колышках указывают номера деля-
нок и повторений. Надписи располагают на той стороне колышка, которая
обращена внутрь соответствующей делянки.

Должны быть предусмотрены защитные полосы, окаймляющие весь
опытный участок, а также между повторениями и делянками. Ширину за-
щитных полос выбирают с таким расчетом, чтобы устранить влияние сосед-
них вариантов и обеспечить удобство работы техники. Они должны быть не
менее 3 м вокруг опытного контура и между ярусами. В опытах с удобре-
ниями, обработкой почвы ширину боковой защитной полосы устанавливают
0,5-1,5 м.

По окончании разбивки опыта необходимо надежно зафиксировать его
границы, от которых в любое время можно было бы восстановить границы
повторений и делянок. Существует много способов закрепления границ опы-
та, но в основном все они сводятся к тому, что, по крайней мере, две основ-
ные линии участка опыта продолжают по прямой в обе стороны за пределы
обрабатываемой площади (на края канав, обочины дорог) и на этих продол-
жения устанавливают постоянные реперы или фиксировочные колья. Рас-
стояния от постоянных (фиксировочных) до угловых временных кольев тща-
тельно измеряют и записывают, с тем, чтобы в случае потери угловых кольев
их всегда можно было восстановить промером от постоянных.

Реперы можно изготавливать из различных материалов - железных труб,
отрезков рельс, использовать деревянные столбики высотой около 1 м над
землей и на 50-75 см зарытые в землю.

Полевые работы на опытном участке. Важнейшее требование к про-
ведению полевых опытов - одновременность выполнения всех агротехни-
ческих работ, не подлежащих изучению на всех или на нескольких повторе-
ниях полевого опыта. Даже незначительный разрыв в сроках обработки, если
за это время, например, прошел дождь, разрыв в сроках внесения удобрений
или посева всего на 6 - 8 часов приводит иногда к существенным различиям
показателей роста и развития растений.

Второе важное требование - высококачественность всех выполняемых
работ. Агротехнический фон на опытном участке должен быть оптимальным
для проявления эффекта от изучаемого приема или сорта. При создании агро-
технического фона опыта главное внимание должно быть уделено созданию
оптимальных условий для сравнения изучаемых приемов или сортов и на
максимальное использование механизации.

Внесение удобрений. Органические и минеральные удобрения вносят
или для изучения их действия, или в качестве общего агротехнического фона.
Во всех случаях этому приему необходимо уделить особое внимание, в связи
с тем, что допущенная ошибка не может быть исправлена, а большей частью
и обнаружена. Основное требование к любому способу применения удобре-
ний в опыте - равномерное распределение их по площади делянок.

Органические удобрения (навоз, торф, компосты) обычно вносят по об-
щей массе на единицу площади (т/га) и обязательно поделяночно, даже тогда,
когда их применяют в качестве общего фона.

Эти удобрения должны быть по возможности однородными по своему
составу, происхождению, степени разложения и влажности. Перед распреде-
лением по делянкам органические удобрения следует хорошо перемешать.

Более правильно устанавливать дозу органических удобрений в пере-
счете на сухое вещество, так как органические удобрения могут иметь раз-
личное содержание влаги. В некоторых случаях, при изучении эффективно-
сти отдельных питательных элементов навоза, его дозы рассчитывают по со-
держанию соответствующего питательного элемента.

Уход за растениями на опытных делянках проводят так же, как и в
общих посевах хозяйства. Основой является борьба с сорной растительно-
стью, вредителями и болезнями. Как показывают исследования, на опыт-
ных участках, где своевременно проводят все агротехнические приемы и ис-
пользуют высококачественные семена, перепревший навоз, посевы остаются
чистыми в течение одной или двух ротаций семипольного севооборота. Это
происходит тогда, когда дороги, запольные участки содержат в чистоте, не
допускают осеменение сорняков на них, а следовательно, и попадание их на
делянки опыта. Сложнее бороться с болезнями и вредителями, распростране-
ние которых зависит от погодных условий и других причин.

Если появились сорняки, вредители или болезни, то все работы по их
устранению должны проводиться одинаково, в одни сроки по всем делян-
кам опыта. В борьбе с сорной растительностью применяют гербициды, а с
вредителями и болезнями — фунгициды и инсектициды.

Степень засоренности часто зависит от испытуемых удобрений; она
перед прополкой должна учитываться с количественной и качественной
сторон. Однако оставлять сорняки до созревания нельзя, так как на сле-
дующий год их может быть в несколько раз больше, к тому же они выносят
большое количество питательных элементов из почвы и удобрений. Под-
считано, что при слабой засоренности полей осотом вынос азота, фосфора и
калия составляет 40—60 кг/га. Урожайность яровых зерновых культур, по-
раженных ржавчиной, снижается до 30 %, а шведская муха может уничто-
жить посевы полностью.

Учет засоренности. Для оценки засоренности используют показатели
обилия (численность, масса, объем, проективное покрытие), а также встре-
чаемость и ярусность сорняков в посевах. В зависимости от целей, постав-
ленных программой, используют количественные и глазомерные методы
учета.

Под численностью понимают число растений (стеблей), приходящееся
на единицу площади (1 м2).
Учетные (пробные) рамки прямоугольной или квадратной формы изго-
товляют из деревянных брусков. Площадь рамки может быть от 0,25 до 3,0
м2. Чем больше в посевах многолетних сорняков, тем больше должна быть
площадь учетной площадки. Рамки располагают на делянке рендомизиро-
ванным способом из расчета 1 площадка на 10 м2 посевной площади делян-
ки.

Массу всех надземных органов растений выражают в граммах на еди-
ницу площади (1 м2). Она характеризуется тремя величинами: массой живых
растений (сырая масса), их абсолютно сухой массой и массой растений в
воздушно-сухом состоянии.

В агрохимических опытах с удобрениями ограничиваются оп-
ределением численности и массы сорной растительности. Объем засоренно-
сти, проективное покрытие, ярусность определяют в опытах с удобрениями,
поставленными по специальным программам, цель которых — изучение
влияния удобрений не только на урожайность культурных растений, но и на
развитие сорной растительности, вынос ими элементов питания, изменение
ботанического состава и др.

Кроме количественных методов используют визуальный, или глазо-
мерный. Степень распределения сорняков при глазомерной оценке оцени-
вают по пятибалльной шкале: 1 балл - до 1%, 2 балла - 1-5%,	3

балла 5-25%, 4 балла - 25-50%, 5 баллов - более 50% площади, занято сор-
ной растительностью.

Ярусность сорняков устанавливают по отношению к культурным расте-
ниям (выше, ниже, наравне с культурными растениями).

Учет поражения растений болезнями. Степень поражения растений бо-
лезнями зависит от многих причин: необработан пестицидами посевной ма-
териал, от сроков посева, густоты посева, погодных условий и др. Большое
влияние оказывают минеральные удобрения. Например, при избыточном
азотном питании зерновые заболевают в большей степени, чем при сбалан-
сированном питании. Поэтому некоторые болезни наблюдаются лишь на
отдельных делянках.

Распространенность болезней можно учитывать по двум показателям:
проценту поражения растений, колосьев, метелок, початков; проценту пло-
щади, занятой пораженными растениями.

Процент пораженных растений и их частей устанавливают: при уда-
лении с делянки пораженных растений; определении процента поврежден-
ных растений в сноповом образце; определении больных растений на кор-
ню в пробах, взятых с определенной площади.

Процент площади, занятой пораженными растениями, часто опреде-
ляют глазомерно, а степень поврежденных посевов оценивают по пяти-
балльной шкале: 1 балл — повреждены единичные растения, до 10%; 2 бал-
ла — повреждено 10—2 %; 3 балла — повреждено 25—50%; 4 балла — по-
вреждено 50—75%; 5 баллов — повреждено свыше 75% растений; баллом 0
отмечают отсутствие больных растений.

При слабом развитии какой-либо болезни на растениях опытных де-
лянок детальный учет не проводят, а ограничиваются отметкой в журнале
полевого опыта.

Основными болезнями зерновых культур являются ржавчина, пыльная
головня, твердая головня, корневые гнили, фузариоз колоса и др.; сахарной
свеклы — церкоспороз, фомоз, корнеед всходов; кукурузы — стеблевая го-
ловня, плесневение семян; картофеля — парша, фитофтороз.

Учет повреждения растений вредителями. Вредители причиняют не
меньший вред растениям, чем засорение посевов. Они могут поражать как
надземные органы (стебель, листья), так и корневую систему.

Основными вредителями на зерновых культурах являются злаковые
тли, пшеничные трипсы, шведская муха, озимая муха, зерновая совка и др.;
на картофеле — колорадский жук; свекле — свекловичная блошка, свекло-
вичная минирующая муха, свекловичный долгоносик и др.; кукурузе —
щелкуны (проволочник), шведская муха, озимая совка.

Оценку повреждений растений вредителями дают глазомерно, резуль-
таты выражают в процентах от общего числа растений на делянках или в
процентах поврежденной площади. Однако следует отметить, что очаговое
поражение, т. е. поражение их на части делянки, возможно в начальный пе-
риод размножения вредителей, дальнейшее развитие которых можно преду-
предить. Такую закономерность можно наблюдать при размножении и рас-
пространении колорадского жука на картофеле.

Оценку повреждений вредителями, количественный учет их на зерно-
вых, многолетних травах проводят по анализу проб растений. На картофе-
ле, подсолнечнике, кукурузе число пораженных растений можно опреде-
лить на месте, не прибегая к взятию проб.

Борьбу с вредителями проводят химическими препаратами (инсекти-
цидами) одновременно на всех делянках, включая и те, на которых они не
обнаружены. Обработку посевов пестицидами следует проводить осторож-
но и внимательно, выдерживая дозу, концентрацию, сроки и способы об-
работки. Следует помнить о том, что поражая вредителей, пестициды могут
поразить и полезных насекомых, рядом находящихся животных и самого че-
ловека.

Фенологические наблюдения необходимы во всех агрономических
полевых опытах. Цель их заключается в установлении различий в росте и
развитии растений в период вегетации по отдельным вариантам, времени на-
ступления фаз развития растений. В настоящее время происходит быстрая
смена сортов всех культур (ранне-, средне-, позднеспелых); отзывчивость
их на виды, формы, дозы удобрений значительна. Фенологические наблю-
дения помогают объяснить причины положительного и отрицательного
действия удобрений на урожайность культур. С.В. Щерба отмечал, что от-
сутствие увеличения окончательного урожая не всегда доказывает неэф-
фективность используемого приема. Часто оно обусловлено тем, что благо-
приятное действие того или иного приема, проявлявшееся в начальный пе-
риод развития, в дальнейшем подавляется или ограничено какими-то не-
благоприятными условиями и внешними воздействиями.

За начало фазы принимают первый день, в который она заре-
гистрирована не менее чем у 10 % растений, а за массовое наступление —
день, в который фаза отмечена не менее чем у 75 % растений. Наблюдения
за наступлением фаз записывают в полевой журнал, а обобщенные данные
в дальнейшем используют при написании отчетов.

У яровых зерновых культур отмечают следующие фазы: всходы, куще-
ние, выход в трубку, колошение (выметывание), цветение, молочная, воско-
вая и полная спелость;

у озимых зерновых культур: всходы, появление третьего листа, кущение,
конец осенней и начало весенней вегетации, выход в трубку, колошение, цве-
тение, молочная, восковая и полная спелость;

у кукурузы всходы, появление третьего листа, кущение, выметывание
метелок, цветение початков (нитей), молочная, восковая и полная спелость;

у гречихи, конопли: всходы, начало роста стебля (у гречихи не отмеча-
ется), образование соцветий, цветение, созревание;

у льна: всходы, начало роста стебля, образование соцветий, цветение,
конец цветения, зеленая и полная спелость семян;

у картофеля: всходы, образование соцветий, конец цветения, увядание
ботвы;

у сахарной свеклы и других корнеплодов: всходы, первая пара настоя-
щих листьев, третий настоящий лист, начало утолщения подсемядольного
колена, увядание наружных листьев; у гороха, фасоли, бобов, чечевицы, ви-
ки: всходы, начало образования боковых побегов, образование соцветий,
цветение,созревание;

у бобовых трав: всходы, образование боковых побегов, соцветий, цве-
тение, хозяйственная спелость, отмирание (конец вегетации). Отмечают
также возобновление вегетации весной после первого стравливания;

у злаковых трав: всходы, образование боковых побегов, соцветий, цве-
тение, хозяйственная спелость, отмирание (конец вегетации), а также начало
отрастания весной при повторном использовании трав.

Во время фенологических наблюдений у подсолнечника отмечают
следующие фазы: всходы, образование корзинки (при достижении диамет-
ра корзинки 20—25 см), цветение, желтая корзинка и созревание.

У горчицы отмечают фазы всходов, розетки, бутонизации, начала цве-
тения, конец цветения, начала созревания.

В опытах с удобрениями наступление фаз на делянках сравнивают с
контрольным или фоновым вариантом. Сравнивая более раннее или более
позднее наступление фаз у растений вариантов с удобрениями, одновремен-
но учитывают общее состояние растений (окраска, рост, полегание, изре-
женность и т. д.).

Исследования почв и растений на содержание элементов питания, фи-
зических свойств почв также приурочивают к наступлению фаз. Ввиду раз-
личных погодных условий наступление фаз даже внутри одного сорта во
времени совпадает очень редко, продолжительность фаз и весь период от
всходов до созревания (вегетационный) колеблются по годам.

Погодные условия вегетационного периода по-разному влияют на про-
должительность периодов между фазами. Для зерновых культур периодами
между фазами являются посев — всходы — выход в трубку — колошение —
спелость. От продолжительности периодов зависит поступление питатель-
ных элементов почвы и удобрений и химический состав растений.

Как показывают длительные исследования, на динамичность феноло-
гических фаз в меньшей степени влияют удобрения, чем погодные условия.

При несбалансированном минеральном питании, использовании высо-
ких доз навоза и минеральных удобрений в опытах часто наблюдается поле-
гание растений. Например, сорта озимой ржи Вятка, Вятка 2 по фону навоз
60 т/га + ^РК в условиях Предуралья в течение 12 лет исследований полно-
стью полегали, и урожайность не превышала	38 ц/га. Применение

ретардантов снижало полегаемость, и урожайность повышалась на 2—3
ц/га.

Более подробно полегаемость рассматривают при оценке сортов культур
на Государственных сортоиспытательных станциях и в селекционных науч-
ных учреждениях. Сорта на пригодность к механизированной уборке оце-
нивают по пятибалльной шкале:

5 баллов — сорт вполне пригоден к механизированной уборке, убирает-
ся полностью, без потерь;

4 балла — механизированная уборка частично затруднена;

3 балла — механизированная уборка возможна при наличии специ-
альных приспособлений (для уборки полеглых посевов), но при этом воз-
можны потери урожая;

2 балла — механизированная уборка возможна только в одном направ-
лении с приспособлением для уборки полеглых хлебов;

1 балл — механизированная уборка невозможна.

Такую пятибалльную шкалу при оценке полегаемости можно исполь-
зовать и в опытах с удобрениями.

Озимые зерновые и многолетние травы (бобовые и злаковые) в отдель-
ные годы сильно изреживаются и гибнут в результате вымерзания, выпрева-
ния, вымокания и образования ледяной корки. Вымерзание происходит в
осенне-зимнее время при недостаточном увлажнении почвы в осенний пе-
риод, отсутствии снежного покрова и низких температурах. В весеннее вре-
мя также возможно вымерзание, несмотря на хорошую перезимовку, при на-
ступлении теплой погоды, раннем отрастании и сильных похолоданиях в
последующие периоды.

Выпревание растений наступает при большом снежном покрове и теп-
лой зиме. Особенно сильно растения гибнут, когда снег ложится на талую,
непромерзшую почву. Растения страдают в результате усиленного дыхания
и распада углеводов, поражения снежной плесенью.

Вымокание посевов происходит от застоя дождевых и талых вод в пони-
женных местах рельефа, что приводит к гибели растений, когда они длитель-
ное время находятся под водой и не могут дышать.

Кроме указанных отрицательных явлений в период перезимовки в от-
дельные годы гибель растений возможна из-за образования ледяной корки
как в осенний, так и в весенний период. К гибели растений может привести
высыхание посевов в весенний период, выдувание посевов в южных рай-
онах России с обнажением узлов кущения и дальнейшим повреждением мо-
розами.

На перезимовку влияют агротехнические приемы: обработка почвы,
сроки посева озимых, а также виды, формы, дозы удобрений. Многочислен-
ными опытами установлено, что фосфорные и калийные удобрения способ-
ствуют лучшей перезимовке многолетних трав, чем азотные. Озимые зерно-
вые сильнее страдают в зимнее время на высоких азотных фонах, чем на
умеренных.

Перед уходом растений в зиму необходимо провести подсчет растений
на делянках и знать, сколько растении находится на 1 м и 1 га, для
того чтобы в момент взятия растительных проб в зимнее время можно было
провести сравнение с исходным состоянием.

За состоянием зимующих растений следят путем взятия проб на отрас-
тание. Количество проб планируется программой, поэтому сроки отбора
могут быть различными. Пробы отбирают в виде монолитов размером 25 х
25 см, при этом толщина монолита должна быть больше пахотного слоя.
Привезенные в лабораторию монолиты выдерживают при оптимальных ус-
ловиях температуры, влажности, освещения до тех пор, пока растения нач-
нут отрастать. Учет результатов отращивания проб выражают в процентах.
При выявлении гибели растений в период перезимовки экспериментатору
следует установить ее причины и при постановке следующих опытов, выда-
че рекомендаций производству предусматривать мероприятия по ее предот-
вращению.

Учет урожайности. Понятия урожай и урожайность не тождествен-
ны, каждое имеет свое содержание. Когда говорят об урожае, то имеют в
виду продукцию, полученную на конкретном поле, в хозяйстве, районе,
регионе, стране в целом (валовой сбор). Урожайность — продукция, полу-
ченная с единицы площади посева или посадки, выраженная в граммах, ки-
лограммах, центнерах или тоннах с единицы площади (м2, га). Урожайно-
стью называют также растениеводческую продукцию, полученную в веге-
тационном опыте.

Уборка и учет урожайности — самая ответственная операция при про-
ведении полевых опытов. Работа требует большой аккуратности, ответст-
венности и точности, так как малейшие погрешность и неточность в учете
урожайности на делянке, особенно с небольшой учетной площадью, могут
привести к большим отклонениям от истинной урожайности при пересчете
ее на гектарную площадь. Прежде чем приступить к уборке и учету урожай-
ности, каждая делянка опыта должна быть тщательно осмотрена, и при об-
наружении поврежденных растений или пятен с ненормальным развитием
прибегают к выключкам, т. е. удалению растений, которые не поступают в
учет.

В отдельные неблагоприятные годы может наблюдаться частичная или
полная гибель растений. К неблагоприятным погодным условиям относят
весенние заморозки, пагубно влияющие на яровые, картофель, кукурузу,
овощные культуры, осенние — на озимые зерновые (рожь, пшеница, яч-
мень), многолетние бобовые злаковые травы, многолетние овощные культу-
ры. Значительные повреждения могут нанести град, ливневые дожди,
шквальный ветер, пыльные бури и т. д. При таких явлениях (катаклизмах)
травмируются, а затем отмирают как отдельные органы растений, так и
полностью все растение. Повреждение растений на делянках также может
быть вызвано причинами случайного характера: потравами, затаптыванием,
огрехами при посеве и посадке, вымочками, хищениями и т. д. На делянках
могут встречаться пятна с нехарактерным развитием растений в результате
прошлогоднего оставления куч ботвы, соломы или незасеянных участков.

Если погибло более 50% растений на делянке, то учет урожайности не
проводят, делянку или опыт полностью выбраковывают. Число погибших
или травмированных растений определяют с помощью площадок и глазо-
мерно, результаты наблюдений выражают в процентах к площади делянки
или количеству растений до их гибели.

А. А. Кудрявцева считала, что так как понятие о нормальном и ненор-
мальном состоянии посева субъективно, то и прибегать к выключкам надо
осторожно. Иногда лучше выключить всю делянку, чем делать на ней от-
дельные выключки. Во всяком случае, если площадь под выключками боль-
ше 20—25% всей площади делянки, надо исключить из учета всю делянку.

С. В. Щерба также полагал, что при небольших площадях делянок (10—
20 м2) делать выключки нет смысла, а необходимо выбраковывать делянки
целиком.

В агрономической практике существует правило, что при учетной площа-
ди делянки 80 м2 и более и четырехкратной повторности площадь, подлежа-
щая выключке, не должна превышать 50%.

На зерновых, зернобобовых, многолетних и однолетних травах перед
скашиванием и учетом урожайности на делянках за 1—2 дня убирают за-
щитные полосы. Растения с защитных полос выносят на дороги или отда-
ленные от опытного участка места. После обмолота зерновых культур зерно
с защитных полос, зеленую массу трав обезличивают и урожай увозят с по-
ля. На пропашных культурах, как отмечалось ранее, защитные полосы в пе-
риод вегетации не отбивают, перед уборкой натягивают шнур от границы
делянки на таком расстоянии, чтобы в защитную полосу попадало не менее
двух растений, их выкапывают и удаляют, не проводя взвешивания.

После этого проводят последний осмотр учетной площади делянок и,
если есть необходимость, делают выключки и выбраковку. Для удобства
расчетов площади под выключками придают правильную форму — квадрата
или прямоугольника. При этом в нее, кроме нетипичных растений, включа-
ют примыкающие здоровые нормально развивающиеся растения, так как
последние находились в отличие от других в иных условиях освещения, пи-
тания, влагообеспеченности. Площади под выключками фиксируют и вно-
сят в полевой журнал, урожайность с них не учитывают и с ней поступают
так же, как с урожайностью защитных полос.

На пропашных культурах в выключку включают поврежденные расте-
ния в рядках, общую площадь которых определяют умножением длины
рядков на ширину междурядий. Площади под выключками можно вычис-
лить и другим методом: вначале вычислить общую длину рядков на делян-
ке, затем из нее вычесть общую длину выключек и разницу умножить на
ширину междурядья. В таком случае сразу получится площадь делянки за
вычетом выключек.

А. А. Кудрявцева считала, что для столовых корнеплодов, лука, бобо-
вых выключки необходимо делать в случае, если выпадение растений в ряд-
ке отмечается на протяжении 0,5—0,7 м, а при выпадении томата, капусты,
подсолнечника, картофеля площадь под выключки вычисляют путем умно-
жения площади их питания на число исключаемых растений.

Учет урожайности культур в полевом опыте может быть проведен тре-
мя методами: сплошным, пробными площадками и пробными снопами.

Сплошной метод учета - предусматривает уборку и взвешивание уро-
жая со всей учетной площади делянки. Он наиболее точен, прост в работе
и пересчете урожайности с учетной площади делянки на гектарную пло-
щадь и является основным в полевом методе. При сплошном методе учета
урожайности зерновых и бобовых культур, семенников клевера, люцерны,
горчицы и некоторых других культур обмолот проводят отечественными и
зарубежными комбайнами. Обмолот удобно проводить, если ширина делян-
ки равна длине жатки комбайна. Длина жаток комбайнов СК-5 «Нива»,
СКД-6 «Сибиряк» колеблется от 5 до 8 м, а финских комбайнов марки
«Сампо» — 2 м. Если ширина делянки больше длины жатки комбайна, то
необходим повторный заход на делянку, при этом комбайн должен разво-
рачиваться на соседних уже сжатых делянках или пятиться назад. Перед
обмолотом первой делянки работа комбайна должна быть опробована на
защитных боковых полосах. Все узлы комбайна должны быть отрегули-
рованы, чтобы до минимума сократить потери зерна при учете, так как не-
добор 1—2 кг зерна на делянке площадью 100 м2 при пересчете на 1 га со-
ставит 1—2 ц, а на делянке 200 м2 — 2—4 ц/га. После того как скашивание
растений на делянке проведено, требуется пятиминутное «холостое» обмо-
лачивание. В это время можно произвести разворот комбайна, для того
чтобы приступить к обмолоту другой делянки. Убедившись в том, что при
«холостом» обмолачивании зерно в бункер не поступает, начинают об-
молот следующей делянки. В мешок с зерном кладут этикетку с указанием
номера делянки и варианта. Взвешивание урожая проводят непосредствен-
но в поле или в сушильном сарае. С каждой делянки опыта (со всех вари-
антов и повторений) берут среднюю пробу — около 1 кг зерна для опреде-
ления засоренности, химического состава, качества, массы 1000 семян и
две навески по 10—20 г в заранее просушенные и взвешенные бюксы для
определения влажности зерна.

Метод учета пробными площадками - взвешивают не всю массу
урожая, а лишь его часть с пробных площадок (метровок, рядков). Методы
учета урожайности по малым пробным площадкам, полосам, бороздам и т.
д. имеют невысокую точность и к ним прибегают, когда нет возможности
учесть урожайность сплошным методом.

Наиболее распространенными модификациями косвенного метода явля-
ются учет урожайности площадками и метод линейного метра. Методы учета
урожайности по малым пробным площадкам, полосам, бороздам и т. д. име-
ют невысокую точность и к ним прибегают, когда нет возможности учесть
урожайность сплошным методом.

При использования метода малых пробных площадок, проходят по диа-
гонали делянки и накладывают рамки по 0,5 или 1 м2. Сжатые со всей делян-
ки растения объединяют в один сноп, прикрепляют к нему этикетку и выво-
зят в сушильный сарай. Количество таких метровок (площадок) может быть
разным, однако их площадь должна составлять 5—10 % общей площади де-
лянки. После просушивания до постоянной массы проводят обмолот снопов,
взвешивают зерно и по разнице определяют массу соломы.

Метод линейного метра состоит в том, что линейные метры на-
кладываются на всей делянке по диагонали или в шахматном порядке. Учи-
тывают урожайность с двух соседних рядков, расположенных вдоль линейно-
го метра. Сжатые или скошенные пробы складывают, высушивают, обмола-
чивают, взвешивают и определяют массу с 1 м рядка. Урожайность (т/га,
кг/га) определяют по формуле

Х= 10 В/А,

где В — масса зерна с 1 рядка, г; А — ширина междурядий, см.

Метод учета пробными снопами предусматривает взвешивание всего
сырого (биологического) урожая с учетной площади делянки и взятие
пробного снопа для расчета товарной части урожая. На основе результатов
снопового анализа производят пересчет по пропорции на весь урожай с де-
лянки.

После скашивания и удаления защитных полос с опытного участка
приступают к скашиванию растений на учетной площади делянки, при
этом растения остаются на тех же местах делянки, где произрастали. За-
тем, проходя по диагонали делянки, горстями отбирают среднюю пробу
(пробный сноп) массой 5—7 кг и более. С делянки может быть отобрано
несколько снопов, которые должны составлять не менее 1—2% общей
массы урожая. При меньшей массе растения, вошедшие в сноп (выбор-
ку), не будут представлять среднюю пробу, характеризующую всю гене-
ральную совокупность растений на делянке. Пробный сноп берет со всех
делянок один человек. После взятия пробного снопа и взвешивания его
взвешивают всю массу растений на делянке вместе с пробным снопом.

После взвешивания всей массы на делянке пробные снопы с этикетка-
ми кладут в мешки и вывозят в сушильный сарай или под навес и в подве-
шенном состоянии высушивают до постоянной массы. В сухую летне-
осеннюю погоду высушивание снопов происходит за 7—10 дней, а в сырую
— не менее чем за 12—14 дней.

При сушке снопов как в мешках, так и без них нужно следить за тем,
чтобы избежать проникновения к ним грызунов, которые за короткий срок
могут частично или полностью уничтожить зерно и солому.

Обмолот пробных снопов осуществляют на маленьких молотилках или
путем выколачивания зерна из колосьев в мешках. Массу соломы опреде-
ляют по разнице между общей массой и зерном.

Допустим, в опыте с яровой пшеницей учетная площадь делянки равна
100 м2. Масса пробного снопа 5 кг, а масса зерна и соломы с пробным сно-
пом 50 кг. После просушивания масса пробного снопа оказалась равной 4 кг,
а при обмолоте получено зерна 2 кг и соломы 2 кг. Следовательно, после
просушивания убыль массы снопа (влаги) составила 1 кг, или 25 %. Следует
полагать, что такой процент остается и для всей массы урожайности с де-
лянки и, очевидно, после просушки мы получили бы 40 кг зерна и соломы.
Зная соотношение зерна и соломы (1 : 1), мы вправе считать, что на делянке
20 кг зерна и 20 кг соломы.

Урожайность зерна с 1 делянки (кг) можно также рассчитать по форму-
ле

Х=АВ/Б,

где А — урожайность общей массы с 1 делянки, кг; В — масса зерна с
пробного снопа, кг; Б— масса сырого пробного снопа, кг.

Подставив вышеуказанные цифры в формулу, получим

Х= 50 х2/5 = 20 кг.

Так же вычисляют урожайность соломы.
Умножая урожайность сухого зерна и соломы на коэффициент пере-
счета, получим урожайность с гектарной площади.

Учет урожайности по пробному снопу показывает, что из-за меньших
потерь урожайность при пересчете на 1 га получается более высокой, чем
при прямом методе учета, и она приближается к биологической урожайно-
сти. Такой метод учета широко применяют при учете урожайности сена
многолетних и однолетних трав, когда нет возможности высушить всю мас-
су травы, например в затянувшиеся дождливые дни. Отобрав пробные сно-
пы, высушив их и зная массу травы с 1 делянки, можно легко определить
выход сена с делянки и с 1 га.

При всех способах учета урожайность зерна яровых и озимых культур
приводят к 14%-ной влажности и 100%-ной чистоте.

Учет урожайности картофеля, корнеплодов, капусты проводят как
сплошным, так и косвенными методом. При сплошном методе урожай можно
взвешивать в поле, т. е. на месте, а также в помещении (хранилище, лабора-
тории и т.д.); в последнем случае его перевозят в мешках. В ясную теплую
погоду картофель, корнеклубнеплоды раскладывают и просушивают, после
чего урожайность с каждой делянки взвешивают в мешках, корзинах или
ящиках. Собранную ботву взвешивают отдельно. При сильной загрязненнос-
ти клубней картофеля или корнеплодов с каждой делянки берут по 20 кг и
после отмывки водой определяют выход чистого урожая без учета налипшей
почвы. Из этих проб может быть отобрана средняя проба массой 10—15 кг
для определения крахмала в картофеле, сахара в сахарной свекле, сухого ве-
щества и других показателей качества.

Перед уборкой пропашных культур подсчитывают число растений, что-
бы узнать количество выпавших и ввести поправку на недостающие. Вы-
павших растений на пропашных культурах должно быть не более 30 % от
общего их числа на делянке, при более высоком проценте делянку выбрако-
вывают. Для введения поправки на недостающие (выпавшие) растения вна-
чале определяют массу продукции (основной и побочной) с оставшихся рас-
тений и делят на количество их в штуках. Так определяют урожайность 1
растения. Умножив урожайность 1 растения на количество недостающих,
определяют возможную их урожайность. Сложив фактическую урожайность
и возможную (потерянную), определяют урожайность со всей делянки, ко-
торая могла быть получена в случае 100%-ной сохранности растений.

Пример. На учетной площади должно быть 400 кустов картофеля. К
уборке осталось 320 кустов, урожайность которых составила 640 кг. Следо-
вательно, масса клубней с одного куста составила 2 кг. Умножив урожай-
ность с 1 куста на недостающее число растений, получаем неучтенную уро-
жайность (2 х 80) с выпавших растений, т. е. 160 кг. Суммируя урожайность с
кустов учтенных и не вошедших в учет, подсчитывают возможную урожай-
ность со всей площади делянки: 640 + 160 = 800 кг.
Расчеты можно вести и другим методом, в результате которого получают
урожайность с оставшейся к уборке учетной площади делянки.

Допустим, что на делянке с учетной площади 80 м2 должно быть 400
растений картофеля. По какой-то причине выпало 20 кустов, перед уборкой и
учетом урожая удалено еще 40 кустов, граничащих с выпавшими растения-
ми. Следовательно, на делянке недостает 60 кустов. Площадь питания 1
растения составляет 0,2 м2. Учетная площадь делянки (0,2 х 400) равна 80
м2, с учетом недостающих растений 68 м2 формулой:

8^ = (Р-Р)П,

где Р—учетное число растений на делянке; Н—недостающее число
растении; 11— площадь питания одного растения, м .

8УЧ = (400 - 60) х 0,2 = 64 м2.

При косвенном методе учета таких культур, как картофель, капуста,
кормовая свекла, вначале подсчитывают число растений на делянке, после
чего учитывают урожайность не менее чем 20 растений. Определив массу 1
растения и умножив на их количество, определяют урожайность с учетной
площади делянки.

Урожай овощных многосборовых культур (огурец, томат, капуста цвет-
ная, перец, дыня, арбуз) убирают по мере созревания, т. е. несколько раз,
суммируя ее в конце вегетации. Овощные культуры во время уборки сор-
тируют на товарную и нетоварную продукцию.

При постановке полевых опытов с удобрениями на делянках различной
площади и учете урожайности любым методом в конечном итоге урожай-
ность пересчитывают на гектарную площадь. Агрономическую, экономиче-
скую, биоэнергетическую эффективность изучаемых приемов также рассчи-
тывают на гектарную площадь.

Агрономическая эффективность предусматривает определение урожай-
ности при стандартной влажности за вычетом засоренности у зерновых,
зернобобовых, семенников трав и чистого урожая (за вычетом прилипшей
почвы) картофеля и корнеплодов. Затем подсчитывают среднюю урожай-
ность из всех повторений для каждого варианта опыта, после чего опреде-
ляют прибавку (в ц/га, т и %) по отношению к абсолютному контролю и
фонам, если они есть в схеме опыта.

Обязательным элементом учета урожая в полевом опыте является оп-
ределение структуры урожайности. Структура урожайности — это состав
слагающих частей урожая после его созревания. У зерновых культур струк-
тура урожайности представляет совокупность двух показателей: густота
продуктивного стеблестоя и продуктивность соцветия (колоса или метелки).
Структура урожайности у разных культур различна ввиду их биологиче-
ских особенностей. Зависит она также и от условий произрастания, т. е. пи-
тания, влажности почвы и воздуха, температуры и агротехники. Структура
урожайности тесно связана с теми изменениями в растении, которые про-
56
исходят в зависимости от условий питания в течение вегетации. Извест-
ный физиолог Д. А. Сабинин придавал большое значение структуре уро-
жайности как «средству расшифровки действия условий минерального пи-
тания на урожай». Учет отдельных элементов структуры урожайности по-
зволяет расшифровать, за счет каких слагающих произошло увеличение
или снижение урожайности зерновой культуры. Структура урожайности по-
зволяет вычислить биологическую урожайность, сравнить ее с фактиче-
ской (хозяйственной), определить потери зерна при уборке.

У зерновых культур структуру урожайности определяют по рас-
тительным образцам, отобранным за 1—2 дня до начала уборки. При опре-
делении продуктивного стеблестоя на единице площади (м2) у зерновых
культур подсчитывают:

-	число фактически высеянных всхожих зерен;

-	количество всходов;

-	процент полевой всхожести (выживаемость семян);

-	общее количество растений к уборке, в том числе продуктивных;

-	процент продуктивных растений;

-	процент сохранившихся растений (выживаемость растений);

-	процент общей выживаемости (семян и растений);

-	общую и продуктивную кустистость;

-	общее количество стеблей к уборке, в том числе продуктивных (густо-
ту стеблестоя).

У озимых культур (ржи и пшеницы) дополнительно учитывают коли-
чество и процент растений, сохранившихся после перезимовки.

Продуктивность соцветия (колоса или метелки) характеризуют сле-
дующими показателями:

-	длина соцветия;

-	количество колосков в соцветии: общее, в том числе продуктивных;

-	число цветков в соцветии и колосе;

-	озерненность соцветия и колоса;

-	масса 1000 зерен;

-	масса зерен продуктивного соцветия;

-	процент череззерницы (озимая рожь);

-	процент продуктивности соцветия.

Образцы для определения структуры урожайности в полевых опытах
отбирают с тех же четырех площадок, с которых отбирали растительные про-
бы в период вегетации, т. е. по два рядка на каждой площадке длиной 0,83 м
(при ширине междурядий 15 см). Таким образом, один сноп с четырех пло-
щадок на одной делянке будет собран с 1 м2. Для надежности и достоверно-
сти результатов рекомендуют брать снопы с каждой делянки опыта, при
большой занятости экспериментатора или других обстоятельствах снопы бе-
рут с двух одноименных вариантов несмежных повторений.
Если площадки не выделяли в период вегетации, то снопы на делянках
набирают в четырех местах с общей площади 1 м2. Растения выкапывают
лопатой, в поле считают их число, связывают, помещают в мешок, наве-
шивают этикетку. На этикетке указываю название опыта, вариант, по-
вторность, номер делянки, номе снопа, дату отбора. Подсчеты, проведен-
ные в поле, записывают полевой журнал.

Снопы, помещенные в мешки, вывозят в сушильные сараи и сушат до
постоянной массы, после чего проводят анализ, определяя показатели
структуры урожайности.

Продуктивность соцветия определяют по 25 растениям, отобранным
методом средней пробы из каждого образца (снопа). По возможности число
растений увеличивают до 50—100. Для определения структуры урожайности
картофеля с каждой делянки, в крайнем случае с двух повторений, проходя
по диагонали, отбирают 10—20 растений (гнезд).

К крупной фракции относят клубни массой более 100 г, к сред ней —
50—100, мелкой— менее 50 г.

Ценность результатов любого полевого опыта для разработки рекомен-
даций и внедрения в производство зависит от достаточно полной, точной и
объективной документации. По каждому опыту необходимо иметь первич-
ную документацию - дневник полевых работ и наблюдений и журнал лабора-
торных анализов.

Контрольные вопросы и задания

1.	Возникновение и краткая история с.-х. опытного дела.

2.	Роль отечественных и зарубежных ученых в разработке методов агро-
номических исследований.

3.	Виды и методы научных исследований в агрономии.

4.	Наблюдение и эксперимент. Требования, предъявляемые к научному
исследованию и эксперименту.

5.	Классификация и характеристика основных методов исследования в
научной агрономии.

6.	Полевой опыт. Основные требования к полевому опыту.

7.	Как следует понимать принцип единственного различия в полевом
опыте

8.	Классификация полевых опытов.

9.	Однофакторные и многофакторные опыты.

10.	Роль и значение многолетних и длительных опытов в агрономии.

11.	Выбор и подготовка земельного участка под опыт.

12.	Понятие о методике полевого опыта и слагающих ее элементах.

13.	Классификация методов размещения вариантов по делянкам опыта.

14.	Характеристика современных методов размещения вариантов.

15.	Общие принципы и этапы планирования эксперимента.
16.	Основные требования к наблюдениям и учетам в опыте и общие
принципы их планирования.

17.	Требования к полевым работам на опытном участке.

18.	Методы учета урожая: сплошной учет и учет по пробным снопам.

19.	Первичные (полевой дневник, вспомогательные документы) и основ-
ные (журнал полевого опыта, отчеты, диссертации, статьи и т.п.) документы.

20.	Порядок ведения, хранения и проверки документации по опытам.
Глава 2. ВЕГЕТАЦИОННЫЙ МЕТОД

2.1.	История развития и сущность вегетационного метода

Среди биологических методов исследования, применяемых в агрохимии,
физиологии растений, земледелии и растениеводстве наряду с полевым опы-
том широкое распространение получил вегетационный метод.

Вегетационный метод - исследование, проводимое с растениями, вы-
ращиваемыми в сосудах, в контролируемых условиях в специальных соору-
жениях (вегетационный домик, теплица, фитотрон) для изучения действия
отдельных факторов или их сочетания на урожай растений и его качество. Д.
Н. Прянишников подчеркивал, что «задачей вегетационного метода является
вскрытие существа процессов и уяснение значения отдельных факторов,
прежде всего роли растения, почвы и удобрения в условиях, наиболее благо-
приятных для этого».

Выращивание растений в сосудах с научной целью впервые было прове-
дено в Брюсселе Ван Бельмонтом в 1629 г. Выращивая иву в сосудах, напол-
ненных просушенной почвой, и поливая ее дождевой водой он пришел к вы-
воду, что основным фактором в жизни растений является вода, так как вес
почвы до начала опыта и после его окончания практически не изменился. Ван
Гельмонт не учел участия минеральных элементов почвы и СО2 воздуха в пи-
тании растений, что и привело его к неправильному выводу.

В 1804 г. французский ученый Теодор де Соссюр поставил вегетацион-
ные опыты с дистиллированной водой и добавлением к ней различных солей.
Постановкой методически выдержанных вегетационных опытов он утвердил
теорию минерального питания растений. Соссюр считается основоположни-
ком использования вегетационного метода в агрономической практике.

Одним из первых агрохимиков, широко использовавших вегетационный
метод был Буссенго (1837), который использовал этот метод для изучения ус-
вояемости свободного азота атмосферы при питании бобовых растений.

Вегетационный метод изучения питания растений в России впервые ис-
пользовал К. А. Тимирязев. По его инициативе в 1872 г. были построены пер-
вые вегетационные в Петровской (ныне Московской) сельскохозяйственной
академии. П. С. Коссович, ученик К. А. Тимирязева, провел большое количе-
ство исследований по усовершенствованию методики вегетационного опыта
и методов химического анализа почв и удобрений. В 1900 г. он выпустил
первое в России пособие по методике вегетационного опыта под названием
«Описание методов культурных опытов в сосудах».

Большой вклад в развитие вегетационного метода внесли Д.Н. Пряниш-
ников и его сотрудники. Много работ было посвящено разработке и усовер-
шенствованию вегетационного опыта: методика изолированного питания
(И.С. Шулов), стерильных культур (И.С. Шулов, Г.Г. Петров,	Е.В.

Бобко), текучих культур (И.Г. Дикусар), фракционированного питания (Б.А.
Голубев), перколяции (М.К. Домонтович, А.Г. Шестаков).
Д. Н. Прянишников составил новую питательную смесь для почвенных
культур. Были выполнены работы по улучшению питательных смесей, глав-
ным образом по установлению оптимальной реакции для	разных

культур (Ф.В. Чириков, И.В. Якушкин, М.К. Домонтович,	Ш.Р.

Цинцадзе, Т.Т. Демиденко и др.).

К.К. Гедройц выполнил работы по усовершенствованию методики веге-
тационного опыта в почвенной культуре (влияние объема почвы, густоты
посева, степени уплотнения почвы в сосудах на урожай растений).

Вегетационный метод создает возможность строгого учета и регулиро-
вания таких факторов жизни и роста растений, как влажность, температура,
освещение, а также условия питания растений. Ряд ключевых вопросов агро-
химии, таких как определение необходимых для жизни растений питатель-
ных элементов, выяснение роли симбиоза клубеньковых бактерий с бобовы-
ми культурами в фиксации атмосферного азота, сравнение нитратного и ам-
миачного питания растений, определение доступности для растений разных
форм фосфатов был успешно разрешен в агрохимии с помощью вегетацион-
ного метода.

Вегетационные опыты обычно проводят в вегетационных домиках, по-
строенных из металлического каркаса со стеклянными стенами и крышей.
Вегетационные домики должны хорошо освещаться и вентилироваться. Рас-
тения выращивают в вегетационных сосудах, изготовленных из стекла, гли-
ны, пластмассы и других материалов. Сосуды с растениями помещают на ва-
гонетки, которые по рельсам выкатывают в дневные часы на открытый воз-
дух под металлический каркас, обтянутый сбоку и сверху металлической сет-
кой для защиты от птиц. Ночью и во время дождя вагонетки с растениями
вкатываются в домик, где благодаря хорошей вентиляции температура близка
к температуре открытого воздуха. Зимой растения выращивают в зимних те-
плицах при дополнительном освещении (люминесцентные лампы или боль-
шие лампы накаливания).

Для повышения точности и достоверности опытов каждый вариант дол-
жен повторяться в нескольких сосудах (повторностях): в опытах с зерновыми,
зернобобовыми культурами и травами не менее 3-4, с картофелем, корнепло-
дами, капустой, огурцом не менее 5-6 повторностей. Результаты вегетацион-
ных опытов подвергают математической обработке методом дисперсионного
анализа.

Совершенствование техники вегетационного метода привело к созданию
современных сложных инженерных сооружений: автоматизированных кли-
матических камер - фитотронов. Фитотрон включает лабораторный корпус,
оранжереи, климатические и морозильные камеры, позволяющие круглый
год вести работы с растениями.

В зависимости от целей и задач исследования вегетационный метод ис-
пользуют в разных модификациях: почвенные, песчаные, водные культуры,
метод текучих растворов, изолированного питания и стерильных культур.
В агрохимии вегетационный метод применяют при изучении отзывчиво-
сти растений на различные виды и формы удобрений, соотношение питатель-
ных элементов, влияния химических мелиорантов на физико-химические
процессы, происходящие в почве и др. Почти все вопросы, решаемые поле-
вым методом, могут быть решены с помощью вегетационного опыта. Однако
это не означает, что он может заменить полевые опыты, так как условия про-
израстания растений в полевых условиях существенно отличаются от усло-
вий в вегетационных опытах.

3.	И. Журбицкий отмечал, что вегетационный метод подходит для выяв-
ления тонких различий реакции растений на разные внешние воздействия,
для расчленения влияния отдельных факторов роста и для получения воз-
можно более выровненных растений для любых исследований. Для вегетаци-
онного метода характерны практически постоянные значения температуры и
влажности воздуха, более низкая освещенность по сравнению с естествен-
ным солнечным светом в летние дни, а также высокая концентрация корней
в вегетационных сосудах, глубина которых, как правило, не превышает 40 см.
Вегетационный метод позволяет устанавливать размеры и характер реагиро-
вания растений на отдельные воздействия, но он не в состоянии дать ответ на
то, какое влияние может оказать на урожай растений изучаемый фактор в
природных условиях с их изменчивостью, не поддающейся регулированию в
эксперименте.

И.И. Судницын (1995) рекомендует использовать вегетационный метод
для определения скорости транспирации и водопотребления растений. Ско-
рость транспирации определяется по изменению массы сосудов с растениями
в условиях различной влагообеспеченности.

В зависимости от того в какой среде (вода, песок, почва) выращивают
растения, различают следующие виды вегетационного метода: почвенная,
песчаная и водная культуры. Для решения специальных вопросов применя-
ют модификации вегетационного метода: сменных или текучих растворов,
изолированного питания, стерильных культур и др.

2.2.	Почвенные культуры

Подготовка почвы. Почвенная культура - одна из наиболее распростра-
ненных модификаций вегетационного метода, когда растения выращивают в
сосудах, наполненных почвой. Почвенные культуры широко используются в
агрохимии, почвоведении, физиологии растений, генетике и селекции расте-
ний, земледелии, растениеводстве.

При выборе почвы для вегетационного опыта необходимо заранее уста-
новить, на какой почве должен быть поставлен опыт для решения поставлен-
ной перед опытом задачи. Почва может быть взята с контрольных делянок
полевого опыта или его запольных участков, при этом должен быть известен
тип, подтип, разновидность и агрохимические показатели почвы. Необходимо
точно указать, откуда взята почва, культурное состояние и историю выбран-
ного участка (дозы и сроки внесения навоза и минеральных удобрений, какая
культура выращивалась на поле в момент взятия почвы).

Для набивки вегетационных сосудов используют только верхний па-
хотный слой почвы. Количество необходимой почвы для вегетационных
опытов определяют с учетом количества сосудов и их емкости. Перед набив-
кой почвы в сосуды она должна быть тщательно перемешана и просеяна че-
рез сито с отверстиями 3 мм. Пересушивать почву не рекомендовано, так как
в результате высушивания почвы происходит ее частичная стерилизация и
усиливается переход соединений азота и фосфора в подвижные формы. Для
постановки вегетационных опытов можно использовать сосуды Митчерлиха
или Вагнера.

Сосуды Митчерлиха изготовлены из жести и должны быть покрыты
эмалью или окрашены краской. Сосуды могут быть различных размеров:
15x20, 15x30, 20x20 см. Емкость таких сосудов 5 - 7 кг почвы. В дне сосуда
имеется отверстие (прорезь), для стока просочившейся воды в поддон. Воду,
попавшую в поддон, нельзя выливать - она должна идти на полив повторно.

В сосудах Митчерлиха можно проводить опыты с зерновыми культура-
ми, гречихой, горохом, льном, столовыми корнеплодами. Для картофеля раз-
меры сосудов должны быть 30x30 или 40x40 см. Даже в таких условиях кар-
тофель развивается в стесненных условиях.

Более благоприятные условия для произрастания картофеля и других
пропашных культур создаются при их выращивании в сосудах Вагнера, вме-
щающих 15-20 кг почвы. Сосуды Вагнера представляют собой банки цилинд-
рической формы из стекла, металла, синтетических материалов. Сосуды
должны быть покрыты эмалью или краской. Размер высоты и диметра таких
сосудов может быть 30x40, 40x40, 40x50 см и др. Для каждого вегетационно-
го опыта сосуды должны быть одинакового размера. Для устройства дренажа
используют 200-300 г битого стекла, которое помещают на дно сосуда под
углом 30°, при этом, изменяя массу добавленного стекла сосуды доводят до
одинаковой массы. Для полива снизу в сосуды устанавливают оплавленные
стеклянные трубки диаметром около 1,5 см, нижняя часть которых соединена
с дренажом, а верхняя находится на 2-3 см выше поверхности почвы в сосуде.

Набивка сосудов. Перед набивкой сосудов почву взвешивают на чашеч-
ных или площадочных весах затем навески переносят в эмалированный таз ,
вносят необходимое количество удобрений и тщательно перемешивают.
Удобрения для опытов в почвенных культурах используют в сухом виде или
в виде растворов. Для хорошо растворимых в воде удобрений удобнее гото-
вить 1-2% растворы в пересчете на действующее начало удобрения. Фосфор-
ные удобрения и известь вносят в сухом виде, хорошо перемешивая их с поч-
вой.

Количество почвы, вносимой в сосуд, устанавливают пробной набивкой.
Почву из таза переносят в сосуд в три-четыре приема, каждый раз уплотняя
до необходимой плотности. Правильно уплотненная в сосуде почва не долж-
на высыпаться при опрокидывании сосуда. При правильно выбранной навес-
ке почвы ее поверхность в сосуде после набивки должна находиться на уров-
не на 2-3 см ниже края сосуда.

Если пробная набивка показала, что взятая масса почвы не помещается в
сосуд или оказалась недостаточной, проводят перенабивку, уменьшая или
увеличивая плотность почвы в сосуде. Если после неоднократной перенабив-
ки почва в сосуде не занимает нужного положения, то приходится умень-
шать или увеличивать навеску. Чтобы плотность почвы во всех сосудах была
одинаковой, набивку сосудов должен проводить один человек.

Набивать сосуды следует начиная с контрольных вариантов, в которые
не вносят удобрения. Заполненные почвы сосуды закрывают бумагой, а затем
пленкой и нумеруют. Варианты, номера сосудов и другие элементы схемы
опыта записывают в журнал вегетационного опыта.

Посев и посадка растений и уход за ними. Зерновые и зернобобовые
культуры высевают пророщенными семенами на глубину 1,5-2,0 см, мелко-
семянные (многолетние травы) - на глубину 0,5 см. проращивание семян про-
водят в чашках Петри, в которые тонким слоем настилают чистый кварцевый
песок, увлажняют дистиллированной водой и покрывают фильтровальной
бумагой. На фильтровальную бумагу кладут семена и прикрывают их сверху
бумагой. Чтобы уменьшить испарение воды, чашки Петри накрывают крыш-
ками и помещают их на ускоренное проращивание в термостат с температу-
рой 28-30°.

Посеянные в лунки пророщенные семена заделывают равномерным при-
катыванием поверхности почвы, после чего поверхность почвы покрывают
слоем чистого кварцевого песка, при этом на сосуд диаметром 15-20 см рас-
ходуют 200 г песка. Песок необходим для предохранения почвы от испарения
влаги и от размывания поверхности почвы при поливе.

После посева сосуды закрывают листами бумаги, а если они остаются
под открытым небом, дополнительно полиэтиленовой пленкой, чтобы избе-
жать попадания дождя в сосуды.

Листы бумаги и пленку снимают после появления первых всходов. Ко-
личество высеваемых семян должно быть больше необходимого числа расте-
ний к уборке на случай гибели всходов или молодых растений. В сосудах
20x20 см в фазе двух листьев зерновых культур оставляют 15-20 растений,
зернобобовых - 10-15, кукурузы - 2-3, корнеплодов - 1 растение на сосуд.
Все удаляемые растения оставляют на поверхности почвы в сосуде.

Для получения достоверных результатов урожайности в вегетационном
опыте достаточно иметь 3-4-кратную повторность вариантов. Если програм-
мой предусмотрено проведение анализов растений и почвы в период вегета-
ции, то повторность может быть увеличена до 8-10-кратной, при этом в на-
значенные сроки проводят удаление одного сосуда, т.е. исключение одной
повторности. Растения и почву этого сосуда используют для проведения ана-
лизов.
Для предохранения растений от полегания и поломки в сосуды устанав-
ливают проволочные каркасы или тонкие рейки. Высота каркаса из реек для
зерновых, зернобобовых, многолетних трав 40 - 50 см, по четыре штуки на
сосуд. Между ними натягивают нити, которые создают опору полегающим
растениям.

При появлении болезней и вредителей обработку растений пестицидами
проводят одновременно во всех сосудах, включая и те сосуды, в которых по-
вреждения не обнаружены.

В вегетационных сосудах создают оптимальные условия увлажнения
почвы, поддерживая ее на уровне 60% от полной влагоемкости почвы. В про-
хладные летние дни полив сосудов проводят дистиллированной водой один
раз в день рано утром. В жаркие дни сосуды поливают дважды: утром и вече-
ром. Количество воды, необходимой для полива определяют взвешиванием
сосудов.

Для выравнивания условий освещения и нагревания сосудов при поливе
проводят перестановку их местами: средние выставляют на края, а крайние
ставят в середину. Для удобства наблюдений сосуды следует размещать с
учетом повторностей вариантов, чтобы в одном ряду находились все сосуды
одного варианта. В сухие солнечные дни вагонетки с сосудами необходимо
выкатывать из вегетационного домика на открытую площадку. Во избежание
потравы растений птицами площадка должна быть загорожена металличе-
ской сеткой.

Уборка и учет урожайности. Уборку и учет урожайности проводят при
полном созревании растений. Если оно наступает неравномерно и зависит от
удобрения, то уборку проводят по мере созревания растений отдельных вари-
антов. Дни уборки и учета урожайности отмечают в полевом журнале. Отста-
вание в созревании возможно при применении высоких доз азотных удобре-
ний на низком фоне фосфорно-калийных, а также при неблагоприятных по-
годных условиях (низкая температура почвы и воздуха, избыточное увлажне-
ние). Злаковые, зернобобовые, многолетние и однолетние травы срезают на
высоте 1 - 2 см от поверхности почвы и подсчитывают число продуктивных
и непродуктивных растений, стеблей, колосьев, стручков, измеряют высоту
растений, длину колосьев, стручков, метелок и т.д. затем растения с каждого
сосуда помещают в бумажные пакеты, на этикетке указывают вариант и но-
мер сосуда. После обмолота определяют массу зерна и соломы. Кроме над-
земной массы путем отмывки на ситах можно определить массу корней.

Уборку овощных культур (огурцов, томатов, перцев, дынь, арбузов) про-
водят по мере их созревания, т.е. несколько раз за сезон. Общую урожайность
с варианта подсчитывают суммированием урожайности, учтенной в разные
сроки.

Данные урожайности обрабатывают статистически методом дисперси-
онного анализа, определяют относительную ошибку опыта и достоверность
полученных различий между вариантами.
В растениях могут быть определены показатели качества, содержание
питательных веществ, а на основании урожайности и содержания элементов
питания в урожае - вынос и их коэффициенты использования из удобрений и
почвы.

2.3.	Водные и песчаные культуры

Для изучения многих вопросов корневого питания растений почвенная
культура малопригодна, так как состав почвы слишком сложен. В таких слу-
чаях в вегетационных опытах используют песчаные и водные культуры, суб-
стратом в которых являются бесплодные среды: чистый кварцевый песок и
дистиллированная вода.

Песчаные и водные культуры используют для разнообразных агрохими-
ческих и физиологических исследований: выявления действия отдельных пи-
тательных элементов на рост и развитие растений, на ход биохимических и
физиологических процессов в растениях; изучения различных факторов рос-
та, установления антагонизма и синергизма между различными элементами
питания, изучения взаимодействия между корневой системой и питательны-
ми элементами, процессов поступления питательных элементов в растения и
ДР-

Вопрос о том, какие элементы необходимы для нормального роста и раз-
вития растений в основном был решен с помощью песчаных и водных куль-
тур в 40-е годы XIX века. Первые питательные смеси, созданные Кнопом,
Гельригелем, Горстсмаром, Саксом, Прянишниковым содержали всего семь
основных элементов питания. Дальнейшее совершенствование вегетационно-
го метода привело к созданию более сложных питательных растворов, со-
держащих до 30 элементов.

Усвоение растениями питательных элементов из удобрений в почвенной,
песчаной и водной культурах существенно различаются. Это связано с тем,
что распределение питательных веществ в почве не аналогично их распреде-
лению в песке и воде. В песке и особенно в воде во всех местах сосуда созда-
ется более или менее одинаковая концентрация питательных элементов. В
песчаных и водных культурах возникают более благоприятные условия ис-
пользования растениями питательных веществ, они теснее соприкасаются с
корневой системой, не вступают в обменные реакции с почвенным погло-
щающим комплексом.

Неравномерность распределения удобрений в почвенной культуре, хи-
мическое, биологическое, физико-химическое поглощения затрудняют по-
ступление питательных веществ, поэтому коэффициенты использования их
из удобрений в песчаной и водной культуре выше, чем в почвенной. Таким
образом, основное отличие песчаных и водных культур от почвенных заклю-
чается в однородности питательной среды, имеющей слабую адсорбционную
способность и незначительную химическую активность песчаной и водной
сред.
К различиям следует отнести и то, что при постановке опытов с песча-
ной и водной культурами не может быть чистого варианта без удобрения, так
как в отличие от почвенной культуры растения в варианте без удобрений не
развиваются и погибают. В связи с этим, вопрос о необходимости того или
иного элемента для питания растений может быть решен в водной культуре.
Для решения вопросов, является ли удобрение усвояемым для растений и в
каком количестве в зависимости от рН, концентрации, вида растений и дру-
гих факторов, то ответ можно получить в опытах с песчаной культурой. Но
если надо выяснить, можно ли считать данное химическое соединение удоб-
рением, ответ может дать опыт с почвенной культурой.

Постановка вегетационных опытов с песчаными и водными культурами
позволила решить ряд важных вопросов агрохимии и физиологии растений.
Основными из них являются установление потребности растений в элементах
питания, значения концентрации солей, реакции среды, форм удобрений и др.
факторов в питании растений.

Установлено, что химический состав смеси изменяется во времени, что
связано прежде всего с поглощением катионов и анионов растениями.

Питательные смеси и их состав. При проведении опытов в песчаной и
водной культурах предполагается внесение в сосуды определенного количе-
ства минеральных солей. Сочетание минеральных солей, применяемых для
выращивания растений в условиях песчаных и водных культур, называют пи-
тательной смесью. Питательные смеси должны содержать все необходимые
элементы минерального питания в усвояемой форме и в концентрации, не
оказывающей вредного действия на растения.

Для приготовления питательных смесей применяют химически чистые
соли и дистиллированную воду. Их готовят с высокой (в 100—200 раз) кон-
центрацией заранее и хранят в темных бутылях и темных прохладных поме-
щениях. При проведении эксперимента растворы разбавляют до нужной
концентрации.

Известно, что для растений, безусловно, необходимы следующие группы
элементов минерального питания: 1) К; Са; М§; 8; Р; К -макроэлементы;
2) Ре; 3) В; Мп; Си; М- микроэлементы..

К первой группе относят макроэлементы, содержание которых довольно
велико (от 0,1 до нескольких процентов сухого веса). При концентрации до
200 - 300 мг/л в наружном растворе они не оказывают вредного действия на
растения. Вторая группа - микроэлементы, содержание которых в растениях
составляет сотые, тысячные и десятитысячные доли процента от сухой массы
растения. Большинство микроэлементов в растворе при концентрации 0,1-0,5
мг/л угнетают рост растений. Железо занимает промежуточное положение
между макро- и микроэлементами, его оптимальная концентрация в наруж-
ном растворе 5-10 мг/л. Во всех питательных смесях 8, Р, В и Мо входят в
виде анионов 8О42’, РО43', ВО3" и МО42' , азот в виде МО3" и УН4+ , железо
большей частью применяют трехвалентное, иногда двухвалентное.
Рецептов питательных смесей очень много, но несмотря на кажущееся
разнообразие смесей, все они принадлежат к одному из трех типов в зависи-
мости от источника азота и фосфора, поскольку именно соли этих элементов
определяют в конечном итоге реакцию среды в растворе. Соли, содержащие
азот и фосфор, называют сопряженной парой. Сопряженные пары в трех ти-
пах смесей следующие: 1) Са(ЬЮ3)2 и КН2РО4 , 2) КЙЮ3 и Ре3(РО4)3 , 3)
ХН4ХО3 и СаНРО4 или Са3(РО4)2.

Первый тип смесей характеризуется тем, что химический соли КН2РО4
противопоставляется физиологически щелочная соль Са(ЪЮ3)2. при росте
растений на этих смесях реакция, как правило, смещается в щелочную сторо-
ну. Все соли даются в легкорастворимой форме. К этому типу относятся сме-
си Кнопа, Гельригеля, Хоглэнда, Тотингема и Шайва и многие другие.

Второй тип смесей содержит азот в виде КЪЮ3 - слабо физиологически
щелочной соли. Источник фосфора - труднорастворимая соль Ре(РО4)2 , спо-
собная к гидролитическому расщеплению. При этом образуется слабое осно-
вание - гидрат железа и более сильная кислота Н3РО4. поэтому уменьшается
подщелачивание раствора, вызванное физиологической щелочностью азотно-
кислого калия. Примером смеси второго типа является смесь Крона.

Характерная особенность смеси - наличие трудно растворимых солей
Ре3(РО4)3, Са3(РО4)2 и Са8О4. соли находятся в осадке, в растворе находятся
ионы Са2+, Ре2+ и РО43' в очень низкой концентрации. По мере поглощения
растениями этих ионов в раствор из осадка переходят новые порции солей.
Таким образом, концентрация их в растворе удерживается на низком, но по-
стоянном уровне. В некоторой степени эта смесь имитирует условия питания
растений в почве, так как в почвенном растворе многие вещества находятся в
очень низкой концентрации и также по мере использования их растением по-
полняются за счет растворения трудно растворимых соединений.

Третий тип смесей разработан впервые Д.Н. Прянишниковым и его со-
трудниками в 1901 г. Стремясь избежать физиологической щелочности,
Д.Н.Прянишников заменил азотнокислый калий азотнокислым аммонием -
слабо физиологически кислой солью. Подкисление смеси уменьшается бла-
годаря буферности СаНРСЦ взятой как источник фосфора. Позднее в лабора-
тории Д.Н. Прянишникова были разработаны	Ш.Р. Цинцадзе такие

смеси, в которых рН раствора почти не изменяется в течение длительного пе-
риода роста растений.

Для составления этих смесей учитывали следующие свойства некоторых
компонентов: 1) буферность фосфатов кальция, 2) гидролитическая кислот-
ность Ре2(8О4)3,3) физиологическая кислотность ХН4ЙЮ3 и физиологическая
щелочность КЙЮ3 . Как видно, смеси Прянишникова и Цинцадзе наряду с
легкорастворимыми солями содержат и трудно растворимые.

В смесях всех этих типов общая концентрация солей не превышает 0,2-
0,3%. Поэтому все соли полностью диссоциированы и, следовательно, все
питательные вещества находятся в виде ионов, которые могут реагировать
друг с другом, давая новые нерастворимые соединения.

Если в прописях питательных смесей отсутствуют микроэлементы, ре-
комендуется использовать раствор Браунера - Букача.

Источники железа. В большинстве питательных смесей железо дается
в виде ЕеС1з или Ее2(8О4)з. Но ионы железа, встречаясь в растворе с ионами
РО43', могут выпасть в осадок белого цвета в виде ЕеРСН , что особенно часто
бывает, когда рН раствора становится выше 6,5. В более щелочных растворах
выпадает также осадок и гидрата железа желтого цвета.

С целью устранения возможности наступления хлороза при выращива-
нии растений стали применять железо в виде солей органических кислот: ли-
монной и винной. Эти кислоты образуют с железом достаточно прочные
комплексные соединения, поэтому они удерживаются в растворах даже при
высоких рН. Растения легко используют железо из этих комплексов. Не-
смотря на большие преимущества использования ацетата и цитрата железа,
есть трудности в его применении. Винная и лимонная кислота - хороший
субстрат для некоторых бактерий. При интенсивном поглощении кислорода
корнями в питательной смеси могут создаваться анаэробные условия и, бла-
годаря деятельности микроорганизмов, будут происходить процессы денит-
рификации и восстановления сульфатов до 82'. При этом образуется серни-
стое железо, которое осаждается на корнях, отравляя их. Такие процессы
особенно быстро происходят в жаркую погоду и приводят к гибели растений.
Поэтому при применении виннокислого и лимоннокислого железа его вносят
небольшими порциями (0,5-1,0 см3 0,5% раствора на 1 л смеси) периодиче-
ски через 2-3 дня и тщательно следят за аэрацией раствора.

При приготовлении питательных смесей большое значение имеет форма
удобрений, так как от нее зависят свойства раствора и прежде всего его реак-
ция (рН).

Так, например, из Са(ЪЮз)2 растения быстрее усваивают нитрат-ион, чем
катион кальция, а из	- ион аммония, поэтому в первом случае в

процессе питания раствор подщелачивается, а во втором подкисляется.

Учитывая слабую физиологическую кислотность МЩЪЮз, Д. Н.
Прянишников впервые предложил использовать азотнокислый аммоний
вместо азотнокислого кальция и азотнокислого натрия. Введение в рас-
твор азотнокислого аммония способствует поддержанию реакции раство-
ра (рН) на более постоянном уровне.

Из форм фосфорных удобрений используют растворимые од-
нозамещенные соли Са(Н2РС>4)2, КН2РО4, МЩНгРСЕ, №Н2РО4, М§(Н2РС>4)2 и
др. Соли кальция, магния и натрия обладают физиологической щелочно-
стью.

В отдельные смеси могут вводиться двузамещенные соли калия и на-
трия, которые сильно изменяют среду в сторону подщелачивания.
Д. Н. Прянишников в своей смеси использовал двузамещенный фосфат
кальция (преципитат), который имеет рН раствора около 8. Сочетание пре-
ципитата и азотнокислого аммония (физиологически кислой соли) создает
слабокислую реакцию среды с рН 6,5—6,8. Питательная смесь Д. Н. Пря-
нишникова пригодна для песчаной культуры и непригодна для водной. В
водной культуре фосфор преципитата используется слабо, так как в этих ус-
ловиях на преципитат действует очень слабая концентрация азотной кисло-
ты и он трудно переходит в водорастворимую форму.

В питательные смеси может вводиться трехзамещенный фосфат каль-
ция [Саз(РО4)2] — нерастворимая соль, которая практически не усваивается
растениями. Назначение ее заключается в предохранении питательного рас-
твора от подкисления.

Из калийных удобрений чаще используют КС 1 и К28О4. С сернокислым
калием вносят два макроэлемента (калий и серу) и не вводят хлор. Поэтому
при приготовлении питательных смесей все исследователи отдают предпоч-
тение этой соли в сравнении с хлористым калием.

Основной солью, содержащей кальций, при приготовлении питатель-
ных смесей является гипс (Са8О4 2НгО). Гипс приходится добавлять, даже
если в смеси кальций вносят в составе других солей.

Магний вносят в виде М§804 ’ 7Н2О или М§(НОз)г.

Железо вносят в виде солей: ГеРО4, Гез(РО4)2, Ге2(8О4)з, Ге8О4, ГеС13,
Ге8О4 ’ (МН4)28О4 ’ 6Н2О (соль Мора), комплексных соединений, содержащих
железо (хелаты).

Питательные смеси должны содержать серу, ее обычно достаточно, ес-
ли в смеси использован гипс или другие соли, такие, как сульфат аммония,
сульфат калия.

Большинство сельскохозяйственных культур развиваются при ней-
тральной реакции среды. Создать такую среду в песчаных и водных культурах
довольно трудно, еще труднее обеспечить физиологическую уравновешен-
ность питательного раствора с оптимальным рН в течение всей вегетации,
так как реакция постоянно изменяется вследствие неодинакового поглоще-
ния растениями катионов и анионов солей и выделения углекислоты при
дыхании корневых систем. Подобранные химически нейтральные соли в
процессе питания могут становиться физиологически кислыми или физио-
логически щелочными.

Подкисление раствора, особенно в песчаных культурах, может происхо-
дить в результате нитрификации аммонийных азотных удобрений, под воз-
действием различных микроорганизмов, в том числе аммонификаторов и
нитрификаторов.

При составлении питательных смесей для поддержания реакции среды,
близкой к оптимальной, основное значение имеет подбор солей. Так, ис-
ходная реакция (рН) питательного раствора Д. Н. Прянишникова равна 6,5
благодаря присутствию СаНРО4, а Кнопа и Гельригеля достигает 7 благода-
ря совместному использованию Са(ЪЮз)2 и КН2РО4.

Признавая тот факт, что в поступлении и усвоении питательных эле-
ментов реакция среды играет важную роль, следует отметить, что опти-
мальные границы рН для отдельных культур довольно условны. Установ-
лено, что азот нитратов некоторыми растениями лучше усваивается в ки-
слой среде, а аммония — в щелочной.

На интенсивность поглощения элементов растениями влияет концен-
трация солей в растворах. Она выражается в граммах элемента и в милли-
молях, миллиграмм-эквивалентах солей на 1 л.

3. И. Журбицкий, с одной стороны, отмечал, что выражение концен-
траций в граммах элемента или в граммах солей на 1 л не дает правильного
представления об осмотическом давлении растворов, потому что в зависи-
мости от молекулярных масс разных солей при одной и той же концентра-
ции, выраженной в граммах, получаются разные концентрации при выра-
жении ее в миллимолях. С другой стороны, он подчеркивал некоторые пре-
имущества растворов, в которых концентрация выражена в миллиграмм-эк-
вивалентах, так как это дает более полное представление о количестве взаи-
модействующих ионов в растворе, что важно знать при изучении соотноше-
ний между элементами. Кроме того, облегчаются расчеты по составлению
питательных смесей.

Из предложенных питательных смесей в XIX в. и начале XX в. наи-
меньшей концентрацией солей обладали смеси Д. Н. Прянишникова и Гель-
ригеля — около 2 мг’ экв/л, большинство же содержало 25—40 мг’ экв/л. В
настоящее время смеси, используемые в гидропонике, содержат 150—200 мг’
экв/л солей.

Более чем за столетний период предложено очень много составов пита-
тельных смесей. Они различаются по количеству элементов, их соотношени-
ям, видам используемых солей и другим показателям. Каждый автор пред-
ложенных смесей стремился к тому, чтобы его смесь удовлетворяла всем
требованиям растений и могла способствовать получению высокой урожай-
ности с хорошим качеством. Приготовить единую универсальную пита-
тельную смесь, отвечающую требованиям всех растений, пока никому не
удалось. Тем не менее на предложенных питательных смесях можно вырас-
тить растение до полного созревания, создавая ему благоприятные условия
тепла, воздуха, освещенности, влажности (для песчаных культур).

2 4. Модификации методов песчаной и водной культуры

Метод изолированного питания. При проведении опытов в песчаных и
водных культурах питательные вещества, песок, вода, корневая система на-
ходятся в постоянном соприкосновении и взаимодействии. Установить влия-
ние на рост и развитие растений каждого из этих факторов по отдельности не
представляется возможным.
Применение метода изолированного питания в вегетационных исследо-
ваниях дает возможность выращивать растения при разделенной корневой
системе в одном или нескольких сосудах при подаче отдельным частям (пря-
дям) корней различных сочетаний питательных элементов.

Метод изолированного питания впервые был разработан в лаборатории
Д.Н. Прянишникова в 1913 г. И.С. Шуловым. Значительный вклад в разра-
ботку и совершенствование этого метода внесли А.И. Ахромейко и В.В. Фе-
доровский.

В качестве субстрата для изолированных культур можно использовать
воду, песок, почву, а также их комбинации.

Песчаные, водно-песчаные, песчано-почвенные культуры по методу изо-
лированного питания проводят в обычных цилиндрических, прямоугольных
или квадратных стеклянных сосудах, разделенных перегородками на две или
несколько частей или вставляемых один в другой. При этом высота внутрен-
него сосуда должна быть ниже внешнего не менее, чем на 2 - 3 см. Если нет
подходящих по высоте внутренних сосудов и они небольшой высоты, то их
приходится ставить во внешнем сосуде не на дно, а на подставку или непо-
средственно на используемый песчаный субстрат.

Если изучают изолированное поступление более двух питательных ве-
ществ, то внутренних сосудов может быть несколько. Более удобными для
таких опытов являются специально изготовленные сосуды из стекла или
оцинкованной жести. Объем таких как внутренних, так и внешних сосудов
делят перегородками на секторы.

Чтобы при наполнении песком или питательной смесью внешнего сосуда
ничего не попало во внутренний его закрывают кружком картона.

Высаживают растения, как и в водной культуре, с длинной корневой
системой - не менее 4-5 см. в сосудах с песком в крышке делают специаль-
ные пробки из дерева или пластмассы с отверстиями для растений. Такие
пробки закрепляют на краю внутреннего сосуда. В сосудах с водной культу-
рой таких пробок должно быть больше: для растений, трубки и каркасных
палочек.

В изолированных песчаных и почвенных культурах в сосуд высаживают
по 8 - 10 растений мятликовых, льна, гречихи; по 1 - 3 растения кукурузы,
конопли, подсолнечника, корнеплодов; в водных культурах - не более 3-5
мятликовых, и по одному корнеплодов, кукурузы , подсолнечника.

Метод текучих культур. В процессе питания растений в песчаных и
водных культурах происходит изменение концентрации минеральных эле-
ментов и реакции питательного субстрата. Изменение реакции среды обу-
словлено тем, что растения, обладая избирательной способностью, в разные
периоды роста поглощают неодинаковое количество катионов и анионов, в
большей степени это касается азотных удобрений.
Для создания условий постоянной реакции среды используют метод те-
кучих культур, т.е. выращивают растения в сосудах с протекающими через
них питательными растворами.

Метод текучих культур был предложен в 1928 г. И.Г. Дикусаром, кото-
рый изучал поглощение нитратов, нитритов и аммония растениями сахарной
свеклы и кукурузы при различных значениях рН питательного раствора.

Установка для выращивания растений методом текучих культур, пред-
ложенная И.Г. Дикусаром, состояла из двух бутылей различного размера, за-
полненных питательным раствором. В большой бутыли находится питатель-
ный раствор, который по стеклянной трубке (по принципу сообщающихся
сосудов) подается в нижерасположенную маленькую бутыль. Из маленькой
бутыли раствор подается к сосудам с растениями. Скорость вытекания рас-
твора регулируют двумя зажимами.

В качестве субстрата для наполнения сосудов обычно используют песок.
В дне сосудов имеются отверстия для вытекания раствора.

Таким образом, устройство позволяет орошать корневую систему расте-
ния постоянно протекающим питательным раствором при неизменном значе-
нии рН.

В опытах с текучими культурами расходуется большое количество дис-
тиллированной воды. За весь период только для одного сосуда ее требуется
около сотни литров. З.И. Журбицкий считал возможным использовать водо-
проводную воду, которая должна быть соответствующим образом подготов-
лена. Подготовка включает установление устойчивой реакции (рН) в нужном
интервале и вытеснение углекислоты. Из-за содержания в воде двууглекис-
лых солей кальция и магния реакция водопроводной воды часто бывает ще-
лочной, ее сдвигают в слабокислую сторону добавлением серной кислоты.
Углекислоту удаляют длительным продуванием воздуха.

Метод стерильных культур. Большое влияние на превращение всех пи-
тательных элементов в питательной смеси оказывают микроорганизмы, кор-
невые выделения растений, физиологически активные вещества (витамины,
ауксины, гиббереллины, фитонциды, антибиотики), попадающие в питатель-
ную среду вместе с удобрениями, песком, водой и семенами.

Метод стерильных культур предусматривает постановку вегетационных
опытов при полном исключении микроорганизмов и биологически активных
веществ из питательной среды.

В разработку метода стерильных культур большой вклад внесли
П.С. Коссович, И. С. Шулов, М.Ф. Федоров и др.

Опыты с выращиванием растений в стерильных культурах в сравнении с
песчаными и водными более сложны, так как требуются специфические со-
суды, пробки, трубки, устройства для подачи воздуха и питательной смеси.
Все составные части таких вегетационных сосудов требуют тщательной сте-
рилизации как в период подготовки, так и в процессе выращивания растений.
Стерилизации также подлежат высаживаемые пророщенные семена. Стери-
лизацию семян проводят растворами брома (0,5-1%), перекиси водорода (5-
12%)Ю сулемы (0,01%), семена при этом выдерживают в растворах в течение
19-15 мин.

Для стерильных культур в качестве сосудов удобно использовать кони-
ческие колбы; горло колбы должно быть небольшим, но достаточным для то-
го, чтобы плотно закрывалось пробкой и позволяло высаживать и выращи-
вать растения. Колбы для выращивания растений соединяют резиновыми
трубками с колбами с питательным раствором, отверстия для доступа воздуха
закрывают стерильной ватой. В зависимости от целей исследования можно
использовать любую питательную смесь, исключая элементы или добавляя в
нее изучаемое соединение как органического , так и минерального происхож-
дения.

Питательный раствор можно наливать в сосуд как однократно, так и в
несколько приемов. По мере поступления питательных элементов в растения
и расхода воды на транспирацию сосуды регулярно доливают дистиллиро-
ванной стерилизованной водой.

Сосуды с растениями прикрывают чехлами для предотвращения нагре-
вания растворов, корневой системы и попадания на них прямых солнечных
лучей.

С помощью метода стерильных культур сделан ряд важных открытий, в
частности доказана возможность использования растениями азота аспараги-
на, фосфора лецитина и фитина, изучены роль корневых выделений растений,
значение микроорганизмов и физиологически кислого сульфата аммония при
усвоении Р2О5 из фосфоритной муки.

Контрольные вопросы и задания

1.	Развитие методики вегетационного опыта.

2.	Значение работ К.А. Тимирязева и Д.Н. Прянишникова в развитии ве-
гетационного метода.

3.	Разновидности вегетационного метода и их значение в агрохимиче-
ских исследованиях.

4.	Схемы вегетационных опытов и принципы их построения.

5.	Почвенные культуры.

6.	Песчаные и водные культуры.

7.	Питательные смеси.

8.	Технические особенности вегетационных опытов с различными куль-
турами.

9.	Гидропоника.
Глава 3. ЛИЗИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1.	Задачи лизиметрических исследований

Лизиметрический метод - это способ исследования свойств почвы,
фильтрующегося в ней почвенного раствора и жизнедеятельности растений в
полевых условиях. Жидкая (почвенный раствор) и газообразная (почвенный
воздух) фазы являются наиболее подвижными, быстро изменяющимися во
времени частями почвы. Эти фазы играют огромную роль в процессах почво-
образования и жизнедеятельности растений и микроорганизмов. Академик
В.И. Вернадский (1936) назвал жидкую фазу почв «основным элементом ме-
ханизма биосферы, ее суши».

Состав и концентрация почвенного раствора зависят от целого ряда
процессов: биологических, физических, химических и физико-химических,
протекающих в почве в тесной зависимости от гидротермических условий и
аэрации. В почвенном растворе содержатся в ионно-молекулярной и коллои-
дальной формах различные минеральные, органо-минеральные и органиче-
ские соединения, которые передвигаются вниз по профилю почвы и оказы-
вают большое влияние на биологический круговорот питательных элементов
и процессы почвообразования. Та часть атмосферной влаги, которая превра-
щается в грунтовые и подземные воды, проходит стадию почвенного раство-
ра. При фильтрации через почву химический состав воды значительно транс-
формируется.

Все процессы разложения и минерализации органического вещества,
разрушения и выветривания первичных и синтеза вторичных минералов со-
вершаются при непосредственном участии почвенного раствора. Следова-
тельно, почвенный раствор в своем составе отражает сложные и многообраз-
ные динамические процессы всех составных частей почвы: твердой, жидкой,
газообразной и живой, характеризуя тем самым основные черты и направ-
ленность почвенных процессов. Жизнедеятельность растений и микроорга-
низмов невозможна без использования почвенной влаги.

Впервые лизиметрический метод исследований применил английский
химик Джон Дальтон (1766-1844) при изучении распределения атмосферных
осадков и их влияния на грунтовые воды. В России первые лизиметры были
сооружены и использованы для изучения количества и химического состава
фильтрующихся в почве вод В.Р. Вильямсом (1900), А.В. Ключаревым
(1900) и П.Ф. Бараковым (1903).

Слово «лизиметр» в переводе с греческого (1у§о§) означает «растворе-
ние, освобождение». Само устройство, с помощью которого определяют ко-
личество профильтровавшейся через слой почвы воды и растворенных в ней
питательных веществ, называют лизиметром.

Лизиметрический метод имеет широкое применение в агрохимических,
почвенных, мелиоративных, гидрологических и других исследованиях. Это
объясняется его преимуществами, позволяющими проводить исследования в
природных, близких к производственным, условиях. Недостатком лизимет-
рического метода является то, что получение почвенных растворов возможно
только в условиях промывного водного режима при влажности почв выше
наименьшей влагоемкости.

В агрохимии лизиметрические исследования позволяют установить
связи между питательными веществами почвы, удобрениями и растениями,
определить вынос питательных элементов с урожаем и их выщелачивание, а
при использовании изотопного метода возможно определение коэффициента
использования питательных веществ. Кроме того, с помощью лизиметров
можно оценить естественное плодородие различных типов почв и его изме-
нение в результате применения минеральных удобрений, а также определить
потери питательных веществ в газообразном состоянии.

Принцип лизиметрического метода применяют часто в лабораторных
экспериментах для установления закономерностей передвижения воды и рас-
творенных в ней веществ через определенный слой почвы, торфа, при изуче-
нии водопроницаемости почв и скорости фильтрации воды в них в зависи-
мости от различных факторов.

Лизиметрический метод может быть использован в воднобалансовых
опытах для расчета суммарного испарения, расхода грунтовых вод в зону
аэрации, пополнения запасов грунтовых вод за счет инфильтрации. Исполь-
зование лизиметрического метода в воднобалансовых исследованиях даст
возможность получить данные по суммарному водопотреблению и водооб-
мену за короткие промежутки (декада, месяц), соответствующие продолжи-
тельности биологических фаз развития и межполивных периодов. Лизимет-
рический метод значительно расширяет возможности обоснования опти-
мального режима орошения сельскохозяйственных культур.

Изучение почвенно-биологической доочистки и инфильтрации сточных
вод с применением лизиметров является наиболее дешевым и эффективным
методом обоснования режима орошения сточными водами и животноводче-
скими стоками.

В настоящее время многие научно-исследовательские и учебные заведе-
ния используют современные лизиметрические станции с автоматическим
учетом объема фильтрующихся вод и их химического состава. К ним можно
отнести лизиметры Почвенного института, Всероссийского института кор-
мов, МГУ им. М.В. Ломоносова, МСХА им К.А.Тимирязева, Всероссийского
НИИ агрохимии, НИИУФ, ВНИПТИХИМ и др.

Современные лизиметры и дополнительные устройства к ним должны
отвечать следующим требованиям:

1.	Должна быть оборудована лизиметрическая площадка, обеспечиваю-
щая возможность проведения исследований в условиях, близких к окру-
жающей природной обстановке, при этом уровень почвы в лизиметрах дол-
жен совпадать с поверхностью почвы вокруг них.
2.	Для получения достоверных данных в лизиметрических опытах необ-
ходимо иметь несколько лизиметров, которые располагают группами в соот-
ветствии со схемой опыта, чаще всего в два ряда с определенными расстоя-
ниями между ними.

3.	Для учета количества выпавших осадков рядом с лизиметрами уста-
навливают дождемеры.

4.	Для сбора лизиметрических вод на дне лизиметра устраивают дренаж
и трубопроводы с выводом в подземный коридор, где находятся специаль-
ные водоприемники.

5.	В зависимости от цели исследований лизиметры могут быть парую-
щими или занятыми растениями. В отдельных случаях в лизиметры могут
быть высажены древесные породы. На участке с лизиметрами должно быть
обеспечено нормальное освещение (без затенения), а также защита посевов от
повреждения животными или птицами. Для этой защиты лизиметры укрыва-
ют сетками.

6.	Лизиметры располагают вблизи лабораторий, чтобы обеспечить быст-
рую доставку и срочный анализ лизиметрических вод.

3.2.	Виды лизиметров

Существует несколько видов конструкции лизиметров, отличающихся
мощностью почвенного слоя, способом наполнения их почвой, материалом
из которого изготовлены лизиметры, устройством системы для сбора фильт-
рата и др.

Слой почвы, через который просачивается вода в лизиметре колеблется
от 20-25 см до нескольких метров, но наиболее распространенные типы ли-
зиметров рассчитаны на работу со слоем почвы 1 м.

По способу наполнения почвой лизиметры подразделяют на два вида:

1)	лизиметры с почвой естественного сложения;

2)	лизиметры с насыпной почвой.

В насыпных лизиметрах естественное строение почвы нарушено, однако,
почву после просеивания укладывают в лизиметре послойно с сохранением
естественной последовательности генетических горизонтов и плотностью,
характерной для природной почвы.

По особенностям конструкции различают следующие виды лизиметров:

1)	бетонные или кирпичные; 2) металлические; 3) лизиметрические во-
ронки Эбермайера; 5) хроматографические колонки и др.

Бетонные или кирпичные лизиметры устанавливают для проведения
многолетних исследований и имеют площадь поверхности от 1 до 4 м2. Бе-
тонные лизиметры в России были впервые построены по проекту
В.Р.Вильямса в 1900 г. в Московской сельскохозяйственной академии; эти
лизиметры работали до начала 30-х годов. В 1903 г по проекту П.Ф.Баракова
были построены бетонные лизиметры в сельскохозяйственном институте в
Новой Александрии (Ростовская обл.). Лизиметры В.Р.Вильямса имели ем-
кость 4 м3 (2 х 2 х 1 м), а П.Ф.Баракова - 1 м3 (1 х 1 х 1 м).

Современные бетонные лизиметры имеют автоматическую измеритель-
ную систему для замеров объемов фильтрата и отбора проб для химических
анализов. Такие лизиметрические установки работают в настоящее время
НИИСХ Центральных районов нечерноземной полосы, Всероссийском ин-
ституте кормов и НИИПТИХИМЕ (Московская обл.).

Материалом для устройства лизиметров может служить строительный
кирпич. Бетонные и кирпичные лизиметры пригодны для работы только с на-
сыпной почвой и рассчитаны на длительный срок эксплуатации. В них про-
водят стационарные опыты с различными растениями, удобрениями и типами
почв.

Металлические лизиметры бывают разной формы (цилиндр, куб, па-
раллелепипед) и объема. Применяются для работы с почвами естественного
сложения и с насыпными. В опытах с насыпной почвой используют лизимет-
ры любых форм и размеров, изготовленные из нержавеющей стали, оцинко-
ванного железа, пластмассы и полиэтиленовой пленки.

В насыпных лизиметрах почву укладывают, начиная с нижнего слоя
при равномерном распределении и необходимом уплотнении для приближе-
ния к естественной плотности почвы в природном залегании. Однако, как по-
казали исследования, почва в насыпных лизиметрах даже после 4-5-летнего
периода не полностью приближается к ее естественному сложению, поэтому
предпочтение следует отдавать лизиметрам, заполненным почвой с ненару-
шенным сложением (монолитом).

Зарядка цилиндрического металлического лизиметра монолитом почвы
проводится следующим образом. Корпус лизиметра устанавливают верти-
кально на горизонтальную поверхность почвы заранее выбранного участка.
Вокруг внешней границы лизиметра выбирают грунт на глубину до 15 см и
осторожно заглубляют корпус лизиметра. Такая операция повторяется до
полного заполнения лизиметра монолитом почвы. Для ускорения заглубления
корпуса лизиметра можно использовать ковш тракторного экскаватора.

На песках, легких супесях и торфяных почвах насаживание корпуса ли-
зиметра на монолит производится плотно без зазора, а на суглинках и глинах
- с зазором в 1 см. По окончании заполнения лизиметра зазор между его кор-
пусом и монолитом почвы заполняется жидким глинистым или цементным
раствором. После схватывания раствора рядом с корпусом лизиметра отры-
вают шурф и на дно шурфа устанавливают поддон, который заполняется
промытым мелким гравием и песком разной зернистости. Почва в основа-
нии лизиметра подрезается строго горизонтально, затем корпус лизиметра с
почвенным монолитом устанавливается на поддон. Соединительный шов
корпуса и поддона герметически сваривают. Затем лизиметры автомобиль-
ным краном грузят на транспортное средство, перевозят на лизиметрическую
площадку и устанавливают в два ряда в заранее подготовленную траншею.
Ограниченное распространение металлических лизиметров объясняет-
ся трудностями отбора почвенных монолитов. Следует отметить, что взятие
монолита на почвах легкого механического состава и торфяниках глубиною
более 1 м значительно сложнее, чем на средних и тяжелых суглинках. Во
всех случаях монолит должен быть взят на типичном по своим свойствам
участке, характерном для условий проведения эксперимента. Приемниками
фильтрата из лизиметров служат стеклянные или пластмассовые бутыли.

Для размещения приемных емкостей можно строить траншеи и другие
капитальные помещения закрытого типа, а можно обойтись и без таких доро-
гостоящих павильонов. Для этого приемники помещают либо в отдельные
трубы из асбестоцемента, либо непосредственно в почву, предусмотрев гер-
метизацию и предотвращение их раздавливания. В первом случае емкости с
фильтратом извлекаются из труб с помощью штанг, во втором - вода откачи-
вается из них вакуумным насосом. Для отвода воды из лизиметров в прием-
ники используется резиновая или пластмассовая трубка диаметром 9-12 мм,
помещенная в металлическую трубу для предотвращения сдавливания.

Размещают лизиметры на площадке, предусмотрев предотвращение
попадания талых вод. От помещений, лесополос и других объектов, оказы-
вающих влияние на скорость ветра и затеняющих растения, лизиметры рас-
полагают не ближе 20-30 м. Между лизиметрами необходимо выдерживать
расстояние от 25 до 40 см, чтобы исключить их взаимное влияние. Почва
вокруг лизиметров и на прилегающей к ним площадке шириной 2 - 2,5 м за-
севается теми же культурами, что и в лизиметрах при одинаковом уходе за
ними.

Схемы опытов выбираются в зависимости от целей и задач исследова-
ний. Они могут быть одно- двух- и трехфакторными.

Варианты на лизиметрической площадке следует располагать либо
систематически, либо методом рендомизации. Повторность в лизиметриче-
ских исследованиях должна быть, как минимум, трехкратная.

Обработку почвы в лизиметрах проводят вручную. В опытах с одно-
летними культурами после проведения всех сопутствующих наблюдений
осенью ее следует перекопать на глубину пахотного слоя.

Весной проводят рыхление, выравнивание и легкое уплотнение по-
верхности почвы. Семена к посеву готовят как и в вегетационных опытах, то
есть калибруют, отвешивают отдельно на каждый лизиметр навески в соот-
ветствии с нормой высева плюс 10-15% для прореживания и высевают вруч-
ную на оптимальную глубину. При появлении на растениях 2-3 листьев про-
водиться их прореживание с оставлением строго одинакового числа в каждом
лизиметре. Необходимо следить, чтобы растения не повреждались вредите-
лями и болезнями. В дальнейшем уход за растениями должен быть макси-
мально приближен к полевым условиям.

Преимущество кирпичных, бетонных и металлических лизиметров за-
ключается в том, что инфильтрационные воды собираются в них с опреде-
ленной площади, что позволяет рассчитывать вынос питательных элементов с
этими водами на площадь определенного размера. Недостатком лизиметров,
работающих по принципу изолированных колонн является устранение в них
бокового движения воды, а также невозможность отбора и изучения лизимет-
рических вод отдельных почвенных горизонтов..

Лизиметрические воронки, являются одной из модификаций металли-
ческих лизиметров, используемых для работы с почвами естественного сло-
жения. Этот вид лизиметра не имеет боковых стенок. Впервые лизиметриче-
ские воронки применил в опытах Эбермайер в 1879 г., поэтому они носят его
имя. В России эти воронки были использованы в начале XX в. Б.М.Вельбелем
(1902) на Плотянской с.-х. опытной станции.

Схема устройства лизиметрических воронок Эбермайера приведена на
рис. 2.

Рис.2. Лизиметрические воронки Эбермайера
А- план; В - разрез одного лизиметра воронки;
С - схема размещения воронок на разной глубине

Лизиметрические воронки диаметром 25 или 50 см и глубиной 5 см изго-
тавливают из оцинкованного железа. Верхний край воронки заострен и загнут
на 0,5 см вверх. В основании конуса воронки установлена цинковая пластин-
ка с отверстиями диаметром 2 мм. Конусная часть воронки заполнена дрени-
рующим материалом. Для установки лизиметрических воронок выкапывают
почвенную траншею необходимой глубины и на ее передней стенке на раз-
ных глубинах делают ниши, в которые помещают воронки. Обычно в тран-
шее устанавливается 3-4 лизиметрических воронки на разной глубине. Рас-
стояние между воронками по горизонтали должно составлять 30-100 см. С
помощью резиновых или пластмассовых трубок воронки соединяют с емко-
стями для сбора лизиметрических вод. Сверху траншею закрывают досками и
землей. Для доступа к водоприемникам устраивают люк с крышкой или от-
качивают воду из емкостей с помощью вакуумного насоса.
В 1960 г. по проекту Н. А. Качинского построена лизиметрическая стан-
ция на Почвенном стационаре МГУ им М. В. Ломоносова. Она включает се-
рию лизиметрических воронок, установленных под различными почвенными
горизонтами в двойной повторности до глубины 2 м (рис 3), а также 48 кир-
пичных лизиметра размером 3x3x1,5 м и объемом 13,5 м3 (рис 3).

Рис. 3. Лизиметрическая станция Почвенного стационара

МГУ им. М.В. Ломоносова

Ац А2 - генетические горизонты почвы; 1 - лизиметрические воронки;

2- кирпичная кладка с гидроизоляцией; 3 - потолочное перекрытие и входной люк с
лестницей; 4 - насос для откачки лизиметрических вод из водоприемника;

5 - вентиляционные трубки

Восемь кирпичных лизиметров перекрыты вегетационным домиком, это
позволяет проводить опыты круглый год. Для учета фильтрационных вод под
лизиметрами установлена водоприемная галерея. В лизиметрах проводятся
исследования по изучению первичного почвообразовательного процесса на
морене в Нечерноземной зоне и сравнительное изучение окультуривания
дерново-подзолистых почв.

В последние годы для исследования лизиметрических вод используют
конструкцию врезных лизиметров, предложенную Е.И.Шиловой (1955, рис.
4).
Рис 4. Лизиметры конструкции Е.И.Шиловой
а, б, в - общий вид лизиметров, г - вид лизиметра сбоку,
д и е - трубки, через которые раствор поступает в бутыли

Лизиметры Е.И.Шиловой представляют собой квадратные противни
размером 40x40 см, изготовленные из оцинкованного железа. Передняя сто-
рона лизиметра имеет бортик высотой 5 см. Боковые бортики от переднего к
заднему краю скошены и сходят на нет. Для отвода лизиметрических вод
вблизи передней стенки в дне лизиметра имеется отверстие с припаянной к
нему латунной трубкой. Отверстие прикрыто сверху металлической сеткой.

Во избежание нежелательных реакций почвенного раствора с металли-
ческими (чаще всего оцинкованное железо) деталями лизиметрических воро-
нок и противней их покрывают битумным лаком или различными красителя-
ми.

Лизиметры конструкции Е.И.Шиловой врезаются в переднюю стенку
почвенной траншеи в узкие щелевидные ниши, по своим размерам соответст-
вующие лизиметрам, с небольшим уклоном в сторону траншеи. После уста-
новки лизиметров латунные отводные трубки соединяются при помощи кау-
чуковой трубки со стеклянной трубкой, вставленной в корковую пробку, за-
крывающую горло приемной бутыли емкостью 1 - 1,5 л, в которую будет по-
ступать почвенный раствор. Бутыли устанавливаются на дно траншеи. В
пробку бутыли вставляется вторая стеклянная трубка, нижний конец которой
опускается до дна бутыли, а верхний соединяется с каучуковой трубкой, вы-
ходящей на поверхность почвы. Корковая пробка заливается сверху битумом
или менделеевской замазкой. Во избежание деформации каучуковая трубка
помещается в металлическую.

По окончании монтажа установки траншея осторожно закапывается,
причем почва укладывается в прежнем порядке по генетическим горизонтам
и слегка утрамбовывается. Над поверхностью почвы остаются лишь каучуко-
вые трубки. Места их выхода из металлических трубок обертывают изоляци-
онной лентой. После протягивания воздуха из бутылей каучуковые трубки
закрывают зажимами и маскируют землей. Откачка лизиметрических вод из
бутылей осуществляется с помощью ручного насоса в двугорлую бутыль.
Бутыли - приемники в почве помещают в деревянные футляры. Общий вид
лизиметров после их установки в почву представлен на рис. 5.

Рис. 5. Установка лизиметров конструкции Е.И.Шиловой в почву

Преимуществами лизиметров конструкции Е.И.Шиловой являются от-
сутствие контакта между лизиметрическими водами и атмосферным возду-
хом и близость условий получения лизиметрических вод к природным про-
цессам инфильтрации влаги. Недостатком лизиметрических воронок является
то , что не известна площадь, с которой собирается вода в лизиметр и это ис-
ключает возможность определения баланса воды и питательных элементов.

Для изучения миграции воднорастворимых соединений в профиле почвы
Кауричев И.С. и Ноздрунова Е.М. (1960) предложили использовать метод ли-
зиметрических хроматографических колонок, сочетающий лизиметриче-
ский и хроматографический методы изучения почвенных растворов.

Лизиметрические хроматографические колонки, в которых слои сорбен-
та чередуются со прослоями отмытого кварцевого песка устанавливаются
вертикально в ниши стенки почвенного разреза. Ниши, куда вставляются ко-
лонки, затем тщательно заделываются почвой из того же генетического гори-
зонта, а разрез засыпается с сохранением природной последовательности ге-
нетических горизонтов и необходимым уплотнением.

После этого в полевом дневнике делается запись о точной привязке раз-
реза к постоянным ориентирам, а также зарисовка разреза и схема размеще-
ния в почве хроматографических колонок.

При фильтрации через колонку почвенных вод растворенные в них ве-
щества сорбируются тем или иным сорбентом. В качестве сорбентов в лизи-
83
метрических хроматографических колонках используют: окись алюминия,
активированный уголь, и ионообменные смолы.

По истечении определенного срока работы лизиметрической хромато-
графической колонки (сезон, вегетационный период, год и т.д.), ее извлекают
из почвы, разбирают, а сорбент высушивают в закрытом вытяжном шкафу
при комнатной температуре.

С помощью метода лизиметрических хроматографических колонок Кау-
ричев И.С и др. (1963), выявили исключительно важную роль влияния водо-
растворимых органических веществ (ВОВ) почвы на процессы мобилизации
и трансформации питательных веществ, тяжелых металлов и радионуклидов.
Установлено, что компонентами ВОВ являются низкомолекулярные алифа-
тические кислоты, фенолкарбоновые и урановые кислоты, аминокислоты,
спирты и другие соединения. ВОВ обладают своеобразными коллоидно-
химическими свойствами и играют важную почвенно-экологическую роль в
ландшафтах. С помощью ВОВ группы живых организмов эффективнее
трансформируют и усваивают биофильные элементы из труднорастворимого
и рассеянного состояния. Все перечисленные свойства ВОВ сказываются не
только на мобилизации питательных элементов почвы, но и на участии рас-
тений в миграции элементов по профилю почвы.

Изучение химического состава лизиметрических вод имеет ряд особен-
ностей, связанных с неравновесным по отношению к атмосферному воздуху
окислительно-восстановительным и кислотно-щелочным состоянием почвен-
ного раствора. Оно обусловлено наличием в почвенных растворах закисных
соединений органических веществ, в том числе органических кислот, нередко
повышенным содержанием углекислоты. Минеральные элементы содержатся
в жидкой фазе почв как в ионной , так и в коллоидальной форме, часто в
форме органо-минеральных соединений.

Это обстоятельство обусловливает необходимость соблюдения особых
приемов при анализе лизиметрических вод, в частности соблюдения условий
для предотвращения нарушения кислотно-щелочного и окислительно-
восстановительного равновесия при определении нестойких компонентов
раствора. В этих целях определение общей щелочности и кислотности рас-
творов, закисного железа, взятие проб раствора для определения органиче-
ского вещества, нитритов, нитратов и аммиака следует производить непо-
средственно после отбора лизиметрических вод.

Второй особенностью анализа лизиметрических вод является необходи-
мость в ряде случаев производить определение многих элементов из малого
объема при низкой их концентрации. Это обусловливает необходимость ис-
пользования микрохимического метода для анализа почвенных растворов.

3.3.	Водный режим лизиметров

Для расчета оросительной нормы с.-х. культур необходимы данные по
величине их суммарного водопотребления (эвапотранспирации), т.е. расхода
влаги на транспирацию растений и испарение с поверхности почвы
(13,14,15,16). Многочисленные формулы для расчета суммарного водопо-
требления дают усредненные по годам значения и не отражают динамично-
сти метеорологических элементов по годам, что приводит к большим по-
грешностям результатов расчета. В связи с этим, для экспериментального
определения суммарного водопотребления рекомендовано использование
различных видов испарителей.

Назначение каждого лизиметра определяется по составу элементов вод-
ного баланса, которые могут быть измерены посредством этого прибора. На-
пример, испаритель применяется для определения суммарного испарения с
поверхности почвы. В настоящее время в сети агрометеостанций принят в
качестве стандартного испаритель ГТИ-500, представляющий собой металли-
ческий цилиндр со съемным дном (рис. 6).

Рис.6. Почвенный испаритель ГГИ-500

А - испаритель и его части: 1 - внутренний цилиндр (а - выступ для защелки), 2 - ручка с
крючками, 3 - дно с отверстиями, 4 - сосуд для сбора фильтрата (б - отверстие для сли-
ва), 5 - защелка дна (увеличена), 6 - наружный цилиндр;

Б - дождемер и его части: 7 - дождемерное ведро,
8 - кольцевая сетка (в - крючок для закрепления сетки на почве),
9 - конусный бак (г - опорные кронштейны для ведра).

Площадь поперечного сечения его равна 500 см2. Цилиндр вставляется в
металлический футляр, на дне которого установлен сосуд для улавливания
просочившейся влаги. Эти испарители делают высотой 50 см для работы в
зоне достаточного увлажнения и 100 см (ГГИ-500-100) - в зоне недостаточ-
ного увлажнения.
Установка монолита начинается с того, что в почве выкапывается углуб-
ление, в которое опускается футляр монолита - его внешний цилиндр. Размер
углубления должен быть таким, чтобы между почвой и стенками футляра не
было зазора. Затем производится «зарядка» внутреннего цилиндра испарите-
ля. Для этого внутренний цилиндр со снятым дном вдавливается в почву, за-
тем окапывается сначала лопатой, а затем ножом и постепенно при надавли-
вании осаживается вниз. Когда поверхность почвы в испарителе окажется
ниже его верхнего края лишь на 1,0-1,5 см, под испаритель подводится дно.
Для этого основание монолита с одной стороны подрезается и в образовав-
шуюся щель осторожно вводится дно испарителя. Затем монолит подрезается
и с другой стороны. Дно надевается на корпус испарителя и закрепляется
специальными защелками.

Заряженный монолит взвешивается. Для этого используют шкальные
малогабаритные весы грузоподъемностью 150 кг (ШМ -150), которые позво-
ляют производить взвешивание с точностью до 5-10 г. Для извлечения испа-
рителей из углублений в почве и переноса на весы может быть использовано
устройство, представляющее собой простейший вид стационарного подъем-
ного крана с поворотной стрелой. После взвешивания к испарителю прикреп-
ляется водосборный сосуд, испаритель устанавливается во внешнем цилинд-
ре до следующего взвешивания, которое производится обычно раз в 5-10
дней.

При работе с испарителями производят следующие определения:

Ос - количество осадков, выпавших за период между взвешиваниями,
мм;

Р - количество воды, просочившейся через монолит в водосборный бас-
сейн, г;

Во - В1 - изменение массы испарителей с почвой без растений, г;

Мо - М1 - изменение массы испарителей с почвой с растениями, г;

Эти определения дают возможность вычислить следующие показатели:

1.	Суммарное испарение (эвапотранспирация) Э, мм:

в.-вх-р

э =

. 10 +Ос

2.	Испарение с поверхности почвы, И, мм:
Мг. -М, -Р _

И = П

3.	Транспирация растений, Т, мм:

Т = Э - И, мм

где П - площадь, испаряющей поверхности (см2 );

Специальные типы испарителей - гидравлические - разработаны и уста-
новлены на Валдайской научно-исследовательской гидрологической лабора-
тории ГГИ. Это большой испаритель с монолитом почвы высотой 2 м и пло-
щадью поперечного сечения 5 м2, и малые испарители, более простые в рабо-
те, с монолитами площадью 0,2 м2 и высотой 1,5 м. Почвенный монолит ис-
86
парителя заключен в металлический цилиндр, помещенный во внешний ци-
линдр - чехол. Последний опирается на кольцевой поплавок - понтон, пла-
вающий в резервуаре, наполненном водой. Изменение массы почвенного мо-
нолита, обусловленное испарением, выпадением осадков и др., определяется
по вертикальному перемещению плавающей системы.

Преимущество гидравлических испарителей состоит в том, что непре-
рывное измерение испарения ведется с помощью самопишущих приборов с
большой точностью (до 0,01 мм), что позволяет не только измерять испаре-
ние за какой-нибудь промежуток времени, но и изучать его суточный ход. В
приборе предусмотрена возможность измерения количества воды, просочив-
шейся сквозь почвенный монолит.

Испарители необходимо периодически перезаряжать «свежими» моно-
литами. Это вызвано тем обстоятельством, что монолиты, будучи изолиро-
ванными от окружающей почвы, имеют иной режим влажности, который не-
обходимо максимально приблизить к естественному. Смена почвенных мо-
нолитов производится в зоне достаточного увлажнения один раз в месяц, а в
зоне недостаточного увлажнения - два раза в месяц. Для перезарядки испари-
телей (взятия монолитов) необходимо иметь особую резервную площадку.
При каждой зарядке испарителя производится послойное определение исход-
ной влажности почвы на расположенной рядом площадке, а также использо-
ванном почвенном монолите на тех же глубинах. Близость значений влажно-
сти на площадке и внутри испарителя свидетельствует о том , что режим
влажности в монолите близок к естественному.

Рядом с испарителем устанавливается почвенный дождемер для измере-
ния осадков, при этом приемная поверхность дождемера должна быть равна
площади испаряющей поверхности испарителя.

Имея серию монолитов с растениями и без них, можно определить ве-
личину эвапотранспирации и физического испарения с поверхности почвы, а
по их разности - расход влаги на транспирацию растений. В испарителях с
растениями необходимо обеспечить одинаковое число растений и одинако-
вую степень их развития, соответствующую среднему состоянию их в поле.
Испарители без растений имеют сверху сетку или стойку с тонкими обруча-
ми, на которые подвешиваются срезанные растения для создания затенения
на поверхности монолита, идентичного затенению в монолитах с растениями.
Необходимо внимательно следить за состоянием затенения и часто менять
увядающие срезанные растения.

Для определения величин суммарного или физического испарения, а
также величин инфильтрации влаги в грунтовые воды и поступления ее из
грунтовых вод в зону аэрации на участках с близкими к поверхности грунто-
выми водами (ближе 5 м от поверхности) или на орошаемых участках ис-
пользуют почвенные испарители-лизиметры типа ГР -80.
Испаритель -лизиметр ГР-80 представляет собой почвенный монолит
ненарушенной структуры, заключенный в футляр специальной конструкции
(рис. 7).

Рис. 7. Принципиальная схема устройства взвешиваемого лизиметра (А)
и водорегулируемого устройства («)

1	- почвенный монолит;

2	- футляр;

3	- поддон;

4	- обратный фильтр;

5	- водорегулирующее устрой-
ство (в увеличенном
виде см д);

6	- уровни «грунтовых» вод

7	- контрольная трубка;

8	- подпитывающий бачок;

9	- поплавок самописца;

10	- самописец;

11	- поплавковая камера;

12	- поплавок;

13	- сливной бачок.

Величина суммарного испарения из почвы между двумя сроками наблю-
дениями определяется по изменению массы лизиметра, с учетом выпавших за
этот период осадков, а также пополнения грунтовых вод в нем за счет ин-
фильтрации осадков и расхода их в зону аэрации. Конструкция лизиметров
позволяет измерять испарение из почвы за отрезки времени не менее 5 суток
в период активной вегетации растений и не менее 10 суток в остальное время
теплого сезона года, а расход из грунтовых вод и пополнение их - ежедневно.

В лизиметре площадью 2000 см2 может произрастать любая с.-х. культу-
ра, а также любая естественная травянистая растительность. Высота лизимет-
ра выбирается в зависимости от уровня грунтовых вод и может быть равной
105, 155, 205 и 255 см. Уровень грунтовых вод в монолите может поддержи-
ваться водорегулирующим устройством на глубине 0,8-1,0; 1,3-1, 5; 1,8-2,0
или 2,3-2,5 м соответственно.

Получение точных данных по водопотреблению сельскохозяйственных
культур, предопределяет необходимость наблюдений за влажностью грунтов
в лизиметрах. Эти наблюдения необходимы для установления сроков полива
культур, растущих в лизиметрах, для сопоставления водного баланса почвог-
рунтов в лизиметрах и в естественных условиях, что необходимо при экстра-
поляции лизиметрических данных на полевые условия.

Данные о влажности необходимы для расчётов общего водного баланса
грунтов в лизиметрах. Большой интерес представляют наблюдения за тепло-
вым балансом, проведенные одновременно с лизиметрическими исследова-
ниями. Такие параллельные наблюдения позволяют контролировать лизимет-
рические данные, выявить удельный вес испарения грунтовых вод в общем
расходе влаги орошаемым полем.

В лизиметрических исследованиях появляется возможность выявить, ка-
кое действие оказывает различная глубина грунтовых вод на температурный
режим почвы, на динамику количественного и видового состава микроорга-
низмов, на общие закономерности биологических и биохимических процес-
сов в почве, на физиологические процессы, протекающие в растениях и др.

Схемы опытов в воднобалансовых исследованиях устанавливаются по
такому же принципу, как и в агрохимических, то есть преимущественным об-
разом здесь имитируются схемы полевых опытов. Однако при проведении
лизиметрических исследований появляется возможность планировать такие
условия эксперимента (схемы опыта), которых в настоящее время нет, но ко-
торые могут сложиться в будущем. Например, в районах намечаемых к оро-
шению или осушению такие исследования позволят заранее определить ве-
личину испарения или потерь влаги на инфильтрацию. В схемах лизиметри-
ческих опытов можно предусмотреть моделирование весьма разнообразных
условий по гидрологическим свойствам. Так, установив на одной площадке
серию лизиметров с различной глубиной уровня грунтовых вод, можно про-
вести исследование всестороннего влияния глубины залегания грунтовых вод
на урожайность, на испарение, на засоленность и т.д. при постоянстве всех
остальных характеристик (почв, микроклимата и др.).

При установлении оптимального водного режима корнеобитаемого слоя
необходимо знать возможные изменения количества выпадающих осадков по
годам и закономерности таких изменений. Для оценки влияния на величину и
качество урожая количества осадков, выпадающих за вегетационный период
в годы различной водообеспеченности в схемах опыта можно смоделировать
условия среднего, мокрого, засушливого и сухого годов. Схемы лизиметри-
ческих опытов за солевым составом почвогрунтов должны прежде всего пре-
дусматривать проверку теоретических расчётов соленакопления и определе-
ния выноса их из зоны аэрации.

Все исследования в лизиметрах, как показывает опыт работы с ними, не-
обходимо проводить в трех-четырехкратной повторности.

Экспериментальные исследования показали, что имеется ряд факторов,
которые приводят к изменению водного режима почв в лизиметрах по срав-
нению с почвами в естественном залегании. Количество осадков, поступаю-
щих в лизиметры со стенками, как правило, больше, чем на участки равной
площади в природных условиях. В природных условиях в среднем 20-25%
осадков расходуется на поверхностный сток, а в лизиметрах со стенками по-
верхностный сток не происходит. В лизиметрических воронках этого разли-
чия не наблюдается.

Изучение поведения разных форм почвенной влаги в лизиметрах по
сравнению с естественной почвой показали, что наблюдаются существенные
различия в их динамике. Это связано в первую очередь с разрывом слоев
почвы, обусловленным наличием дна у лизиметров. Этот разрыв приводит к
появлению воздушной прослойки, которая мешает свободному нисходящему
движению гравитационной влаги. Как правило, в лизиметрах наблюдается
повышенная влажность почвы вследствие ограниченного оттока гравитаци-
онных вод, что приводит к снижению количества просочившейся влаги по
сравнению с почвами в естественных условиях.

Наблюдения показали, что просачивание воды в лизиметрах зависит от
их глубины. В более глубоких лизиметрах оно относительно больше, чем в
мелких. Это объясняется тем, что при одинаковом количестве осадков попа-
дающих в лизиметры испарение с поверхности мелких лизиметров происхо-
дит быстрее, чем с поверхности глубоких, так как в глубоких лизиметрах
максимальная влажность почвы отмечена в слоях, прилегающих ко дну ли-
зиметра, а у мелких лизиметров - в поверхностных слоях.

При работе с лизиметрическим воронками отсутствие боковых стенок у
слоя почвы, находящегося над воронкой, приводит к боковому оттоку влаги
в стороны в результате эта влага не попадает в лизиметр.

Количество влаги, просочившейся через лизиметр, зависит от:

1)	способа наполнения лизиметра: просачивание идет интенсивнее в
почвах с естественным сложением по сравнению с насыпными лизиметрами
почва в которых уплотнена;

2)	от гранулометрического состава почвы: чем тяжелее гранулометриче-
ский состав, тем меньше просачивание;

3)	времени года: весной и осенью просачивание выше, чем зимой и ле-
том;

4)	количества осадков и характера их распределения: ливневые осадки
увеличивают просачивание.

3.4.	Приборы и оборудование, используемые в лизиметрических
исследованиях

При постановке активного эксперимента конструкция и оборудование ли-
зиметра должны обеспечивать возможность регулирования воднотермического
режима почвогрунта в лизиметрах.

Для этих целей используются две группы приборов:

1.	приборы для измерения и регулирования уровня грунтовых вод;

2.	приборы для измерения температуры, влажности, ОВП и др. показате-
лей почвогрунта.
I. Для определения уровня грунтовых вод используют электроконтакт-
ный и манометрический методы. В первом из них расстояние до воды определя-
ется глубиной погружения в скважину включенной в электрическую цепь ме-
таллической штанги, опускание которой прекращается по звуковому или све-
товому сигналу, возникающему от замыкания цепи в момент соприкоснове-
ния штанги с водой. При втором способе в скважину опускается резиновая
трубка. Ее касание поверхности грунтовых вод фиксируется по колебанию в 11-
образном манометре подкрашенной жидкости. Точность измерения этими ме-
тодами порядка 1-2, мм. В лизиметрических установках павильонного типа
(шахта) для измерения уровня используют стеклянные пьезометры.

Регулирование уровня горизонта грунтовых вод в большинстве конст-
рукций лизиметров поддерживается автоматически, а величина испарения
или инфильтрации устанавливается по количеству долитой в лизиметр или
слитой из него воды.

Устройства для слива просты, и состоят из сливных труб, заложенных
чуть выше заданного положения уровня грунтовых вод. Излишки влаги сбра-
сываются в специальную измерительную емкость.

Приборы для долива по своему принципу работы подразделяются
на 2 группы - вакуумные и карбюраторные. Первые представлены сосудами
Мариотта с различными вспомогательными приспособлениями. Вторые имеют не-
сколько модификаций, но их основная деталь - запорная игла или шарик, со-
единенный с поплавком - присутствует в каждой конструкции. Точность доли-
вающих устройств может быть доведена до долей миллиметра.

П. Для измерения температуры почвы в лизиметрах применяются элек-
тротермометры сопротивления и термисторы. Датчики этих приборов имеют
небольшие размеры, что позволяет их монтировать в монолит без существен-
ных его нарушений. Наиболее распространенными являют термисторы ММТ-
4 и платиновые сопротивления ТСП. В лизиметрах больших размеров допус-
тимо использование обычных вытяжных термометров, а для измерения тем-
пературы почвы в самых верхних слоях применяют ртутные коленчатые и
почвенные термометры.

Определение окислительно-восстановительного потенциала почвы произво-
дят с помощью графитовых платиновых датчиков.

Существующие способы измерения влажности почвы подразделяются на две
группы. В одной из них влажность почвы определяется изъятием ее из общей
массы (термостатно-весовой, спиртовой, пикнометрический и др.), а в другой
влажность почвы определяется в естественных условиях (кондуктометриче-
ский, тензиометрический, электротермический, радиоактивный и др.). Каждый
из выше названных методов имеет свои преимущества и недостатки. Основной
недостаток термостатно-весового - нарушение целостности монолита при взя-
тии образца почвы. Этот недостаток значительно сглаживается, если скважи-
ны, образованные буром, в обратном порядке (послойно) тампонируются поч-
вой. С учетом того, что термостатно-весовой метод является наиболее дос-
тупным и точным, рекомендуется использовать для отбора образцов, метод
микропроб, который как показали исследования Н.А. Соколовской, обладает
достаточной точностью и практически предохраняет монолит от разрушения.

Из других методов определения влажности почвы в лизиметрах могут быть
рекомендованы тензиометрический и радиоактивный. Тензиометрический метод
использует существование всасывающей силы почвы, зависящей от ее влажно-
сти. Это простой и хорошо обоснованный метод, но практически его показа-
ния в значительной мере зависят от плотности контакта тензиометра с поч-
вой, это условие ограничило распространение данного способа измерения
влажности.

Радиоактивный метод измерения влажности почвы основан на принципе
ослабления потока гамма-лучей или потоков быстрых нейтронов ядрами водоро-
да, содержащегося в почве. Недостаток метода в том, что количество тепло-
вых нейтронов определяется, общим количеством ядер водорода, содержащихся
в почве. Этот метод не позволяет отличить водород, содержащийся в воде, от во-
дорода, содержащегося в органической составляющей почвы (13,15).

Нейтронные и гамма-влагомеры определяют объемную влажность, при пе-
ресчёте которой на весовую, величина погрешности возрастает. На точность из-
мерения также оказывает влияние фон естественной радиации. Кроме того, аппа-
ратура сравнительно громоздкая и дорогостоящая, работа с этими влагомерами
требует жесткого соблюдения правил техники безопасности и предварительно-
го тарирования датчиков для каждого конкретного типа почв.

3.5.	Миграция элементов питания почвы и удобрений

Одним из основных вопросов, для решения которых используется лизи-
метрический метод, является изучение баланса питательных веществ в связи
с использованием удобрений (14,15). Лизиметрические исследования позво-
ляют вскрыть связи между питательными веществами почвы, растениями и
удобрениями и определить баланс этих элементов в почве. Научное обосно-
вание баланса питательных элементов в почве позволяет оценить и усовер-
шенствовать систему удобрения, прогнозировать их производство и распре-
деление по зонам страны. Нарушение баланса питательных веществ в земле-
делии приводит к загрязнению почв, природных вод и ухудшению качества
урожая.

Баланс питательных элементов - это количественное выражение их со-
держания в почве на данной площади за определенный промежуток времени
с учетом всех статей поступления и расхода.

В приходной части обычно учитывают следующие источники:
1) минеральные удобрения; 2) органические удобрения; 3) растительные ос-
татки; 4) посевной материал; 5) посевной материал; 6) биологическая фикса-
ция азота; 7) поступление с атмосферными осадками.

В расходную часть включают: 1) вынос с урожаем основной и побочной
продукции; 2) вынос с растительными остатками; 3) вымывание в грунтовые
воды; 4) потери с поверхностным стоком; 5) потери в результате эрозии; 6)
газообразные потери и др.

Лизиметрический метод исследования позволяет выявлять закономерно-
сти изменения статей баланса питательных элементов и дать им научное объ-
яснение. Результаты лизиметрических исследований вымывания питательных
элементов из почвы зависят от конструкции лизиметра, его глубины, наличия
растений, времени наблюдения и ряда других факторов, влияющих на вели-
чину просачивания.

В лизиметрических опытах часто применяют удобрения с мечеными
элементами питания. Например, результаты лизиметрических исследований,
проведенных в ВИУА на дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны с
применением стабильного изотопа 15И показали, что из внесенного удобре-
ния 30-60% азота используется растениями, 15-30% аккумулируется в поч-
ве, 10-30% теряется в результате газообразных потерь, и 1-5% вымывается в
грунтовые воды. При этом 2/3 потерь азота приходится на зимний период и
1/3- на летний.

Некоторые авторы полагают, что почва представляет собой саморегули-
рующуюся систему, в которой поддерживается равновесное состояние при-
хода и расхода минерального азота. При избыточном содержании азота он
удаляется из почвы в результате вымывания или денитрификации (Кудеяров,
1979).

Экспериментальные исследования на почвах различного гранулометри-
ческого состава показали, что просачивание воды и вымывание соединений
азота сильнее выражено на песчаных почвах, чем на суглинистых и глини-
стых. Следовательно, подвижность азота в почве зависит от ее гранулометри-
ческого состава.

Интересные результаты лизиметрических исследований на слабоокуль-
туренной дерново-подзолистой почве опытного участка «Снегири» Москов-
ской области были получены М.А. Бобрицкой (1963).

Лизиметрические исследования проводили с лизиметрами конструкции
Е.А. Шиловой, изготовленными из оцинкованного железа размером 0,5 х 0,5
м, установленными на глубинах 22, 45 и 85 см. Опыт длился 4 года (1958 -
1961) имел три агрофона бессменно: 1) чистый пар; 2) овес; 3) клевер
с тимофеевкой. В опыте вносили следующие удобрения: при закладке опыта
3 т извести и 30 т навоза в пересчете на 1 га. Ежегодно весной вносили
И^Р40К40 (в форме КС1, МН4МО3 и суперфосфата) в пару и под овес и Р40К40
под клевер с тимофеевкой. Потери азота на вымывание (средние за 4 года)
приведены в табл. 1.

Таблица 1

Содержание азота в лизиметрических водах, кг на 1 га

Мощность почвенного слоя, см	Агрофон		
	чистый пар	овес	клевер+тимофеевка
0-22	7,34	3,02	0,40
0-45	5,31	0,80	0,23
0-85	10,29	2,07	0,27

Данные табл. 2 показывают, что на дерново-подзолистых почвах с низ-
ким содержанием валового азота (0,11%) при внесении умеренных доз удоб-
рений значительные потери азота на вымывание происходят только в чистом
пару. Под покровом зерновых культур и многолетних трав эти потери несу-
щественны и компенсируются поступлением азота с атмосферными осадками
(около 4 кг на га).

Проведенный в этом и других опытах учет потерь других важнейших
элементов питания растений с глубины 85 см ( откуда питательные элементы
практически не используются растениями) составил (кг на га): азота- 13 (до
25 во влажные годы), кальция - 18, магния - 8, серы - 7, калия - 0,4 и фосфо-
ра 0,006. Наибольшие потери питательных элементов от вымывания наблю-
дались в почве под чистым паром.

Для фосфора многие исследователи отмечали незначительные потери на
вымывание: в лизиметрических водах обнаружены следовые концентрации
фосфора. Потери фосфора из почвы происходят при эрозионных процессах в
результате смыва и переноса ветром твердых почвенных частиц. Выщелачи-
вание фосфора на почвах среднего и тяжелого гранулометрического состава
обычно не превышает 1 кг/га, и лишь на легких и торфяных почвах достигает
3-5 кг/га.

Обобщив многолетние данные ряда авторов, работавших с неудобрен-
ными почвами в лизиметрах глубиной 1 м, Б. А. Голубев (1967) приводит
следующие величины потерь от вымывания (в кг/га): азота, -12,8, фосфора -
1,2, калия - 27,4, серы - 51,4, кальция - 46,8, магния 32,0, и окиси кремния -
46,8.

Контрольные вопросы и задания

1.	Задачи лизиметрических исследований.

2.	Основные конструкции лизиметров.

3.	Водный режим лизиметров.

4.	Применение лизиметрических методов в агрохимических исследова-
ниях.

5.	Вымывание питательных веществ из почвы и удобрений.
Глава 4. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТОВ

4.1.	Задачи статистической обработки

Основой всех экспериментальных исследований в агрономии является
выборочный метод исследования, когда по изучению небольшой группы объ-
ектов (растения, пробы почвы, учетные делянки или площадки для учета
урожайности и др.) делают заключение о всей изучаемой совокупности. Для
получения достоверных выводов необходимо, чтобы показатели, получен-
ные на основании изучения выборки, были близки к показателям всей сово-
купности изучаемых объектов. Эта близость достигается только в том слу-
чае, если выбранные для изучения объекты репрезентативны (представитель-
ны) для всей изучаемой совокупности объектов. Репрезентативность достига-
ется случайностью выбора, когда каждому объекту совокупности обеспечи-
вается равная вероятность попасть в выборку, достаточным объемом выборки
и правильным определением границ изучаемой совокупности.

Использование статистических методов для обработки результатов поле-
вых опытов началось одновременно с возникновением полевого эксперимен-
та. В России методы статистической обработки результатов полевых опытов
впервые использовал Д. И. Менделеев в 1867-1869 гг. В настоящее время
статистические методы в агрономии представляют область научного знания,
охватывающую планирование и анализ количественных агрономических экс-
периментов и наблюдений. С помощью статистических методов можно ре-
шить следующие вопросы:

1.	Определить среднее значение изучаемого признака.

2.	Вычислить степень изменчивости признака.

3.	Измерить величину и направление связей между различными призна-
ками.

4.	Установить достоверность полученных результатов.

5.	Сопоставить эмпирические опытные данные с теоретически ожидае-
мыми для выявления случайности или неслучайности степени отклонений
эмпирических данных от теоретических.

6.	Выявить долю влияния одного признака на другой.

Первичная обработка данных. В любом опыте неизбежны разного рода
ошибки. Ошибка - это расхождение между результатами выборочного на-
блюдения и истинным значением измеряемой величины.

Урожайность культуры в каждом варианте полевого опыта определяют
на основании учетов на нескольких повторных делянках этого варианта. При
этом результаты этих учетов не должны иметь большого разброса и соответ-
ствовать фактической урожайности изучаемого варианта. Разброс получен-
ных данных зависит от пестроты плодородия почвы. Чем больше пестрота
почвенного плодородия, тем больше разброс значений урожайности между
повторными делянками.
Оценка истинного значения результативного признака, например, уро-
жайности является одной из задач математической статистики. Ошибки мож-
но разделить на три группы: случайные, систематические и грубые.

Случайные ошибки - это ошибки, возникающие в результате неодно-
родности почвенного плодородия, индивидуальной изменчивости растений,
случайных механических повреждений и поражения болезнями растений, а
также большого числа других неизвестных факторов, эффекты действия ко-
торых нельзя выделить и учесть в отдельности. Таких ошибок полностью из-
бежать не удается, но при соблюдении всех агротехнических приемов и ме-
тодических требований к проведению полевого опыта их можно свести к ми-
нимуму.

Случайные ошибки действуют комплексно и независимо от изучаемых и
контролируемых в опыте факторов. Характерная особенность случайных
ошибок - их тенденция взаимно погашаться в результате приблизительно
одинаковой вероятности как положительных, так и отрицательных значений,
причем малые значения встречаются чаще, чем большие. Благодаря такой
тенденции к взаимному погашению разнонаправленных случайных ошибок
при обобщении данных и вычислении средних показателей погрешности
уменьшаются по мере увеличения числа наблюдений.

Систематические ошибки искажают измеряемую величину в сторону
завышения или уменьшения в результате действия вполне определенной по-
стоянной причины. В полевом опыте такой причиной часто является законо-
мерное варьирование плодородия почвы и устранить ее действие на результа-
тивный признак можно путем правильной методики постановки опыта. Сис-
тематические ошибки возникают также в тех случаях, когда в опытах не со-
блюден принцип единственного различия и одни варианты испытывают в
иных условиях, чем остальные, например, при использовании посевного ма-
териала разного качества. Такие ошибки действуют однонаправленно, т.е.
они завышают или занижают результаты опыта. Это приводит к тому, что
систематические ошибки в отличие от случайных не имеют свойства взаимо-
погашаться и, следовательно, целиком входят как в показания отдельных на-
блюдений, так и в средние показатели.

Различают три группы таких ошибок:

-	сплошная систематическая ошибка, захватывающая все варианты и по-
вторения опыта. Так как она одинаково изменяет все данные, то не влияет на
сравнимость разных вариантов. Если эта ошибка выявлена, она может быть
введена как поправка к результату;

-	систематическая ошибка, охватывающая все варианты одного или не-
скольких повторений опыта, обусловлена неодинаковым плодородием почвы
разных повторений. Если она определена ее можно исключить из общего
варьирования при обработке данных методом дисперсионного анализа;

-	систематическая ошибка, затрагивающая лишь некоторые варианты и
повторения опыта, обусловлена тоже неодинаковым плодородием почвы этих
вариантов и повторений по сравнению с остальными. Эта ошибка наиболее
опасна, так как нарушает сравнимость вариантов, искажает оценку действия
изучаемых факторов и снижает точность опыта.

Для того чтобы избежать систематической ошибки, необходимо деталь-
ное почвенное и агрохимическое обследование опытного участка, проведение
уравнительных и рекогносцировочных посевов, а также строгое соблюдение
методики проведения полевого опыта.

Грубые ошибки, или промахи возникают вследствие нарушения основ-
ных требований к полевому опыту, недосмотра или небрежного и неумелого
выполнения работ, а также ошибки при взвешивании или пересчете. Подоб-
ные ошибки не могут быть устранены и остается только забраковать испор-
ченный опыт. Избежать грубых ошибок можно продуманной тщательной ор-
ганизацией и проведением полевого опыта.

Необходимо подчеркнуть, что для математической обработки и получе-
ния обоснованных выводов можно использовать результаты только тех поле-
вых опытов, которые не содержат грубых и систематических односторонних
ошибок. Поэтому до ее проведения все такие ошибки должны быть выявлены
и устранены. Неустранимость случайных ошибок из данных полевого опыта
и возможность их количественной оценки приводит к тому, что все выводы
по результатам эксперимента имеют вероятностный характер. Цель стати-
стической обработки данных полевого опыта состоит в том, чтобы устано-
вить суммарное влияние на результаты исследований случайных ошибок и в
зависимости от этого оценить полученные в опыте данные.

При первичной обработке результатов полевого опыта прежде чем при-
ступить к статистической обработке и вычислению ошибки опыта, необхо-
димо провести агрономический анализ полученных данных. Он заключается
в сопоставлении фактической методики проведения опыта с его рабочей
программой. Тщательный агрономический анализ условий проведения опыта
и его результатов во многих случаях позволяет выявить грубые нарушения
методики, ошибки в определении учетной площади делянки, ошибки взвеши-
вания и другие грубые ошибки.

Опыты с нарушениями методики и техники, грубыми ошибками, иска-
жающими агрономическую сущность изучаемых вариантов, не представляют
ценности и полученные данные нельзя использовать в качестве каких-либо
аргументов и тем более бессмысленно обрабатывать их статистически. Такие
опыты бракуют.

После агрономической оценки, тщательного анализа методики и техники
проведения полевого опыта, проверки записей по первоисточникам (полево-
му и лабораторному журналам) приступают к первичной цифровой обработ-
ке экспериментальных данных.

Первичная обработка результатов полевого опыта включает:

1)	пересчет урожаев с площади делянки на урожайность с 1 га;

2)	приведение урожайности к стандартной влажности;
3)	составление таблицы урожайности.

При составлении таблицы урожайности, которую используют затем для
статистического анализа, необходимо придерживаться следующего принци-
па: основная масса чисел должна быть трехзначной. Если урожайность не
превышает 100 ц/га, поделяночные и средние урожаи записывают в таблицу с
точностью до 0,1, а если урожаи выражаются сотнями центнеров - с точно-
стью до 1 ц/га. В первом случае сотые, во втором - десятые округляют по
общепринятым правилам округления.

Всегда необходимо иметь четкое представление об абсолютной ошибке
применяемых методов исследования. Соответственно ошибке исходных на-
блюдений, которая определяется вариабельностью признаков и измеритель-
ной аппаратурой, должна быть и точность вычисления результатов экспери-
мента. Результаты вычислений не могут быть точнее, чем используемые дан-
ные. Поэтому излишняя точность представления результатов последующих
вычислений является признаком недостаточно четкого представления о точ-
ности исходных данных.

В каждом числе результатов вычисления нужно сохранять столько зна-
чащих цифр, чтобы сомнительным был только один последний знак.

Во всех промежуточных расчетах число значащих цифр должно быть на
порядок выше, чем их число в окончательном ответе. В этом случае есть уве-
ренность, что сами вычисления не вносят заметных ошибок, все статистиче-
ские характеристики, вычисленные с точностью, превышающей на один по-
рядок первоначальные данные, округляют до точности исходных измерений.

4.2.	Дисперсионный анализ

Причинно-следственные отношения между признаками и явлениями
сложны и многообразны, в процессе их изучения возникают самые различные
задачи, решение которых требует соответствующих методов количественного
анализа. Так, например, изучая влияние различных доз удобрений или сроков
и способов их внесения на урожайность сельскохозяйственных культур, ис-
следователю приходится учитывать целый комплекс факторов - регулируе-
мых и нерегулируемых в опыте, от которых зависит конечный результат -
урожайность растений.

Статистическая обработка полученных данных проводится для того,
чтобы по результатам исследований сделать правильные заключения, оце-
нить насколько точны и достоверны экспериментальные данные и в какой
мере на них можно основывать выводы и рекомендации. Одним из наиболее
совершенных методов статистической обработки, учитывающим специфи-
ческие условия проведения полевого опыта, является дисперсионный анализ
или анализ рассеяния.

Дисперсионный анализ широко используется для планирования экспе-
римента и статистической обработки его данных. Математическое планиро-
вание опыта в соответствии с требованиями дисперсионного анализа и стати-
стически обоснованная интерпретация его результатов являются обязатель-
ными условиями получения достоверных выводов из полученных опытных
данных. Именно статистически обоснованный план эксперимента определяет,
каким методом проводится математическая обработка его результатов. Со-
временный полевой опыт может быть правильно спланирован только на ос-
нове дисперсионного анализа. Он был разработан и введен в практику сель-
скохозяйственных и биологических исследований английским ученым Р.А.
Фишером в 1925 г.

В основе этого метода лежит идея сравнивать результаты полевого опы-
та не по средним арифметическим, а путем сравнения выборочных диспер-
сий, вернее их отношений с критическими значениями критерия Р (критерием
Фишера).

Сущность дисперсионного анализа состоит в вычленении из общего
варьирования результативного признака (урожайности) той части, которая
определяется влиянием изучаемых факторов (между повторениями), и второй
части (внутри повторений), которая связана с влиянием на результативный
признак всех остальных факторов, объединяемых в группу случайных факто-
ров. Предполагается, что если колебания (варьирование) урожайности по де-
лянкам, вызванное изучаемым в опыте фактором, превышает таковые, вы-
званные случайными факторами, то опыт считается достоверным.

Таким образом, на результатах любого сельскохозяйственного опыта,
помимо изучаемого фактора, сказываются пестрота почвенного плодородия,
неоднородность действия агротехнических приемов, индивидуальные осо-
бенности растений, а также ошибки, возникающие при использовании несо-
вершенных измерительных приборов, машин и техники.

Дисперсионный анализ включает следующие этапы:

1)	расчленение общей суммы квадратов отклонений и общего числа сте-
пеней свободы на части - компоненты, соответствующие структуре экспери-
мента;

2)	оценка значимости действия изучаемых факторов по критерию Р.
Преимущества дисперсионного анализа заключаются в следующем:

1.	Вместо индивидуальных ошибок по каждому варианту используется
обобщенная ошибка средних, которая опирается на большое число наблюде-
ний.

2.	Методом дисперсионного анализа можно обрабатывать данные про-
стых и сложных, однолетних и многолетних, однофакторных и многофактор-
ных опытов.

3.	Дисперсионный анализ позволяет избежать громоздких вычислений
при большом количестве вариантов.

4.	Можно сравнивать любые пары вариантов.

5.	Возможность не делать расчета до конца, если по критерию Р нет
существенных различий.
Наибольшая эффективность дисперсионного анализа отмечена для од-
нофакторных опытов. Особенности статистических моделей дисперсионного
анализа зависят от плана размещения вариантов в схеме опыта.

Для использования дисперсионного анализа необходимо выполнение
следующих условий:

1.	Нормальное распределение значений изучаемого признака в статисти-
ческой совокупности.

2.	Случайное размещение вариантов по делянкам в полевом опыте.

3.	Независимость выборок (вариантов).

4.	Отсутствие существенных различий между дисперсиями по вариан-
там.

Дисперсионный анализ позволяет дать одновременно оценку существен-
ности различий нескольких средних, например общую ошибку урожаев в
среднем для всего опыта и общую ошибку разности двух урожаев для любой
пары сравниваемых вариантов опыта.

В дисперсионном анализе используют понятие «число степеней свобо-
ды», оно всегда на единицу меньше, чем количество варьирующих величин,
по которым вычисляется средняя арифметическая. Например, для общего
варьирования число степеней свободы равно числу всех поделяночных уро-
жаев минус единица, для варьирования по вариантам - число вариантов ми-
нус единица, для рассеивания (варьирования по повторностям (повторени-
ям) - число повторностей минус единица, для остаточного варьирования -
разница между числом степеней свободы общего варьирования и суммой чи-
сел степеней свободы вариантов и повторностей.

Для установления достоверности действия изучаемых в опыте факторов
в среднем по опыту находят специальный критерий существенности Е (Фи-
шера). Различают Р-фактический и Р- табличный, Р-фактический равен от-
ношению среднего квадратического отклонения вариантов (дисперсия вари-
антов) к среднему квадратичному отклонению остатка (остаточная диспер-
сия):

_ Дисперсиявариантов

Р факт — ~	•

Дисперсияостаточная

Если Р-фактический больше Р- табличного, то опыт считается досто-
верным и можно находить достоверность различий между отдельными вари-
антами.

Статистическую обработку результатов полевого опыта начинают с
предварительной цифровой обработки: пересчитывают урожаи с делянки на
гектар, приводят показатели к стандартной влажности, вычисляют средние
урожаи (из показателей урожая по повторностям). Затем составляется табли-
ца урожаев. В таблицу вносят поделяночные урожаи или средние многолет-
ние, определяют сумму и средние по повторностям и вариантам. Затем про-
водят оценку точности полевого опыта (5* х о %) и определяют наименьшую
существенную разницу (НСР), т. е. разность между сравниваемыми показа-
телями, которая существенна (достоверна) при определенном уровне зна-
чимости. В агрономических исследованиях принят уровень значимости (Р1)
0,05 или 5%. При таком уровне значимости риск сделать ошибочное заклю-
чение составляет 0,05 или 5%. Наименьшая существенная разница с
уровнем значимости 0,05 обозначается сокращенно НСРо5-

Точность полевого опыта — это величина отклонения урожаев в силу
случайных ошибок опыта, выраженная в процентах к среднему урожаю по
опыту. Если средний урожай в опыте обозначить Хо, величину средней
случайной ошибки среднего 8х0, то точность опыта (5х0) математически
можно выразить в виде следующего соотношения:

5 ~о о/о- ^хюо.

X он

Для агротехнических опытов принята допустимой точность 4-8%,
при испытании сортов различных культур 2-4%, для мелкоделяночных
опытов 2-3%, а для полевых и лабораторных наблюдений и анализов не бо-
лее 1-3%.

Кроме статистического показателя точности, для полевых опытов сле-
дует определять достоверность. Для характеристики достоверности поле-
вых опытов используют значение наименьшей существенной разницы (НСР)
с определенным уровнем значимости. При уровне значимости 0,05 значе-
ние наименьшей существенной разницы равно примерно утроенной ошибке
среднего (НСР05 ® 35хои).

Разницу между средними урожаями или другими показателями при-
знают достоверной или существенной, если она равна или превышает НСР05.

Рассмотрим технику и порядок расчетов на конкретном примере.

Возьмем полевой опыт, в котором определяли эффективность примене-
ния удобрений под картофель. Обозначим общее варьирование (изменчи-
вость) поделяночных урожаев Су , варьирование вариантов Су, варьирование
повторностей Ср, случайное варьирование С2. Общая изменчивость урожая
может быть представлена формулой:

Су = СУ + Ср + СУ + с2.

Цифровую обработку ведут в такой последовательности: составляют
таблицу урожаев, вычисляют среднее по вариантам и средний урожай по
опыту (табл.2).
Таблица 2

Вариант опыта	Урожай по повторностям				Сумма по вариантам	Среднее по вариантам
	1	2	3	4		
Без удобрений	107	103	114	80	404	101
Уд? РбО КбО	194	237	219	138	788	197
Навоз 40т/га	193	214	205	148	760	190
Сумма по повтор- ностям Р	494	554	538	366	.. *	= 1952  = 162,7

Следует проверить правильность вычислений. Для этого подсчитыва-
ют сумму урожаев по вариантам Е (ЕУ) и по повторностям Е (Ер)- В ре-
зультате должно получиться одно и то же число - общая сумма всех поде-
ляночных урожаев Если эти суммы не совпадают, значит допущена
ошибка. Ее следует найти и устранить.

Среднее по вариантам X находят путем деления соответствующих
сумм на V на число повторностей п. Средний урожай по всему опыту опре-
деляют путем деления общей суммы урожаев ЕХ на общее число делянок в
опыте, которое равно произведению числа вариантов Е на число повтор-
ностей п. Средний урожай по опыту выражается формулой:

——	или

Ьп

X

Выбирают произвольное начало А, условное среднее целое, хорошо
запоминающееся и близкое к среднему по опыту урожая (в данном приме-
ре А=160, так как среднее = 162,7). Составляют вспомогательную расчет-
ную таблицу (табл. 3) отклонений поделяночных урожаев X от произволь-
ного начала А. Затем находят суммы отклонений по вариантам Е?а и пол-
ную сумму отклонений Е(Х-А). Если вычисления сделаны правильно, то в
результате сложения всех сумм по вариантам и по повторностям получится
одно и то же число. Все полученные отклонения и суммы отклонений воз-
водят к квадрат.

Вычисляют суммы квадратов отклонений для различных видов варь-
ирования.

Общее число наблюдений 1У=Зх4=12.

Корректирующий фактор

ЕЕ(А--Л)]2

1*п

1024

12

= 85,3.
Таблица 3

Таблица отклонений и квадратов отклонений (произвольное начало А-160)

	Отклонение от произ- вольного начала (Х-А)				А	Квадраты отклонений (Х-А)2				
	1	2	3	4		1	2	3	4	
I	-53	-57	-46	-80	-236	2809	3249	2116	640	55696
II	34	77	59	-22	148	1156	5929	3481	484	21904
III	33	54	45	-12	120	1089	2916	2025	144	14400
ЕРа	14	74	58	-114	Е(Х-А)= =32	196	5476	3364	12996	Е(х-А)2= =1024

Общее варьирование

Су=1(Х-А)2-С=(2809+1156+1080+... + 144)-85,3=31712,7.

Варьирование повторностей

СР= 1(1 Ра)2: Е-С=(196+5476+3364+129936):3-85,3=7258,7.

Варьирование вариантов

Су = Ш V А)2 : п -С=(55696+21904+14400):4-85,3=22914,7

Случайное варьирование

С2=СУ-(СР+СУ)=31712.7- (7258.7+22914.7)=1539.3/

Определяют ошибку среднего или опыта 8хт и показатель точности
опыта 8х0% по следующим формулам :

I С2 I 1539,3 о .

^п*(/-1)*(п-1) \4(3-1)(4-1)

Точность опыта =-^-*100=	* 100 = 4,9%.

Хо 162,7

Затем рассчитывают наименьшую существенную разницу НСР05, и
критерий существенности (Г). Если число степеней свободы для дисперсии

ошибки, т.е. произведение (/-1) (п-1) больше 12, то значит НСР05 =3	.

Если же это произведение меньше 12, как в данном примере, то для полу-
чения критерия существенности перед ошибкой среднего используют-
ся следующие коэффициенты:

Таблица 4

Число степеней свободы	3	4	5	6-7	8-9	10-12
Коэффициент	4,5	3,9	3,6	3,4	3,2	3,1

Для нашего примера число степеней свободы (/-1) (п-1) = (3-1)(4-1)=6
и коэффициент перед <$’х=3,4.
НСР05 = 3,4 х $ХО =3,4 х 8=27,2 ц в пересчете на гектар.

Таким образом, разности между средними урожаями по вариантам
существенны (достоверны), если различие в урожае больше данного числа,
и несущественны (недостоверны), если различия урожая меньше данного
числа.

Затем составляют сводную таблицу средних урожаев и включают в
нее 2 статистические характеристики: точность опыта % и критерий
существенности НСР05 (табл.5).

Таблица 5

Влияние удобрений на урожай клубней картофеля, ц/га

Вариант опыта	Урожай (средний по повторностям)	Прибавка урожая по отношению к контролю
Без удобрений (контроль)  Уд? РбО КбО  Навоз 40 т/га	101  197  190  НСР05 = 27,2 ц/га  8 Хо =4,9%	96  89

Минимальная достоверная разница между средними урожаями

по вариантам опыта в данном примере должна составлять не менее
27,2 ц в пересчете на гектар. Прибавка же от внесения 40 т навоза - 89 ц. В
том и другом случае она больше 27,2 ц, следовательно, при внесении ми-
неральных удобрений, как и навоза, в данном опыте получены достоверные
прибавки урожая. Что касается различия в эффективности навоза и мине-
ральных удобрений (197-190)=7 ц в пересчете на гектар, то оно фактически
несущественно (разница здесь меньше НСР05 = 27,2 ц/га). Следовательно, в
данном случае нет объективных оснований делать заключение о преиму-
ществе минеральных удобрений перед навозом. Различия находятся в пре-
делах точности опыта.

Для статистической обработки результатов многофакторных опытов
следует использовать многофакторный дисперсионный анализ с разложе-
нием общего варьирования вариантов на компоненты: главные эффекты
изучаемых факторов и их взаимодействие (Сд, Св, Сдв и т.д.).

Математические методы обеспечивают возможность вскрыть механизмы
и сущность изучаемых явлений, установить наличие связи между ними. Ма-
тематическая обработка результатов полевых и вегетационных опытов позво-
ляет экспериментатору извлечь максимум информации из полученных дан-
ных, оценить существенность различий между вариантами опыта, установить
коэффициенты уравнений регрессии и производственных функций урожай-
ности. Кроме того, математическая статистика является активным средством
планирования эксперимента. Принципиальным ее требованием является рен-
104
домизация неконтролируемых условий опыта, а статистически обоснованный
план эксперимента определяет метод математического анализа полученных
результатов.

Грамотное использование математических методов предполагает опре-
деленную последовательность этапов: 1) дается четкая формулировка задачи
исследований в терминах агрономии; 2) осуществляется формулировка по-
ставленной задачи в терминах математической статистики; 3) выбирается
пригодный для поставленной задачи метод исследований; 4) проводятся все
необходимые измерения и вычисления; 5) на основе полученных результатов
делаются выводы в терминах математической статистики; 6) полученные вы-
воды формулируются на языке агрономии.

4.3.	Корреляция и регрессия в агрономических исследованиях

Дисперсионный анализ данных урожайности позволяет определить точ-
ность опыта и достоверность (доказуемость) испытуемых вариантов. Не ме-
нее важной задачей в исследованиях является установление взаимосвязи
урожайности с факторами, влиявшими на нее. Множественной корреляцией
называют такую, когда исследуют связь урожайности с несколькими факто-
рами, например с содержанием азота, фосфора, калия и других элементов в
почве.

По форме корреляционная связь может быть прямолинейной и криволи-
нейной, по направлению - прямой и обратной. Под прямолинейной корреляци-
ей понимают такую зависимость, когда с увеличением средней величины ре-
зультативного признака (урожайности) увеличивается средняя величина дру-
гого (содержание азота в почве) или, наоборот, с увеличением одного при-
знака уменьшается средняя величина другого. В первом случае величина на-
зывается прямой или положительной, во втором- обратной или отрицатель-
ной.

При определении тесноты связи в агрохимических исследованиях ре-
зультативный признак (урожайность) принимают за У (функция), а признаки,
с которыми устанавливается связь, обозначают индексом X (аргумент). Связь
между функцией и аргументом выражают уравнением регрессии, или корре-
ляционным уравнением. При простой регрессии уравнение имеет вид Т=/(х),
а при множественной Т=/(х, г, г).

Для оценки тесноты (силы) связи вычисляют коэффициент корреляции и
корреляционное отношение. При высокой тесноте связи рассчитывают урав-
нение регрессии, по которому можно предсказать значение результативного
признака (урожайности) в зависимости от факториальных признаков.

Ниже приводится пример установления прямолинейной зависимости
между урожайностью яровой пшеницы (У) и содержанием нитратного азота в
почве перед посевом (X).
1.	Составляют таблицу, в которую вносят средние значения урожайности
(функция, У) и средние значения содержания нитратного азота в почве (аргу-
мент, X).

2.	Суммируют значения У и X, т. е. получают ^У и ^Х.

3.	Вычисляют средние значения у и х, разделив ^У на I и 'ХХ и на /.В
данном примере у = 104,8:5 - 20,96, х = 16,44; 5 = 3,29.

4.	Вычисляют отклонения урожайности и содержания азота от средних
величин. Сумма положительных и отрицательных величин должна равняться
нулю: е(у-у)=0, х(у-х)=0

5.	Отклонения от средней возводят в квадрат, освобождаясь от знаков
«+» и «-», получая (у - у)2 и (х - х)2.

6.	Суммируют квадраты отклонений, получая у(у-у)2 = 212,8 и
е(у-х)2 =12,37

7.	Находят произведения средних отклонений и их сумму:

1(у-у\х-х) = 48,92

Коэффициент корреляции, обозначаемый индексом г, находят по форму-
ле:

ъ{у-у\х~х) 48,92	48,92

г =---— =---------------------=-------= 0 95

^(у-у^Х-х)2 л/212,18-12,37 726246

Коэффициент корреляции является безмерной величиной, изменяющей-
ся в интервале - 1 < г< + 1. Считается, что при г< 0,3 корреляционная зави-
симость между признаками (функцией и аргументом) слабая, при г =0,3 -0,7
— средняя, а при г > 0,7 — сильная.

Таблица 6

Установление корреляционной зависимости между урожайностью яровой пше-

ницы и содержанием нитратного азота в почве

Вариант опыта	Урожай- ность, ц/га (У)	Содержа- ние М-МУ мг/кг (X)	Отклонение от средней		Квадраты откло- нений		Произве- дение (у-у)х х (х - х)
			у-у	X — х	/ — \2 (у-у)	/	— \2  (X- х]	
1.Без удобрений	12,7	1,82	-8,26	-1,47	68,22	2,16	12,14
2.Р6ОКбо (фон)	15,2	1,87	-5,76	-1,42	33,17	2,01	8,17
З.Фон+Кзо	20,4	2,65	-0,56	-0,64	0,31	0,40	0,35
4.Фон+Кбо	26,8	4,15	5,84	0,86	34,10	0,73	5,02
5.Фон+К9о	29,7	5,95	8,74	2,66	76,38	7,07	23,24
Сумма Среднее	(1у)=104,8 (у) =20,9	(1х)=16,44 (т = 3,3)	0	0	212,18	12,37	48,92
В нашем примере связь между урожайностью яровой пшеницы и содер-
жанием нитратного азота сильная (табл. 6).

Для оценки надежности выборочного коэффициента корреляции вычис-
ляют его ошибку и критерий существенности.

Стандартную ошибку коэффициента корреляции определяют по форму-
ле:

где г-коэффициент корреляции; п- число выборки, т.е. пар значения (5).

Критерий существенности коэффициента корреляции рассчитывают по
формуле:

,,=-^=“^ = 5.9

8Г 0,17

Если С факг>Е теор,то корреляционная связь существенна, и наоборот, 1г
Факт< Етеор- несущественна.

Теоретическое значение критерия 1 находят по таблице Стьюдента, при-
нимая 5%-ный уровень значимости (см. приложение 5). Число степенней
принимают равным п-2=3.

В приведенном примере Сеор=3,18, т.е. меньше, чем 1факт, следовательно,
связь существенна.

Не менее важным показателем при корреляционном анализе является ко-
эффициент детерминации (с1уХ), который получают возведением в квадрат ко-
эффициента корреляции (г2). Он показывает долю в процентах тех изменений,
которые зависят от изучаемого фактора. В приведенном примере коэффици-
ент детерминации б/1А=90%. Урожайность яровой пшеницы на 90 % зависела
от содержания азота в почве и на 10%- от других факторов.

Коэффициент корреляции указывает на тесноту связи между изучаемы-
ми признаками, но не позволяет судить, как изменяется функция (У) при из-
менении аргумента на единицу измерения Это можно решить с помощью
регрессионного анализа.

Уравнение линейной регрессии У на X имеет вид:
у = У-Ьух(х-х),

где х и у - средние арифметические для ряда Хи У; Ъух- коэффициент
регрессии У по X.

Коэффициенты регрессии вычисляют по формулам:

’ Щ-Д 12,37
Ъ

ух

12

212,18

= 0,23.

Произведение коэффициентов регрессии равняется квадрату коэффици-
ента корреляции: ЬухЬху=г2=3,95-0,23=0,9.

Ошибку коэффициента регрессии вычисляют по формулам:

= 0,17	=2,8;

V 12,37

Подставив найденные значения в уравнения линейной регрессии, вычис-
ляют уравнение прямой линии У=20,9+3,95 (Х-3,29)=7,96+3,95Х.

По уравнению линейной регрессии корреляционная связь может быть
изображена графически. На графике откладывают точками значения аргумен-
тов (X) без учета каких-либо поправок на ошибки, полученные при расчетах
коэффициента регрессии. Точечная диаграмма при коэффициенте корреляции
>0,7 может показать сильный разброс индивидуальных значений аргумента и
не дает возможность провести прямую линию по ним, а следовательно, точно
определить результативность признака К Теоретическое значение линии рег-
рессии находят по рассчитанному уравнению регрессии, подставляя значения
признакаXв формулу; в приведенном примере У= 7,90 + 3,95Х.

Х(факт.)	1,82 1,87 2,65 4,15 5,95

У(теор.)	15,1 15,3 18,3 24,3 31,4

Построив график уравнения простой линейной корреляции и имея циф-
ровые показатели аргумента (X), можно рассчитать ожидаемую урожайность
культуры; однако при этом следует учитывать другие факторы, одновремен-
но влияющие на нее.

4.4.	Множественная линейная корреляция и регрессия

Корреляция называется множественной, если на величину результатив-
ного признака (урожайность) одновременно влияют несколько факторов.
Простой формулой множественной связи является линейная зависимость ме-
жду тремя и более признаками, когда один из них, например, урожайность,
рассматривается как функция (У), а два другие - как аргументы (X и 7).

Вычисление коэффициентов множественной корреляции и уравнения
регрессии более сложно, чем при простой линейной корреляции, требует
большого внимания и тщательности в расчетах. Ход вычислений коэффици-
ентов множественной корреляции рассмотрим на примере с урожайностью
яровой пшеницы (У), содержанием нитратного азота в почве перед посевом
(X) и содержанием белка в зерне (2). Расчеты следует проводить в следую-

щем порядке.

1. Находят отклонения от средних значений, отклонения возводят в
квадрат и суммируют: у(у-у)2 = 212,2;	= 12,4; Е^-г)2 =2,0.

2. Находят произведения отклонений и их суммы:

у(у-у)- (х-х)= 48,8; х(х -х\г - г) = 1,8; у{у-у\г -г)= 12,6

3. Как и при вычислении простой линейной корреляции, находят коэф-
фициенты корреляции между У и X, У и 2, Хи 2 и их квадраты:

Г - ух	_ У\У-у\Х-х) =	48,8  7212,2-12,4	• • ”	’ ’
г -  У2	- \	\ ~ 1		 °’62; % ~ °’38;  7212,2-2,9
Г -  Х2	=	, 1,8	= 0,37;	= 0,14.  Л(х-х^(х-2^ л/12>4‘2>°

4.	В качестве меры тесноты линейной связи трех признаков используют
частные коэффициенты корреляции, обозначаемые гху.2; Гщ^Гуг-х. Частный ко-
эффициент корреляции- это показатель, измеряющий степень сопряжений
двух признаков из множества (в приведенном примере из трех), он позволяет

установить корреляцию между двумя признаками при постоянном значении
третьего. Частные коэффициенты корреляции рассчитывают по формулам:



Х2 у2

0,95-0,37-0,62 = 0 99.

= 0,98;

Ху у2

0,62-0,95-0,37 = 0 93.

= 0,86;

0,37-0 95-0,62 = _0 9.

= 0,80.

2

2

2

В индексах буквы перед точкой указывают, между какими признаками
изучается зависимость, а буква после точки - влияние какого признака ис-
ключается.

5.	Частные коэффициенты детерминации находят путем возведения в
квадрат частных коэффициентов корреляции: й/ху.2= 96 %; <%2.х = 74%; <4Х2у =
64%

6.	Ошибку и критерии значимости частной корреляции определяют так
же, как и при парной корреляции:

2	I------

1-0,98

= 0,08; 7,

5,

п - 2

3

г	0 99

_ ху-г _ у,уу _ 12 /|
факт 8Г	0,08

Теоретическое значение /берут из приложения 5.
8Г

'у

8Г

п-2

11-0,86
3

11-0,80

3

= 0,22;

= 0,26;

факт

факт

^ = 3,91;
0,22

® = 3,08.
0,26

8

8

7.	Вычисляют по формулам множественные коэффициенты корреляции
трех переменных, т. е. показатели тесноты линейной связи между одним из
признаков (буква индекса перед точкой) и совокупностью двух других (буквы
индекса после точки):

о 1^+^	/0,91 + 0,4-2-0,95-0,37-0,62 п оо

— ,----------;-----— ----------------------------—

У }	1-< V	1-0,38

=0,98; 6?^ =96%.

о	_ /0,91 + 0,14 - 2 - 0,95 - 0,37 - 0,62 _ . ..

-Л	- I	-)	л!

V	1-^2	V	1-0,14

С. =0’98; ^=96%.

„ _	_ /0,14 + 0,38-2-0,95-0,37-0,62 _ . . .

Л7 П» « I	Э	- I	^5^^?

V	V 1-0,91

С =0,88; ^=88%.

Квадрат коэффициента множественной корреляции называется коэффи-
циентом множественной детерминации. Он показывает долю вариации зави-
симой переменной под воздействием изучаемых факторов.

8.	Значимость множественной корреляции оценивается по Р-критерию:

_ Р2 Ги-АО
факт = 1-л4'ьо/

где п — объем выборки; к — число признаков.

В нашем примере

р	- °’96 1	5-3	- ?4-
Гфакт(х-уг)	। _ д	|	чЗ-1,	
г,	0,96 /	Л5-3Л	
Гфакт(у-хз) | _ д дд /	<3-1,	| = 24;
0,88 (	У-з)	
Гфакт(г-ху)	। _ д $$	.3-1)	= 7,3.

Теоретическое значение Г-критерия берут из приложений 2, 3 (в зависи-
мости от принятого уровня значимости).

Математическое уравнение для прямолинейной зависимости между тре-
мя переменными называется множественным линейным уравнением плоско-
сти регрессии и имеет следующий вид:

У=а + Ь1Х+Ь22,
где У (функция)— зависимая переменная; а— общее начало отсчета; Ь] и
62 — коэффициенты частной регрессии; X, 7 (аргументы)— независимые пе-

ременные.

Коэффициент Ь] показывает, на какую величину увеличивается У при
каждом увеличении на одну единицу X при постоянном значении 2; коэффи-
циент 62 показывает, на какую величину увеличивается У при увеличении 2
на единицу при постоянном значении X. Коэффициенты Ь] и Ьг вычисляют по
следующим формулам:

е(/ - г)2 е(у - х\у -у)- е(у - х\2 - ?)е(у ~ у\? - г) _ 20-48,8-1,8-12,6

х(х-х)2	-г)2-[е(у-х)(7-7)]2	12,4 - 2 — (1,82)2

е(х - х)2 е(у - у\г - г)- е(х - х\г -	- х\у - у) _ 12,4-12,6-1,8-48,8 _

у(х-х)2~^)2-[е(х-х)(7-7)]2	12,4 - 2 — (1,82)2

Общее начало а = у-Ьхх-Ь2г = 20,96-3,5-3,24-3,2-14,2 = -34,5.

Уравнение регрессии: У = а + ЬГХ + Ь22 = -34,5 + 3,5У + 3,27.

Подставляя в уравнение регрессии значения Хи 2 (табл. 7), получаем ко-
ординаты точек (урожайности) для построения линий.

Математические уравнения парной и множественной регрессии, по-
строение графиков возможны тогда, когда корреляционная связь более 0,7,
при слабой тесноте связи между функцией и аргументом уравнение регрес-

сии рассчитывать не имеет смысла.

Таблица 7

Урожайность яровой пшеницы (ц/га), рассчитанная по уравнению
Т=-34,5+3,5Х+3,2Х

X, %	X: М-МОз, мг/кг почвы			
	1,8	2,6	4,1	5,9
13,4	14,7	17,8	22,7	29,0
13,5	15,0	21,8	23,0	29,3
14,8	19,2	22,0	27,2	33,5
14,9	19,3	22,3	27,5	33,8
14,0	16,6	19,4	24,6	30,9

Контрольные вопросы и задания

1.	Виды ошибок.

2.	Кривая нормального распределения.

3.	Доверительный интервал.

4.	Основные статистические характеристики.

5.	Методы дисперсионного анализа.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.	Кирюшин Б.Д., Усманов Р.Р., Васильев И.П. Основы научных исследований в аг-
рономии. М.: КолосС, 2009. - 398с.

2.	Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки
результатов исследований). М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с..

3.	Моисейченко В.Ф., Заверюха А.Х., Трифонова М.Ф., Ещенко В.Е. Основы науч-
ных исследований в агрономии. М.: Колос, 1994.-336 с.

4.	Моисейченко В.Ф., Заверюха А.Х., Трифонова М.Ф. Основы научных исследова-
ний в плодоводстве, овощеводстве и виноградарстве. М.: Колос,1994.-383 с.

5.	Глуховцев В.В. Практикум по основам научных исследований в агрономии: учеб,
пособие для вузов /В.В. Глуховцев, В.Г. Кириченко, С.Н. Зудилин. -М.: Колос, 2006,- 263
с.

6.	Литтл Т.,Хиллз Ф. Сельскохозяйственное опытное дело. Планирование и анализ.
/Пер. с англ. М.: Колос, 1981. - 319 с.

7.	Методика выполнения выпускной квалификационной (дипломной) работы: Учеб,
пособие / Под общ. ред. Л.С. Фастюкова. М.:РГАЗУ, 2002. 84 с.

8.	Методика полевого опыта в овощеводстве и бахчеводстве / Под ред. В.Ф. Белика.
М.: Агропромиздат,1992.

9.	Опытное дело в полеводстве / Под ред. Г.Ф. Никитенко. М.: Россельхозиздат, 1982.

10.	Пирс С. Полевые опыты с плодовыми деревьями / Пер. с англ. М.: Колос, 1969.
244с.

11.	Пискунов А.С. Методы агрохимических исследований. - М.:КолосС, 2004. -312 с.

12.	Яковлев В.Б. Статистика. Расчеты в Мюгозой ЕхсеГ - М.:КолосС, 2005.

13.	Руководство по среднемасштабному картографированию почв на основе ГИС
/Под ред. М.С. Симаковой. М., 2008,- 242 с.

14.	Орошение и применение удобрений в Нечерноземье РФ. Сычев В.Г., Кузнецова
Е.И. и др. -М., ЦИНАО, 2004. - 276 с.

15.	В.Ф. Вальков, К.Ш. Казеев, С.Н. Колесников. Почвоведение. М.: Март,2006. -
495 с.

16.	Кузнецова Е.И. Проектирование, экономическая эффективность и прогнозирова-
ние новых способов полива: учеб.-метод, пособие. М.:РГАЗУ, 2009. - 60 с.
Приложение

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

(по Кирюшину Б.Д., 2009)

Абсолютная ошибка (аЬ8о1Ше еггог)* - разница между истинным и фактически
наблюдаемым значениями.

Абсолютное отклонение (аЪзоййе бсхпайоп) - среднее отклонение по модулю,
отношение суммы всех отклонений по модулю к числу отклонений.

Автокорреляция (аШосогге1айоп) - стохастическая вариация признака во време-
ни.

Автоматическая классификация, или кластерный (классификационный)
анализ (с1и81ег апа1у818), - автоматическая (компьютерная) группировка данных по
близости значений признаков.

Аддитивность, или слагаемость (аййШуйу), - равенство совместного эффекта
изучаемых факторов сумме отдельных эффектов этих факторов.

Алгоритм (а1§опйнп) - схема описания правильной последовательности расче-
тов.

Арифметическая или выборочная средняя (агййтейс теап, ауега§е) - среднее
значение объектов выборки по какому-либо признаку.

Асимметрия, или скошенность (зкемтезз), - несимметричность кривой распре-
деления, т.е. левая сторона крутая, а правая- пологая или наоборот.

Аттрибут (айпЬШе) - признак, свойство или качество.

Бартлетт-тест (ВагЙей’з 1681) - статистический тест на независимость дисперсий
(принадлежность к одной генеральной совокупности) или соответствие нормальному
распределению.

Биологическая модель (Ь1о1о§1са1 тос1с1) - отражение природы и характера дей-
ствующих в опыте факторов с учетом поставленной проблемы.

Биоэссей (Ыоаззау) - испытание активных веществ или препаратов на живых ор-
ганизмах.

Блок (Ыоск) - территориальная единица опыта, аналог повторения или его части
(шсотркЫ Ыоск), включающий и е менее двух вариантов.

Вариант (уапагИ ог ТгсаПпсШ) - изучаемый вид растений, сорт, удобрение, пести-
цид, другие факторы и условия жизни растений или их дозы, агротехнические приемы,
технологии и т.д.

Вариация (уапайоп) - дисперсия или рассеянность, с одной стороны, а с другой
- изменчивость, или вариабельность (уапаЫШу), свойство отдельных объектов (осо-
бей) отличаться друг от друга по тем или иным признакам.

Выборка (затрк) - часть объектов совокупности (выборочная совокупность),
подвергнутых непосредственному учету, измерению.

Выключки (соггесйоп оп р1о1 81хе) - часть площади делянки, исключенная из
учета в связи с выпадами или повреждениями растений, обусловленными неизучаемым
фактором.

* -В скобках даны английские аналоги терминов.
Гипотеза нулевая - предположение об отсутствии различий в совокупности на
основе исследования выборки; гипотеза альтернативная, или рабочая, - противополож-
ность нулевой (йуробзезхз: пн11, айсгпайус).

Гипотеза статистическая - предположение о закономерностях распределения
значений признака в совокупности (81аЙ8Йса1 йуройзезе).

Гистограмма (1Й81о§гат ог 81пр сИаП) - столбчато-слитный график, характери-
зующий численность (частоту встречаемости) отдельных значений по группам боль-
шой выборки; графическое представление интервального вариационного ряда; сово-
купность сомкнутых прямоугольников, где основанием служит классовый интервал, а
высотой - численность класса.

Группировка, или классификация (с1а881йсайоп), - расщепление большой вы-
борки на классы по какому-либо признаку.

Данные (с!а1а) - совокупность результатов научного исследования в цифрах.

Дата (уа1не) - отдельное значение изучаемого признака.

Делянка (р1о!) - элементарная территориальная единица полевого опыта; опыт-
ная, или посевная, делянка, на которой проводят все работы, предусмотренные техно-
логией возделываемой культуры и программой исследований; учетная делянка (у1еШ
р1о!) - опытная делянка минус защитка, предназначена для проведения учетов и отбо-
ра образцов.

Дисперсионный анализ, или анализ вариации (уапапсе апа1у818) - метод стати-
стической оценки опытных данных, сгруппированных по строкам и колонкам с целью
разложения общей вариации данных и степеней свободы по источникам вариации или
компонентам опыта (минимум двум: изучаемые варианты и случайный фактор) и
оценки существенности различий по /?-критерию, отношению дисперсии* вариантов к
дисперсии* ошибки.

* С позиции строгой математики, оценки дисперсии, или среднего квадрата от-
клонений в совокупности.

Дисперсия (уапапсе) - рассеяние или разброс в общеупотребляемом смысле и
статистический параметр (характеристика), представляющий средний квадрат (шеап
зднаге) отклонений отдельных значений совокупности (выборки) от генеральной (вы-
борочной) средней.

Доверительная вероятность (сопййепсе ргоЪаЪййу), - или статистическая дос-
товерность, равна разности: Р =100 - а.

Доверительный интервал (сопйбепсе пйегуа!, с. йшйз) - область нахождения
отдельных значений признака или средней генеральной совокупности с заданной веро-
ятностью.

Дробный учет, или слепой опыт (ЪйпсИбИ огсйппту ехрептеп!), учет урожая
культуры сплошного посева по площадкам перед закладкой опыта с целью рекогнос-
цировки варьирования плодородия почвы.

Защитная полоса, или защитка (рго!есйуе 81прз), - боковые (по длине) и конце-
вые или лобовые (по ширине) части опытных делянок для предохранения учетной
площади от краевых воздействий (таг§ша1 ейес^з) или случайных факторов.

Значимость, или существенность (81§шйсапсе), - уровень значимости, вероят-
ность, или риск сделать ошибочное заключение на основе выборки (научного исследо-
вания, опыта).
Квантили (диапйк ог йасШе) - равные части ранжированного ряда. Медиана,
квартили, децили и центили делят ряд на 2, 4 100 равных частей. Числовыми выраже-
ниями служат пограничные значения двух соседних частей.

Ковариационный анализ (соуапапсе апа1у818) - тройной дисперсионный анализ
(анализ вариации значений х, у и их произведений ху) плюс регрессионный анализ у
на х с целью устранения влияния коварианты и повышения точности сравнения сред-
них.

Ковариация (соуапайоп) - совместная вариация двух признаков, рассчитывают
как сумму произведений отклонений СП (соуапапсе) отдельных значений х и у от сво-
их средних.

Контроль (соп!го1- ог §1апс1агс1) - вариант (варианты) опыта, где отсутствует изу-
чаемый фактор; абсолютный контроль - нулевой вариант - традиционный, или широ-
ко известный прием (сорт)- база сравнения для новых приемов (сортов).

Корректирующий фактор (соггесйоп Гас1ог) - коэффициент, или множитель, для
преобразования исходных данных путем умножения.

Корректирующий (вычитаемый) член (соггесйоп 1егт) - поправка со знаком
минус, устраняющая отклонение фактического результата от его истинной величины.

Корреляционная матрица (согге1айоп та!пх) - упорядоченная совокупность ко-
эффициентов множественной корреляции.

Корреляционное отношение (согге1айоп гайо) - показатель тесноты (силы) связи
как линейной, так и криволинейной, двух признаков.

Корреляционный анализ, или анализ корреляции (согге1айоп апа1у818) - все
методы изучения силы (тесноты) стохастической (вероятностной) связи между призна-
ками количественной изменчивости: коэффициент корреляции (линейная зависи-
мость), корреляционное отношение (криволинейная зависимость) и корреляционная
матрица (множественная зависимость).

Корреляция (согге1айоп) - вероятностная связь одного признака с другим (про-
стая) или одного с несколькими другими (множественная), определяемая в среднем
для достаточного большого числа наблюдений. В общедоступном смысле корреляция
- это когда изменения одного признака вызывают изменения другого. Чем больше эти
изменения, тем сильнее корреляционная связь. Асимптотическим пределом корреля-
ции является функциональная связь или причинно-следственная зависимость.

Коэффициент, или индекс, детерминации (соеГйшеп! оГ бе1епптайоп) - квадрат
коэффициента корреляции, доля (%) изменений зависимой переменной У, обусловлен-
ная изменениями X.

Коэффициент корреляции (согге1айоп соеГйшеп!) - показатель тесноты (силы)
линейной связи двух признаков. Варьирует в пределах от-1до1:-1<г<1 (не округ-
лять до 1, а брать 3-ю значимую цифру после запятой). Корреляция считается сильной
при г > 0,70 и слабой при г < 0,50.

Коэффициент регрессии (ге§ге88юп соеГйшеп!) - количественная мера связи,
которая показывает, насколько изменится зависимая переменная У (в своих единицах),
если Xизменится на единицу измерения.

Кривая (снгуе) - графическяа форма зависимости признаков; теоретическая кри-
вая строго подчиняется математической формуле, эмпирическая - связывает точки
фактических наблюдений; расчетная - кривая, получаемая по уравнению регрессии.

Критерий Крускаль-Уоллиса, или 27-критерий (КгизкайАУаШз НХезУ), - крите-
рий для множественных сравнений средних в опыте (ранжированные НСР), отличается
от критерия Тьюки большими значениями.
Критерий (метод) Тьюки (Тикеу 8 1е81 ргосебше) - ранговый критерий для мно-
жественных сравнений ранжированного ряда опытных средних одинаковой повторно-
сти. Расчетную величину получают из отношения разности любой пары средних к
обобщенной ошибке средних (ошибке опыта).

Критерий (метод) Шеффе (ЗсИсйс 8 ргосебнге) - ранговый критерий для множе-
ственных сравнений как отдельных средних разной повторности, так и их групп раз-
ной численности на основе контрастов. В отличие от критерия Тьюки обладает мень-
шей разрешимостью (выше порог существенности).

Критический порог Тьюки, или Я.5’О-критерий (Н8В-1С81 копе81 81§тйсап! сНГ-
Гсгспсс), тест на существенность разности между двумя средними, уточняет величину
НСР для отдельных пар ранжированного ряда средних.

Латинский квадрат (1айп зднаге) - план опыта, где число вариантов равно по-
вторности (у=и). Двойной набор повторений (по рядам и столбцам) обеспечивает кон-
троль варьирования почвенного плодородия в двух взаимно перпендикулярных на-
правлениях.

Латинский прямоугольник (1айп гес!ап§1е) - латинский квадрат, где повтор-
ность кратна числу вариантов, т.е. у/п = к, где к > 2.

Медиана (шесйап) - центральное значение признака в ранжированном ряду при
нечетном ТУ (объем выборки) или среднее из двух центральных значений при четном
К

Метод блоков (МБ) (СВП-Ыок бе81§п ог сотр1е!е Ыок бе81§п) - то же, что и ме-
тод организованных повторений (МОП).

Метод контрастов - упрощенная версия теста Шефе.

Метод организованных повторений (МОП) - план опыта, где варианты ском-
понованы (набор вариантов) на отдельных частях опытного участка с целью контроля
одного направления вариации почвенного плодородия.

Метод перекрестных делянок (МПД) (зрШ Ыок ог спзз-сгозз) - план двухфак-
торного опыта, где делянки получают путем расщепления повторений в двух взаимно
перпендикулярных направлениях.

Метод полной рандомизации (МПР) (сотр1е!е1у гапбогшхес!, бе81§п, СКП) - план
опыта, где варианты размещают по делянкам на основе рандомизации (случайности),
т.е. каждый вариант имеет равный шанс попасть на любую делянку.

Метод расщепленных делянок (МРД) (8р1й-р1о!) - план многофакторного опы-
та, где делянки для следующего фактора получают путем расщепления делянок пред-
шествующего фактора: делянки I порядка (большие делянки) для фактора А , делянки
II порядка для факторов В и т.д.

Мода (тобе ог тоба! уа1не) - наиболее часто встречающееся значение большой
выборки.

Наблюдение (оЬзегуайоп, теазнгетеп!) - простейшее научное исследование, пас-
сивная регистрация результатов измерений, анализов и учетов объектов совокупности
по какому-либо признаку.

НСР - наименьшая существенная разность, предел случайных отклонений или
критическая разность (Б8П ог СП, 1еаз1 81§шйсап1 сШТегепсе ог спйса! сШТегепсе).

Описательная статистика (безспрйуе 81аЙ8Йсз) - расчет оценок параметров со-
вокупности на основе выборки или статистических характеристик центральной тен-
денции, вариации, ошибки (точности) выборки, скошенности и плосковершинности
(островершинности) эмпирической кривой.
Оценка существенности разности (различий) (81§п1йсапсе 1681) - точечная
(рот!), с помощью критериев, и интервальная (сопйбепсе пйегуа! езйтайоп) - оценка
на основе сопоставления доверительных интервалов (перекрываются или нет).

Ошибка выборки (средней) (затрк еггог ог еггог оЕ теап) - отклонение средней
фактических наблюдений (средней выборочной) от среднего значения признака в изу-
чаемой совокупности (генеральной средней).

Ошибка I рода (еггог оЕ йгз! к!пс1 ог 1уре I еггог ог а-еггог ) - отвержение пра-
вильной нулевой гипотезы НА (принятие неправильной Но).

Ошибка II рода (еггог оЕ зесопб кшб ог 1уре II еггог) - отвержение правильной
альтернативной гипотезы НА (принятие неправильной Но).

Парцеллы - делянки (старое название) или полосы (по П.Н.Константинову), ис-
пользуемые в качестве повторности.

План опыта (с!е81§п оГ ехрептеп!) - представление основных параметров опыта:
варианты, повторность (и повторения), размеры (площадь) делянки и метода размеще-
ния вариантов текстом или рисунком.

Повторение (герйсайоп ог Ыок) - группа экспериментальных единиц, подвергае-
мых воздействию различных вариантов, или часть опытного участка с полным набо-
ром вариантов.

Повторность (пшпЪег оГ герйсайоп) - группа экспериментальных единиц, под-
вергаемых воздействию одного варианта, или число экспериментальных единиц (сосу-
дов, делянок) для одного варианта.

Полином (ро1упопна1) - уравнение полиномиальной (криволинейной) регрессии
общего вида: у(х)=а+Ъ!х+Ъ2Х2+... +Ьтхт, чаще 2-й степени, наиболее подходящее для
описания зависимостей, форма которых еще неизвестна.

Полиномиальный тренд (ро1упопна1 йепб) - нелинейный тренд для вероятност-
ных процессов во времени, например: у(1)=а+Ь}1+Ь212.

Пробит-анализ (ргоЪй апа1у818) - статистическая оценка результатов испытания
активных веществ на живых организмах.

Рандомизация (гапбопнзайоп) - принцип составления выборки размещения ва-
риантов по экспериментальным единицам, основанный на жребии или случайности.

Рандомизированный блок (гапс1огт81сс1 сотр1е!е Ыок с!е81§п, ЯСЕЮ) - метод
рандомизированных повторений (МРП) план опыта со случайным размещением вари-
антов по всем повторениям, разновидность метода организованных повторений
(МОП).

Рекогносцировочный, или разведывательный, посев (бшпту ехрептеп!) -
сплошной посев перед закладкой опыта (желательно опытной культуры) с учетов уро-
жая по площадкам 1 Ом2 и более (дробный учет) для выявления вида и степени варьи-
рования почвенного плодородия.

Реплика (от исп. герйса - повторение, или репликация), или неполный блок (т-
сотр1е!е Ыок), - набор вариантов внутри повторения многофакторного опыты.

Репрезентативность (герге8еп1аЫ1йу) - соответствие выборки природе гене-
ральной совокупности и наличие достаточного объема.

Робастность (гоЪнзйзезз) - разрешающая способность, или чувствительность,
теста (эксперимента).

Систематический блок (английская версия отсутствует)- план опыта с одинако-
вой последовательностью размещения вариантов во всех повторениях, разновидность
МОП.
Скрининг (зсгеепт§) - испытание, как правило, химических препаратов, суть ко-
торого заключается в поэтапном отборе (отсеве) из большого числа исходных вариан-
тов (препаратов).

Слепой опыт (бшпту ог ЫтсИбк! ехрептеп!) - разведывательный посев опытной
культуры с дробным учетом урожая.

Совокупность (рорн1айоп) - множество объектов, особей или фактов, подлежа-
щих изучению (генеральная, или вся совокупность).

Статистическая достоверность, или доверительная вероятность (сопйбепсе
ргоЪаЪййу) - уровень объективности результатов проведенного исследования Р =100 -
а.

Статистическая модель опыта (зкйзйса! тобе!) - математическая формализа-
ция агрономической проблемы посредством уравнения действующих в опыте факто-
ров, представленных своими символами.

Статистическая погрешность (затрк еггог) - ошибка выборки или отклонение
характеристик выборки, прежде всего средней, от параметров всей совокупности. Вы-
борка, будучи частью совокупности, не может полностью ей соответствовать.

Статистическая совокупность (с1а1:а) - совокупность цифр или данные (резуль-
таты исследования).

Статистический тест	- проверка нулевой гипотезы, принятие Но или ее

отвержение (принятие НА или Я/).

Схема опыта (зсйеше оГ ехрептеп!) - совокупность вариантов опыта, представ-
ляемая в определенной последовательности с указанием их цифрового кода и назва-
ния.

Схематический план опыта (р1ап оГ ехрептеп! аггагщстсгД) - план опыта с ука-
занием размеров его компонентов, а также защитных полос и географической и топо-
геодезической привязки.

Техника (методика) полевого опыта (схрсптсгДайоп) - планирование и прове-
дение опыта плюс биометрические измерения и учеты, а также технология полевых
работ: обработки почвы, внесения удобрений и пестицидов, посева и уборки опытной
культуры.

Точечный график (скД сйа§гат) - точки регистрации значений двух признаков
по парам в двухмерной системе координат X, У.

Точность опыта (ргешзюп ап б ассшазу) - условное понятие, которое определя-
ется величиной относительной обобщенной ошибки опытных средних (Е): до 3% - вы-
сокая, а при Е > 7% - неприемлемая точность.

Уравнительный посев, или уравнительный опыт (Ытб&Ш ехрептеп!) -
сплошной посев культуры с целью оценки почвенного покрова и его выравнивания за
2.. .4 года до закладки опыта.

Уровень значимости (1еуе1 оГ 81§шйсапсе) - вероятность ошибки (ргоЪаЪййу оГ
еггог), ошибка I рода (еггог гак) = а, риск сделать ошибочное заключение о существен-
ности изучаемых эффектов.

Учет урожая (у1еШ езйтайоп) - взвешивание товарной части продукции (зерно,
сено, клубни, плоды): со всей учетной делянки (сплошной метод) или ее незначитель-
ной части (метод пробных площадок) и взвешивание общей продукции с расчетом то-
варного урожая на основе его доли в пробном снопе (метод пробного снопа).

Факториальность схемы опыта - наличие всех комбинаций (сочетаний града-
ций) изучаемых факторов.
Факторный опыт (ГасДог тобе!) - опыт, в котором изучают не менее двух фак-
торов, или опыт, где один фактор изучаемый, а другой - контролируемый.

Число степеней свободы (се) (бе^геез оГ йеейош, ей} - число независимых от-
клонений (сравнений).

Шахматный метод (ейезз аггапдетеп!) - план опыта, разновидность системати-
ческого блока с поярусным сдвигом в последовательности размещения вариантов.

Эксперимент, или опыт (схрсптсгЩ 1па1), - метод научного исследования, осу-
ществляемый путем активного вторжения в естественные процессы и явления или их
репрезентативного моделирования на основе тщательно разработанного плана с целью
получения новых знаний по четко сформулированной проблеме.

Экспериментальная единица (ехрепшепЫ нпй) - место (делянка, сосуд, про-
бирка), одно растение (животное) или совокупность особей для наложения одного ва-
рианта.

Экспериментальная ошибка (ехрепшепЫ еггог) - совокупная ошибка (сотро-
псгДз оГ еггог), обусловленная вариабельностью экспериментальных единиц (собствен-
но случайная ошибка - гапбот еггог), недостаточным контролем побочных факторов
(систематическая ошибка, или ошибка смещения - зузТстайс еггог ог Ыаз), а также не-
аккуратностью в процессе ведения опыта (грубая ошибка - нет английского аналога).
Поскольку два последних вида ошибок не имеют расчетных формул, то они дополняют
случайную ошибку, которая и представляет, в конечном итоге, обобщенную ошибку
эксперимента.

Экспериментальная статистика (з^айзйса! апа1уз1з) - оценка сравнительных ис-
пытаний и экспериментов на основе контрольных критериев, или статистических тес-
тов.
Е.И.Кузнецова, М.Г. Алещенко, Е.Н. Закабунина

МЕТОДЫ ПОЛЕВЫХ, ВЕГЕТАЦИОННЫХ

И ЛИЗИМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В АГРОНОМИИ

Учебное пособие

Редактор М.Ю.Молчанова

Подписано в печать 21.06.10.

Формат 60x84 1/16

Отпечатано на ризографе

Печ. л. 8,25 Уч.-изд. л. 7,85 Тираж 200 экз.

Заказ 271

Издательство ФГОУ ВПО РГАЗУ

143900, Балашиха 8 Московской области