Доспехов Б.А. Методика полевого опыта

Подождите немного. Документ загружается.

УЧЕБНИКИ

УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ ДЛЯ ВЫСШИХ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ

В.

А. ДОСПЕХОВ'.

профессор, член-корреспондент ВАСХНИЛ

МЕТОДИКА

ПОЛЕВОГО ОПЫТА

JC ОСНОВАМИ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ]

ИЗДАНИЕ ПЯТОЕ, ДОПОЛНЕННОЕ

ПЕРЕРАБОТАННОЕ

Допущено Главным управлением высшего

среднего

сельскохозяйственного образования министерства сель-

ского хозяйства СССР

качестве учебника для студентов

высших сельскохозяйственных учебных заведений

по аг-

рономическим специальностям

МОСКВА АГРОПРОМИЗДАТ 1985

ББК 41.4

Д70

УДК 631.57.9.001.4:519.2(076.8)

Рецензенты: профессор кафедры земледелия Всесоюзного сельскохо-

зяйственного института заочного образования

Н. Я.

Сурков; доценты кафедры

селекции

семеноводства Воронежского сельскохозяйственного института

им.

К. Д.

Глинки Ю,

И.

Абрамович

и В. Т.

Зажарский.

Издание подготовлено

публикации доцентами кафедры земледелия

ме-

тодики опытного дела Московской сельскохозяйственной академии имени

К.

А.

Тимирязева

Д.

В,

Васильевой,

И. П.

Васильевым,

Р. Р.

Усмановым.

Доспехов Б. А.

Д70 Методика полевого опыта (с основами статистической

обработки результатов исследований). — 5-е изд., доп.

и перераб.—М.: Агропромиздат, 1985. — 351 с, ил.—•

(Учебники и учеб. пособия для высш. учеб. заведений).

Учебник написан

соответствии

программой одноименного курса.

Со-

держит теоретический курс методики полевого опыта: современные методы

планирования эксперимента, наблюдений

учетов, выбора

подготовки

зе*

мельных участков, закладки

проведения опыта

п т. д.

Даны основы

ста-

• тистической обработки результатов исследований

техника математической

обработки данных наблюдений, однофакторных

многофакторных полевых

вегетационных опытов.

пятом издании (четвертое вышло

в 1979 г.)

учтены

достижения науки

передового опыта

за

последние годы.

Для студентов агрономических специальностей.

„ 3803010000-205

t nr

„„ „ ББК 41.4

035(01)—85—

74_85

ТП

изд

ва

«Колос»

631<1

1979

ВО

«Агропромиздат»,

1985

изменениями

Борис Александрович Доспехов

—

крупнейший советский уче-

ный, земледел, видный специалист, один из основоположников

современных направлений отечественного сельскохозяйственно-

го опытного дела. Длительное время он работал в Московской

сельскохозяйственной акаемии имени К. А. Тимирязева, воз-

главлял кафедру земледелия и методики опытного дела.

Б.

А. Доспехов, родился 10 декабря 1927 г. в селе Проказна

Лунинского района Пензенской области в семье агронома. Уче-

ба в средней школе, защита Родины в Великой Отечественной

войне, учеба в Московской 'сельскохозяйственной академии име-

ни К. А. Тимирязева, защита кандидатской (1956 г.) и доктор-

ской (1968 г.) диссертаций

—

вот осно<вные этапы творческого

роста Б. А. Доопехова.

Широкая эрудиция, самоотверженный, кропотливый труд,

талант ученого позволили Б. А. Доспехову достичь успехов в

науке, завоевать широкое признание и уважение. Труды

Б.

А. Дослехова в области земледелия и методики опытного

дела внесли неоценимый вклад в теорию и практику отечест-

венного земледелия, современные методы планирования поле-

вых сельскохозяйственных опытов, методы планирования на-

блюдений и анализов в опытах. За сравнительно короткий пе-

риод (26 лет) научной и педагогической деятельности Б. А. Дос-

пехов оставил большое научное наследие —более 150 печатных

работ, из которых 20 вышли отдельными изданиями, им подго-

товлено 11 кандидатов .наук. Многие работы и в особенности

учебник «Методика полевого опыта» пользовались широким

спросом.

В Продовольственной программе СССР, одобренной майским

(1982 г.) Пленумом ЦК КПСС, и в решениях последующих пле-

нумов ЦК КПСС на первый план выдвигается производство

зерна. В двенадцатой пятилетке поставлена задача

—

довести

среднегодовое производство зерна до

250-—

255 млн. т.

На апрельском (1984 г.) Пленуме ЦК КПСС было отме-

чено,

что высшая школа существенно влияет на темпы на-

шего экономического, социального и. духовного прогресса.

Именно в ней создаются предпосылки органичного соединения

социалистической системы хозяйствования с новейшими дости-

жениями научно-технической революции.

В учебнике содержится методика полевого опыта, излагают-

ся методы научной агрономии, сущность и особенности выбороч-

ного метода исследований. Большое внимание уделено полевому

опыту, как основному методу исследований в агрономии. Даны

классификация ошибок в полевом опыте и пути их устранения,

современные представления о влиянии методики (повторность и

повторение, площадь делянки, ее форма и расположение, число

вариантов и методы их размещения и т. п.) полевого опыта на

его ошибку.

Изложена современная теория планирования эксперимента,

планирования наблюдений и учетов в полевом опыте, техники

закладки и проведения полевого опыта, особенности проведения

опытов в условиях орошения, опытов по защите почв от эрозии

с овощными, плодовыми культурами и виноградом.

В пятом издании расширен раздел по документации и отчет-

ности по полевому опыту. Учебник содержит основы статисти-

ческой обработки результатов исследований и технику матема-

тической обработки данных наблюдений, однофакториых и мно-

гофакторных вегетационных и полевых

опытов —

дисперсионный,

корреляционный, регрессионный и ковариационный анализы.

В приложении даны статистические таблицы для математи-

ческой обработки данных и планирования выборочных наблюде-

ний, указатель символов и обозначений, встречаемых в тексте.

Автор доступно и логично излагает теоретические положения

математической статистики: даны понятия о выборочном методе,

о распределениях —нормальном, Стъюдента, Фишера, Пуассо-

на, Пирсона, занимающих в теории 'статистики

особое

положе-

ние и являющихся исходными для построения целого ряда важ-

нейших критериев, о параметрах распределения и их статисти-

ческих оценках, о доверительном интервале, о проверке гипотез,

об ошибках первого и второго рода, причем все это рас-

сматривается и иллюстрируется на конкретном биологическом

материале.

Исходным пунктом для всех статистических методов обра-

ботки и анализа результатов является предпосылка о наличии

случайной выборки. В той мере, в какой эта предпосылка соот-

ветствует действительности, все выводы статистики будут пра-

вильными; в случае нарушения принципа случайного отбора

законность и реальность последующих выводов становятся не-

определенными и недостаточно обоснованными: конечно, нель-

зя ожидать, что идеализированные в определенной степени и

абстрактные условия, на которых строится математическая тео-

рия, могут быть полностью осуществлены на практике при про-

ведении полевых экспериментов. Однако приближение к этим

условиям в той мере, в какой достижимо, безусловно, обяза-

тельно. Рендомизация является именно тем средством, которое

в доступной степени приближает нас к абстрактной случайной

выборке и которое дает известные гарантии в правильности

практических выводов, полученных в результате статистической

обработки конкретных данных наблюдений и эксперимента.

Рендомизированное размещение вариантов по делянкам по-

левого опыта является единственным средством устранения си-

стематических ошибок, возникающих в результате территори-

ального закономерного варьирования почвенного плодородия

опытных участков. Эти ошибки приводят к искажению эффек-

тов изучаемых вариантов, вводят экспериментатора в заблуж-

деыие, что усугубляется еще и неправомерным использованием

математических критериев для оценки существенности разли-

чий между вариантами.

На данном этапе развития сельскохозяйственной науки, ког-

да на первый план выдвигаются вопросы дальнейшего совер-

шенствования принципов управления наукой, разработка вопро-

сов планирования и проведения экспериментов в биологических

исследованиях имеет исключительно важное значение.

Б.

А. Доспехов неоднократно подчеркивал, что эффектив-

ность и качество научной работы, рациональное использование

научного оборудования, темпы, глубина и результативность ис-

следований в области земледелия всецело определяется мето-

дическим уровнем базовых полевых экспериментов научного

учреждения. Методы работы коллектива института или опыт-

ной станции характеризуют его научный уровень, они опреде-

ляют способность научных учреждений решать проблемы, вы-

двигаемые потребностями сельскохозяйственного производства.

Большое внимание в учебнике уделено принципам плани-

рования, технике закладки и проведения многолетних много-

факторных полевых опытов. Теоретические разработки Б. А. До-

спехова нашли живое воплощение в стационарных многофактор-

ных опытах кафедры земледелия, заложенных в учхозе ТСХА

«Михайловское» Подольского района Московской области, а

также в других научно-исследовательских учреждениях страны.

Результаты многолетних и длительных опытов, таких как

длительный опыт ТСХА, являются фундаментом для разработ-

ки крупных теоретических вопросов в земледелии.

Полевой опыт, как выборочное исследование, всегда сопро-

вождается анализами и наблюдениями за растениями, почвой,

окружающей средой. Эти наблюдения и анализы представляют

собой, как правило, двухстадийные и трехстадийные выборки,

где единицей первого порядка является делянка, второго поряд-

ка—площадка (скважина, параллельные точки отбора образ-

цов и т. п.) внутри делянки и единицей третьего порядка

—

па-

раллельные лабораторные анализы. В этом случае ошибка сред-

ней будет складываться из трех ошибок, свойственных единицам

учета (ошибки между делянками, между площадками внутри

делянки и между параллельными анализами). Изучив эти осо-

бенности выборочного метода исследований, Б. А. Доспехов раз-

работал рекомендации по принципам планирования наблюдений

и анализов, методам отбора почвенных и растительных образ-

цов.

Б.

А. Доспехов разработал организацию, методику и техни-

ку полевого опыта в производственной обстановке.

Новые приемы и технологии необходимо внедрять на полях

совхозов и колхозов в соответствии с местными особенностями.

Опыты по учету агроэкономической эффективности новых

приемов в производственной обстановке являются продолжени-

ем научного эксперимента и выражают связь между наукой и

практикой. Они завершают научное исследование и дают воз-

можность дать научно обоснованные рекомендации производ-

ству.

Объективность и обоснованность анализа результатов ис-

следований и рекомендаций производству в значительной сте-

пени зависят от правильного ведения научной документации.

В учебнике излагаются вопросы ведения дневника и журнала

опыта

—

какие сведения об опыте должны содержать первич-

ные документы, как их заполняют и где хранят. Завершающий

этап экспериментальной работы —оформление ее результатов

в виде отчета.

Наряду с общими принципами методики полевого опыта в

учебнике излагаются частные вопросы, связанные с особенно-

стями методики исследований в плодоводстве и овощеводстве,

опытов по защите почвы от эрозии, проведения опытов на се-

нокосах и пастбищах и т. п.

Б.

А. Доспехов отдавал много энергии и труда подготовке

агрономов и научных сотрудников. Его лекции были насыще-

ны фактическим материалом, убедительными и яркими факта-

ми,

взятыми из (практики сельскохозяйственного производства.

Настоящее издание будет способствовать дальнейшему со-

вершенствованию методики полевого опыта, более широкому

внедрению в практику опытной работы объективных статисти-

ческих методов оценки результатов исследований и повышению

качества подготовки специалистов сельского хозяйства.

Доценты Московской сельскохозяйственной

академии имени К. А. Тимирязева Д. В. Ва-

сильева, И. П. Васильев, Р. Р. Усманов

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

МЕТОДИКА ОПЫТНОГО ДЕЛА

Глава 1

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ.

ПОЛЕВОЙ ОПЫТ И ЕГО ОСОБЕННОСТИ

§ 1 МЕТОДЫ НАУЧНОЙ АГРОНОМИИ

Агрономия— комплексная наука. Она занимается разработ-

кой теоретических основ и агротехнических приемов дальнейше-

го повышения продуктивности культурных растений и улучше-

ния качества урожая. Для решения этих задач необходимо по-

стоянное расширение научных знаний, нахождение способов

направленного изменения растений, выведение новых форм и

сортов сельскохозяйственных культур, наиболее приспособлен-

ных к условиям среды, и изменение условий среды в 'соответст-

вии с потребностями растений. Это достигается научно-исследо-

вательской работой, изучением биологии культурных растений

и приемов возделывания, изысканием новых возможностей по-

вышения продуктивности земледелия.

В связи с большой комплексностью изучаемых объектов в

научной агрономии используются разнообразные методы иссле-

дования, заимствованные из области точных наук

—

химии, ма-

тематики, физики, физиологии, а также свои специфические

методы. К основным методам агрономического исследования

относятся лабораторный, вегетационный, лизимет-

рический и полевой, которые в сочетании с наблюде-

ниями за растениями и условиями внешней среды представля-

ют важнейшие инструменты научной агрономии. Среди них

главным является опыт в поле. Полевой опыт завершает поис-

ковое исследование, количественно оценивает агротехнический

и экономический эффект нового способа или технологии возде-

лывания растений и дает объективные основания для внедре-

ния научного достижения в сельскохозяйственное производство.

С того времени, как человек начал возделывать растения, по-

степенно стали накапливаться разрозненные наблюдения над

ростом растений и их урожаями, то, что мы теперь называем на-

родным опытом, который долгое время был единственным источ-

ником сельскохозяйственных знаний.

Научная агрономия начала развиваться под влиянием непо-

средственных запросов материального производства. С ростом

потребностей в продуктах питания и уменьшением свободных

для освоения земель практическое земледелие уже не могло на

основании одних эмпирических знаний удовлетворить потребно-

сти все увеличивающегося населения в пищевых ресурсах. Необ-

ходимо было более детальное изучение растений и их отноше-

ния к условиям среды, нужны были научный метод изучения

вопросов, интересующих земледельца, и люди, владеющие этим

методом. Так создавались объективные условия зарождения на-

учной агрономии и формирования ее в самостоятельную науку.

Экспериментальные работы по агрономии велись вначале на не-

больших полевых участках

—

опытных полях, затем возникли

опытные станции, научные институты и другие сельскохозяйст-

венные учреждения.

Хотя научные учреждения по сельскому хозяйству (опытные

поля и станции) начали создаваться в России давно, но разви-

тие их до Великой Октябрьской социалистической революции

проходило очень медленно. Достаточно сказать, что к 1913 г.

насчитывалось всего немногим более ста опытных учреждений,

где работало меньше 1000 научных сотрудников. Опытное дело

было бессистемным и слабоорганизованным, достижения науч-

ной агрономии, недоступные для мелких крестьянских хозяйств,

использовались только немногими крупными частновладельче-

скими хозяйствами.

Великая Октябрьская социалистическая революция внесла

коренные изменения в развитие народного хозяйства и науки

в нашей стране. Была широко развернута научно-исследова-

тельская работа по сельскому хозяйству, стали внедряться в

производство механизация, мелиорация, селекционные сорта,

минеральные удобрения и другие средства повышения продук-

тивности растений.

Научное исследование, т. е. изучение и объяснение законо-

мерностей развития явлений в любой области науки, может

быть теоретическим или экспериментальным. Явления, изучае-

мые научной агрономией, так многообразны и сложны, что точ-

ное теоретическое решение вопроса часто затруднительно или

порой невозможно. Поэтому многие исследования в области аг-

рономии комплексные, и трудно провести грань между теоре-

тическим и экспериментальным исследованием.

Первоосновой, источником теоретических исследований слу-

жит наблюдение, опыт, а обобщение экспериментальных дан-

ных развивает теорию. В большинстве случаев эксперимент

является единственно надежным способом решения поставлен-

ной задачи и контроля правильности теоретических выводов,

основой познания и критерием истины.

•В основе любого теоретического и экспериментального ис-

следования лежит общий метод познания

—

метод диалектичес-

кого материализма, вскрывающий наиболее общие законы раз-

вития природы и общества. Агрономическая наука, опираясь на

диалектический метод познания, при разработке теоретических

основ и новых практических приемов повышения продуктивно-

сти растений пользуется общепринятыми приемами научного

исследования

—

наблюдением и экспериментом

(опытом), которые соответственно своеобразию объекта науч-

ной агрономии имеют специфику и проводятся по определенной

методике.

Наблюдения — это количественная

или

качественная

регист-

рация

интересующих исследователя сторон

развития явления,

констатация

наличия

того

или иного его

состояния,

признака

или

свойства.

Для наблюдения и регистрации тех или иных

свойств или состояний явления применяют разнообразные сред-

ства измерений вплоть до самых совершенных.

На метеорологических станциях, например, систематически

ведут наблюдения за температурой воздуха и почвы, осадками,

направлением и силой ветра, влажностью воздуха и почвы. Мы

можем наблюдать за засоренностью посевов, наличием в почве

питательных веществ и влаги, морозостойкостью и засухоустой-

чивостью различных сортов, работойг сельскохозяйственных ма-

шин и т. п. Во всех этих и подобных им случаях наблюдение

дает нам количественную или качественную характеристику

явления, но не вскрывает его сущности. В ряде случаев этого

вполне достаточно для установления связи между отдельными

явлениями, признаками или свойствами и позволяет предвидеть

эти явления, а следовательно, оказывать на них определенное

влияние. Однако чаще всего наблюдение в агрономии не явля-

ется самостоятельным приемом исследования, а составляет важ-

ную часть более сложного метода исследования

—

эксперимента,

который иногда называют активным наблюдением.

Эксперимент,

опыт — это такое

изучение, при

котором

иссле-

дователь искусственно вызывает

явления или

изменяет

условия

так,

чтобы

лучше

выяснить сущность

явления,

происхооюдение,

причинность

и взаимосвязь

предметов

и явлений. Опыт

—

веду-

щий метод исследования, включающий наблюдения, корреля-

ции, строгий учет измененных условий и учет результатов. Ха-

рактернейшая черта

и главная

особенность

любого

точного

на-

учного опыта — его

воспроизводимость.

Между наблюдением и экспериментом с точки зрения теории

познания есть принципиальная разница: наблюдение отражает

внешний мир, идет извне в наш мозг, оно фиксирует факты, а

эксперимент идет из нашего сознания, из мышления, он как бы

гипотеза, ищущая проверки фактами, практикой.

По сравнению с наблюдением опыт имеет большие преиму-

щества, благодаря которым эксперимент стал господствующим

методом исследования всех естественных наук. Так, экспери-

ментатор может сам воссоздать нужное ему явление, не дожи-

даясь, когда оно наступит в природе, может расчленять явле-

ния (анализ) и вновь объединять их (синтез), создавать надле-

жащие сопутствующие условия опыта, которые позволяют глуб-

же изучать явления, понять причину их и следствие.

Наиболее характерной особенностью эксперимента, отлича-

ющей его от наблюдения и корреляции, является предвари-

тельный мысленный эксперимент,- направленный на создание

соответствующей обстановки опыта. Эта предварительная рабо-

та почти всегда самая трудная часть опыта, она требует от ис-

следователя большой эрудиции и воображения. Необходимо

мысленно представить весь ход эксперимента, убрать все лиш-

нее,

мешающее изучению явления.

Экспериментатор должен уметь сосредоточить свое внима-

ние на исследуемой проблеме —продолжительно и упорно ду-

мать о ней. Когда Ньютона спросили, как он сделал свои от-

крытия, он ответил: я постоянно думал о них. Правда, иногда

приходится слышать утверждения, что великие открытия

—

де-

ло случая: упало яблоко

—

открыл закон всемирного тяготе-

ния, забрался в ванну

—

гидростатический закон. На самом же

деле «непроизвольные» мысли были подготовлены всей пред-

шествующей умственной работой; решение уже созрело, и ну-

жен был самый незначительный повод для того, чтобы оно вы-

явилось с полной ясностью.

Экспериментатор должен преодолевать в себе привычку к

рутинному мышлению, подходить ко всему с вопросом, разви-

вать любознательность. Это необходимо не только потому, что

тот, кто много спрашивает, многому научится, но и для творче-

ской деятельности, самостоятельного мышления, критического

отношения ко всему.

Важнейшие и неотъемлемые качества истинного экспери-

ментатора— отсутствие чувства непреложности авторитета и

догматизма, признание сложности изучаемых объектов, осто-

рожность и скромность в утверждениях. Это не означает, од-

нако,

что на каждом шагу следует ставить под сомнение все

ранее установленное и проверенное точным опытом; наоборот,

наука действует методом дальнейшего развития, а не отбрасы-

вания уже достигнутого, но в поиске новых знаний исследова-

тель должен обязательно учитывать возможные ошибки своих

предшественников и современников! Часто это настолько важ-

но,

что- выяснение возможных ошибок является условием раз-

вития науки. Каждый сам может повторить опыты и убедить-

ся,

соответствуют ли действительности его выводы.

Экспериментатор всегда ищет новые пути, всегда находится

на краю неизвестного, и если то или иное мнение существует

давно как общепринятое, если прием применяется всегда и все-

ми,

это для исследователя не может служить доказательством

его рациональности. В тех научных коллективах, где ко всему

подходят критически, проявляют пытливость и любознатель-

ность, где не существует непреложности авторитетов, возника-

ют научные школы, творческие коллективы, стоящие на пере-

довых рубежах мировой науки.

И наконец, экспериментатор должен обладать большой ра-

ботоспособностью и настойчивостью. Недаром говорят: «гений—

это терпение». Ч. Дарвин указывал, что его успех как исследо-

вателя определяется сложными и разнообразными условиями,

12-