Снижение ошибок и повышение точности опыта. Точность опыта — это степень близости его результатов к истинному значению.
Иногда исследователи в научных работах ограничиваются лишь расчетами HCP и не приводят значения относительных ошибок опыта. Отсутствие числового значения ошибок не позволяет сделать вывод о точности проведенного опыта. Точность опыта — это один из основных показателей качества опытной работы. Исследователь должен быть точным во всем, начиная с выравнивания плодородия почвы под опыт и кончая обобщением результатов исследований.
О точности опытов судят по статистическим ошибкам, которые обозначаются символами s% (ошибка средней арифметической) и Sx% (относительная ошибка средней или опыта). Чем ниже числовое значение ошибок, тем выше точность опыта. Различают три основных вида ошибок: систематические, грубые и случайные.
Систематические ошибки — это постоянное завышение или занижение результатов опыта под действием определенных факторов. Такими факторами могут быть закономерное изменение плодородия почвы в каком-то направлении, неисправность используемых в опыте приборов и т. п. Поскольку систематические ошибки являются однонаправленными, т. е. искажают результаты в одном направлении, они не могут взаимно погашаться и поэтому снижают точность опытов. Уменьшить систематические ошибки можно путем правильного планирования, закладки и проведения опытов.
Грубые ошибки — это просчеты, промахи в работе. Например, можно ошибиться при снятии показаний прибора, при записи. Иногда на опытных делянках путают этикетки, дважды вносят удобрения на какой-то делянке, не на ту глубину обрабатывают почву и т. д. Из-за грубых ошибок приходится браковать отдельные делянки, повторения или даже весь опыт.
Случайные ошибки обусловлены неизвестными, непредвиденными факторами и поэтому неизбежны. Они появляются под влиянием случайного варьирования плодородия почвы или урожайности самих растении. Такие ошибки могут завышать или занижать результаты исследований, т. е. они разнонаправленны. Весьма существенно, что случайные ошибки взаимно компенсируются, поэтому с увеличением числа наблюдений погрешности опыта уменьшаются. Методы математической статистики позволяют определить величины случайных ошибок и вычленить их из общего варьирования экспериментальных данных.
Ошибки опыта не представляют собой ошибок расчета, допускаемых при математических операциях. Они определяют величину отклонения фактического значения от истинного.
Для повышения точности опыта методисты из Калифорнийского университета (США) Т. Литтл и Ф. Хиллз (1981) рекомендуют увеличивать число повторностей, тщательно подбирать варианты, совершенствовать технику опыта, правильно отбирать экспериментальный материал, планировать и группировать экспериментальные единицы.
Зависимости между показателями опыта. Объекты исследований — почва, растения, их органы — взаимосвязаны и зависят от комплекса условий внешней среды. Эти связи весьма разнообразны, они могут быть прямыми и обратными, существенными и несущественными, закономерными и случайными, постоянными и временными, сильными и слабыми, прямолинейными и криволинейными.
Наиболее сложные связи существуют в биологических объектах (в частности, зависимость растений от условий среды). Атмосферные осадки, почвенная среда, температура и влажность воздуха, долгота дня и ночи влияют на рост и развитие растений, их устойчивость к болезням и вредителям, а также на формирование урожая. Практика научной работы показывает, что выявить связи между этими факторами лишь с помощью логического анализа почти невозможно. На помощь приходят методы математической статистики, в частности корреляционные и регрессионные анализы. Однако и такие анализы, сделанные для двух, пусть даже и самых важных показателей (например, урожай и дозы удобрений), не дают полной информации для исследователя. Необходимо изучать множественные зависимости между урожаем, его качеством и всеми теми условиями, которые на них влияют. Для глубокого понимания этих процессов исследователь должен иметь отличные знания не только в определенной области науки, но и в смежных областях. Так, изучая эффективность удобрений, надо досконально знать агрохимию, почвоведение, растениеводство, физиологию растений, микробиологию, защиту растений и многие другие науки.
Билет 13
Методологические принципы конкретного эксперимента еще недостаточно разработаны. Но уже в настоящее время можно вывести несколько правил, которые могут оказаться полезными при организации опытов.
Первое правило. Эксперимент не должен быть случайным. Начинать его только потому, что приобретен новый прибор или в какой-то проблеме, над которой работает другая лаборатория, остались невыясненными те или другие вопросы, нельзя. Ученый должен на базе фактического материала все время развивать свои теоретические представления ив исследуемой области, и каждый отдельный эксперимент должен находиться в связи с этим процессом и в точно определенном месте той совокупности экспериментов, которые необходимы для разработки вопроса. Только в этом случае эксперимент выявляет полное свое значение и актуальность.
Успех исследовательской работы лаборатории предполагает плановую разработку системы экспериментов. Но возможна постановка опытов и вне общего плана исследований принятой проблемы. С одной стороны, постановка таких разведывательных опытов не противоречит общему правилу. Но, с другой стороны, правило предупреждает, что исследователь не должен тратить все свои силы на бесконечные поиски новых направлений, ибо так можно всю жизнь «прометаться», ничего существенного не сделав в науке.
Второе правило. В ходе исследования надо тщательно соблюдать необходимые пропорции между главным направлением эксперимента и его отдельными частями. Уход с отдельным экспериментом далеко в сторону от главного направления исследования, если к этому нет особых оснований, не должен допускаться, так как задерживает решение проблемы.
Третье правило. Оно состоит в том, что общий план исследований проблемы в содержании отдельных опытов не должен идейно связанного с ним предшествующего опыта или опытов, проведенных в других лабораториях, должно уточняться направление и содержание последующего опыта.
Четвертое правило. Эксперимент нельзя начинать до тех пор, пока не будут подготовлены все его составные элементы - рабочие гипотезы, следовательно, полное знание истории предмета исследования, методика, соответствующая аппаратура и материальное оснащение, а также люди, которые будут заняты на опыте. Погрешности в любом из этих элементов могут нанести ущерб, значительно обесценить или даже сорвать проведение эксперимента. Особое внимание следует обращать на отработку методики и знакомство с аппаратурой, которая должна быть освоена практически, то есть путем не только чтения, но и приобретения навыка, умения, мастерства.
В настоящее время, когда во всех странах мира по каждой проблеме зоотехнической науки интенсивно работают сотни, а иногда и тысячи научных работников, нельзя начинать эксперимент без знания истории развития исследований по проблеме.
Пятое правило. Как только начался опыт, исследователь должен отвлечься и только наблюдать, фиксируя факты. Совершенно недоступно вести лишь выборочные наблюдения, регистрировать те факты, которые подтверждают принятую гипотезу или теорию, и не обращать внимания на факты, которые ей противоречат или являются фактами, принципиально нового содержания.
Шестое правило. При проведении эксперимента должна соблюдаться необходимая пропорция между ручной работой и мыслительной деятельностью исследователя. Никогда не следует надолго откладывать обдумывание экспериментальных данных, нельзя начинать проведение нового опыта, пока не осмыслены результаты предшествующего.
В опытах на сельскохозяйственных животных имеют значение и свойства самого объекта. Дело в том, что существующая методика и техника эксперимента не позволяют фиксировать сразу все проявления жизни животного. Исследуется лишь какая-то одна функция или группа функций, в то время как ответ на поставленный вопрос определяется организмом как целым. Поэтому вовлечение в мыслительный аппарат не только фиксированных данных эксперимента, но и по возможности всего богатства явлений жизни, наблюдаемых у подопытных животных, чрезвычайно важно.
Однако чем далее откладывается осмысливание результатов эксперимента, тем больше теряется фактов непосредственного наблюдения, тем все больше суживается впечатляющий материал, тускнеет картина в целом, тем более «жестким» и «тощим» получается отчет об опыте. Кроме того, обдумывание явлений, возникающих в ходе опыта и наблюдаемых иногда только у отдельных подопытных животных, дает возможность заметить другие явления, которые в противном случае прошли бы мимо исследователя. Ибо, чем больше явлений, наблюдавших в эксперименте, обдуманно и отложилось у нас в форме определенных суждений и понятий, тем более расширяются наши возможности мыслящего наблюдения в последующем.
Эссе
1.3.3. СПЕЦИФИКА ОПЫТОВ ПО СОРТОИСПЫТАНИЮ
Сортоиспытание — это изучение и оценка сортов и гибридов сельскохозяйственных культур в сравнении со стандартом (контрольным сортом). Различают станционное и государственное сортоиспытание.
Станционное сортоиспытание осуществляют в селекционно-опытных учреждениях, оценивая сорта и гибриды, выведенные в этом селекционном учреждении или в вузе. Цель станционного испытания — изучение и отбор лучших сортов и гибридов для передачи их в государственное сортоиспытание.
Государственное сортоиспытание — это заключительный этап селекционного процесса, после которого наиболее удачные сорта, гибриды, линии, популяции получают официальное признание как лучшие в сравнении со стандартами (контро-лями) по урожайности, качеству продукции, экономической эффективности, стойкости к болезням, вредителям, неблагоприятным условиям среды и т. д.
Современная госсортосеть включает: государственные сортоиспытательные участки на самостоятельном балансе; госсортоучастки на базе коллективных хозяйств или государственных сельскохозяйственных предприятий; государственные сортоиспытательные станции; лаборатории по оценке качества испытываемых сортов, инспекции по сортоиспытанию. Возглавляет всю сортосеть Государственная комиссия по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур.
Сортоиспытание ведут в несколько этапов: расширенное, расширенное конкурсное, конкурсное, производственное, техноло-го-экономическое.
Расширенное испытание (изучение) проводят в коллекционных посевах научных учреждений и вузов при расширенном наборе сортов или гибридов по сокращенной программе. Основная задача при этом — выявить лучшие сорта и гибриды для включения их в расширенное конкурсное испытание на государственных сортоучастках или станциях.
Расширенное конкурсное сортоиспытание имеет основной задачей сократить сроки изучения сортов и гибридов, выявить реакцию каждого из них на изменяющиеся условия внешней среды, включая экстремальные. Весьма важно также установить стабильность и уровень количественных и качественных показателей, поражаемость сортов болезнями и повреждаемость вредителями, в короткий срок определить ареал сорта и его пригодность для интенсивной технологии выращивания.
Конкурсное сортоиспытание — это дальнейшее всестороннее углубленное изучение и оценка новых сортов, которые выделялись в предыдущем расширенном наборе по урожайности, качеству продукции, устойчивости к болезням и вредителям, пригодности к новым технологиям возделывания, в сравнении со стандартами. В задачу конкурсного сортоиспытания входят также подготовка предложений о перспективности новых сортов для конкретной области или зоны и определение экономической целесообразности промышленного семеноводства.
Производственное сортоиспытание окончательно определяет пригодность сорта, выделившегося в конкурсном испытании, для новых технологий и определяет его экономическую ктивность. Эти испытания проводят либо на производстве, на государственных сортоиспытательных станциях с применением той технологии выращивания, которая принята в данном административном районе. Площадь посева каждого сорта для зерновых и крупяных культур должна быть не менее 2 га.
Основной научно-производственной единицей сортоиспытания является сортоучасток. Его организуют на базе лучших хозяйств либо научных учреждений и вузов.
Технолог о-э кономические испытания проводят для выявления сортов, лучше всего соответствующих энергосберегающим технологиям выращивания сельскохозяйственной продукции в полевых условиях. При этом изучают хранение и переработку, а также получение продуктов переработки новых сортов по сравнению со стандартом.
Для определения качества продукции новых сортов некоторых культур по согласованию с заинтересованным министерством проводят фабричные испытания. Для установления оригинальности нового сорта, его однородности на некоторых сортоиспытательных станциях проводят идентификацию сортов зерновых и других культур. Иногда в опыты включают не только отечественные, но и зарубежные сорта.
По рекомендации авторов сортов или по предложениям Госкомиссии испытание сортов проводят после разных предшественников, при различных нормах посева и т. п.
На некоторых сортоучастках или станциях изучают сортовую агротехнику (нормы высева семян, сроки и способы посева, удобрения, пестициды и др.). В таких учреждениях, как правило, есть два севооборота: один — для конкурсного испытания, другой — для изучения сортовой агротехники.
Государственные сортоиспытательные учреждения могут быть комплексными, где изучают сорта различных культур, и специализированными. Последние испытывают определенные группы культур — зерновые, технические, прядильные, кормовые — и обслуживают не одну, а несколько почвенно-климатических зон. Имеются также сортоиспытательные учреждения, которые изучают сорта в орошаемых зонах земледелия или на осушенных землях.
Билет 14
Эксперимент и особенности экспериментального исследования.
1. Эксперимент как метод исследования. На грани XIX и XX века в биологии главным методическим приемом исследований становится уже не наблюдение и описание явлений природы и сельскохозяйственной деятельности, а точный эксперимент. Именно с применением его связан тот большой подъем, который произошел в биологии в последующий период и продолжается в нарастающем размере до настоящего времени. Болыпое значение экспериментального метода в науке обуславливается рядом его крупных достоинств, позволяющих глубже проникать в процессы жизнедеятельности, познавать функциональную, в том числе и биохимическую, роль структурных элементов организма.
Если наблюдение дает возможность изучать процессы природы такими, какими они естественно сложились в течение длительного периода развития, причем в условиях, не контролируемых исследованием, то эксперимент изымает объект исследования из его естественной обстановки и ставит в новые условия, где главнейшие факторы внешней среды не только контролируются, но и точно измеряются и учитываются.
Таким образом, можно отметить, что для эксперимента характерно активное отношение к объекту исследования. Эксперимент в большей степени, чем наблюдение, связан с развитием теории, предполагает до «мелочей» разработанную методику и технику исследования и оснащение необходимыми средствами (орудиями, приборами и т.д.).
Характерная особенность эксперимента в отличии от простого наблюдения состоит в том, что эксперимент позволяет вести изучение предмета или явления одновременно при разных условиях, при разной последовательности этих условий или сочетаниях их в комплексы и т.д. Некоторые комплексы условий, воспроизводимые при экспериментальных исследованиях, в дикой природе или в хозяйственных условиях вообще не встречаются. Вместе с тем, они весьма необходимы для планомерного познания, так как дают возможность последовательно выяснить причины явлений. Таковы, например, исследования в климатических камерах, позволяющих создать для животного любые сочетания факторов внешней среды (температура, относительная влажность, интенсивность освещения, сила движения воздуха и т.д.). Или взять современные сложные факториальные опыты, когда исследователь одновременно изучает десятки вариантов, представляющие в различных сочетаниях факторы кормления, содержания, разведения и т.д. Вследствие всех этих особенностей эксперимент ускоряет процесс научного исследования, ибо один сложный опыт дает исследователю столько достоверного материала, сколько методом наблюдения он, может быть, не собрал бы и за всю жизнь.
Преимущество эксперимента по сравнению с простым наблюдением заключается и в том, что он позволяет повторить исследование в тех же условиях или в заведомо иных. Таковы, например, различные зоотехнические опыты, проводимые в зональном разрезе, или зонально и одновременно с повторностью по годам, поскольку в разные годы может быть различное сочетание природных факторов, имеющих существенное значение для жизни животных. Повторяемость эксперимента дает возможность повысить достоверность выводов, а также надежность их для практики животноводства. При проведении эксперимента можно градуально изменять дозы воздействующего фактора и тем самым выяснять его биологически оптимальные или экономически более целесообразные размеры. Изучение влияния различных факторов на определенный объект (допустим, факторов кормления и содержания на продуктивность животных определенной породы) дополняется использованием для таких экспериментов одновременно различных объектов (например, различных пород, линий и т.д.), что значительно расширяет познавательные возможности экспериментального метода.
Все это, вместе взятое, - целенаправленность исследования, изоляция объекта и создание искусственной обстановки, варьирование условий, градуальное дозирование изменение силы их действия, повторяемость опыта и возможность точно измерять факторы и условия - делает экспериментальный метод наиболее целесообразным и мощным приемом познания объективной деятельности.
По своей природе эксперимент сродни производственной деятельности. Он так же, как производственные процессы, характеризуется активным отношением к объекту. Связан с созданием для него искусственных условий.
Экспериментальный метод исследования в биологии был вначале применен к изучению физиологии (функциональных явлений жизни), а затем морфологии животных. На базе морфофизиологического00 эксперимента с применением также исторического метода исследования возник генетический эксперимент. Наконец, в последнее время широко используется физико-химический эксперимент для изучения жизненных процессов (изучение явлений жизни на молекулярном уровне).
Развитие экспериментального метода исследований в биологии привело к необходимости использования математических средств как для обработки опытных данных, так и в качестве самостоятельного метода исследований. Последняя тенденция требует развития в самой математике, как науке, особых разделов, позволяющих применять математическую логику к познанию процессов жизни.
2. Виды эксперимента. Все виды биологического эксперимента и сопутствующих приемов используются также и в зоотехнии. Но здесь факторы биологические факторы технико-экономическими, что придает зоотехническому эксперименту особый характер. Зоотехнический эксперимент, именуемый обычно научно-хозяйственным опытом, ставится в таких, приближенных к производственным условиям формах, которые дают возможность прямо переносить его результаты в хозяйственную деятельность.
Особая разновидность эксперимента - селекционный эксперимент, продолжающийся иногда десятки лет. При благоприятном и успешном ведении он заканчивается не только созданием сортов, семейств, но вместе с тем и важными для теории агрономической науки обобщениями в области биологических закономерностей, в частности свойственных длительным биологическим процессам преобразования и развития, а также при проверке эффективности существующих и разработке новых методов сортообразования.
Издавна используется три вида экспериментов: научный, научно-хозяйственный и производственный.
Эссе
1.3. АГРОНОМИЧЕСКИЕ ОПЫТЫ
1.3.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ОПЫТОВ
Агрономические опыты объединяют в две большие группы: агротехнические и опыты по сортоиспытанию. Кроме того, опыты подразделяют на полевые — проводимые в естественных условиях, и на проводимые в искусственных условиях (в теплицах, вегетационных домиках, фитотронах и даже в космосе). Промежуточное положение занимают опыты в лизиметрах.
Полевые опыты для удобства их использования подразделяют по месту проведения; по длительности; по числу изучаемых факторов; по географическому охвату объектов исследований (рис. 3).
Подразделение опытов по месту проведения. Выделяют опыты, проводимые в научных учреждениях или учебных заведениях, и те, которые проводят в условиях производства.
Опыты
По месту проведения
Разведыватедь-ные (до 2 дет)
Краткосрочные (3-10 лет)
Многолетние (11-50 лет)
Длительные (более 50 дет)
Проводимые в научно-исследовательских учреждениях шш вузаж
Мелкоделя-ночные
(до Юм2)
Полевые (51-20OM2)
По числу изучаемых факторов
Проводимые на производстве
Опыты-пробы
Точные сравни-
Однофактор-ные
Многофакторные
По учету эффек--t4 тивносга новых агроприемов (3 га)
Демонстрационные (200- 400 м2)
Производственные
По географическому охвату объектов исследований
Географические (массовые)
Единичные
Рис 3. Классификация полевых опытов
Опыты в научных учреждениях или учебных заведениях подразделяют на мелкоделяночные, лабораторно-полевые и полевые. Мелкоделяночные опыты проводят на опытных делянках площадью до 10 м2, лабораторн о-п о л е в ы е — 11—50 и полевые — 51—200 м2 и более.
Опыты на производстве подразделяют на опыты-пробы, точные сравнительные опыты, опыты по учету эффективности новых агроприемов, демонстрационные и производственные.
Опыты- пробы закладывают на производственных посевах, где выделяют полосы шириной в один проход жатки или комбайна. Длина таких делянок должна быть в 5—10 раз больше ширины. • В точных сравнительных опытах ширина делянки с культурами сплошного способа посева составляет 8—16, а с пропашными — 5—10 м, общая площадь таких делянок 500— 2000 м2. Как правило, ширина делянки должна быть кратной ширине прохода почвообрабатывающих, посевных и уборочных агрегатов, чтобы полнее механизировать наиболее трудоемкие процессы.
Для опытов п о учету эффективности новых агроприемов в производстве выделяют контрольные полосы, ширина которых должна соответствовать ширине прохода уборочного агрегата, а длина — длине загонок. Общая площадь каждой из этих полос до 3 га.
В демонстрационных о п ытах площадь опытных делянок обычно в два раза больше, чем в полевых опытах научных учреждений, и составляет 200—400 м2. Это необходимо для максимальной механизации производственных процессов.
Производственные опыты проводят на всей площади севооборота, на площади полевой бригады и даже целого хозяйства или административного района.
Подразделение опытов по длительности их проведения. Различают разведывательные, краткосрочные, многолетние и длительные опыты.
Разведывательные (временные) опыты проводят на протяжении 1—2 лет для выявления тех агроприемов или сортов растений, которые необходимо изучать в последующих опытах. К разведывательным опытам относятся и рекогносцировочные посевы для выявления степени изменения плодородия почвы на месте будущего опыта.
Краткосрочные опыты проводят в течение 3—10 лет, обычно на протяжении ротации севооборота. Краткосрочными являются также опыты, которые ведут студенты для написания дипломных работ или аспиранты во время подготовки диссертации.
Многолетние опыты проводят 11—50 лет в научно-исследовательских учреждениях или высших учебных заведениях на специально выделенных участках (стационарах).
Длительные опыты ведут более 50 лет в отдельных институтах, почвенно-климатических зонах, краях, республиках.
Подразделение опыт©® по числу фажторо®, которые изучают. Фактор — это элемент агротехники или сорт, т. е. прием, которым исследователь воздействует на растения. По количеству изучаемых факторов выделяют однофакторные и многофакторные опыты. В однофакторных опытах изучают лишь один фактор (только различные площади питания, только сроки посева или же несколько сортов растений, но на одном агротехническом фоне).
Многофакторные опыты включают одновременно несколько факторов — различные площади питания, сроки посева, несколько сортов и т. п. Эти опыты более сложные, однако они дают больше информации и поэтому имеют большую научную и практическую ценность.
Подразделение опытов по географическому охвату объектов исследований. По этому показателю различают географические (или массовые) и единичные опыты. Географические опыты проводят в различных почвенно-климатических зонах по единой методике, разработанной научным координационным центром. Эти центры координируют исследования, принимают отчеты, обобщают результаты исследовании и дают рекомендации.
Единичные опыты проводят также в разных географических пунктах, но не по единой программе учреждения -коорди -натора, а по схеме, созданной отдельными исследователями или их группами. Безусловно, более ценными являются географические опыты, которые позволяют обобщать результаты в пределах района, области, края и в отдельных почвенно-климатических зонах.
Билет 15
Организация и планирование научных исследований
1. Необходимо особое внимание обращать на вопросы, которые недостаточно изучены, т.е. показать новизну исследований. В методике работы дается краткая характеристика состояния изучаемого вопроса, указывается и обосновывается необходимость проведения данного исследования, его новизна, ставятся цели и задачи опыта. Цели и задачи исследования должны быть сформулированы кратко и раскрывать существо работы. Указывается место (область, район, хозяйство), продолжительность и сроки проведения эксперимента, дается подробная характеристика подопытных, методы формирования групп, условия их выращивания.
Схема опыта должна быть представлена в виде таблицы или рисунка, указывать количество групп, число в каждой группе и основные изучаемые показатели и четко характеризовать существо работы.
В растениводческих опытах применяются различные методы исследований, а в методике указываются конкретные способы и сроки проведения тех или иных анализов, сроки проведения обменных опытов, определяются учитываемые показатели исследований, приводится смета расходов и список необходимых материалов для проведения опыта, учитываются предполагаемые результаты, их экономическая эффективность. Методика эксперимента должна быть обсуждена и одобрена специалистами.
Перед началом эксперимента должен быть подобран и обучен обслуживающий персонал. Работу обслуживающего персонала организуют по определенному распорядку. Успех эксперимента во многом зависит от организации проведения опыта. Подготовка эксперимента начинается с выбора хозяйства.
При проведении опыта необходимо руководствоваться установленными для каждого сорта растений методическими положениями.
Эссе Общенаучные методы
Метод — это упорядоченная деятельность исследователя, направленная на получение новых знаний. Используемые в агрономии методы подразделяют на общенаучные и конкретно-научные (специальные).
Общенаучные методы. Из общенаучных методов в агрономии чаще всего используют выдвижение гипотезы, эксперимент, наблюдения, анализ, синтез, индукцию, дедукцию, абстрагирование, конкретизацию, аналогию, моделирование, формализацию, инверсию, обобщение и т. д.
Гипотеза — научное предположение, истинное значение которого является неопределенным. Различают гипотезы как метод развития научных знаний и как составную часть научной теории. Если гипотезы выдвигают для развития знаний, то сначала высказывают определенные предположения, которые потом проверяют экспериментально.
Если гипотеза выдвинута на основе уже известных знаний, то она является обоснованным предположением. Кроме того, гипотезы могут быть простыми догадками. Например, в хозяйстве выявилась низкая урожайность районированного сорта озимой пшеницы Заря. Анализируя причину, можно выдвинуть несколько рабочих гипотез: уровень минерального питания низкий и его надо повысить; соотношение питательных элементов не соответствует требованиям культуры и сорта; при выращивании данного сорта не учитывают особенностей предшественников; нормы высева не отвечают уровню плодородия почвы и т. д.
Каждую из гипотез выдвигают на основании того, что наблюдается на практике. Гипотезы проверяют в экспериментах (при выращивании данного сорта пшеницы на различных уровнях минерального питания, соотношения питательных элементов, после различных предшественников, с разными нормами высева и т. п.). Если при улучшении названных элементов агротехники урожайность и качество продукции не повышаются, то выдвигают предположение о необходимости замены данного сорта на другой, более перспективный.
Когда селекционер предлагает новый сорт определенной культуры, то рабочую гипотезу о перспективности данного сорта выдвигают на основе его характеристики, которую дает Госкомиссия по сортоиспытанию.
При выдвижении рабочих гипотез пользуются следующими правилами: гипотезы должны соответствовать фактам, которых они касаются; из выдвинутых гипотез наиболее приемлема та, которая объясняет большее число фактов; для объяснения фактов связь гипотез с ними должна быть наиболее тесной; противоречивые гипотезы не могут быть одновременно истинными; при выдвижении гипотез необходимо осознавать достоверность выводов из них.
Гипотезы как догадки менее распространены в научных исследованиях, но они могут иметь большое значение (например, догадка Ньютона о законе всемирного тяготения, догадка Резер-форда о получении энергии от ядерных реакций, Либиха — о минеральном питании растений).
Эксперимент — метод познания, с помощью которого в искусственно созданных и контролируемых условиях изучают объекты и происходящие в них процессы. С помощью экспериментов проверяют гипотезы.
В эксперименте то или иное явление создают искусственно, не ожидая, пока оно появится в природе (орошают, удобряют, высевают семена разными нормами, на различную глубину, используют фунгициды, инсектициды, гербициды и т. п.). В одном и том же эксперименте можно изучать несколько явлений, при этом опыт становится многофакторным. В процессе исследований факторы можно расчленять для более детального изучения каждого.
Экспериментально можно изучать не только отдельные элементы агротехники, но и целые технологии (например, новые технологии выращивания сельскохозяйственных культур в сравнении со старой). Эксперимент (опыт) — ведущий метод агрономических исследований вместе с выдвижением гипотез и наблюдениями.
Наблюдения — целенаправленное сосредоточение внимания исследователя на явлениях, происходящих в эксперименте, или на явлениях природы, их количественная и качественная регистрация. Цель наблюдений в научной агрономии — выявление лучших элементов агротехники, технологий, сортов, почв и т. п., способствующих повышению урожайности и качества продукции. Основные требования к наблюдениям: получение однозначных результатов исследований; объективность и возможность контроля с помощью повторного наблюдения; использование для наблюдений точных приборов; правильная интерпретация результатов.
Примеры наблюдений: определение морозо-, зимо-, засухоустойчивости растений, повреждения вредителями, поражения болезнями и т. д. Кроме того, наблюдают за явлениями природы: атмосферными осадками, температурой воздуха и почвы, влажностью воздуха, количеством солнечных и пасмурных дней, наступлением первых осенних и последних весенних заморозков, началом вегетации растений и ее окончанием, прохождением фенофаз у растений непосредственно в природе. В результате таких наблюдений можно сделать ценные выводы об агроклиматическом районировании различных культур и их сортов. Разновидностью наблюдений является учет урожая и качества продукции.
Учеты и наблюдения необходимо проводить по специальным апробированн ым методикам в соответствии с государственными стандартами. Все приборы для учетов и наблюдений должны проходить проверку не менее одного раза в год в Государственной инспекции по стандартам, результаты проверки оформляют актом.
Анализ — метод исследований, с помощью которого исследуемый объект мысленно или физически расчленяют на составные части для детального изучения. Например, опыт сначала анализируют по каждой делянке, затем по повторностям, вариантам. Растения анализируют в динамике их роста через определенный интервал времени или же по фазам роста. Для определения химического состава растений их сначала расчленяют на отдельные органы (листья, стебли, корни, плоды), которые потом анализируют специальными методами. В корнеплодах сахарной свеклы путем химического анализа определяют содержание сахара, в зерне злаковых культур — белка, в клубнях картофеля — крахмала и т. д.
В научных исследованиях применяют несколько видов анализа. Один из них состоит в том, что после расчленения объекта на составные части определяют соотношения между ними. Другой вид анализа — классификация почв, растений, болезней, вредителей и т. п. Известны также анализы математические, формально-логические и др. Анализ как метод исследований используют в связи с синтезом.
Синтез — соединение расчлененных и проанализированных частей исследуемого объекта или нескольких объектов в единое целое. Задача синтеза — на основании детального анализа получать необходимые данные для выводов и обобщений. В определенной мере синтез противоположен анализу, но они взаимозависимы и взаимообусловлены. Например, анализируя данные каждого повторения опыта, исследователь вычисляет среднее арифметическое по каждой делянке, варианту. Анализ каждого варианта ведет к их объединению в опыте, после чего делают выводы, обобщения. Заключительный этап синтеза — рекомендации для производства.
Синтез как метод исследования имеет различные формы: взаимосвязь теорий как объединение конкурентных гипотез; построение гипотетико-дедуктивньгх теорий и др. В современной науке синтез используют не только для исследования отдельного объекта в определенной отрасли науки, но и для связи разных наук.
Индукция — метод исследований, с помощью которого суждения ведут от фактов к конкретным выводам. Например, если листья растений желтеют в период вегетации, то делают вывод о недостатке азота; если они приобретают фиолетовый оттенок — о недостатке фосфора; если листья вянут — об ухудшении водного режима растений.
Дедукция — метод исследований, который позволяет с помощью анализа общих положений и фактов делать частные одиночные выводы.
Апробацию сортов сельскохозяйственных культур с помощью морфологических признаков тех или иных сортов проводят также с использованием дедуктивного метода. По фактическому соотношению питательных элементов в растениях или по визуальным показателям делают выводы об уровне обеспеченности сельскохозяйственных растений удобрениями также с применением дедуктивного метода.
Абстрагирование — мысленное выделение основно