Повторение и повторность. Способы размещения повторений в пространстве
Данные полевого опыта получают с теми или иными случайными ошибками, обусловленными невыравненностью почвенного плодородия, индивидуальными различиями растений, случайными повреждениями и поражением их болезнями и вредителями, а также ошибками технического характера.
Согласно теории случайных ошибок, положительные и отрицательные ошибки возникают одинаково часто и при большем числе повторных наблюдений они могут компенсироваться. Следовательно, чтобы получить точное представление об истинном урожае растений того или иного варианта, необходимо делянку с этим вариантом повторить несколько раз.
Повторностью опыта на территории называют число одноименных делянок каждого варианта, а повторностью опыта во времени – число лет испытаний новых агротехнических приемов или сортов. Территориальная повторность дает возможность полнее охватывать каждым вариантом опыта пестроту земельного участка и получить более устойчивые и точные средние, а повторность во времени позволяет установить действие, взаимодействие или последействие изучаемых факторов в разных метеорологических условиях.
При увеличении повторности заметно снижается ошибка опыта. Особенно сильно она снижается при увеличении повторности до 4-6-кратной, дальнейшее увеличение повторности сопровождается менее значительным уменьшением ошибки.
Средние урожаи, вычисленные по результатам нескольких повторных делянок, всегда более устойчивы и точны, чем поделяночные.
Повторение – часть опытного участка, на котором расположена вся схема опыта.
Эффективность повторности особенно четко проявляется, если целые повторения, т.е. весь набор изучаемых вариантов опыта, располагать в пределах даже сильно различающихся, но достаточно однородных внутри себя частей земельного участка.
Размещение повторений и вариантов. Методика не допускает разрыва повторения, а схема опыта с полным набором вариант составляет организованное повторение. Повторение, взятое в отдельности, представляет в сущности самостоятельный опыт и позволяет делать всевозможные сравнения между вариантами, т. к. различия в плодородии почвы внутри повторения меньше, чем между повторениями.
Метод размещения – это определенное чередование вариантов на опытных делянках в зависимости от задач и конкретных условий опыта. Как правило, плодородие почвы в различных местах опытного участка не однородно, оно варьирует либо случайно, либо закономерно. Еще сильнее варьируют урожай и другие учитываемые показатели при выращивании многолетних растений – плодовых и ягодных. Если это не учитывать, то одни варианты окажутся в лучших, другие – в худших условиях. В результате правило единственного логического различия нарушится и весь опыт будет поставлен под сомнение.
Исследования в садах и на виноградниках осложняются и колебаниями урожая по годам и вариантам. Поэтому необходимо повторять опыт не только в пространстве, но и во времени (по годам).
Повторения на опытном участке могут располагаться в один, два, три и более рядов (ярусов, поясов). Одноярусное расположение более желательно с точки зрения техники проведения опыта. Многоярусное расположение повторений применяют при большом числе вариантов и делянок в опыте, а также при ограниченном участке.
Варианты в повторении размещают различными методами, из которых основные:
Ø Стандартный
Ø Систематический
Ø Случайный (рандомизированный)
Методы размещения вариантов.
Ø стандартный
| I | II | III | IV | ||||||||||||||||||||||||
| 1 St | 1 St | 1 St | 1 St | 1 St | 1 St | 1 St | 1 St | ||||||||||||||||||||
Ø
Ø систематический
| I | II | III | IV | ||||||||||||||||||||
Ø
Ø рандомизированный
| I | II | III | IV | ||||||||||||||||||||
В мелкоделяночных опытах, когда необходима высокая точность в определении прибавки урожая, может быть использовано многорядное размещение всего опыта с шахматным расположением стандартных вариантов.
Стандартный метод – размещение контроля (стандарта) рядом с каждым опытным вариантом. Это один из первых методов, которым начали пользоваться экспериментаторы. Размещение стандарта через один вариант называют ямб-методом. При этом под стандарт (контроль) отводится половина опытных делянок, т.е. довольно большая площадь. Для ее уменьшения до одной трети используют дактиль-метод – размещение контрольных делянок через две опытные.
И при ямб-методе, и при дактиль-методе опыт должен не только начинаться, но и заканчиваться стандартом.
Стандартные методы размещения вариантов могут использоваться в сортоиспытании, где они впервые и были рекомендованы. Их применяют, когда имеется очень мало семян нового сорта или гибрида. Эти методы весьма эффективны при большой пестроте плодородия почвы и других условий выращивания, так как каждый вариант контролируется расположенным рядом стандартом. Однако для стандартных методов необходима значительная площадь, и в этом заключается их недостаток. Недостатком является и то, что не всегда существует прямая зависимость между соседними делянками варианта и стандарта, однако это наблюдается крайне редко.
Стандартный метод имеет следующие недостатки:
1. Не всегда наблюдается корреляционная зависимость между урожаями рядом расположенных делянок (об этом говорят данные дробных учетов рекогносцировочных посевов).
2. Очень трудно сравнивать опытные варианты, далеко расположенные друг от друга, что бывает при числе более 10–12 изучаемых вариантов.
3. Большая громоздкость методов и нерациональное использование земельной площади (при дактиль-стандарте – 40% уходит под стандарт, ямб-ст. – более 50% земельной площади). Чаще всего используется на первых ступенях селекционного процесса, когда из-за недостатка семян невозможно иметь требуемую площадь и повторность.
Достоинства: простота, а недостаток – возможное и часто совершенно непредвиденное искажение эффектов по вариантам, а также ненадежное в статистической оценке ошибки опыта.
Случайное или рандомизированное размещение вариантов по делянкам полевого опыта основано на следующих положениях:
1. Способствует лучшему охвату каждым вариантом пестроты плодородия почвы опытного участка и как бы нарушает систематическое изменение плодородия внутри повторения и исключает его влияние на результаты опыта.
2. Рандомизация устраняет корреляцию между изучаемыми вариантами и ставит их в одинаковые условия для сравнения.
3. Все методы статистического анализа основаны на принципе случайного отбора.
Варианты в опытах можно размещать методами рандомизированных повторений, латинского квадрата, латинского прямоугольника, полной рандомизации, расщепленных делянок, смешивания и т. д. в зависимости от варьирования плодородия почвы, других условий выращивания, урожая растений, показателей их роста.
Рандомизированные повторения - случайное размещение всех вариантов опыта в пределах каждого повторения. При этом в каждом повторении каждый вариант встречается только один раз.
Метод латинского квадрата и прямоугольника – их цель исключить, снивелировать влияние систематического изменения плодородия почвы опытного участка по двум взаимоперпендикулярным направлениям на результаты опыта.
Метод размещения вариантов должен быть по возможности прост, обеспечивать проведение опыта с минимальными ошибками независимо от вероятных случайностей (порча некоторых растений, их гибель от болезней и вредителей и т. д.), а также обеспечивать гибкость опыта, т. е. возможность введения новых вариантов вместо старых, уже не представляющих интереса.
Варианты в опытах можно размещать методами рендомизированных повторений, латинского квадрата, латинского прямоугольника, полной рендомизации, расщепленных делянок, смешивания и т. д. в зависимости от варьирования плодородия почвы, других условий выращивания, урожая растений, показателей их роста.
Итак, размещение вариантов методом рендомизированных повторений применяют: 1) когда неизучаемый фактор, например плодородие почвы, варьирует в одном направлении или же по повторениям, а внутри он более выравнен; 2) при небольшом числе и размере опытных делянок.
Метод рендомизированных повторений представляет собой ортогональную схему. Это означает, что в каждом повторении имеется полный набор вариантов и каждый из них встречается в блоке (повторении) только один раз. Благодаря этому данный метод приобретает наибольшую устойчивость и гибкость.