ПОВТОРНОСТЬ И ПОВТОРЕНИЕ

В любом полевом опыте, независимо от воли исследователя, присутствует случайная ошибка. Она обусловлена невыравненностью плодородия почвы опытного участка, индивидуальными различиями растений, случайными повреждениями, поражениями их болезнями и вредителями, неравноточностью в работе машин и орудий и другими ошибками технического характера. Случайная ошибка двусторонняя. Она действует как в сторону повышения, так и в сторону снижения результатов исследований.

Согласно теории случайных ошибок, положительные и отрицательные ошибки возникают при проведении опытов приблизительно одинаково часто и при большом числе повторных наблюдений они могут частично погашаться. Чтобы снизить ошибку и получить более правильное представление по урожайности или другим наблюдениям для повышения точности, необходимо делянку с опытным вариантом повторить несколько раз.

Существует три вида повторности:

- на территории;

- во времени;

- в пространстве.

Повторность опыта на территории – это число делянок каждого варианта. Повторность обозначается буквой «n». Повторные делянки дают возможность полнее охватить каждым вариантом возможную пестроту плодородия почвы опытного участка.

Повторные делянки одного варианта, размещенные в разных местах опытного участка, можно рассматривать как части одной крупной делянки. Однако средняя урожайность, вычисленная по результатам нескольких повторностей, дает более правильное представление по варианту опыта, чем данные одной крупной делянки.

Повторность опыта на территории зависит от пестроты плодородия почвы опытного участка, требуемой точности опыта, площади опытной делянки. Наиболее объективно необходимую повторность опыта, с учетом площади, формы и направления опытной делянки, для заданной ошибки эксперимента можно рассчитать на основании данных дробного учета урожайности рекогносцировочного посева по формуле:

, где

n – повторность опыта; V% – коэффициент вариации плодородия почвы опытного участка; – ошибка эксперимента.

Однако, следует учитывать, что рекогносцировочные посевы из-за большой трудоемкости и громоздкости работы целесообразно применять лишь при проведении многолетних стационарных опытов. При постановке краткосрочных нестационарных опытов, повторность опыта определяется на основании многолетнего опыта работы исследователей по оценке точности проведения полевого опыта в зависимости от числа повторностей.

Большую часть полевых опытов рекомендуется проводить при 4-6 кратной повторности, но на практике в основном применяется 3-4 кратная повторность. Повторность 6-8 кратную применяют в опытах с площадью опытной делянки 2-10 кв.м. и на недостаточно выровненных по плодородию земельных участках. Повторность свыше 8-кратной используют только в исключительных случаях. Например, для доказательства незначительных различий между вариантами. Считается, что точность опыта с увеличением повторности до 8 повышается, а при дальнейшем ее увеличении, при неизменной площади опытной делянки начинает снижаться, т.к. увеличивается площадь под опытом и возрастает вероятность выйти за пределы однородного по плодородию земельного участка. Увеличение числа повторностей при неизменной площади делянки сильнее уменьшает ошибку опыта (т.е. повышает его точность), чем соответствующее увеличение площади делянки при неизменной повторности (рис. 6).

Минимальная повторность опыта двукратная. Но она допустима лишь в предварительных и демонстрационных опытах. При постановке полевых опытов в условиях производства также возможна двукратная повторность. Необходимой точности этих опытов следует добиваться за счет увеличения размера делянки при малом числе вариантов.

Следует отметить, что двукратная повторность в опыте, давая общую оценку расхождения результатов повторных делянок, не дает возможности при появлении «сомнительных» значений, судить, который из параллельных результатов лежит ближе к истинному значению, т.к. оба значения являются арифметически равноценными. Определить принадлежность «сомнительной» даты к совокупности можно только при числе повторностей 3 и более. При двукратной повторности, в случае выпадения одной делянки по случайным причинам, вариант остается с одной повторностью и не представляет научной ценности.

Повторность на территории позволяет при отсутствии данных дробного учета получить представление о пестроте плодородия почвы опытного участка, о ее влиянии на урожайность с отдельных делянок опытного варианта.

Наличие повторности в опыте дает возможность количественно определить величину случайных ошибок, что необходимо для оценки существенности (достоверности) различий между вариантами опыта, поэтому повторность однородных делянок нужно считать обязательным условием для полевого опыта независимо от места и условий его постановки. Д.Н. Прянишников писал, что работа без повторностей подобна хождению с завязанными глазами или плаванию без компаса.

При проведении полевых опытов сильнодействующим фактором на результаты наблюдений и учетов являются метеорологические условия года. Большая зависимость результатов опыта от погодных условий требует от экспериментатора максимальной осторожности и объективности в интерпретации однолетних данных полевого опыта, а сильная вариабельность неконтролируемых природных факторов при проведении полевого опыта требует обязательного повторения опыта, в разных погодно-климатических условиях. Поэтому для получения надежных результатов, наряду с повторностью на территории, необходимо повторять полевые опыты во времени.

Повторность опыта во времени – это число лет испытаний новых сортов и агротехнических приемов. Такая повторность позволяет иметь ценную информацию об эффективности изучаемых приемов и сортов в зависимости от возможного разнообразия метеорологических условий. На основании многолетних исследований, можно с большой уверенностью говорить о значении показателей, характеризующих погоду и, прежде всего, от количества выпадающих осадков и температуры воздуха, в формировании урожайности.

Кроме того, многие агротехнические приемы имеют длительное последействие (удобрения, предшественники, гербициды, обработка почвы и др.), для определения которого опыт необходимо повторять несколько лет.

Минимальная повторность опыта во времени 3 года. Исследования в севооборотах по изменению агрофизических свойств почвы, запасов гумуса, элементов питания под влиянием различных агротехнических приемов, разработка систем обработки почвы и удобрений диктуют необходимость увеличения повторности опыта во времени до 10 и более лет.

Повторность опыта в пространстве – это закладка опыта в один год в различных почвенно-климатических зонах. Такие опыты называют еще географическими. Они позволяют быстро получить ответ о влиянии погодных и почвенных условий на урожайность и качество сельскохозяйственных культур.

Полевые опыты на земельном участке располагают методом организованных или неорганизованных повторений.

Повторение – совокупность вариантов схемы опыта, объединенных территориально. Повторение, взятое в отдельности, представляет, в сущности, самостоятельный опыт при однократной повторности, который позволяет делать все возможные сравнения между вариантами. Выделить для закладки опыта земельный участок, идеально выровненный по плодородию почвы практически очень трудно. Это послужило основой для введения метода организованных повторений. При использовании метода организованных повторений различия в плодородии почвы внутри повторения, обусловленные микропестротой, обычно значительно меньше, чем на всем опытном участке. Различия в плодородии почвы между отдельными повторениями не нарушают сравнимости вариантов, а возникшая систематическая ошибка элиминируется статистической обработкой результатов опыта. На схеме размещения полевого опыта повторение обозначается римскими числами – I, II, III, IV и т.д.

Повторность и повторение – понятия разные, хотя часто различия между ними улавливаются недостаточно четко. В простых опытах при применении систематического размещения вариантов опыта, а так же при рендомизированном их размещении внутри повторений, по методу решетки и расщепленной делянки, число повторностей равно числу повторений в опыте. Например, при изучении 5 вариантов и их рендомизированном размещении внутри повторения, каждый из них имеет 3-кратную повторность и все варианты объединены в три повторения (рис. 7).

1

2

3

4

5

4

5

1

4-го варианта

Рисунок 7. Повторность и повторение в полевом опыте при рендомизированном размещении вариантов внутри повторения

При стандартном размещении вариантов, число повторностей контрольного варианта не равно числу повторений в опыте. Например, при размещении 5 вариантов дактиль-методом, вариант 1-контроль имеет 7 кратную повторность, а варианты 2,3,4 и 5 – 3 кратную повторность при наличии трех полевых повторений опыта (рис. 8).

1

2

3

1

4

1

1

4

4

Рисунок 8. Повторность и повторение в полевом опыте при размещении вариантов дактиль-методом

Если на опытных делянках варианты размещаются латинским квадратом и латинским прямоугольником, число повторений в 2 раза больше, чем число повторностей вариантов на территории. Так, при размещении 5 вариантов латинским квадратом, каждый из них имеет 5 повторностей, но повторений в опыте будет 10 (рис. 9).

Опыты могут распологаться на земельном участке и без территориального объединения вариантов в компактные группы – повторения, а полностью случайно. Такое расположение опыта называют методом неорганизованных повторений или полной рендомизацией. Его используют в тех случаях, когда нет необходимости ставить под контроль возможное закономерное изменение плодородия почвы опытного участка. На рисунке 10 показано размещение четырех вариантов в трехкратной повторности методом неорганизованных повторений.

	I	II	III	IV	– повторение по рядам V
I	1
II		2	1	4	Повторность – повторение по столбцам 3
III
IV
V

Рисунок 9. Повторность и повторение в полевом опыте при размещении

Вариантов латинским квадратом

Рисунок 10. Размещение полевого опыта методом неорганизованных повторений

Организация полевого опыта, когда в каждом его повторении представлены все варианты схемы, называется взаимно ортогональной. Организованные повторения контролируют значительную часть территориальной изменчивости плодородия почвы опытного участка и обеспечивают повышение точности исследования.

Контрольные вопросы

1. Значение повторности в опыте.

2. Виды повторностей в опыте.

3. Повторение опыта.

4. Число повторностей в опыте на территории и во времени.

5. Влияние повторности на ошибку эксперимента.

6. Как определяется число повторностей в опыте?

7. Зависимость между площадью опытной делянки и повторностью в опыте.

8. Метод неорганизованных повторений.

Поиск по сайту: