Направления 6.090101 «Агрономия»

Министерство аграрной политики и продовольствия ДНР

Донбасская аграрная академия

 

 

                     Кафедра земледелия и растениеводства

 

 

Опорный конспект лекций для студентов по дисциплине «Основы научных исследований в агрономии»

Направления 6.090101 «Агрономия»

Макеевка 2020

Лекция № 1.

Тема. Введение.

1. Роль научных исследований в развитии с.-х. производства.

2.  Задачи курса “ОНИ в растениеводстве”. Содержание, объем и порядок изучения дисциплины.

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

4. Роль отечественных и зарубежных ученых в разработке методов агрономических исследований, современное состояние опытного дела, организация и сеть опытных учреждений в Украине.

Рекомендуемая литература:

1. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М.: Агропромиздат, 1985.-352с.

2. Мойсейченко В.Ф., Єщенко В.О. Основи наукових досліджень в агрономії: Підручник. – К.:Вища шк.,1994.-334с.

3. Основи наукових досліджень в агрономії: Підручник / Єщенко В.О., Копитко П.Г, Опришко В.П., Костогриз П.В.; За ред. В.О. Єщенко. – К.: Дія, 2005. – 288 с.

4. Дранищев Н.И., Малыхин И.И., Барановский А.В. и др. Учебно- методическое пособие по курсу “Основы научных исследований“. - Луганск: ЛНАУ, 2004. – 57с.

5. Загальне землеробство: Підручник/ За ред. В.О. Єщенка. – К.: Вища освіта, 2004. – 336 с.

6. Клименко М.О. Основи та методологія наукових дослівджень: [навч. посіб. Для студ. Вищ. Навч. закл.] / М.О. Клименко, В.П. Фещенко, Н.М. Вознюк. – К.: Аграрна освіта, 2010. – 351 с.

Введение

Наука – высочайший итог умственного развития человека, наиболее специфическое и величайшее достижение человеческой культуры.

Непрерывный процесс движения человеческой мысли от незнания к знанию называется познанием. Особой формой человеческого познания есть наука, которая сейчас развивается ускоренными темпами и становится все более весомым и существенным фактором развития человечества.

Наука – совокупность исторически сформированных, постоянно возрастающих и углубляющихся знаний о действительности, основана на целенаправленно собранных фактах и теориях, истинность которых проверяется и подтверждается общественной практикой. Это система знаний объективных законов природы, общества, мышления, выраженная в точных категориях и имеющая достаточно сложную структуру.

Наука – сфера исследовательской деятельности, направленной на получение новых знаний о природе, обществе и человеке.

Агрономия (греческое слово agros (поле), nomos (закон), т.е. «наука о законах полеводства») - это комплексная наука, которая занимается разработкой теоретических основ, законов и агроприемов возделывания и дальнейшего повышения продуктивности культурных растений, улучшения качества урожая, рационального использования с.-х. угодий и повышения плодородия почв.

Объект исследования – конкретная часть действительности, явления или процесса, прямо или косвенно содержащая противоречие и порождающая проблемную ситуацию, на которую направлена деятельность исследователя с целью познания его сущности, закономерностей развития и возможностей использования в практической деятельности.

Предметом научного исследования могут быть причины возникновения процесса или явления, закономерности его развития, разнообразные свойства, качества и стороны объекта, наиболее рельефно отражающие спрятанные в нем противоречия,  исследуемую проблему. В нём отражается взаимосвязь проблемы и объекта исследования.

Научное исследование – это изучение конкретного объекта, явления или элемента технологии с целью выявления закономерностей его возникновения и развития, что является основой формирования новых знаний. В основе научных исследований лежат объективность, воспроизводимость результатов, их высокая достоверность и точность.

Цель научного исследования – это выбор конкретного объекта и всестороннее достоверное изучение его структуры, характеристик, связей на основе разработанных в науке принципов и методов познания, а также получение полезных для деятельности человека результатов, внедрение их в производство с дальнейшим эффектом.

Научная проблема – конкретный вопрос, возникающий, когда существующих знаний недостаточно для решения конкретного задания, и способ, которым можно получить отсутствующие знания, неизвестен.

Тема исследования – формулировка, отражающая проблему исследования; научное задание, принадлежащее к конкретной отрасли научного исследования.

Гипотеза – научное предположение, истинность которого является не доказанной, но оно выдвинуто для объяснения каких-либо явлений, процессов или причин, обуславливающих данный результат. Если гипотеза соотносится с зафиксированными фактами, результатами, то в науке её называют теорией или законом. В процессе познания каждая гипотеза проверяется практикой, и следовательно устанавливается, что результаты, вытекающие из гипотезы, действительно совпадают с явлениями за которыми ведутся наблюдения, и эта гипотеза не опровергает другие, которые являются уже доказанными.

Значение опытного дела

1. Опытное дело дает обоснование эффективности новых приемов агротехники, удобрений, сортов, гибридов, пестицидов и т.д., открывая тем самым пути повышения продуктивности земледелия.

2. На основе его результатов в широкую практику внедряются все новые и новые агроприемы повышения урожайности с.-х. культур.

3. Любой агроприём, при внедрении в широкую практику, должен быть тщательно изучен и проверен в условиях полевого опыта.

4. Недостаточное изучение отдельных агроприемов в конкретных почвенно-климатических условиях различных природных зон страны и преждевременное внедрение  в практику может нанести огромный ущерб сельскому хозяйству.

Задача специалистов - быстрейшее внедрение  в с.-х. производство достижений науки и передового опыта, как основного пути интенсификации агропромышленного комплекса страны и роста продуктивности земледелия.

Роль специалиста возрастает, если пропаганду достижений науки и передового опыта будет строить показом. Для этого в каждом хозяйстве специалисты должны проводить экспериментальную работу, организовывать демонстрационно-показательные полигоны возделываемых культур, сортов...

Проведение опытов - важнейший раздел работы специалистов хозяйства.

В настоящее время имеется большой разрыв в НИР и внедрении ее результатов в производство. Накопилось много завершенных научных работ, позволяющих повысить уровень с-х производства, но они не внедрены.

Уметь вести сельское хозяйство в настоящее время - это прежде всего изучать и настойчиво внедрять в производство достижения аграрной науки и передового опыта, вести научную работу непосредственно на производстве.

Сейчас, как никогда производству нужны агрономы-экспериментаторы, хорошо владеющие достижениями науки и методики полевого эксперимента.

Согласно отраслевого стандарта высшего образования Украины (Киев, 2005) по „Освітньо-професійній програмі підготовки бакалавра за напрямом підготовки 1301 „Агрономія”, Вы после окончания IV курса обучения получаете квалификацию 3212 «Технолог агрономии» за специальністю 6.090101 «Агрономия»  , а после окончания VI курса согласно «Освітньо-професійній програмі підготовки магістра» за специальністю 8.09010101 «Агрономия» напряму підготовки 1301 «Агрономія» получаете квалификацию 2213.1 «Агроном-исследователь».

Однако, раньше широкого внедрения не было, каждый разработанный агротехнический приём должен был пройти проверку в производстве, т.е. в производственных опытах, а затем рекомендоваться для всего региона.

Выполняя дипломную работу, студент в той или иной мере ведет НИР, проводит запланированные опыты, получает результаты, делает выводы …

Поэтому, ему необходимо хорошо знать не только методику опытного дела, но и основы математического обоснования достоверности результатов.

Без метода нет исследований, нет опытов, не может быть надежных, обоснованных и применимых выводов и рекомендаций.

Ч. Дарвин говорил, что в науке наиболее опасен неправильно полученный факт, из которого возникает неправильная теория, а из нее - неверные выводы, приёмы, элементы технологии и рекомендации для земледелия и т.д.

Правильная методика позволяет провести эффективно исследования, избежать влияния ошибок, получить достоверные данные.

В последние годы резко возросло значение научно-исследовательской работы и произошло резкое ускорение НТП. Человек покорил энергию атома, проник в космос, освоил генную инженерию; произошла всеобщая компьютеризация человечества. К примеру взять компьютерную империю американского миллиардера Била Гейтса (род. в 1955 г.), которая образовалась (1975 г.) из 6 человек и развивалась в течение последних 30 - 34 лет, превратившись в крупнейшую (более 32 тыс. человек) корпорацию «Майкрософт», а личное состояние Б. Гейтса превысило 85 млрд. $.

Агрономия (греческое слово agros (поле), nomos (закон), т.е. «наука о законах полеводства») - это комплексная наука, которая занимается разработкой теоретических основ, законов и агроприемов возделывания и дальнейшего повышения продуктивности культурных растений, улучшения качества урожая, рационального использования с.-х. угодий и повышения плодородия почв. Агрономия дифференцируется на земледелие (изучает приемы наиболее рационального использования пахотных земель и способы повышения их плодородия); растениеводство (изучает отдельные с.-х. культуры и технологии их выращивания); селекцию (науку о методах создания новых сортов); семеноводство (изучает способы получения высококачественных семян); агрохимию (изучает проблемы управления минеральным питанием растений и качеством их урожая); фитопатологию и с.-х. энтомологию (изучение болезнетворных и вредоносных организмов и разработка приемов по защите растений от них). Агрономия основывается на естественных науках, изучающих растения и окружающую среду: эволюционное учение, физиология и экология растений, генетика, почвоведение, микробиология, биохимия, метеорология и другие.

Необходимо постоянное расширение научных знаний, нахождение способов направленного изменения растений, выведение новых форм, сортов и гибридов с.-х. культур, адаптированных к конкретным условиям среды, изменение условий жизни растений в соответствии с их потребностями. Это достигается кропотливой НИР, изучением биологии растений и приемов возделывания, поиском новых путей повышения продуктивности земледелия.

Научная агрономия развивалась под влиянием развития человеческого общества, и ростом запросов материального производства. Для полного удовлетворения потребностей все возрастающего населения планеты в пищевых ресурсах (сейчас 6,6 млрд. человек) нужно совершенствовать возделывание с.-х. культур, т.е. переходить от экстенсивного с.-х. производства (расширение площади выращивания) к интенсивному (повышать урожайность культур). Возникла необходимость более детального изучения растений и их отношения к условиям природной среды, нужны были научный метод изучения вопросов, интересующих земледельца, и люди, владеющие этим методом. Т.е. создались объективные условия зарождения научной агрономии и формирование ее в самостоятельную науку. Сначала агрономические эксперименты закладывались на небольших полевых участках - опытных полях, потом возникли опытные станции, НИИ и др. научные с.-х. учреждения.

Лекция № 2 по «ОНИ»

Лекция № 3 по «ОНИ»

Тема. Планирование полевого эксперимента

1. Планирование эксперимента

2. Выбор и подготовка земельного участка под опыт

3. Техника закладки полевых опытов.

4. Особенности выполнения полевых работ в опыте

Научные исследования, проводимые методом полевого эксперимента включают 3 основных этапа:

1) планирование;

2) проведение полевых опытов, наблюдений и учетов;

3) обработка и обобщение полученных данных.

Планирование эксперимента

Планирование – это определение задачи и объектов (растений) исследования, разработка схемы эксперимента, выбор земельного участка и оптимальной структуры полевого опыта.

Перед началом исследований необходимо осуществить и провести:

1) выбор темы, определить цель задачи и объект исследования;

2) изучение современного состояния вопроса;

3) выдвижение рабочей гипотезы или ряда конкурирующих гипотез;

4) разработку схемы и методики эксперимента.

             Тема опыта должна быть:

§ перспективной;

§ новой (малоизученной);

§ актуальной;

§ выполнимой (посильной).

  Необходимо четко сформулировать цель исследования, построить логическую модель изучаемого явления, определить методы и приёмы исследования.

Необходимо досконально изучить состояние вопросов, литературу по избранной проблеме и выдвинуть рабочую гипотезу – т.е. отправной пункт для создания опыта и разработки программы исследования.

В программе исследования указывают схемы опытов, основные элементы и технику проведения эксперимента, наблюдения и учеты.

От качества спланированных исследований зависят достоверность, точность и эффективность эксперимента.

Основная задача планированияагрономических исследований – поиск оптимальных условий роста и развития растений с целью повышения их продуктивности.

Однофакторные опыты.

Эти опыты закладывают каждый год на новых земельных участках.

Варианты в однофакторных опытах могут размещаться

- качественно: изучение сортов, культур, предшественников…

- количественно: дозы удобрений, гербицидов, нормы высева, полива…

При качественном различии вариантов (изучение сортов и т.д.) важно выдержать принцип единственного различия, правильно выбрать контроль (стандарт) и определить сопутствующие оптимальные агротехнические условия эксперимента (фон).

При количественном различии (градации фактора) вариантов (дозы удобрений, нормы высева и т.д.) кроме вышеперечисленных требований нужно правильно установить единицу варьирования для доз изучаемого фактора и число градаций (доз).

Градации каждого фактора (его дозы) называют уровнями фактора. Набором уровней каждого фактора определяется количество вариантов в опыте.

Выбор факторов опыта. На урожай и его качество влияют много факторов: освещение, сорт, влажность почвы, воздуха, t почвы и воздуха, воздушный и питательный режим почвы, обработка почвы… При математическом планировании учитывают основной из них, эффективность его зависит от правильного выбора этих факторов.

Выбранные факторы должны отвечать таким требованиям:

1. должны быть регулируемыми (дозы удобрений, нормы высева…)

2. легко учитываемыми (с высокой точностью)

3. должны быть однозначными

4. чтобы при изучении совместимости нескольких факторов их можно было объединять;

5. выбранные факторы не должны зависеть друг от друга (не должно быть линейной зависимости ними, допускается криволинейная связь).

Планирование схем опытов

Перед составлением схем опытов выдвигают рабочие гипотезы (они должны быть научно обоснованными по результатам предшествующих исследований). Гипотезы формируют по-разному (например, дозы удобрений в хозяйстве для данной культуры могут быть выше или ниже, применяемых сейчас; очевидно что дозы удобрений или пестицидов, или нормы высева семян сильно высокие или очень низкие.

Поэтому исследователь уменьшает их или увеличивает, взяв за контроль те, что использовались раньше в хозяйстве.

Опыты с полными схемами – включают все предусмотренные (запланированные) варианты для изучения конкретного вопроса.

В однофакторных схемах обычно достаточно 5-8 уровней градаций, (доз) изучаемого фактора. В этом случае необходимо так установить основной уровень (центральную точку на кривой отзывчивости), чтобы при движении к крайним значениям эксперимент охватывал бы лимитирующую, стационарную и ингибирующую область этой кривой (см. рисунок). Среди запланированных вариантов, должны быть последовательно увеличивающиеся нормы или дозы факторов, от действия которых исследуемый показатель сначала будет возрастать, достигая своего максимума (зона оптимума), а в дальнейшем снижаться. Связь между Y и возрастающими дозами фактора нелинейна.

Например, в опыте по изучению влияния возрастающих доз азотных удобрений на урожайность озимой пшеницы нами предусмотрены 5 доз азота (Х) – N₃₀, N₆₀, N₉₀, N₁₂₀, N₁₅₀. Т.о., успех эксперимента зависит от удачноговыбора основного уровня (центра эксперимента) и единицы (шага) варьирования изучаемого фактора.

 

                                                  Кривая отклика при однофакторной 

Если дозы N выбраны правильно,                           зависимости!

С

 то урожайность (Y)

Е

Д

В

А

изображают

 линией – кривой отзывчивости (отклик). Отрезок кривой АВ – 

  лимитирующая область, ВСД –

стационарная область, ДЕ –

  ингибирующая область. Разные дозы N – градации фактора. Разница между следующей и предыдущей дозами называется шаг эксперимента (30 кг N).

За контроль берут дозу, которой пользуются в данном хозяйстве (общепринятая) до планирования опыта и считают opt. Дополнительно берут контроль – без азотных удобрений (фон – Р₄₀К₄₀). Иногда берут и абсолютный контроль (в агрохимии) – вообще без удобрений.

В однофакторных опытах с качественными факторами (сорта, обработки, предшественники) важно точнее определить ∆ урожая в сравнении с контролем (стандартом), т.е. эффект варианта, и → необходима достаточная, обычно 4-6 кратная повторность.

В однофакторных опытах с количественными факторами важно определить форму кривой отзывчивости, для чего нужно иметь достаточное число градаций фактора в широком диапазоне, → целесообразно иметь больше вариантов, не повышая повторность сверх 3-4 кратной.

Требования к схеме опыта. Схема опыта должна иметь все градации фактора, которые отвечают 3 областям отзывчивости – лимитирующий, стационарный и ингибирующий. Это позволит выявить в опыте лучшие варианты и те, в которых эффект лишь выявляется или угнетается. Необходимо правильно выявить шаг эксперимента (не больше, не меньше), чтобы разница между вариантами превышала ошибку опыта.

Многофакторные опыты также каждый год закладывают на новом земельном участке.

Изучив и выявив в однофакторных опытах лучшие варианты по отдельным элементам агротехники, начинают многофакторные опыты, которые имеют явные преимущества и дают возможность выявить достоверность действия факторов, характер, и величину их взаимодействия:

- антагонизм, т.е. угнетение одного фактора другим;

- синергизм, т.е. усиление действия фактора другим;

- адитивизм, т.е действие факторов независимо один от другого.

Для выявления эффектов действия и взаимодействия факторов при планировании схемы многофакторного эксперимента необходимо выдержать принцип факториальности, т.е. схема должна предусматривать испытание всех возможных сочетаний изучаемых факторов и их градаций (доз).

В факториальных опытах может изучаться действие и взаимодействие как количественных, так и качественных факторов и их градаций. Эти опыты дают возможность построить куполообразную поверхность отклика, на котором путём экстраполяции и интерполяции можно находить лучшие варианты, прогнозировать и программировать урожай и его качество.

Полная схема многофакторног8о эксперимента (ПФЭ) включает все возможные комбинации факторов и их градаций: 2²; 2³; 3²; 3³; 3⁴ и т.д., где в основании – число градаций, в степени – количество факторов.

В данных опытах могут быть различные сочетания градаций факторов.

Т.о., общее количество вариантов схема рассчитывают как произведение градаций всех факторов (например 3_А×2_В×4_С = 24 варианта).

ПФЭ-2². Пример: для фактора А – 2 градации – а₀ и а₁

                         для фактора В – 2 градации – в₀ и в₁

Матрица ПФЭ 2² имеет вид:

Номер варианта	Градация факторов		Обозначение варианта	Код
	А	В
1	0	0	а0в0	00
2	1	0	а1в0	10
3	0	1	а0в1	01
4	1	1	а1в1	11

Матрица ПФЭ 3³

№ вари-анта	градация факторов			Код	№ вари-анта	градация факторов			Код
	А	В	С			А	В	С
1	0	0	0	000	15	2	1	1	211
2	1	0	0	100	16	0	2	1	021
3	2	0	0	200	17	1	2	1	121
4	0	1	0	010	18	2	2	1	221
5	1	1	0	110	19	0	0	2	002
6	2	1	0	210	20	1	0	2	102
7	0	2	0	020	21	2	0	2	202
8	1	2	0	120	22	0	1	2	012
9	2	2	0	220	23	1	1	2	112
10	0	0	1	001	24	2	1	2	212
11	1	0	1	101	25	0	2	2	022
12	2	0	1	201	26	1	2	2	122
13	0	1	1	011	27	2	2	2	222
14	1	1	1	111

В данном опыте 3 фактора в 3 градациях – 0;1;2. Это могут быть 3 сорта, 3 нормы высева и 3 дозы удобрений, полное сочетание которых даёт 3×3×3=27 вариантов.

2. Выбор и подготовка земельного участка под опыт

При выборе земельного участка под опыт проводят почвенно-биологическое обследование, изучают историю полей, растительный покров, рельеф и микрорельеф местности. Для каждой культуры выбирают почвы с присущими агрохимическими показателями и типичными подпочвами и уровнем залегания грунтовых вод. На всей площади будущего опыта проводят уравнительный (2-3 года выращивают по одинаковой агротехнике одну культуру и сорт и плодородие выравнивается) и реконгносцировочный (разведывательный) посевы - для проверки пестроты почвенного плодородия.

Рельеф опытного участка должен быть ровным, крутизна склонов должна быть типичной для зоны (равномерные склоны). Делянки необходимо размещать длинной стороной вдоль склона. На опытном участке должны быть одинаковый рельеф и экспозиция склона и выравненный микрорельеф.

Детальное обследование площади проводят для всесторонней характеристики почвы, подпочвы, уровня грунтовых вод и т.д. перед закладкой стационарных опытов. По диагонали поля делают почвенные разрезы до 1,5-2,0 м, а между ними – прикопки на 0,5-0,6 м глубиной и составляют почвенную карту масштабом 1:5000, из каждого разреза берут образцы почвы для определения физических и химических свойств.

Изучение истории полей состоит из выяснения культур, выращиваемых на данном поле в течение 2-3 лет, а лучше – за ротацию севооборота; по книге истории полей узнают какие минеральные и органические удобрения и в каких нормах, способах, сроках, формах, особенно в больших дозах вносились, известковые материалы, сколько лет назад и на каком протяжении выращивались многолетние, особенно, бобовые травы; учитывают степень окультуренности почвы – глубину пахотного слоя, рН среды, наличие семян сорняков, а также органов вегетативного размножения (наиболее вредоносных) корнеотпрысковых и корневищных сорняков. Необходимо чтобы на опытном поле был одинаковый фон удобренности и проводились одинаковые способы обработки почвы. Места стоянки домашних животных (КРС и т.д.), грунтовые дороги длительного использования, глубокие канавы и ямы (пусть и зарытые), строения, скирды соломы, кучи навоза, места заправки тракторных опрыскивателей ядохимикатами, участки солонцов и т.д. исключают из площади будущего опыта.

Изучение растительного покрова. Высокие урожаи предшествующих культур свидетельствуют о высоком плодородии почвы, хорошей окультуренности и пригодности под опыт. Учет наличия в посевах растений-индикаторов – хвоща полевого и щавля (высокая кислотность почв), полыни горькой и курая русского (засоленность почв).

Делянки опыта должны размещаться на расстоянии от:

- леса не менее 50-70 м;

- лесополос не менее 40-50 м;

- сплошных ограждений не ближе 15-20 м;

- дороги не менее 10-20 м, автомагистралей более 50-100 м(лучше 500м);

- на безопасном расстоянии от населенных пунктов (не менее 3-5 км).

Подготовка земельного участка для опыта проводится для снижения до минимума пестроты почвенного плодородия. В течение 2-3 лет проводят уравнительные посевы – посев одной культуры, одного сорта, с одной агротехникой на всей площади будущего опытного участка. Со временем плодородие будет выравниваться, а пестрота – нивелироваться. Для посева используют яровые культуры сплошного рядового или узкорядного способов посева на з/к. Иногда их используют для глазомерной оценки варьирования плодородия почвы и выделяют отдельные участки поля с одинаковым плодородием, которые будут будущими повторениями (для производственных опытов особенно, где сложные реконгносцировочные посевы не проводят).

Реконгносцировочные (разведывательные) посевы проводят перед закладкой стационарных опытов НИУ и ВУЗов, где урожайность зеленой массы ячменя, овса, вико-овса … учитывают поделяночно (ширина, длина, количество, направление делянок одинаково с будущими опытными делянками). Перед проведением реконгносцировочного посева на всей площади в предшествующие годы должны быть одинаковые предпредшественники, предшественники и равномерный агрофон. Своевременное и в единые календарные сроки выполнение каждого агроприёма в технологии возделывания культуры, чтобы перед закладкой опыта был строго соблюден принцип единственного различия.

Размер и форма опытных делянок.

Опытные делянки состоят из учетной части, находящейся в середине и на которой проводятся все учеты и наблюдения, и защитной, которая находится снаружи учетной. Защитные части делянки разделяют между собой варианты опыта.                             

 

Боковая защитная часть
Рисунок 1. Опытная делянка	Учетная часть делянки
	Боковая защитная часть

                                        Торцевая защитная часть

 

Размеры делянок зависят от вида опыта, темы исследований, исследуемой культуры, уровня механизации, повторности, варьирования плодородия почвы и т.д.

В агротехнических опытах по изучению удобрений, норм высева, сроков и способов посева, площадей питания, препаратов по защите растений, ухода за растениями и т.д., площадь опытных делянок может быть в пределах 50-100 м², а в опытах по изучению глубины и способов обработки почвы при использовании мощных широкозахватных агрегатов (машин и орудий) у величивается до 200-300 м². Площадь делянки зависит от исследуемой культуры (чем меньше площадь питания, тем меньше площадь делянки). Так, зерновые колосовые, крупяные, зернобобовые, одно- и многолетние травы, лен и т.д. можно исследовать при площади делянки 20-30 м². А в опытах с подсолнечником, кукурузой, свеклой, картофелем и другими пропашными культурами размеры делянок должны составлять не менее 75-150 м².

В опытах по сортоиспытанию зерновых колосовых, крупяных, зернобобовых, кукурузы, масличных культур, конопли, картофеля, луговых трав рекомендуются делянки площадью > 50 м² при 4-6 кратной повторности.

Ширину учетной делянки берут в зависимости от захвата посевной или уборочной техники: 2,27; 3,6; 4,2; 5,0; 5,4; 6,0 и 7,0 м.

Защитные полосы. Для устранения влияния варианта соседних делянок вводятся боковые и поперечные (торцевые защитные полосы). Ширина боковых защитных полос при внесении минеральных удобрений вразброс должна быть ≥ 1 м, при внесении сеялкой ≥ 50 см, а при запашке навоза ≥ 1,5 м; при орошении их ширина увеличивается до 2-3 м.

При изучении норм высева, способов и сроков сева, при сортоиспытании при ширине междурядий 15 см на боковые полосы отводят 2-3 рядка или их не выделяют совсем, оставляя между делянками дорожки, заглушая при посеве крайние сошники сеялки. Также можно увеличить ширину делянки на 40-45 см в сравнении с шириной захвата сеялки и автоматически образуется дорожка между двумя делянками повторения.

Торцевые или поперечные защитные полосы делают такой ширины, чтобы удобно было разворачиваться посевной и уборочной техникой, а также провести некоторые учеты и отборы („жертвенная площадь делянки” или лабораторные полосы). От учетной площади делянок концевые полосы можно отделять расширенным междурядьем (при посеве поперек делянок) или специально нарезанными дорожками.

Еще шире делают защитные полосы вокруг всего опыта (5-10 м), чтобы защитить исследуемые растения от внешнего влияния.

Форма делянок и их ориентация. Как правило опытные делянки в в агротехнических опытах в основном имеют прямоугольную форму.

При изучении вредителей, болезней и сорняков, препаратов по защите растений квадратная форма делянок более эффективна чем продолговатая.

Удлиненные делянки считаются короткими, если их длина лишь в 2-10 раз больше ширины, и длинными, если это соотношение более 10.

Считается, что в опытах с площадью делянок 20-200 м² лучшее соотношение длины к ширине 5-10, а при больших площадях делянок – в границах 10-20. Эффективность продолговатых делянок повышается, если их размещают поперек возрастания плодородия, склона, лесополос, дорог, господствующих ветров. Форма площади, занимаемой делянками каждого повторения должна быть квадратной или приближаться к квадрату (Пример: если в опыте 8 вариантов, длина делянки 40 м, то ширина будет 40: 8 = 5 м).

Рисунок 2. Форма и размеры делянок в границах одного повторения опыта   1	2	3	4	5	6	7	8
Повторение – часть площади опытного участка, включающая полный набор делянок всех изучаемых вариантов схемы опыта.
Повторность опыта на территории – количество одноименных делянок каждого варианта на опытном участке.
Повторность опыта во времени – проведение опыта на протяжении нескольких лет по одинаковой программе в полевых условиях или число краткосрочных опытов на протяжении одного года в искусственных условиях (теплицы, фитотроны, лаборатории).

При незначительном варьировании почвенного плодородия (коэффициент вариации V ≤ 10%) удовлетворительную точность получают при 3-4 кратной повторности, а хорошую – при 6-8 кратной повторности.

При среднем варьировании (V = 10-20%) удовлетворительная точность получается при 6-8 кратной повторности.

При сильном варьировании плодородия (V ≥ 20%) почвы на данном участке, полевые опыты проводить нельзя.

Много факторов влияют на выбор повторности опыта. Чем более продолговатая делянка, тем большая точность опыта и следовательно меньшее число повторностей.

Одинаковую точность гарантирует проведение опытов с делянками:

- удлиненными в 9 раз при 3-х повторностях;

- удлиненными в 5 раз при 4-х повторностях;

- удлиненными в 2 раза при 6-ти повторностях;

- квадратными делянками при 8-ми повторностях.

Таким образом, за счет удлинения делянок повторность можно снизить до минимального значения – 3-4-х кратной.

При увеличении числа повторностей точность опыта повышается значительно быстрее, чем при увеличении размеров делянок.

Оптимальное количество повторностей рассчитывают так. Проводят реконгносцировочный посев культуры на з/м обычным плошным рядовым способом, и делят площадь поля на делянки с такими размерами и формами, как и в будущем опыте и определяют урожайность з/м. Результаты учетов урожайности наносят на план, где выделяют блоки с почти одинаковой продуктивностью, то есть будущие повторения. В границах каждого повторения по урожаю зеленой массы определяют коэффициент варьирования плодородия почвы и по наибольшему его значению рассчитывают повторность будущего опыта по формуле  

                          V                           S /  × 100                             

  n  = [                        ]² = [                    ]²,

                 S _{, %}                             S _{, %}

где S =  - среднее квадратическое отклонение;

 = åf × х/n – средняя арифметическая;

n – оптимальная повторность опыта;

V – наибольший коэффициент вариации урожая зеленой массы;

S % =  – относительная ошибка (по условиям опытов £ 5%).