613

2.3 ПРОВЕДЕНИЕ УЧЕТОВ И НАБЛЮДЕНИЙ В ОПЫТАХ

Все наблюдения в опыте должны проводиться в соответствии с намеченной программой научных исследований, преследуя четко определенные цели. В противном случае наблюдения будут носить бессмысленный характер. Объём наблюдений может быть бесконечно широким, что будет физически невыполнимым и обязательно скажется на достоверности результатов. Небольшое число самых необходимых наблюдений, но проводимых с достаточной глубиной, качеством и последовательностью, дает больше, чем большое количество поверхностных наблюдений. Следовательно, в полевом опыте должны проводиться лишь те наблюдения, которые могут дать ответы на поставленные задачи и возможность понять изучаемое явление, выяснить внутреннюю суть процесса и понять причины получения прибавок или снижения урожая и его качества.

Для исключения субъективизма при проведении наблюдений необходимо шире использовать случайный метод отбора проб в выборку. Для этого пробные площадки, растения берут из случайных точек изучаемого варианта методом рендомизации. Большое значение для получения достоверных данных имеет объем выборки, т.е. количество повторных наблюдений или объектов, отбираемых в выборку. Рекомендованы статистические методы расчета объема выборки [Методы исследований…, 2014]. Для количественной изменчивости при достаточно больших совокупностях объем выборки вычисляют по формуле (10):

где n – объем выборки;

41

t – критерий Стьюдента;

S – стандартное (среднее квадратическое) отклонение;

и % – планируемая ошибка выборочной средней в

̅ ̅

абсолютном значении и в процентах; V – коэффициент вариации, %.

Значение критерия t зависит от уровня вероятностей, который устанавливается исследователем. Для 68%-ного уровня t = 1; 95%-ного - t = 2 и 99%-ного - t = 3. Величину стандартного отклонения можно получить при выборочном взятии пробы или взять их из данных предыдущих наблюдений. Ошибка средней арифметической планируется исследователем в соответствии с ожидаемыми результатами.

Объём выборки при качественной изменчивости при оценке поражения растений болезнями рассчитывают по фор-

муле (11):

где t – критерий Стьюдента;

p – количество больных растений, шт.; q – количество здоровых растений, шт.; Sp – ошибка доли.

Наблюдения в полевом опыте делятся на две группы: наблюдения за внешней средой и наблюдения за растениями.

2.3.1 Наблюдения за внешней средой

Для оценки результатов полевого опыта имеет значение учет метеорологических условий. К необходимым метеорологическим наблюдениям относятся: среднесуточная температура воздуха и суточная сумма осадков. В отдельных исследованиях оценивают относительную влажность воздуха, инсоля-

42

цию, силу и направление ветра, и другие показатели. Метеорологические условия изменяются во времени, поэтому для оценки погодных условий их сравнивают со средними многолетними данными. Реакция растений на факторы внешней среды в разные периоды жизни неодинакова, поэтому за изменениями метеорологических факторов наблюдают по межфазным периодам развития растений. В этом случае среднемесячные и среднедекадные показатели не дают объективного представления о влиянии метеорологических факторов на растения, поэтому нужно использовать среднесуточные данные. При обработке метеорологических данных по периодам более четко выявляется связь продолжительности периода и ряда признаков растения с метеорологическими условиями за это время. Особенно важно оценить метеорологические условия в критические периоды развития растений.

В краткосрочных опытах наблюдения за метеорологическими условиями непосредственно на опытном поле не организуются, а используются данные ближайшей метеорологической станции. При проведении исследований на учебно-науч- ном опытном поле Университета можно пользоваться архивом погоды на сайте https://rp.5.ru/Архив_погоды_в_Перми. Необходимо вести наблюдения за выпадением града, ледяными корками и другими стихийными явлениями. Для озимых хлебов, многолетних трав важно измерение высоты снежного покрова. Измерения проводят постоянными или переносными рейками (одновременно определяют плотность и равномерность снегового покрова) после выпадения снега и во время его схода весной. При разработке адаптивно-ландшафтных технологий возделывания полевых культур проводят оценку микроклимата в посевах.

Определение относительной влажности воздуха. Из-

мерение температуры и влажности воздуха среди растений,

43

т.е. в посевах в приземном слое воздуха, лучше проводить переносным аспирационным психрометром МВ-4М, который должен устанавливаться на одинаковой заданной высоте отверстием защиты на север, а шкалы термометров следует направлять на юг. Порядок работы с аспирационным психрометром следующий. Сначала смачивают батист на резервуаре правого термометра. Для этого берут резиновый баллон с пипеткой, заранее наполненный водой и легким нажимом доводят воду не ближе, чем на 1 см до края пипетки, удерживая ее на этом уровне при помощи зажима. После этого пипетку вводят до отказа во внутреннюю гильзу защиты, смачивая батист. Выждав некоторое время, не вынимая пипетки из трубки, разжимают зажим, вбирая излишнюю воду в баллон, после чего пипетку вынимают. Затем заводят вентилятор почти до отказа, психрометр подвешивается на специальном штыре в вертикальном положении. Отсчет показаний термометров проводится на 4-й минуте после пуска вентилятора. Температуру воздуха определяют по сухому термометру. Относительную влажность воздуха определяют по психрометрической таблице (таблица 2).

Таблица 2

Психометрическая таблица

Продолжение таблицы 2

Определение проводят не менее, чем в трех точках на делянке.

Определение освещенности. Освещенность определяют люксметром. При работе с люксметром Ю – 116 необходимо выбрать и установить поглощающую насадку. На улице нужно начинать с насадок "КГ". Подсоединить фотоэлемент к измерителю (соблюдать полярность 1). Фотоэлемент поместить на исследуемую поверхность. Нажать правую кнопку и снять показания прибора по шкале 20 – 100. Если стрелка находится в пределах от 0 до 20 лк, нажать левую кнопку и снять показания по шкале 5 – 30 лк. Если стрелка прибора находится в пределах от 0 до 5 лк необходимо перейти на насадку "КМ". Показания прибора умножаются на степень ослабления насадки и поправочный коэффициент (для ламп накаливания 1,0, для люминисцентных ламп ЛБ-1,15, ЛДЦ-0,95, ЛХБ-1,03). Например:

использовали люминисцентные лампы белые ЛБ, показания прибора 36 лк, насадка "КР", тогда Е = 36 х 10 х 1,15 = 414

лк. Определение горизонтальной освещенности естественным

45

светом проводится в нескольких точках. Высчитывается среднее значение освещенности.

Определение типа почвы. При проведении полевого опыта необходимо оценивать почвенные условия. Прежде всего, необходимо подтвердить типичность почвы. Для описания почв, изучения их морфологических признаков копают почвенные разрезы. Для правильного выбора места, прежде всего, необходимо самым тщательным образом осмотреть местность, определить характер рельефа и растительности. Разрезы не должны закладываться вблизи дорог, рядом с канавами, на нетипичных элементах микрорельефа (понижения, кочки и т.п.). Почвенный разрез – это яма, у которой три стенки отвесные, а четвертая спускается ступеньками. Узкая отвесная передняя сторона предназначается для описания почвы и взятия проб. Желательно ориентировать эту стенку по направлению к солнцу на момент описания почвы. Сперва дёрн на всей площади будущего разреза укладывают на расстоянии не менее 2 м от разреза с боку. Следом убирают верхний плодородный слой почвы. Низкие горизонты почвы выкапывают, размещают в противоположной стороне длины. Не рекомендуется наваливать землю на переднюю стенку разреза, во избежание ее загрязнения, разрушения верхних горизонтов. Не следует наступать на поверхность почвы около передней стенки разреза. По окончании копки ямы всю её переднюю стенку зачищают лезвием лопаты. Ширину передней стенки рекомендуется делать от 70 до 100 см, что позволяет разместиться одному работнику. Глубина разреза должна обеспечить описание материнской породы и на дерново-подзолистых почвах составляет 1,2 – 1,5 м. Описание почвы должен проводить специалист – почвовед. Краткий алгоритм описания почвы в полевых условиях выглядит следующим образом. В полевых условиях описывают следующие морфологические

46

признаки почвы: строение почвы (выявление генетических горизонтов), мощность почвы и отдельных ее горизонтов, окраска, влажность, гранулометрический состав, структура, сложение, новообразования и включения. Первая функциональная зона почвы – зона А, представлена несколькими горизонтами. Горизонт А0 – составляет верхнюю часть почвенного профиля, и представляет опад растений на различных стадиях разложения. В лесу он представлен лесной подстилкой (опавшая листва, хвоя, ветки и т.п.), на лугах дернина. Нижний слой зоны А почвенного профиля в степях представлен горизонтом А – гумусово-аккумулятивным, так как процесс накопления гумуса в почве преобладает над процессами его разрушения и вымывания. В Нечерноземной зоне горизонтом А1 – гуму- сово-элювиальным, в котором наряду с накоплением гумуса хорошо выражен процесс его разрушения и вымывания. Горизонты А и А1 – являются самыми темно окрашенными в почвенном профиле. Их цвет в зависимости от содержания гумуса изменяется от черного до светло-серого. Мощность горизонтов А и А1 варьирует от нескольких сантиметров (в подзолистых почвах) до 1,5 м и более (в черноземах). Вторая функциональная зона почвы представлена горизонтом А2 – элювиальный горизонт (горизонт вымывания). Из этого горизонта в процессе почвообразования вымываются вещества в нижележащие горизонты. Этот горизонт обедняется глинистыми минералами, полуторными окислами и обогащается кремнеземом. Он отличается осветленным цветом, бесструктурностью, может быть слоеватым рыхлым. В третьей функциональной зоне почвенного профиля происходит накопление вымытых из второй зоны веществ. Горизонты, входящие в эту зону почвы, обозначаются индексом В и называются иллювиальными. Горизонт В – это бурый, охристо-бурый, красновато-бурый, уплотненный и утяжеленный, хорошо оструктуренный гориз

47

онт, характеризующийся накоплением глины, окислов железа, алюминия и других коллоидных веществ. В степных почвах, где не наблюдается больших перемещений веществ в почвенном профиле, горизонт В выступает переходным слоем от гумусового к почвообразующей породе и характеризуется постепенным ослаблением процессов аккумуляции гумуса и разложения первичных материалов. В горизонте В можно выделить три подгоризонта В1 – подгоризонт с преобладанием гумусовой окраски, В2 – подгоризонт более слабой и неравномерной гумусовой окраски и В3 – подгоризонт окончания гумусовых затеков. В лугово-болотных почвах в третьей функциональной зоне почвы встречается горизонт G – глеевый. Он образуется при с постоянном избыточном увлажнении. При недостатке кислорода, в почве протекают восстановительные процессы, что приводит к образованию закисных соединений железа и марганца, подвижных форм алюминия (глеевый процесс). Характерными чертами глеевого горизонта является сизая, серовато-голубая или грязно-зеленая окраска, слитость, вязкость. Серой окраске глеевого горизонта часто сопутствуют охристые пятна, образовавшиеся в результате попеременного проявления аэробных и анаэробных процессов в почве, а также черные и темно-бурые пятна из железомарганцевых соединений. Если признаки глеевого процесса проявляются и в верхних горизонтах, то к их обозначению добавляют букву g, например А2g, Bg и т.д. Четвертая функциональная зона почвенного профиля может быть представлена одним или несколькими горизонтами, в зависимости от однородности свойств минеральной основы почвы на разных глубинах. Чаще всего выделяют два горизонта (сверху вниз) материнскую (С) и подстилающую породы (D). Горизонт С представляет собой незатронутую или слабо затронутую почвообразовательными процессами породу. При описании почвенного горизонта

48

необходимо отметить особенности его перехода в низлежащий горизонт. Граница может быть резкой (до 1 см), ясной (1- 3 см), заметной (3-5 см), постепенной (5-10 см), а форма ее ровной, волнистой, карманной, затечной, размытой. Мощностью почвы называется ее толщина от поверхности вглубь до не измененной почвообразовательными процессами части материнской породы. По мощности горизонтов определяют подтип почвы. Для измерения мощности почвы и отдельных ее горизонтов к верхнему краю передней стенки разреза прикрепляют сантиметровую ленту таким образом, чтобы нулевое деление точно совпало с поверхностью почвы. Данные по мощности того или иного горизонта, записывают дробно в числителе его верхнюю и нижнюю границы, а в знаменателе его мощность, например А0 0 – 5/5, А1 5 - 25/20 и т.д. Это наглядно показывает не только глубину расположения горизонта, но и его мощность. Далее описывают морфологические признаки каждого горизонта. Окраска является показателем принадлежности почвы к тому или иному типу. Окраска почв связана с их зональными особенностями. Горизонты почвы та- ежно-лесной зоны имеют светлые, серые и белесые тона, почвы лесостепной зоны - серые и темно-серые, лугово-степ- ной (черноземной) - темно-серые и черные. Почвы редко бывают окрашены в какой-либо один чистый цвет. Обычно окраска сложная и состоит из нескольких цветов. Для определения окраски почвенного горизонта необходимо: а) установить преобладающий цвет; 2) определить насыщенность этого цвета (темно-, светлоокрашенная); 3) отметить оттенки основ-

ного цвета. Например - буровато светло-серый, коричневатобурый, светлый серовато-палевый и т.п. При описании цвета того или иного горизонта необходимо указывать и степень од-

нородности окраски. Например, буровато-сизый, неоднородный, на сизом фоне бурые и ржавые пятна и примазки.

Окраска почвы в полевых условиях зависит от влажности

49

почвы и степени освещенности почвенного разреза. Влажная почва имеет более темную окраску, чем сухая, поэтому необходимо уточнять окраску почвы в образцах, доведенных до воздушно-сухого состояния (высушенных на воздухе, но не на солнце). Освещение при оценке цвета должно быть равномерным, так как в тени почва выглядит темнее. Оптимальное время определения окраски почвы день при высоком стоянии солнца. Для оценки цвета горизонтов можно использовать мазки почвы на схеме почвенного профиля, после их высыхания. Гранулометрический состав почвы определяет ее разновидность. Гранулометрический состав –это относительное содержание в ней механических элементов (частиц) различного размера. Механические элементы крупнее 1 мм называют почвенным скелетом, элементы размером от 1 до 0,01 мм называют физическим песком, а мельче 0,01 мм - физической глиной. Из частиц менее 0,01 мм выделяют: пыль (средняя - 0,01

–0,005 мм, тонкая – 0,005 – 0,001 мм) и ил (мельче 0,001 мм).

Разновидность почвы определяется соотношением в почве физического песка и физический глины. По этому признаку выделяют четыре основных разновидности почвы: глинистые, суглинистые, песчаные и супесчаные. Глинистые почвы содержат в своем составе более 50% частиц физической глины: тяжелые суглинки – 40-50%, средние суглинки – 30-40%, легкие суглинки – 20-30%, супесчаные почвы – 10-20%, песчаные

–менее 10%. В полевых условиях определение гранулометрического состава почвы производится методом раскатывания увлажненной почвы. Для этого комочек почвенного материала смачивают водой до консистенции густой вязкой массы. Эту массу скатывают на ладони в шарик диаметром 1 – 2 см. Шарик раскатывают в шнур диаметром 3 мм, который затем сгибают в кольцо с наружным диаметром 3 см. Если почва глинистая – шнур при сгибании в кольцо не ломается и не растрескивается. Шнур из суглинистой почвы при сгибании в кольцо

50