Требования к схеме однофакторного опыта

Наиболее сложный вопрос, который приходится решать исследователю,-- это разработка схем будущих опытов.Однофакторные схемы строятся с несколькими градациями изучаемого фактора, например норм высева семян, сроков сева, доз удобрений, разной глубины обработки почвы. В этих опытах практически не требуется много вариантов, число вариантов не должно превышать 12-16, а делянок 50-60. При необходимости иметь большее число вариантов, следует составить две схемы и осуществлять их как отдельные опыты со своими контрольными вариантами или же увеличивать число контрольных вариантов. Интервалы между дозами, сроками, глубиной и т. д. должны быть такими, чтобы разница в урожаях между ними превышала ошибку опыта. При планировании схем однофакторных экспериментов, которые каждый год закладывают на новых участках, следует меть в виду два основных момента. Во-первых, варианты в однофакторном опыте могут различаться качественно: опыты по изучению и сравнительной оценке сортов и культур, способов посева и обработки почвы, предшественников, разных форм удобрений, пестицидов и т.п. Во-вторых, варианты в опыте могут иметь количественные градации изучаемых факторов: опыты с дозами удобрений, нормами полива, глубиной обработки почвы, нормами посева семян и т. п. Сравнительно просто решается вопрос о схемах однофакторных опытов, в которых варианты различаются качественно. Так, если экспериментатор планирует изучить пять сортов озимой пшеницы или пять способов обработки почвы, схема опыта будет включать пять вариантов А, В, С, D, Е. При разработке схем однофакторных опытов, в которых варианты различаются качественно, важно выдержать принцип единственного различия, правильно выбрать контрольный вариант стандарт) и определить сопутствующие, не изучаемые в опыте оптимальные агротехнические условия эксперимента (фон). Для схем однофакторных полевых опытов с количественными градациями, кроме требований перечисленных выше, необходимо правильно установить единицу варьирования для доз изучаемого фактора и число градаций (доз). Важно так составить схему опыта, чтобы на основании экспериментальных точек - эффектов вариантов можно было построить кривую отзывчивости (отклика), которая будет характеризовать зависимость урожая от изменения изучаемых градаций фактора. Обычно связь между урожаем и возрастающими дозами одного фактора нелинейна. Поэтому желательно иметь достаточное число доз в широком диапазоне. Необходимо стремиться установить или равные интервалы между градациями фактора, или, если это можно предугадать, назначить больше градаций в местах перегибов кривой отзывчивости. Обычно достаточно иметь 5-8 уровней (доз, градаций) изучаемого фактора. При этом важно так установить основной уровень, т.е. ту центральную точку на кривой отзывчивости, чтобы по мере движения к крайним (экстремальным) значением эксперимент охватывал бы лимитирующую, стационарную и ингибирующую область этой кривой. Таким образом, успешное решение поставленной перед экспериментатором задачи зависит от удачного выбора основного уровня (центра эксперимента) и единицы (шага) варьирования изучаемого фактора. Если неправильно установлен центр эксперимента и приняты незначительные различия в дозах (градациях), то экспериментальные точки могут охватывать только лимитирующую или стационарную область, и, следовательно, на основании этой информации нельзя установить оптимальный уровень для изучаемого в опыте фактора. Точные рекомендации по выбору величины шага дать невозможно, и многое здесь зависит от квалификации и интуиции экспериментатора. При выборе шага варьирования необходимо так установить градации факторов, чтобы в лимитирующей области вызванное этим варьированием изменение результативного признака, например урожая, превышало наименьшую существенную разность. Подчеркнем принципиальное различие между однофакторными опытами с качественными (дискретными, прерывистыми) и количественными (непрерывными) факторами, имеющее отношение к планированию повторности. В первом случае важно точнее определить прибавку урожая в сравнении с контролем (стандартом), т. е. эффект варианта, и для этого необходима достаточная обычно 4-6-кратная повторность. Во втором случае важно определить форму кривой отзывчивости, для этого надо иметь достаточное число градаций (доз) фактора в широком диапазоне и, следовательно, выгоднее иметь больше вариантов, не повышая повторность сверх 3-4-кратной.