Met. bad. roln. - ćw, studia I i II stopnia, metody badań rolniczych


Ćwiczenie 1.

„Ogólne zasady zakładania doświadczeń polowych”

Planowanie doświadczeń

1.Sformułowanie merytorycznej hipotezy badawczej i hipotezy statystycznej

2. Wybór czynników doświadczalnych

3. Wybór poziomów czynników

4. Wybór liczby powtórzeń

5. Rozmieszczenie powtórzeń i bloków na polu doświadczalnym

6. Wielkość poletka doświadczalnego i jego kształt

7. Określenie zakresu stosowania środków ochrony, nie będących czynnikami doświadczalnymi

Przykładowy tytuł doświadczenia: „Plonowanie jęczmienia jarego w płodozmianie i monokulturze w zależności od poziomu agrotechniki”

Ad. 1. Przyjęto hipotezę badawczą:
„Uprawa jęczmienia jarego w monokulturze
z zastosowaniem herbicydów i fungicydów pozwala na uzyskanie plonów, co najmniej na poziomie płodozmianu, w którym zaniechano ochrony chemicznej jęczmienia przeciwko chwastom i chorobom grzybowym”. Zakłada się potwierdzenie takiego wyniku za pomocą statystycznej analizy wariancji (p=0,05).

Ad. 2. Czynniki doświadczenia:

Ad. 3. Poziom czynników:

I.Następstwo roślin

II. Sposób ochrony plantacji

Ad. 4, 5 i 6. Zakładamy doświadczenie metodą split-plots, w 3 powtórzeniach, a wielkość pojedynczego poletka wynosi 3m x 10m. Wybieramy południkowy kierunek siewu jęczmienia (północ-południe) i w tą stronę będzie skierowany dłuższy bok doświadczenia.

Ad. 7. Pozostałe środki ochrony roślin (antywylegacz, insektycyd) będą stosowane w łanie jęczmienia jarego na identycznym poziomie (płodozmian i monokultura), przy czym insektycyd będzie stosowany interwencyjnie (tylko w przypadku wystąpienia inwazji szkodników (np. skrzypionki, mszyce itp.).

- Temat doświadczenia oraz hipoteza badawcza powinny mieć ścisły związek z doniesieniami z praktyki rolniczej.

- Analizowany tytuł spełnia te warunki

(w praktyce coraz częściej uprawia się jęczmień w monokulturze, a także rezygnuje się ze stosowania chemicznej ochrony zasiewów w celu minimalizacji nakładów finansowych związanych z trudną sytuacją rolników).

Częstokroć, przedstawiciele praktyki rolniczej sygnalizują, że w danych warunkach produkcji lub regionie zalecane przez naukę zasady nie sprawdzają się (np. sposób uprawy roli, dobór pestycydów, przedplonów, międzyplony).

Zdarza się także, iż rolnicy stosują niektóre środki chemiczne (np. herbicydy w ziołach) mimo, że nie posiadają atestu na aplikację w tych kulturach w Polsce, a zalecane są np. w Niemczech. Dlatego też wskazane jest testowanie takich herbicydów w warunkach poletek doświadczalnych.

Wybór pola i lokalizacja doświadczenia

  1. Pole przeznaczone pod przyszłe doświadczenie powinno być analogiczne (zasada dotyczy właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych gleby, a także rzeźby terenu) do pól, na których chcemy wykorzystać wyniki danego doświadczenia (np. Lubelszczyzna)

  2. Spadek (skłon) pola nie powinien przekraczać 5%, przy czym poletka muszą być usytuowane dłuższym bokiem do kierunku skłonu, a pasy w poprzek skłonu.

  3. W miarę możliwości należy unikać zmienności glebowej pola (w Polsce wiele pól cechuje się „mozaikowatością”). Jeżeli pole wykazuje zmienność glebową, korzystniejszy jest układ doświadczenia np. metodą bloków losowanych oraz większa (4-5) liczba powtórzeń, co pozwoli na uzyskanie miarodajnych wyników.

  4. Należy znać tzw. historię pola czyli dobór gatunków roślin w zmianowaniu, sposób nawożenia (organiczne, mineralne, wapnowanie), metody walki z agrofagami (chwasty, choroby grzybowe, szkodniki), pH gleby oraz jej zasobność w składniki pokarmowe (N, P, K, Mg), a ostatnio jako ważny wykładnik żyzności gleby przyjmuje się zawartość węgla organicznego.

  5. W celu maksymalizacji wyrównania glebowego pola stosuje się często tzw. uprawy wyrównawcze (na ogół w roku poprzedzającym założenie doświadczenia). Uprawą wyrównawczą może być jakikolwiek gatunek, będący typowym przedplonem dla testowanej rośliny lub roślina „fitosanitarna” np. gorczyca biała.

  6. Doświadczenia nie należy zakładać w odległości mniejszej niż 50m od budynków mieszkalnych i gospodarskich, rowów melioracyjnych i lasów. Odległość od pojedynczo stojących dużych drzew powinna być równa w przybliżeniu ich wysokości, nie mniejsza jednak niż 30m. Taka sama odległość musi być zachowana w stosunku do dróg bitych oraz 10-20m od dróg polnych.

Typy zmienności glebowej:

  1. Fluktuacyjna - plon oscyluje wokół pewnej wartości, odchylając się do niej powyżej i poniżej niekiedy nawet dość znacznie;

  2. Systematyczna - plony rosną lub maleją w określonym kierunku pola (znamionuje to trwałą zmienność glebową);

  3. Strefowa - plony oscylują wokół pewnej wartości, po czym wyraźnie spadają lub wzrastają na niewielkiej powierzchni (jakimś fragmencie pola), a następnie wracają do poprzedniego poziomu.

Dla doświadczalnictwa polowego szczególnie niepożądana jest zmienność strefowa (określona powierzchnia pola nie jest miarodajna dla uzyskanych wyników, np. plonu ziarna);

Również niepożądana jest zmienność systematyczna, gdyż nie zdajemy sobie sprawy z kierunku jej przebiegu.

Zmienność glebowa wynika z:

  1. różnic budowy profilu glebowego,

  2. różnic w składzie mechanicznym gleby,

  3. różnego jej uwilgotnienia,

  4. zróżnicowania ukształtowania terenu,

  5. nasłonecznienia itp.,

  6. działalności człowieka (niedokładność wykonywania uprawek, nawożenia itp.),

  7. drenowania gleby,

  8. niewłaściwego sąsiedztwa (np. lasu, drzew, rowów melioracyjnych.

Opis pola doświadczalnego

Każde pole, na którym jest prowadzone doświadczenie, musi być dokładnie scharakteryzowane i opisane. W opisie pola należy uwzględnić:

Opis pola doświadczalnego…

W praktyce doświadczalnej dużą pomoc stanowi schemat doświadczenia, który zawiera informacje o:

Ćwiczenie 2

Pobieranie prób materiału glebowego i roślinnego do analiz chemiczno-rolniczych

Pobieranie próbek gleby

Materiały i narzędzia:

Próbki glebowe można pobierać w następujący sposób:

  1. „zakosami” po powierzchni użytku rolnego

  2. po przekątnej powierzchni użytku rolnego

Najczęściej pobiera się od 3 do 10 prób z poszczególnego poletka (wariantu doświadczenia)

Aby sporządzić próbkę ogólną należy:

Próbek nie należy pobierać:

Dopuszcza się pobieranie próbek za pomocą innych przyrządów np. szpadla. Należy wówczas, odkroić szpadlem z głębokości do 20 cm pionowy płat gleby grubości 1-2 cm. Zebrać z całej wysokości szpadla, z części środkowej wycinek gleby. Na próbę ogólną (uśrednioną) powinno się składać 15-20 próbek pierwotnych (pojedynczych)

Próbki można pobierać w ciągu całego okresu wegetacyjnego od wiosny aż do późnej jesieni.

Nie należy ich jednak pobierać: bezpośrednio po wysianiu nawozów mineralnych, nawożeniu organicznym oraz w okresach nadmiernej suszy lub wilgotności gleby.

Próbka średnia powinna reprezentować obszar użytku rolnego o zbliżonych warunkach przyrodniczych (typ, rodzaj, gatunek gleby, ukształtowanie terenu) i agrotechnicznych (przedplon, uprawa, nawożenie). Powierzchnia użytku przypadająca na próbkę średnią powinna wynosić do 4 ha (praktyka rolnicza) oraz do 1 ha (poletka doświadczalne).

W doświadczeniach polowych, w zależności od postawionego zadania oraz warunków glebowo-klimatycznych, próbka średnia powinna reprezentować każde poletko, obiekt lub kombinację czynników doświadczenia.

Do badania stosunków powietrzno-wodnych gleby (pojemności wodnej, porowatości, gęstości) próbki muszą być pobrane z zachowaniem naturalnej struktury. Pobiera się je do cylinderków metalowych o pojemności 100 cm3, które wciska się w nienaruszony grunt, a następnie wyjmuje się szpadlem lub nożem.

Próbki glebowe z doświadczeń wazonowych pobiera się tzw. laską glebową o skróconym trzonku z wazonów stanowiących replikacje (powtórzenie) tego samego obiektu. Z jednego wazonu pobiera się 3-5 próbek pierwotnych, co przy najczęściej stosowanych 4 powtórzeniach daje 12-20 próbek pierwotnych w jednej próbce zbiorczej.

Próbki można suszyć na powietrzu lub w suszarce o temperaturze 55° C.

Glebę do oznaczania azotu mineralnego (N-NO3 i N-NH4) należy analizować świeżą lub suszyć w suszarce z przepływem powietrza, a najlepiej w suszarce próżniowej.

Suszenie na powietrzu jest zbyt powolne
i nie hamuje procesu nitryfikacji, przez co zmieniają się relacje obu form azotu mineralnego.

W celu przygotowania gleby do analiz należy pobrać odpowiednią ilość próbki średniej i rozdrobnić mechanicznie w młynie do rozdrabniania gleby z sitem żelaznym o średnicy oczek 2 mm.

Do niektórych oznaczeń można również mechanicznie lub ręcznie rozdrabniać glebę w moździerzu agatowym lub porcelanowym oraz przesiewać przez sito żelazne lub z tworzywa sztucznego o średnicy oczek 2 mm.

Do oznaczania ogólnych form składników mineralnych należy tak rozdrobnić glebę, aby około 80% rozdrobnionej próbki laboratoryjnej przeszło przez sito plastykowe o średnicy oczka kwadratowego 0,25 mm.

Pobieranie próbek roślinnych

Próbka roślinna może charakteryzować:
- określoną roślinę (drzewo owocowe lub dziko rosnące, krzew) i wtedy pobierane są z niej np. liście, kora, pędy;

- określoną powierzchnię zajętą przez dany gatunek (gatunki) roślin i wtedy pobiera się próbki pierwotne z punktów reprezentatywnych dla danego obszaru, które potem łączy się w próbki zbiorcze, a po wymieszaniu pobiera się próbkę średnią.

Pobrane próbki roślin trzeba odpowiednio zapakować. Jeżeli próbka jest wilgotna, należy ją zabezpieczyć przed parowaniem, umieszczając w woreczkach polietylenowych.

Wilgotne próbki nie powinny być przechowywane w szczelnym opakowaniu dłużej niż 24 h ze względu na możliwość wystąpienia procesów biochemicznych, jak np. fermentacja, gnicie itp.

Technika pobierania próbek roślinnych jest różna dla poszczególnych gatunków, grup roślin. Jeżeli na poletku występuje jeden gatunek lub mieszanka o podobnym składzie (użytek zielony) analizie poddaje się całe rośliny (np. części nadziemne lucerny, zbóż, traw). Pobrana próbka winna stanowić nie mniej niż 2 kg świeżej masy. Próbki pobiera się z wielu miejsc poletka doświadczalnego (łanu), przy czym wybiera się rośliny różniące się wielkością i kształtem.

W przypadku roślin zbożowych i oleistych w fazie pełnej dojrzałości z pow. około 1 ha w 30-50 miejscach ścina się po 5 roślin tuż przy powierzchni gleby. Z zebranego materiału z całego pola oddziela się nasiona (ziarno) od słomy i po dokładnym wymieszaniu pobiera się 300-500 g materiału roślinnego do analizy.

W przypadku roślin okopowych z pow. ok. 1 ha pobiera się kilkadziesiąt próbek indywidualnych, wykopując pojedyncze rośliny i po oddzieleniu bulw, korzeni od części nadziemnych wkłada się je osobno do worków. W laboratorium usuwa się z nich części glebowe, płucząc na sitach pod bieżącą wodą i waży się. Następnie korzenie lub bulwy kroi się na 4 lub 8 części i z ich przekrojów pionowych pobiera się do średniej próbki po jednej części z każdej rośliny, tak aby jej łączna masa wynosiła 0,5-1kg

Próbki roślin dziko rosnących pobiera się łącznie z różnych gatunków, wycinając wszystkie rośliny z tzw. mikropowierzchni, albo też jako próbki oddzielne dla poszczególnych gatunków charakteryzujących badane obszary.

Przywieziony do laboratorium materiał myje się lub nie, a następnie suszy i rozdrabnia.

Np. gdy ustala się ilość substancji zanieczyszczającej pobranej przez rośliny, należy umyć części nadziemne przed suszeniem. Do mycia trzeba zużyć taką samą dla porównywanych prób ilość wody destylowanej w możliwie najkrótszym czasie.

Natomiast, gdy określa się również ilość zanieczyszczeń na roślinie, wtedy nie myje się powierzchni liści i łodyg.

Temperaturę suszenia próbek roślinnych początkowo należy utrzymywać na poziomie 30°C, a w końcowym okresie suszenia można ją podwyższać, ale tylko do 60°C.

Korzenie, bulwy, grube łodygi powinno się wstępnie rozdrobnić (pokroić), aby skrócić czas suszenia.

Wysuszony materiał rozdrabnia się za pomocą różnego rodzaju młynków, aby otrzymać próbkę w postaci pyłu o możliwie jednorodnej średnicy cząstek.

Niedopuszczalne jest posługiwanie się młynkiem stalowym przy mieleniu próbek, w których ma być oznaczane żelazo (te ilości żelaza jakie w czasie mielenia przedostaną się do próbek wystarczą by wyniki analizy były błędne).

W takim przypadku, próbę należy sproszkować ręcznie np. w moździerzu agatowym względnie w porcelanowych lub agatowych młynkach kulowych.

Młynki stalowe są dopuszczalne podczas przygotowania próbek do oznaczania manganu czy kobaltu, ponieważ ilości tych pierwiastków przechodzących ze stali są zbyt małe, aby wpływały na wyniki w sposób znaczący.
W przypadku gdy potrzebne jest oznaczenie miedzi lub cynku, należy zachować szczególne środki ostrożności, aby uniknąć zanieczyszczeń pochodzących z mosiądzu, z którego często wykonuje się elementy młynów lub sit.

Po zmieleniu, wszystkie próbki roślinne miesza się gruntownie, przenosi do odpowiednich słoików wyraźnie oznakowanych i szczelnie zamykanych.

Oznaczenie architektury łanu zbóż:

Próby zboża pobiera się z trzech odcinków rządków długości 1m każdego poletka. Następnie źdźbła dzieli się na 5 klas, w zależności od ich długości (>80, 71-80, 61-70, 51-60, <50cm). W dalszej kolejności oznacza się masę i liczbę ziaren
z pojedynczego kłosa dla każdego
piętra łanu.

Określenie przyrostu biomasy roślin (np. zbóż) w trakcie okresu wegetacji wykonuje się w kilku reprezentatywnych fazach rozwojowych (tj. fazie krzewienia, strzelania w źdźbło, kłoszenia,
dojrzałości mlecznej).Próby roślin (ścinanych tuż przy powierzchni gleby) pobiera się z powierzchni 0,25m2 każdego poletka.

Cechy struktury plonu (liczba siewek, obsada pędów kłosonośnych/nasiennych, liczba i masa ziaren/nasion w kłosie/strąku): Liczbę siewek oraz pędów kłosonośnych oznacza się na powierzchni 1m2 każdego poletka. Liczbę i masę ziarna z kłosa określa się na podstawie 30 losowo pobranych kłosów z każdego poletka.

Określenie biomasy międzyplonów (np. gorczycy, facelii błękitnej) oznacza się na jesieni, w końcu października (przed ich przyoraniem ewentualnie pozostawieniem w formie mulczu na zimę). Całe rośliny międzyplonu wyrywamy z powierzchni 1m2 każdego poletka, a następnie oddzielnie oznaczamy biomasę roślin międzyplonowych oraz chwastów (wyliczamy %-owy udział chwastów w ogólnej biomasie międzyplonu). Można ważyć tzw. świeżą masę międzyplonów, bądź suchą masę (suszenie w temperaturze nie przekraczającej 30ºC).

NAJCZĘŚCIEJ STOSOWANE UKŁADY I MODELE DOŚWIADCZEŃ POLOWYCH (ćwiczenie 3, 4)

Obiekt kontrolny:

Powinien być umieszczony w schemacie każdego doświadczenia (a zwłaszcza w eksperymentach ze stosowaniem herbicydów, fungicydów, zróżnicowanego nawożenia mineralnego itp.). Podstawową jego cechą jest brak oddziaływania na poletka kontrolne czynników doświadcz.

Obiekt kontrolny stanowi więc punkt odniesienia dla wprowadzonych czynników eksperymentalnych:

1. Obiektem kontrolnym są np. poletka na których nie stosujemy herbicydów i porównujemy z nimi różne kombinacje odchwaszczania z użyciem środków chemicznych;

2. Obiektem kontrolnym mogą być także poletka, na których stosujemy zwalczanie chwastów przy pomocy herbicydów zalecanych przez Kalendarz IOR, i porównujemy z nimi herbicydy nie mające atestu na użycie w danej roślinie;

3. Obiekt kontrolny mogą stanowić np. poletka odchwaszczane tylko mechanicznie i porównywane z odchwaszczaniem wyłącznie chemicznym lub mechaniczno-chemicznym;

4. Obiekt kontrolny to także np. stosowanie całokształtu agrotechniki zgodnej z postępowaniem w praktyce rolniczej (nawożenie, środki ochrony roślin) porównywane ze zredukowanymi dawkami agrochemikaliów o 25% i 50%.

Generalnie, należy stwierdzić, że wprowadzenie obiektu kontrolnego w doświadczeniu stanowi realny punkt odniesienia dla zastosowanych czynników eksperymentalnych i pozwala na ocenę skuteczności i zasadności przyjętej hipotezy badawczej oraz wymiernych efektów nowych technologii, nowych środków chemicznych, pomniejszonych dawek nawozów itp.

Przygotowanie pola pod doświadczenie

Przygotowanie pola pod doświadczenie obejmuje wszystkie prace, począwszy od zbioru rośliny przedplonowej do wytyczenia poletek i ich grup.
Generalną zasadą jest przeprowadzenie poszczególnych prac i zabiegów w możliwie krótkim czasie. Zasada ta wynika z potrzeby zapewnienia maksymalnie jednorodnych warunków do wzrostu i rozwoju roślin uprawianych w doświadczeniu.

Rozciągnięcie w czasie dowolnego zabiegu powoduje na ogół zachwianie tej jednorodności. Wykonywanie np. orki przez 6-8 godzin, jeśli dodatkowo wystąpi jeszcze deszcz, powoduje, że poszczególne części pola różnią się w zakresie uwilgotnienia gleby. Stwarza to różnice w warunkach wzrostu roślin i może mieć negatywny wpływ na dokładność doświadczenia. Każdy zabieg wchodzący w skład prac przygotowawczych powinien być wykonany jednolicie pod względem jakościowym.

Omówione zasady nie dotyczą oczywiście tych przypadków, gdy zabiegi te są przedmiotem badań w doświadczeniu. Wykonuje się je wtedy zgodnie z założeniami hipotezy merytorycznej i z przyjętą liczbą badanych czynników i ich poziomów.

Wytyczanie poletek doświadczalnych:

Po przygotowaniu pola i sporządzeniu jego schematu przystępujemy do rozmieszczenia doświadczenia w polu, tj. określamy jego granice, granice powtórzeń, poletek itp.

Do wytyczania poletek w polu niezbędne są następujące przyrządy:

Wytyczanie doświadczenia rozpoczynamy od wyznaczenia na polu linii prostej o długości nieco większej niż będzie miał najdłuższy bok doświadczenia. W tym celu należy, pomiędzy dwoma palikami, równolegle do linii siewu rozciągnąć sznur przebiegający prosto na całej swej długości. Wzdłuż rozciągniętego sznura i rozłożonej taśmy mierniczej należy wbić w równych odstępach paliki. Odległość między nimi będzie równa szerokości poletek, natomiast ich liczba będzie o jeden większa od liczby poletek w danym pasie doświadczenia, np. jeśli w pasie ma być zlokalizowanych 30 poletek, to należy wbić 31 palików.

Następnie przystępujemy do wyznaczenia linii prostopadłych do wyznaczonej linii w miejscach wbicia palików (pierwszych dwóch palików wyznaczających najdłuższy bok doświadczenia). Linie prostopadłe wyznaczamy za pomocą węgielnicy i tyczek mierniczych. W przypadku braku węgielnicy można je wyznaczyć z wykorzystaniem zasad geometrii, a szczególnie twierdzenia Pitagorasa (utworzenie trójkąta o przyprostokątnych 3 i 4 m oraz przeciwprostokątnej 5 m gwarantuje powstanie kąta prostego (lub inaczej przy długości przyprostokątnych 6 i 8 m - długość przeciwprostokątnej wynosi 10 m).

W doświadczeniu należy wykonać ścieżki umożliwiające dostęp do poszczególnych poletek. Ścieżki opryskuje się często nieselektywnym herbicydem np. Roundup 360 SL, do którego można dodać inny środek o działaniu doglebowym, zapobiegający wschodom nowych chwastów. Wymiary ścieżek i użyty preparat uzależnione są od rośliny uprawnej. Najczęściej ścieżki między poletkami mają szerokość 25 cm (w zbożach) lub 50 cm (w przypadku pozostałych roślin). Pomiędzy pasami ścieżka powinna mieć szerokość 1 m. Wyjątkowo ścieżki oddzielające pasy doświadczenia mogą być szersze (2-3 m), aby zapewnić swobodny przejazd ciągnika z opryskiwaczem, wózkiem czy wagą w czasie zbioru (np. roślin okopowych).

Teoretyczne podstawy doświadczalnictwa:

Doświadczenie musi mieć wyraźnie sformułowane założenia teoretyczne obejmujące stawiane pytania (cel badań, hipotezy merytoryczne) i sugestię jego rozwiązania (ustalenie sposobu weryfikacji hipotez poprzez wybór właściwego układu eksperymentalnego i statystycznych metod analizy wyników).

Idealnym można nazwać takie doświadczenie, w którym nie występują czynniki niekontrolowane przez badacza. Należałoby je przeprowadzić w całkowitej izolacji od wpływów zewnętrznych, co nie jest możliwe w warunkach polowych.

Aby ograniczyć wpływ zmienności czynników niekontrolowanych na badane w doświadczeniu cechy wynikowe (np. plon) konieczne jest prowadzenie doświadczeń w układach z losowaniem (randomizacją) obiektów i ich właściwym grupowaniem (blokowaniem).

Najczęściej wykorzystywanymi układami są:

W układach tych można prowadzić doświadczenia jedno-; dwu-lub wieloczynnikowe.

Wnioski i zalecenia dla praktyki należy formułować na podstawie serii doświadczeń, czyli tzw. doświadczeń wielokrotnych.

Przyjęty układ doświadczalny sugeruje sposób wyznaczania funkcji testowych do weryfikacji hipotez.

Hipotezy statystyczne, tzw. hipotezy zerowe [Ho], zakładają brak różnic pomiędzy średnimi obiektowymi i są zaprzeczeniem hipotez merytorycznych stawianych przez eksperymentatora.

Najczęściej hipotezy weryfikuje się metodą analizy wariancji przeprowadzając odpowiednie obliczenia statystyczne specjalnymi programami komputerowymi np. STATGRAPHICS, AWAR, ARSTAT, itp.

1. Układ całkowicie losowy - najprostszy z możliwych, gdyż w układzie tym obiektom doświadczalnym (zabiegom, odmianom) przyporządkowuje się miejsca w sposób całkowicie losowy na całym polu doświadczalnym.

Poletka nie muszą tworzyć układu zwartego lecz mogą być rozrzucone na dowolnych miejscach pola.

Układ jest w doświadczeniach rolniczych rzadko stosowany, tym niemniej w pewnych sytuacjach, jest jedynym możliwym do zastosowania.

Np. w pewnych doświadczeniach fitopatologicznych, gdy mamy do czynienia z tzw. populacjami ruchomymi. W tym przypadku poletka muszą być rozrzucone, gdyż w przeciwnym przypadku nie można by było zaobserwować wpływu badanego środka opryskującego na poletka blisko siebie położone, bo szkodnik łatwo się przenosi.

2. Układ losowanych bloków (bloki kompletne zrandomizowane)

Jest to jeden z najczęściej stosowanych układów eksperymentalnych, szczególnie dla doświadczeń jednoczynnikowych. W układzie tym jednostki doświadczalne (poletka) pogrupowane są w większe jednostki zwane blokami.

W układzie tym należy tak wybrać bloki na polu eksperymentalnym, aby w obrębie bloków nie występowała zmienność żyzności gleby, natomiast zmienność ta może istnieć między blokami.

Układ taki realizowany jest wtedy, gdy pole cechuje wyraźna jednokierunkowa zmienność gleby. Pozwala to zmniejszyć całkowity błąd doświadczenia, gdyż umożliwia ocenę wpływu zmienności gleby na wyniki doświadczenia.

W każdym bloku każdy porównywany obiekt (zabieg, odmiana) występuje dokładnie jeden raz.

Zasadą układu jest rozlosowanie wszystkich obiektów lub ich kombinacji w jednym bloku traktowanym jako powtórzenie. Liczba powtórzeń obiektów jest równa liczbie bloków.

Doświadczenie jednoczynnikowe

Zakładając doświadczenia należy uwzględnić rozkład badanych cech lub zmienność środowiska. W przypadku testowania herbicydów należy brać pod uwagę równomierność pokrycia gleby przez chwasty - jeżeli jest ono równomierne, to wybór bloków w polu może być dowolny.

W sytuacji, gdy stopień zachwaszczenia wzrasta lub maleje w jednym kierunku, bloki należy założyć prostopadle do kierunku zmienności tak, aby w każdym bloku rozkład populacji był w miarę wyrównany.

Zagęszczenie chwastów na polu, na którym stanowią materiał doświadczalny może być bardzo zróżnicowane i nieregularne.

Nie zawsze kontur doświadczenia można wpisać na polu w dowolny sposób. W szczególnych przypadkach bloki (powtórzenia) trzeba rozmieścić niesymetrycznie, zgodnie z założeniami układu, który eliminuje zmienność siedliska w jednym kierunku. Bloki (powtórzenia) należy wybierać na jednorodnych kawałkach pola, a dłuższy bok poletka powinien być równoległy do kierunku zmienności.

W przykładowym doświadczeniu należy ocenić skuteczność 4 herbicydów (B-C-D-E) w porównaniu do obiektu kontrolnego A - nie traktowanego herbicydem.

Doświadczenie założono w 3 powtórzeniach (blokach).

Hipoteza zerowa: Ho: XA = XB = Xc = XD = XE Średnie plony z kontroli i z obiektów traktowanych herbicydami są takie same.

Doświadczenie dwuczynnikowe

Doświadczenie dwuczynnikowe w układzie losowanych bloków zakłada się wtedy, gdy trzeba przebadać dwa czynniki np. herbicydy (A-B-C) stosowane w różnych terminach (T-1, T-2, T-3), a liczba kombinacji obu czynników jest niewielka.

Kombinacje obiektów w bloku rozmieszcza się na zasadzie losowania, tak jak obiekty w doświadczeniu jednoczynnikowym

W efekcie postępowanie jest podobne jak w doświadczeniu jednoczynnikowym, chociaż testowane są dwa czynniki. Ważny jest taki wybór bloków (powtórzeń) w obrębie pola, żeby wewnątrz powtórzenia nie było zmienności glebowej, natomiast zmienność ta może występować między powtórzeniami.

Hipotezy zerowe:

XA = XB = XC dla różnych herbicydów plony są takie same,

X T-1 = X T-2 = X T-3 dla różnych terminów stosowania herbicydów plony są takie same,

X A(T-1) = X B(T-1) = X C(T-1) = X A(T-2) = X B(T-2) = X C(T-2) = X A(T-3) = X B(T-3) = X C(T-3) dla wszystkich herbicydów stosowanych w różnych terminach plony są takie same

Kwadrat łaciński

Układ należy do klasy tzw. układów wierszowo-kolumnowych i umożliwia dwukierunkową eliminację zmienności glebowej. Jest rzadko używany, praktycznie tylko w doświadczeniach szklarniowych, gdyż wymaga identycznej liczby obiektów i powtórzeń, co przy liczbie obiektów większej od 5 znacznie zwiększa powierzchnię doświadczenia.

Obiektów może być maksymalnie 10, jednakże wtedy trzeba dysponować 100 poletkami, dlatego najczęściej układ ten stosuje się dla 4-6 obiektów.

W kwadracie łacińskim każdy badany wariant występuje jeden raz w każdej kolumnie oraz jeden raz w każdym wierszu, co umożliwia eliminację zmienności glebowej w dwóch prostopadłych kierunkach (kolumnach i wierszach).

Kolumny eliminują zmienność glebową poziomą, a wiersze pionową. Wiersze i kolumny pełnią rolę powtórzeń.

Metoda losowanych podbloków, układ pojedynczo rozszczepionych jednostek doświadczalnych zwanych z j. angielskiego układem (split-plots)

Jest to układ wykorzystywany do zakładania doświadczeń dwuczynnikowych. Jego cechą charakterystyczną jest warstwowanie, czyli podział bloków na tzw. podbloki odpowiadające obiektom I czynnika i kolejno rozlosowanie w obrębie poletek każdego z podbloków obiektów czynnika II.

Należy tak dobrać czynniki, by na poletkach rozlosować ten z czynników, którego wpływ chcemy dokładniej zbadać, gdyż czynnik rozlosowany na podblokach jest z nimi uwikłany, więc i jego ocena jest mniej dokładna.

Metoda jest wykorzystywana między innymi do doświadczeń nad reakcją odmian roślin uprawnych na herbicydy.

Przykładem niech będzie zastosowanie czterech herbicydów (H1, H2, H3, H4) na trzech odmianach (A, B, C);

czynnik I - odmiany,

czynnik II - herbicydy.

Hipotezy zerowe:

XA = XB = XC różne odmiany plonują na tym samym poziomie,

X H-l = X H-2 = X H-3 = X H-4 dla różnych herbicydów średnie plony są takie same,

X A(H-l) = X B(H-l) = ... = X A(H-2) = X B(H-2) = ... = X C(H-4) dla różnych odmian opryskanych różnymi herbicydami średnie plony są takie same.

Metoda podbloków równoważnych (split-block)

W układzie tym poziomy czynników, które są badane, rozmieszcza się prostopadle do pasów wewnątrz bloków (powtórzeń).

W praktyce stosuje się dwa lub trzy czynniki, ponieważ umożliwia to dokładną ocenę interakcji. Charakterystyczną cechą tej metody jest to, że czynnik I jest równoważny czynnikowi II.

Praktyczne zastosowanie tej metody ma sens w gospodarstwach zmechanizowanych.

Z technicznego punktu widzenia stosowanie tego typu układu praktycznie daje najmniej błędów w prowadzonym doświadczeniu.

Przykładem niech będzie zastosowanie herbicydu w dwóch terminach (T-1, T-2) na trzech odmianach (A, B, C).

Czynnik I - odmiany,

Czynnik II- terminy.

Czynnik I i II są sobie równoważne. Każdy blok należy podzielić na trzy podbloki (odmiany) o wielkości dwóch poletek (terminy).

Odmiany umieszcza się prostopadle do terminów stosowania herbicydu. Doświadczenie zakłada się co najmniej w 3 powtórzeniach. Dłuższy bok poletka musi być równoległy do zmienności glebowej.

Hipotezy zerowe:

XA = XB = XC różne odmiany plonują na tym samym poziomie,

X T-1 = X T-2 dla różnych terminów średnie plony są takie same,

XA(T-1) = XB(T-1) = XC(T-1) = XA(T-2) = XB(T-2) = XC(T-2) dla różnych odmian opryskanych w różnych terminach średnie plony są takie same.

Jednym z najczęściej używanych do analizy wyników doświadczeń narzędzi statystycznych jest analiza wariancji. Aby jednak wnioski wyciągane z jej pomocą były poprawne, muszą być spełnione pewne warunki.

Addytywność (bloki mogą się różnic między sobą tylko w pewnych granicach). Omawiając układ bloków losowanych mówiliśmy, że warunki w blokach powinny być możliwie najbardziej wyrównane oraz że bloki mogą się różnić między sobą.

Gdyby różnice te były jednak bardzo duże, to niektóre obiekty mogłyby inaczej niż inne reagować na warunki w blokach i co za tym idzie, różnice między obiektowe byłyby zależne od bloków.

Taka sytuacja jest niedopuszczalna, bo nie jest wtedy zachowane prawo stałości, różnic lub, inaczej mówiąc, efekty bloków i obiektów nie są addytywne.

Doświadczenia wielokrotne

Doświadczenie wielokrotne to zamknięty cykl badawczy, który jest serią doświadczeń pojedynczych, trwających na ogół jeden sezon wegetacyjny.

Jest on inny dla roślin ozimych, jarych, a jeszcze inny w nieselektywnym zwalczaniu zbędnej roślinności.

Może być prowadzony w trzech wariantach:

- "w czasie" - przynajmniej trzy lata te same obiekty i ta sama metoda

- "w przestrzeni" - te same obiekty i ta sama metoda w kilku miejscowościach

- "w czasie i w przestrzeni" - te same obiekty i ta sama metoda w kilku miejscowościach przynajmniej przez okres trzech lat (jest to najbardziej dokładny i wiarygodny wariant)

Doświadczenia wielokrotne najlepiej jest zakładać w różnych częściach kraju tak, aby uzyskać możliwie jak najwięcej informacji o badanych cechach i powtarzać je co najmniej przez okres trzech sezonów.

Bez względu na czas trwania doświadczenia w jednym cyklu badawczym, każdy obiekt (cecha lub zespół cech) jest testowany kilkakrotnie, ale tylko na zasadzie liczby powtórzeń doświadczenia.


Wyszukiwarka