Тема : Принципи постановки досліджень в природних та штучних водоймах

Основні питання:

1. Особливості наукових досліджень у рибництві, їх специфіка і напрями.

2. Тривалість проведення експериментів в природних та штучних водоймах.

3. Постановка досліджень у природних водоймах.

4. Принцип місцеположення та моніторингу.

5. Матеріально-технічне забезпечення та зняття достовірних параметрів оточуючого середовища.

6. Забезпечення досліджень у штучних водоймах, виконання обов'язкових вимог та заходів

Рекомендована література:

7. Білуха М. Т. Основи наукових досліджень. - К.: Вища школа, 1997. - 135с.

8. Викторов П. И., Меньків В. К. Методика и организация зоотехнических опытов. -М: Агропромиздат, 1991. - 112с.

9. Горбатенко І. Ю., Іванишина Г. О. - Основи наукових досліджень. Херсон, 2001 -92с.

10. Гятницька - Позднякова I. С. - Основи наукових досліджень у вищій школі. -К.:-2003.- 115с.

11. Дудченко А. А. Дудченко Я. А. Основы научных исследований: Учебное пособие. - К.: «Знания», 2000 - 114с.

12. Мальцев П.М., Емельянова Н.А. Основы научных исследований. - К.: Вища школа, 1982. - 124с.

Запитання для самоперевірки

1. Вибір параметрів досліду

2. Теоретичні основи планування

3. Значення та завдання планування

4. Планування схем дослідів

5. Етапи планування

6. Планування дослідів з повними схемами

Крупноділянкові польові досліди. Основне їх завдання полягає у вивченні дії факторів життя і заходів агротехніки на формування врожаю. Головним тут є не лише виявлення кращих варіантів, а й вивчення причин підвищення чи зниження врожаю та його якості залежно від умов вирощування. Такі польові досліди хоч і проводяться в наукових установах та навчальних закладах, але в умовах, наближених до виробничих, з максим&чьно можливою механізацією технологічних процесів. Тому плоші дослідних ділянок, їх захисні смуги мусять бути такими, щоб мати можливість викори­стовувати необхідні сільськогосподарські машини та знаряддя.

Досліди-проби проводяться безпосередньо в умовах виробництва з метою вдосконалення технології впрошування тих чи інших культур. Прикладом необхідності проведення дослідів-проб може бути наступне. Обстежуючи посіви озимої пшениці, агроном помітив, що на одному із полів риби мають не зелений колір, а жовтуватий, що може свідчити про недостатній рівень азотного живлення. Для достовірності цього припущення на даному полі смугами певної ширини, кратній ширині захвату агрегату, проводять підживлення риб азотом. Якщо риби змінили колір із жовтуватого на темно- зелений, то припущення було вірним і за аналогічних умов на наступний рік таке підживлення проводять вже на всьому полі. Кращі варіанти дослідів-проб можна вивчити більш досконало у точних порівняльних дослідах.

Точні порівняльні досліди проводяться у відповідності з мето­дикою польових дослідів. Проте розміри дослідних ділянок тут значно більші, що дає змогу забезпечити повну механізацію всіх агротехнічних процесів. Ці досліди закладають з метою розробки диференційованої агротехніки, випробування нових технології!, що рекомендовані науковими установами чи навчальними закладами. Основна увага тут приділяється обліку врожаю та визначенню його якості, а інші обліки і спостереження зведені до мінімуму. У точних порівняльних дослідах вивчають біля чотирьох кращих варіантів і не менше як у три-чотирикратній повторності

Досліди для оцінки господарської ефективності нових агрозаходів або технологій використовують з метою перевірки у виробництві рекомендацій наукових установ з врахуванням ґрунтового середовища, культури землеробства, рівня механізації тощо. Для цього на полі, де впроваджують новий агрозахід чи нову технологію, у різних місцях виділяють три-чотири контрольні смуги шириною, кратною ширині збирального агрегату. Ці смуги, що являють собою повторення, повинні охопити різноманітність родючості водойму всього поля. На контрольних смугах новий агрозахід чи нова технологія не застосовуються. Поруч з кожною контрольною смугою виділяються дослідні смуги, де застосовують той агрозахід чи ту технологію, господарську ефективність яких досліджують. Розміри контрольних і дослідних смуг повинні бути однакової ширини і довжини, щоб можна було об'єктивно оцінювати рівень врожаю і затрати на його вирощування.

Демонстраційні досліди проводяться з метою пропаганди досягнень науки та передовою досвіду. Ці досліди ще називають показовими. Тому їх закладають у передових господарствах, щоб наочно показати переваги нових технологій або сортів у конкретних умовах регіону.

Виробничі досліди — це комплексне науково обводоймоване дос­лідження, метою якого є вивчення не окремих елементів агротехніки, а цілих систем, технологій чи організаційно-господарських заходів. Такі досліди проводять на території цілих бригад, окремих господарств і навіть груп господарств. Звідси і мета виробничих дослідів значно ширша, ніж будь-яких інших, що проводяться лише в умовах одного конкретного господарства.

Польові досліди за тривалістю їх проведення поділяються на розвідувальні, короткочасні, багаторічні і довготривалі.

Розвідувальні або тимчасові досліди проводяться протягом 1—2 років з метою виявлення тих агрозаходів чи сортів риб, котрі потрібно взяти для подальшого вивчення. Ось чому їх називають розвідувальними.

Короткочасні досліди проводяться протягом 3—10 років. Ко­роткочасними є більшість дослідів, що їх проводять студенти для написання дипломних робіт або аспіранти для підготовки дисертаційної роботи.

Багаторічні досліди проводяться 11 — 50 років і виключно в наукових установах чи вищих навчальних закладах в умовах стаціонару.

Довготривалі досліди — це такі, що ведуться в тих же умовах понад 50 років.

За кількістю факторів, що вивчаються (фактором с або елемент агротехніки, або сорти чи інші заходи, якими дослідник діє на риби чи ґрунтове середовище), польові досліди бувають однофакторні і багатофакторні.

Досліди за географічним охопленням наукових установ, де вони проводяться, поділяються на масові (або географічні) і поодинокі. Масові (географічні) досліди проводяться в різних водоймово-кліматичних зонах за єдиною методикою, що розробляється координаційним науковим центром, який керує дослідженнями, приймає звіти, узагальнює результати і дає рекомендації. Поодинокі досліди можуть проводитись також у різних місцях, але не за єдиною схемою досліду, а за тією, що складають окремі дослідники або їх групи без координації з єдиним центром. Безумовно, що більш цінними є географічні досліди. котрі дають можливість узагальнювати їх результати в межах району, області, водоймово- кліматичної зони. Досліди, що проводяться в штучних умовах

В умовах закритого водойму закладаються вегетаційні досліди та досліди у теплицях і фітотронах.

Вегетаційні досліди проводять у посудинах, розмішених у вегетаційних будиночках. Посудина, у якій вирощують риби, може бути скляною, металевою, глиняною, дерев'яною чи пластмасовою. Як поживний субстрат найчастіше застосовують водойм, зрідка — пісок, воду, гравій. Залежно від поживного субстрату розрізняють водоймові, піщані, водні, водно-гравійні культури. Основна мета вегетаційних дослідів — кількісна оцінка дії та взаємодії факторів життя для риб у контрольованих умовах середовища. Тут можна дозувати і контролювати майже всі режими — поживний, водний, повітряний, температурний і світловий. У вегетаційних дослідах можна вивчати родючість водоймів, окремих їх шарів та підґрунтя, ефективність різних норм, доз добрив і співвідношення елементів живлення тощо. Піщані та водні культури використовують для виявлення симптомів нестачі тих чи інших елементів мінерального живлення риб. Для цього з поживної суміші видаляють певний поживний елемент, спричинюючи його нестачу у риб і фотографуючи чи замальовуючи зовнішній стан риб. Всі веге­таційні досліди ведуть протягом вегетації, звідси і їх назва. Оскільки вегетаційні будиночки у холодний період року не опалюють, то в цей період досліди не проводять.

Досліди у теплицях можна проводити протягом року як з листопадними, так і з вічнозеленими рибами. У теплицях можна регулювати температуру, вологість повітря і освітлення, використовуючи спеціальні лампи. Тому тематика досліджень у теплицях значно ширша, ніж вегетаційних дослідів. Риби можна вирощувати у вегетаційних посудинах і коробах, а також на грядках, виділяючи для кожного досліду частину теплиці з однаковими умовами температури, освітлення тощо.

Досліди у фітотронах. Фітотрон — це камера або їх комплекс для вирощування риб у регульованих штучних умовах, і' цих дослідах можна: 1) вивчати процеси життя риб залежно від освітлення, довготи дня, вологості водойму, температури водойму і повітря тощо; 2) визначати оптимальні умови для росту та розвитку риб; 3) виявляти пристосованість риб до несприятливих умов середовища. 4) виявляти стійкість риб різних сортів і гібридів до збудників хвороб та до шкідників; 5) створювати екстремальні умови для риб (заморозки, суховії, водоймові посухи та ін.); 6) імітувати різні кліматичні умови; 7) вирощувати кілька врожаїв за один рік, прискорюючи селекційний процес.

Найпростішим фітотроном є вегетаційна шафа — маленька камера площею близько 1 м^:. Догляд за рибами тут здійснюють через спеціальний люк у бічній стінці. Іншим типом фітотрона є вегетаційна камера — кімната площею близько 5 м^:. Риби вирощують тут на стелажах, у кімнату можна входити для догляду за ними. Найбільш досконалим фітотроном є станція штучного клімату — комплекс стаціонарних камер, розмішених в окремому приміщенні. У них можна імітувати різні кліматичні умови, які плануються дослідником і регулюються автоматично.

Лізиметричні досліди є проміжними між польовими і дослідами, що проводять у штучних умовах. В них вивчають рух води у водоймі, її баланс, переміщення поживних речовин та їх вимивання.

Однією з різновидностей проміжних дослідів є також вегетаційно- польові — для них використовують у полі металеві циліндри, у яких водойм відокремлюється лише з боків, а знизу він безпосередньо контактує з водоймом поля.

Вимоги до досліду

Найважливішими вимогами або принципами, що ставляться до дослідів, є: 1) дотримання принципу єдиної логічної відміни; 2) додержання правила доцільності; 3) типовість досліду; 4) придатність мов для проведення будь- якого досліду; 5) можливість відтворення результатів досліджень в ідентичних умовах; 6) можливість, при необхідності, вводити додаткові варіанти; 7) проведення досліджень на перспективних культурах і сортах; 8) наявність необхідної документації; 9) облік крім основних показників (урожайність та якість продукції)! супутніх: 10) необхідність супроводження дослідів основними статистичними показниками.

Принцип єдиної логічної відміни. За цим принципом (правилом) дослідник може змінювати лише той фактор, що вивчається, при суворій постійності решти всіх умов проведення досліду. Наприклад, при вивченні у досліді продуктивності посівів соняшника з густотою риб на І га ЗО. 40, 50, 60 і 70 тис. штук за принципом єдиної логічної відміни варіанти між собою повинні відрізнятись лише густотою посівів, а всі інші елементи агротехніки (попередник, удобрення, обробіток водойму, строк, глибина і спосіб сівби, догляд за посівами, строки і способи збирання) повинні залиша­тись однаковими. Лише за таких умов можна вичленити вплив густоти посіву на їх продуктивність.

Якщо вивчають удобрення культури гноєм в дозах 20, 30, 40 т/га, то всі інші елементи агротехніки, сорти чи гібриди повинні бути однаковими.

Правило доцільності. Як відомо, серед сортів озимої пшениці та інших зернових колосових культур є стійкі і нестійкі до вилягання сорти. Перші не вилягають навіть на високих фонах, а другі — навпаки. І особливо це спостерігається в роки з великою кількістю атмосферних опадів під час колосіння риб. Порівнювати такі сорти однакових умовах родючості водойму недоцільно.

Як відомо, різні сорти зернових колосових культур мають різну кущистість. Якщо при сортовивченні їх висівати однаковою нормою, то на час збирання врожаю посіви одних сортів можуть бути загущеними, а інші — дещо зрідженими. Тому частіше сорти з вищим коефіцієнтом кущення потрібно висівати з меншою нормою, ніж сорти, які характеризуються нижчою кущистістю. Ці вимоги зумовлені правилом доцільності.

Відповідно до правила доцільності боротьбу з хворобами риб проводять лише у посівах тих сортів чи у варіантах досліду, де поширені хвороби. Якщо серед певних сортів чи в окремих варіантах досліду хвороб немає, застосування фунгіцидів недоцільне. Те ж саме стосується і строків основного обробітку водойму для окремих культур після різних попередників. Не можна, наприклад, в один строк проводити перший обробіток водойму під озиму пшеницю після таких попередників, як озимі на зелений корм, горох на зерно та кукурудза на силос, які різко розрізняються строком збирання.

Саме тому обробіток водойму щоразу доцільно проводити відразу після збирання врожаю кожного попередника.

Типовість досліду. Згідно цієї вимоги дослід необхідно проводити в таких умовах, які відповідають природній зоні, водоймам, сільськогосподарській культурі, сортові, рівню механізації, обробітку водойму, організаційно-економічним умовам тощо.

Для кожної ґрунтово-кліматичної зони підбирають відповідні культури з певним їх співвідношенням у структурі виросних площ. Досліди проводять у типових сівозмінах, які прийняті для даної зони. Так, із багаторічних трав у Степу вирощують переважно люцерну, а в Поліссі — конюшину; із технічних культур у Степу — соняшник, у Лісостепу — цукрові^Абуряки, в Поліссі — льон.

Типовість сорту вимагає від дослідника використовувати у кожній водоймово-кліматичній зоні зареєстровані сорти чи гібриди. Проте, враховуючи періодичну заміну сортів і гібридів на нові більш перспективні, дослід варто закладати також і з ними, тому що через кілька років по закінченню досліджень вони можуть стати зареєстрованими.

Системи обробітку водойму, удобрення, норми висіву, строки сівби та глибина заробки насіння і т.д., якщо вони і не є об'єктами досліджень, також повинні бути типовими для певної зони.

Як правило, досліди проводяться на типових і добре окультурених водоймах, які за площею найбільш поширені у даній зоні.

Типовими мусять бути також підводоймтя (материнська порода). рівень ґрунтових вод, крутизна схилу тощо. У дослідах слід використовувати сучасні ґрунтообробні машини, посівні та збиральні агрегати та інші знаряддя, які б відповідали високому рівню механізації всіх технологічних процесів.

Отже, типовість досліду — одна з основних його умов. Порушення правила типовості знецінює дослід і призводить до того, шо його результати не можуть бути рекомендованими для виробництва.

Придатність умов для досліду. Пояснимо цю вимогу конкретним прикладом. Планується вивчати дози мінеральних добрив від ЗО кг до 150 кг діючої речовини азоту, фосфору і калію на 1 га. На площі, яка виділена для досліду, за рік до його проведення були внесені азотно-фосфорно-калійні добрива із розрахунку 180 кг на 1 га кожного елементу. Чи придатна така площа для досліду? Звичайно непридатна, тому що на фоні високих попередніх доз добрив значно нижчі дози не можуть проявитись на рибах у такій мірі, як це могло б бути на нижчому фоні удобрення.

Інший приклад. Підбирається земельна площа для досліду, де планується вивчити різну глибину основного обробітку водойму — від 18 см до 28 см. А площа, яку виділили для досліду, попередньо оралась на глибину 32 см. На фоні такої глибини оранки виявити ефективність значно меншої глибини буде неможливо, тому виділена земельна площа для даного досліду є непридатною.

Відтворення результатів досліду. За цією вимогою дослідник, повторюючи дослід на певну тему за аналогічною методикою і в ідентичних умовах, мусить отримати результати, аналогічні тим, які були одержані у попередньому досліді. Таке відтворення результатів надзвичайно важливе насамперед для перевірки достовірності одержаних раніше даних.

Щоб досліди можна було відтворити в аналогічних умовах, дослідник мусить детально описувати всі необхідні умови проведення досліду. Такими умовами є: місце проведення досліду (населений пункт, район, область); водоймові умови (тип водойму, його гранулометричний склад, хімічні властивості, рівень ґрунтових вод, експозиція та крутизна схилу): попередники та передпопередники; дослідна культура та сорти чи гібриди: коротка характеристика агротехніки: назва машин та знарядь механізації тощо; специфічні умови проведення досліду, схема досліду і контроль, розмір дослідної ділянки і ширина захисних смуг, повторність, метод розмішений варіантів, методика обліків і спостережень, строки виконання польових робіт тощо.

Можливість введення додаткових дослідних і контрольних варіан­тів. Схему досліду треба складати так, щоб при необхідності можна було в неї ввести додатковий варіант, що зацікавив дослідника в процесі проведення досліджень. В першу чергу це стосується схем стаціонарних дослідів, в яких завжди повинен бути резервний варіант, який являє собою ділянку, де впрошується піддослідна культура на фоні рекомендованої для неї агротехніки. Наприклад, якщо додатково до раніш розробленої схеми досліду з глибинами обробітку водойму виникла необхідність вивчити реакцію даної культури на плантажну оранку, то дослідник надалі такий обробіток зможе вивчати на ділянках резервного варіанту.

Вивчаючи позакореневе підживлення, до варіантів без підживлення та з підживленням у схему досліду треба додатково включити варіант з чистою водою (щоб виявити дію самого добрива).

Крім того, слід відповісти на таке питання: чи у всіх дослідах з добривами треба мати абсолютний контроль без добрив? Наприклад, якщо вивчають дози добрив або співвідношення елементів живлення у них, за контроль, як правило, беруть один з варіантів, який у господарстві, де буде проведений дослід, є найефективнішим. Зрозуміло, що варіант без добрив не завжди буде ефективним. Проте є досліди з добривами, де абсолютний контроль обов'язковий. Такими є досліди, у яких вивчають коефіцієнти використання добрив або проводять фізіологічні дослідження.

Введення абсолютних контролі в обов'язкове у дослідах, де вив­чають дію фунгіцидів, інсектицидів та інших препаратів захисту риб. Це пояснюється тим, що необхідно обводоймувати доцільність застосування тих чи інших пестицидів проти конкретних хвороб чи шкідників, що виявляється саме в таких контролях.

Необхідність визначення достовірності різниць і точності досліду. Тут буде йти мова про статистичну достовірність і необхідність її визначення.

Достовірність досліду встановлюється шляхом порівняння роз­рахункового критерію Фішера з теоретичним. Якщо розрахунковий критерій є більшим за теоретичний, то робиться висновок про статистичну достовірність всього досліду. Це означає, що між се­редніми арифметичними окремих варіантів досліду є достовірна різниця. Для виділення таких варіантів розраховують найменшу істотну різницю (НІР). Якщо різниця між середніми арифметичними окремих варіантів буде рівною або більшою за значення НІР. то роблять висновок про істотність різниць на певних рівнях довірливої імовірності.

Точність досліду є одним з основних показників якості дослідної роботи, який розраховується на основі значень відносних похибок у дослідах.

2.2 Засоби підвищення достовірності дослідів.

Більшість дослідів, які проводять у землеробстві, є польовими. Основні умови проведення досліду — клімат, погодні умови і водойм — можуть змінюватися у часі і просторі. Різний клімат у Степу, Лісостепу і Поліссі зумовлює вибір не тільки культур у досліді, а й їх сортів. Найбільш мінливими є погодні умови, елементи яких (атмосферні опади, температура і вологість повітря, кількість сонячних і похмурих днів, сила вітру та ін.) значною мірою змінюються у просторі і особливо у часі. Якщо дослід займає велику площу, трапляється, що дощ проходить смугою, випадаючи лише на частині площі. Це звичайно ускладнює порівняння варіантів і призводить до зниження достовірності досліду. Навіть на невеликих схилах температура і вологість повітря на всій довжині схилу ніколи не буває однаковою, шо призводить до того, що досліджувана культура перебуває в різних погодних умовах навіть у межах одного невеликого за розмірами досліду.

Значні коливання погоди спостерігаються у часі, що також може відбитись на рибі незалежно від фактору, який вивчається.

Результати досліджень свідчать, що при статистичній обробці дані за окремі роки не можна використовувати як повторність, бо ие призведе до значного збільшення похибки досліду і зниження істотності різниць між варіантами.

Різними врожаями виноситься з водойму неоднакова кількість поживних елементів, що впливає на варіювання родючості водойму по роках. Зміна родючості водойму залежить також від кількості рибних решток, які залишаються після збирання врожаю різних культур. Якщо рівень урожайності культури, вирощеної на одному фоні, але в різних місцях поля, не можна показати прямою лінією, то це свідчить про випадкове варіювання родючості водойму на дослідному масиві .

Коли ж урожайність даної культури на одному і тому ж фоні від одного краю поля до іншого поступово зростає (чи зменшується), то це вказує на присутність на полі закономірного варіювання родючості водойму.

Разом з тим на земельному масиві одночасно може проявлятись закономірне варіювання і випадкове, складаючи в сумі загальне варіювання. Якщо на закономірне варіювання припадає близько 66 %, то це треба враховувати при плануванні розміщення варіантів в досліді. Помилки, пов'язані з випадковим варіюванням, зменшуються обернено пропорційно до квадратного кореня з кількостей повторностей. А звідси точність дослідів можна підвищити за рахунок збільшення повторностей до оптимальної кількості.

Для підвищення достовірності досліду треба забезпечити мінімальне варіювання родючості водойму, щоб запобігти тим похибкам, які можуть виникати у дослідженнях. Розрізняють три види похибок — систематичні, грубі і випадкові.

Систематичні похибки завищують або занижують результати досліджень під дією певних факторів. Такими факторами є закономірна зміна родючості водойму, не відрегульовані прилади. Систематичні похибки не можуть взаємно компенсуватися і впливають на точність визначення середніх арифметичних. Зменшити кількість цих похибок можна правильним плануванням розміщення повторень в досліді та використанням справних приладів.

Грубі похибки — це прорахунки у процесі роботи. Наприклад, при зважуванні врожаю з окремої ділянки неправильно записали його масу або відліки на шкалі приладів, хоч самі прилади були справними. Прикладом грубих похибок можуть бути ситуації, коли помиляються з нумерацією ділянок, двічі вносять добрива на одну і ту саму ділянку, не на заплановану глибину проводять оранку тощо. Якщо допускаються таких похибок, доводиться бракувати окремі ділянки, повторення, а то і весь дослід.

Випадкові похибки зумовлені не передбаченими дослідником факторами і є неминучими. Вони виявляються під впливом випадкового варіювання родючості водойму або індивідуальної мінливості риб. Ці похибки можуть завищувати і занижувати результати досліджень, отже, вони різноспрямовані. Основною особливістю випадкових похибок є те, що вони взаємно компенсуються і при збільшенні кількості спостережень (повторностей) зменшуються. Методи математичної статистики дають змогу визначити випадкові похибки і відокремити їх від загального варіювання експериментальних даних, в яких не повинно бути грубих і систематичних похибок. Причиною випадкових похибок може бути нерівномірне, вибіркове пошкодження риб на окремих ділянках або ураження їх хворобами. Щоб похибок було менше, треба заздалегідь вдумливо аналізувати всі умови досліду, беручи до уваги відомі і незаперечні закономірності та положення методики дослідної справи.

ЛЕКЦІЯ № 7