Кафедра земледелия и растениеводства

МИНИСТЕРСТВО АГРАРНОЙ ПОЛИТИКИ И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ Д Н Р

ДОНБАССКАЯ АГРАРНАЯ АКАДЕМИЯ

КАФЕДРА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ И РАСТЕНИЕВОДСТВА

 

 

Савкин Н.Л.

Сыщиков Д.В.

Савкина В.Н.

Маруха Н.Н.,

                                                                Крещенко О.В.

 

 

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

по курсу “Основы научных исследований”
(для студентов агрономического и заочного факультетов

По специальности 6.090101– Агрономия)

 

Макеевка 2020

УДК 78.001.6 

 

Данное учебно-методическое пособие предназначено для преподавателей, ведущих лабораторно-практические занятия по курсу «Основы научных исследований» со студентами стационарного и заочного обучения по специальности 6.090101 – Агрономия, а также для студентов этой специальности при самостоятельном изучении отдельных разделов или всего курса и при выполнении дипломных работ.

 

Донбасска агарная академия – Макеевка ДОНАГРА, 2020. – 57 с.

 

Учебно-методическое пособие поможет преподавателям в проведении занятий по “Основам научных исследований” на надлежащем научно-методическом уровне, а студентам окажет помощь при изучении этой дисциплины, частично восполнив отсутствие учебника для лабораторных занятий по данному курсу.

 

 

ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

 

Учебное издание

 

Авторы:

заведующий кафедрой земледелия и растениеводства,К. с.-х. наук, доцент Савкин Н.Л.,  к. биол.н. Сыщиков Д.В., к.экон. наук, доцент Крещенко О.В., ст, преп. Маруха Н.Н., Савкина В.Н. 

Ответственный за выпуск Савкин Н.Л.

Оригинал-макет подготовили Крещенко О.В. и Маруха Н.Н.

 

 

Рецензент: доктор биологических  наук, профессор Кирпичев Иван Васильевич

 

Учебно-методическое пособие обсуждено, отредактировано и рекомендовано для опубликования в печати профессорско-преподавательским составом кафедры земледелия и растениеводства (протокол №7 от 2 сентября  2020 г.), рассмотрено и рекомендовано к изданию Ученым советом и методической комиссией агрономического факультета Донбасской аграрной ак4адемии   (протокол №3 от 4 сентября 2020 г.).

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение................................................................................................. 4

1. Проектирование схемы полевого опыта (обоснование и выбор темы, список литературы, число и название вариантов, площадь, форма и размеры делянок, повторности, план размещения опыта, защитные полосы и дорожки, оформление опытного участка)................................................. 6

2. Программа исследований в полевом опыте (наблюдения, учеты и анализы – фенологические и метеорологические наблюдения, учеты густоты растений, определение влажности почвы, учеты засоренности посевов и поврежденности их болезнями и вредителями, учет урожайности)......... 9

3. Агротехника полевого опыта................................................................... 22

4. Приведение урожая к стандартным (базисным) показателям и первичная математическая обработка........................................................................ 25

5. Расчет экономической эффективности результатов исследований......... 27

6. Анализ вариационного ряда..................................................................... 29

7. Расчет объема выборки............................................................................. 32

8. Дисперсионный анализ экспериментальных данных.............................. 35

9. Корреляция и регрессия........................................................................... 43

10. Производственный сельскохозяйственный опыт................................... 46

Список использованной литературы...................................................... 48

Приложения............................................................................................. 49

 

ВВЕДЕНИЕ

      

Пособие составлено на основании учебных программ, утверждённых министерством образования и министерством С/Х Р.Ф.  и методических указаний по выполнению лабораторно-практических занятий для студентов сельскохозяйственных вузов по специальности 7.130.102 “Агрономия” В работе использованы также материалы учебников для вузов по агрономическим специальностям под редакцией Б.А. Доспехова (1985), В.Ф. Мойсейченко, В.О. Ещенко (1994) и другой специальной литературы [1, 2, 4, 5, 7-12, 15].

Содержание, план и порядок изложения материала здесь такой же, какой принят в аграрных научно-исследовательских учреждениях и на кафедрах аграрных вузов при планировании и проведении научно-исследовательской работы, статистической обработке и представлении экспериментального материала. В таком же порядке проводится подготовка и выполнение дипломных работ студентами по специальности – “Агрономия”.

Пособие призвано существенно восполнить отсутствие учебника для лабораторных занятий по курсу “ОНИ” (“Основы научных исследований”) и направлено на эффективное логическое обоснование творческого мышления, формирование практических навыков в планировании, закладке и проведении полевых опытов, анализе полученных результатов исследований и их интерпретации. При разработке пособия нами использовались общепринятые научные термины (приложение 1).

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.

Этапы научных исследований: 1) предварительный анализ существующей информации по изучаемому вопросу; 2) изучение условий и методов решения задач; 3) формулирование исходных гипотез и их теоретический анализ; 4) планирование, организация опыта (эксперимента) и его проведение; 5) анализ и обобщение результатов; 6) проверка исходных гипотез на основе исследованных факторов, окончательное формулирование новых закономерностей и законов, объяснение и научное предвидение; 7) внедрение предложений в производство (для прикладных исследований).

Приёмы научных исследований – это выбор рабочей или конкурирующих гипотез, проведение наблюдений и эксперимента, разработка новой или усовершенствование существующей теории.

Метод исследования – это спланированная деятельность исследователя, направленная на получение новых знаний. Существуют общенаучные и специальные методы научных исследований.

Общенаучные методы – это диалектический, анализа и синтеза, индукции и дедукции, аналогии, моделирования, конкретизации, абстракции, формализации, инверсии, обобщения и другие.

Специальные агрономические исследования – это исследования, проводимые с помощью лабораторных, вегетационных, лизиметрических, полевых и производственных опытов (экспериментов), а также экспедиционных обследований.  Среди них главнейшим методом научной агрономии является полевой опыт, связывающий теоретические исследования с практикой.

Полевой сельскохозяйственный опыт – это исследование, которое проводится в полевых условиях на специально выделенном участке с целью установления  достоверных различий между изучаемыми вариантами, количественной оценки действия факторов жизни, условий или приёмов выращивания на урожайность растений и качество продукции.

Методические требования к полевому опыту: типичность, целесообразность, соблюдение принципа единственного различия между вариантами; проведение опыта на специально выделенном и выровненном по плодородию участке; все условия должны быть пригодными для проведения опыта; возможность воспроизведения результатов исследований в идентичных условиях; возможность введения дополнительных контролей и вариантов; проведение исследований на перспективных культурах и сортах; наличие необходимой документации; учет не только основных (урожайность и качество продукции), но и сопутствующих показателей; определение точности и достоверности опыта; определение взаимозависимости и взаимообусловленности наблюдений.

Виды полевых опытов: по содержанию – агротехнические и по сортоиспытанию; по количеству факторов – однофакторные и многофакторные; по срокам проведения – краткосрочные, продолжительные, долгосрочные; по охвату территории – местные и географические.

Планирование полевого опыта – охватывает этапы: выбор темы, определение задач и объекта исследований, изучение и критический анализ истории и современного состояния исследуемого вопроса, разработка рабочей гипотезы, составление программы и методики исследований.

Требования к почве опытного участка: типичность почвенногопокрова (репрезентативность), однородность по плодородию и рельефу.

Изучение опытного участка – состоит в проведении уравнительных и рекогносцировочного (разведывательного) посевов с дробным учетом урожая. Это является основой в установлении количества повторностей, размера и формы делянок опыта.

Методика полевого опыта – это совокупность слагающих её элементов: число вариантов в схеме опыта; количество и частота контролей; опытные делянки и защитные полосы; площадь, форма и направление делянок; повторение и повторность опыта на территории и во времени; система размещения делянок, повторностей и вариантов на территории; методика учетов и соответствующих наблюдений.

Исследуемый вариант – это изучаемое растение (или сорт), условия выращивания, агротехнический прием или их объединение. Один или несколько вариантов, с которыми сравнивают исследуемые варианты, называют контролем или стандартом. Совокупность исследуемых и контрольных вариантов, объединенных общей идеей, есть схема опыта.

Повторность опыта на территории – определяется наличием на площади одноименных делянок каждого варианта, повторность во времени – это проведение опыта на протяжении нескольких лет или получение нескольких урожаев в течение одного года исследований. Повторение – это часть площади опыта, которая включает все варианты схемы опыта.

Методы размещения вариантов в полевом опыте:

стандартные (ямб, дактиль, стандарт через три делянки, парный, шахматный); систематические (последовательное размещение вариантов в один, два и более ярусов); рендомизированные (рендомизированных блоков, латинского квадрата и латинского прямоугольника, решетки, расщепленных делянок, полной рендомизации).

 

План размещения опыта

Варианты в повторностях размещаются рендомизированно (случайным методом), реже – систематически, т.е. в одинаковом порядке в каждом повторении (табл.1).

Колышки устанавливаются в левом крайнем ряду. Их размеры: высота 30-40 см, ширина 3-5 см, толщина до 1 см, краска – белая, номера делянок на колышке пишутся чёрным лаком.

 

 

Таблица 1. План размещения опыта

 

84,0 м 4,2 м

1 повторение         ІІ повторение            ІІІ повторение     IV повторение

50  м 4,2 м 4,2 м

Боронование до всходов

Контроль 1

Боронование по всходам

Контроль 2

Боронование до- и по всходам

Боронование до всходов

Контроль 1

Боронование по всходам

Контроль 2

Боронование до- и по всходам

Боронование до всходов

Контроль 1

Боронование по всходам

Контроль 2

Боронование до- и по всходам

Боронование до всходов

Контроль 1

Боронование по всходам

Контроль 2

Боронование до- и по всходам

Систематический метод

1. Контроль

2. Боронование по всходам

3. Боронование до- и по всходам

4. Контроль 2

5. Боронование до всходов

6. Боронование до всходов

7. Контроль 2

8. Контроль 1

9. Боронование по всходам

10. Боронование до- и по всходам

11. Боронование по всходам

12. Контроль 2

13. Боронование до всходов

14. Боронование до- и по всходам

15. Контроль 1

16. Боронование до- и по всходам

17. Контроль 1

18. Боронование по всходам

19. Контроль 2

20. Боронование до всходов

Рендомизированный метод

92,4 м 4,2 м

 

– Защитная полоса опыта

 

 

Защитные полосы, дорожки

Защитные полосы защищают делянки от постороннего воздействия. Выделяют: боковые, иногда – внутренние, между вариантами, концевые. Засеваются той же культурой, что и опыт. Ширина – не менее одного метра.

В нашем опыте: боковые (краевые) шириной – 4,2 м (ширина сеялки), внутренних – нет, концевые – 4 м.

Оформление опыта.

В левом крайнем ряду делянки устанавливают колышек с номером

делянки. Перед опытом ставят этикетку (фанерку со столбиком)

на которой пишут название опыта. Между делянками намечают дорожки.

В нашем опыте это стыковые междурядья (ширина 70см).

 

 

Наблюдения за растениями

2.2.1. Фенологические наблюдения.

2.2.2. Учет густоты растений.

2.2.3. Замеры высоты растений и диаметра корзинки подсолнечника.

 

Учет засорённости посевов

 

Метод – количественно-весовой, с разделением сорняков на малолетние

и многолетние.

Сроки: первый учёт – через 2-3 дня после боронования;

второй – в фазу образования корзинки;

третий – конец цветения подсолнечника.

Учётная площадка – 0,5 м² (70х71 см).

Повторность – 12-кратная, по 3 пробы на делянке.

	шт./м2		г./м2   120   100   80   60   40   20   0

 

 

Рис. 1.4. Влияние боронования на засорённость подсолнечника.

 

 

Таблица 5. Учет засорённости посевов подсолнечника

Дата	Пов- тор- ности	№ делянок	Варианты опыта	Количество сорняков на площадке 0,5 м2, шт.						Всего сорняков на делянке
				1		2		3
				много-летние	мало-летние	много-летние	мало-летние	много-летние	мало-летние	много-летние	мало-летние	всего, шт.	масса, г
10. V. 2003	I	1 2 3 4 5	Боронование до всходов	1	14	0	17	0	22	1	53	54	67.3
			Без боронования	4	13	3	19	7	31	14	63	77	131.1
			Боронование по всходам	5	2	6	3	4	1	15	6	21	45.5
			Ручные прополки	1	3	1	2	2	2	4	7	11	17.4
			Боронование до- и по всходам	0	2	0	1	1	3	1	6	7	11.2
	II	6 7 8 9 10	Боронование до всходов	2	19	1	14	1	30	4	63	67	88.6
			Без боронования	7	18	4	21	5	19	16	58	74	157.3
			Боронование по всходам	6	3	2	4	5	6	13	13	26	48.4
			Ручные прополки	0	2	1	1	2	4	3	7	10	15.1
			Боронование до- и по всходам	1	4	0	2	1	4	3	10	13	12.2
	III	11 12 13 14 15	Боронование до всходов	0	27	3	21	2	35	5	93	98	133.0
			Без боронования	3	24	5	23	6	30	14	97	111	185.5
			Боронование по всходам	4	4	4	0	3	1	11	5	16	41.2
			Ручные прополки	0	1	1	3	0	0	1	4	5	9.1
			Боронование до- и по всходам	0	0	2	1	1	2	3	3	6	8.4
	IV	16 17 18 19 20	Боронование до всходов	3	34	1	25	0	28	4	85	89	76.5
			Без боронования	8	31	6	34	4	42	18	107	125	169.1
			Боронование по всходам	7	2	4	4	5	1	16	7	23	49.1
			Ручные прополки	1	2	0	2	0	3	1	7	8	16.2
			Боронование до- и по всходам	0	3	1	3	1	2	2	8	10	11.4

 

 

 

Таблица 6. Сводная таблица учета засорённости подсолнечника

 

№ вариантов	Названия вариантов	Учтено всего		Количество сорняков на всей площади учета				Средняя засоренность посевов на 1 м2
		площадок	м2	многолетние	малолетние	всего, шт.	масса, г	многолетние сорняки	малолетние сорняки	всего, шт.	масса, г
1	Боронование до всходов	12	6,0	14	294	308	365,2	2,3	42,0	51,3	60,9
2	Без боронования (контроль 1)	12	6,0	62	325	387	643,4	10,3	54,2	64,5	107,2
3	Боронование по всходам	12	6,0	55	31	86	184,2	9,2	5,2	14,4	30,7
4	Ручные прополки (контроль 2)	12	6,0	9	25	34	57,7	1,5	4,2	5,7	9,6
5	Боронование до- и по всходам	12	6,0	9	27	36	43,2	1,5	4,5	6,0	7,2

 

 

 

Выводы

1. Довсходовое боронование посевов проводилось при частичном появлении всходов ранних яровых сорняков и отсутствии всходов поздних яровых и многолетних сорняков, поэтому количество сорняков уменьшилось незначительно.

2. Боронование всходов подсолнечника проходило после массового появления ранних и поздних яровых сорняков, поэтому значительно снизило количество малолетников. Многолетние сорняки в основном появлялись не из семян, а от корней, поэтому слабо уничтожались боронованием.

3. Сочетание довсходового боронования и боронования всходов практически полностью уничтожило малолетние сорняки и более чем вдвое снизило количество всходов многолетних сорняков.

4. Прополки дали такой же результат, как два боронования, однако более эффективно уничтожили многолетние сорняки.

 

 

Фенологические наблюдения

Фенологические наблюдения – это регистрация даты наступления фаз роста и развития растений. У каждого растения дата наступления фазы различны, поэтому отмечают начало и массовое наступление фазы.

1. Метод – глазомерный или подсчёт растений.

2. Начало фазы – дата, когда в неё вступило не менее 10-15%, а массовое наступление (полная фаза) – это календарный срок, когда она отмечена не менее чем у 70-75% растений.

3. Фазы роста и развития у подсолнечника:

всходы – на поверхности появились семядоли;

1-я пара настоящих листьев;

3-я пара настоящих листьев;

образование соцветий (корзинок) - на вершине стебля образовалась “звёздочка” диаметром 1-1,5 см;

цветение – раскрытие первого язычкового цветка;

созревание – тыльная часть корзинки имеет восковую окраску, лузга – сухая и ломкая, окраска семян – типичная для сорта или гибрида. Отмечаются также даты посева и уборки подсолнечника.

Повторения