Когда изучают создание растением органического вещества как результат сложных химических, биохимических, физиологических, микробиологических и других процессов при участии солнечной энергии, то употребляют слово «фотосинтез». При этом исследователь абстрагируется от второстепенных процессов, выделяя зеленые листья и содержащийся в них хлорофилл как наиболее существенные объекты в первичном создании органического вещества. С помощью абстракции можно прогнозировать результаты экспериментов, это универсальный метод познания.
Иногда используют абстракцию идеализации — мысленное представление объектов или процессов с оптимальными параметрами, пока реально не существующих. Так, идеальный сорт пшеницы должен иметь высокую урожайность, отличные хлебопекарные качества, быть устойчивым к болезням, вредителям, морозо-, зимо- и засухоустойчивым, не полегать при высоком агрофоне и т. п. Абстракцию идеализации используют сначала для создания теории, а потом для изучения в эксперименте и применения на практике.
Конкретизация — метод исследований, с помощью которого от абстрактного переходят к конкретному. Например, выделив в создании органического вещества основной процесс — фотосинтез — и поняв его сущность, исследователь мысленно возвращается к растению, его среде, к системе среда — растение, рассматривает взаимодействие растения со всеми факторами его жизни. Таким образом, методы абстракции и конкретизации взаимосвязаны, дополняют друг друга.
Аналогия — метод, благодаря которому знания об известных уже объектах, предметах, явлениях переносятся на другие, похожие на них. При этом вывод делается по аналогии. Так, если в хозяйстве внедряют новый сорт картофеля и о нем известно, что он аналогичен районированному сорту Пригожий, то это значит, что он будет таким же ранним, устойчивым к раку и картофельной нематоде, будет так же слабо поражаться вирусными болезнями, как и сорт Пригожий.
Поскольку изолированно взятая аналогия не имеет доказательной силы, ее используют вместе с другими методами познания, придерживаясь следующих требований: аналогия должна основываться на существенных свойствах и большом числе общих качеств; связи между сравниваемыми показателями должны быть тесными; аналогия как метод должна выявлять не только схожесть объектов, но и разницу между ними. Метод аналогий, основанный на подобии показателей, предметов и явлений, является основой моделирования.
Моделирование — метод исследования объектов, процессов и явлений на их моделях. Сущность моделирования — замена объектов, которые трудно изучать, на специально созданные аналоги — модели. Для того чтобы исследования на моделях были эффективными, каждая из них должна иметь черты оригинала. Если модель сохраняет физическую природу оригинала, то это физическая модель. Так можно моделировать почву, растительные клетки, органы, растения. Математическую модель не создают, объект лишь описывают соответствующими уравнениями (например, математическое описание урожайности определенной культуры или сорта в зависимости от условий внешней среды).
Пример самого простого моделирования в опытном деле — составление схемы опыта, вычерчивание в масштабе опытной делянки, схематичное изображение всего опыта с выделением повторений, защиток и обозначением места каждого варианта.
Различают моделирование структуры объекта и моделирование его поведения, т. е. процессов, которые происходят в объекте исследований. Моделирование как метод используется вместе с другими методами, часто с экспериментом, и называется в таком случае модельным экспериментом.
Формализация — метод изучения объектов с помощью отдельных элементов их форм, которые отображают содержание объекта исследования. Чаще всего формализацию применяют с использованием математики, приводя доказательства в виде последовательных формул. Например, урожайность культуры зависит от типа почвы (Xi), содержания в ней азота {Xi), фосфора (Хз), калия (A4), влажности (Xs), аэрации почвы (Xe) и других факторов (Xn). Величину урожая последовательно вычисляют сначала через зависимость от каждого из них, после чего выводят общую формулу: У = &Х\ХгХъХ4...Хп). Использование подобных формул с определенными коэффициентам и — сущность метода формализации.
Инверсия — метод необычного изучения объектов, явлений (под определенным углом и даже с противоположной стороны); соединение несовместимого, деление неделимого. Основное в методе инверсии — это отказ от общепринятых взглядов и приемов. Например, перед химическим анализом образцы растений сначала высушивают, затем берут навески и анализируют определенными методами. Но при высушивании образцов высокими температурами в них происходят превращения, в результате которых может существенно измениться биохимический состав, результаты анализа будут искажены. Следовательно, для биохимических анализов растения необходимо обезводить противоположным способом, т. е. отрицательными температурами, путем вымораживания. При этом биохимические изменения в растениях прекращаются, анализ покажет фактическое содержание органических веществ в растениях.
|
|
|
|
|
|
Обобщение — метод, с помощью которого мысленно переходят от отдельных факторов, явлений и процессов к отождествлению в мыслях; от одного понятия, суждения к более общему. Так обобщают результаты исследований для каждого повторения, затем для всего опыта, конкретного хозяйства, группы хозяйств, которые находятся в аналогичных почвенно-клима-тических условиях. Обобщать можно факты, суждения и научные теории. Для этого используют такие методы, как абстрагирование, конкретизация, анализ, синтез, индукция, дедукция, и др.
Билет 16
2.8. ИЗУЧЕНИЕ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ ПРИЕМОВ
Схемы опытов. Объектами исследования в опытах с изучением противоэрозионных приемов могут быть обработка почвы, структура посевных площадей в севообороте, полосное размещение посевов, лесополосы, гидросооружения и т. д. Примеры схем опытов с изучением противоэрозионной обработки почвы в районах распространения водной и ветровой эрозии почвы приведены в разделе 2.4.
В однофакторных опытах можно изучать противоэрозионную роль отдельных культур. При этом желательно культуры сплошного сева сравнивать с пропашными, а однолетние культуры сплошного сева — с многолетними. Общая схема такого опыта может быть следующей:
П яровые колосовые (пшеница, ячмень, овес);
2) озимые колосовые (пшеница, рожь, ячмень);
3) зерновые бобовые (горох, люпин);
4) корне- и клубнеплоды пропашные (свекла, картофель);
5) другие пропашные (кукуруза, подсолнечник);
6) многолетние травы.
Из такой схемы для исследований могут быть взяты отдельные варианты. При этом самостоятельными могут быть опыты, в которых сравнивают: только культуры сплошного сева; только пропашные; яровые колосовые с озимыми; яровые колосовые с зерновыми бобовыми сплошного сева; отдельные культуры сплошного сева с отдельными пропашными; однолетние культуры с многолетними.
Отдельно можно изучать противоэрозионную роль многолетних трав в зависимости от видового состава, например:
1) разные виды бобовых трав (эспарцет, люцерна, клевер и др.);
2) разные виды злаковых трав (овсяница луговая, костер безостый, тимофеевка и др.);
3) разные смеси (из двух-трех компонентов и более) бобовых и злаковых трав. При изучении противоэрозионной роли многолетних трав в
зависимости от срока их использования можно поставить двух-факторный опыт, в схеме которого фактором А будут разные виды многолетних трав (бобовые, злаковые или их смеси), а фактором В — сроки их использования (в зависимости от видов от 1—2 до 3—4 лет и более).
При изучении влияния удельного веса пропашных культур в севообороте на ход эрозионных процессов можно принять такую общую схему:
1) типичное для зоны исследований насыщение пропашными без многолетних трав;
2) то же, что в варианте 1, только с многолетними травами;
3) недостаточное насыщение пропашными без многолетних трав;
4) то же, что в варианте 3, только с многолетними травами;
5) чрезмерное насыщение пропашными без многолетних трав;
6) то же, что в варианте 5, только с многолетними травами.
При этом при планировании уменьшения или увеличения удельного веса пропашных культур в севообороте избирают такой шаг эксперимента, который позволил бы получить по нескольку вариантов с заниженным или завышенным удельным весом пропашных.
В степных районах рекомендуется изучать влияние на противоэрозионную устойчивость почвы различных видов чистого пара. Такие исследования можно проводить во временных полевых опытах, тогда как влияние различного удельного веса чистых паров в структуре пашни на развитие эрозионных процессов можно исследовать только в стационарных опытах с севооборотами.
Для изучения почвозащитной роли полосного размещения посевов различных сельскохозяйственных культур (а для степных районов и пара) можно воспользоваться такой примерной схемой опыта:
1) чистый пар;
2) чередование на поле полос чистого пара и озимых зерновых культур;
3) одновидовой посев различных пропашных культур;
4) чередование на поле полос пропашной культуры и культуры сплошного сева. Отдельно можно изучать ширину чередуемых полос на поле.
Для этого на равнинных землях в степных районах, где часто проявляется ветровая эрозия, закладывают однофакторные опыты. Ширина полос в разных вариантах должна быть кратной ширине захвата сеялок, используемых для посева возделываемых культур. Если в опыте сочетаются полосы пропашных и культур сплошного сева, то ширина полос должна быть кратной ширине сеялок, высевающих пропашную культуру.
На односкатных и равномерных по крутизне, но очень длинных склонах эффективность использования полос разной ширины необходимо изучать на разных уровнях склона: в верхней, средней и нижней частях. Опыт при этом будет двухфакторным: фактор В — разная ширина полос, фактор А — верхняя, средняя иг нижняя части склона.
При изучении роли лесополос как противоэрозионного средства прежде всего учитывают расстояние, на которое распространяется влияние лесополос различной конструкции. Объектом исследования в таких опытах может быть либо конструкция лесополос, либо расстояние между ними. Оба объекта можно изучать одновременно в двухфакторном опыте, в котором фактором А будет конструкция лесополосы (например, продувная или непродувная), а фактором В — различное расстояние между лесополосами. Вариантами фактора А в таких опытах могут быть также различный породный состав лесополосы, ее ширина и т. д.
Основные наблюдения и учеты. Планирование экспериментальных работ зависит от вида противоэрозионных приемов, изучаемых в опыте. Если объектом исследований служит противо-эрозионная обработка почвы, кроме засоренности посевов на фоне различных вариантов механической обработки обязательно предусматривают изучение физического состояния верхнего слоя почвы с определением таких показателей, как агрегатный состав, водоустойчивость почвенных агрегатов, водопроницаемость почвы, наличие на ее поверхности растительных остатков, интенсивность смывания или перемещения почвы ветром.
Те же исследования планируют и в опытах, где в качестве проти-воэрозионного средства изучают различные варианты с т р у к т у-ры посевных площадей в севообороте или полосное размещение посевов. В опытах, где структура посевных площадей изменяется в результате разного соотношения пропашных и культур сплошного сева, однолетних и многолетних культур, дополнительно в программу экспериментальной работы включают определение биологического режима в почвенной среде с учетом общего количества микроорганизмов, их видового состава и интенсивности жизнедеятельности.
Если противоэрозионным средством в опыте является и с-пользование лесополос, то особенно внимательно изучают изменение микроклимата под влиянием древесных насаждений. При этом на разном расстоянии от лесополос обязательно определяют скорость ветра, распределение по поверхности поля опавших листьев и снега, температуру и влажность воздуха, температуру и глубину промерзания почвы, запасы влаги в корнеобитаемом слое почвы. Определяя скорость ветра в приземном слое, одновременно учитывают способность воздушного потока к перемещению почвенных частиц, так как это основа для возникновения пыльных бурь и появления других видов ветровой эрозии.
Изменение микроклимата на поле под влиянием лесополос может сказаться и на фитосанитарном состоянии растений, поэтому обязательно нужно учитывать распространение вредителей и возбудителей болезней, интенсивность повреждения и поражения возделываемых культур.
Рост растений и формирование урожая в опытах с использованием противоэрозионных приемов оценивают по результатам биометрических учетов, характерных для выращиваемой культуры, независимо от направления исследований.
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 17
1. Наука – исторически сложившиеся в непрерывно развивающаяся на основе общественной практики система знаний о природе, обществе и мышлении, об объективных законах их развития.
Предметом науки – является различные формы движущейся материи, а также формы отражения их в сознании человека. Наука дает правильное объяснение их происхождению и развитию, раскрывает существенные связи между явлениями, вооружает человека знанием законов реального мира с целью их практического применения. Имеется единая система наука – техника – производство.
Наука определяется как система накопленных знаний и одновременно как организованная деятельность, направленная на получение новых знаний.
Общая классификация науки – 3 раздела:
1. Естественное (естественный математический, технический, сельскохозяйственный, медицинский);
2. Общественные науки;
3. Философии.
Главной функцией и целью науки является познание объективного мира.
Преемственность – важный фактор и закономерность развитии науки.
Другой важной закономерностью науки является взаимодействия ее отдельных отраслей, на основе чего возникают новые науки.
Дифференциация и специализация науки есть следствия и в то же время непременное условие ее развития.
Научно-технический прогресс (НТП) не может постоянно возрастать, замедление темпа будет обусловлено следующими обстоятельствами: ограниченность ресурсов, бурным потоком информации, недостаточностью ассигнований на научные исследования.
2. Развитие и достижение цели науки осуществляется путем научного исследования, т. е. изучение с помощью научных методов явлений и процессов, анализа влияния на них различных факторов.
Цель научного исследования – определение конкретного объекта и всесторонне, достоверное изучение его структуры, характеристик, связей на основе разработанных в науке принципов и методов познания, а также получения полезных результатов и внедрение их в производство.
В решении задач научного исследования важная роль принадлежит логическому методу познания, позволяющему объяснить явления и процессы, выдвигать идеи и предложения, устанавливать их решения.
Одним из важных требований предъявляемых в научному исследованию является научное обобщение, которое позволяет установить зависимость и связь между изучаемыми явлениями. Чем глубже выводы, тем выше научный уровень исследования:
- актуальность;
- новизна;
- экономическая эффективность и значимость;
- реальность внедрения;
Перспективность, стабильность.
Формы плана научных исследований:
1. Индивидуальный план – Перечень, содержания и трудоемкость работ с указанием последовательности и сроков выполнения всех их этапов.
2. Рабочий план – перечень комплекса мероприятий по проверке и развитию принятой гипотезы, которая в свою очередь обособленно выдвигается на основе изучения истории вопроса, уточнения теоретических и экспериментальных предпосылок исследуемой темы.
Эссе
ВЫБОР ИЗУЧАЕМЫХ ВОПРОСОВ И МЕСТА ДЛЯ ОПЫТА
Проводимые на производстве исследования можно разделить на две группы: 1) опыты, в которых результаты мало зависят от почв и рельефа (способы посева, нормы высева семян, предпосевная обработка семян, некоторые опыты с пестицидами и др.); 2) опыты, в которых результаты сильно зависят от почв и рельефа (обработка почвы, удобрение, орошение и т. п.). Опыты первой группы можно проводить на почвах одной наиболее распространенной разности, второй группы — на почвах всех основных разностей. Проводить эксперименты на всех полях севооборота неудобно, так как поля находятся на больших расстояниях одно от другого и опыты трудно обслуживать.
Когда в хозяйстве много почвенных разностей, разнообразный рельеф, число опытов настолько увеличивается, что их проведение становится обременительным. В таком случае проводят исследования на наиболее распространенных разностях и рельефах. Число опытов можно сократить, если договориться с соседними хозяйствами и проводить совместные опыты, спланированные по единой программе для трех-четырех хозяйств, находящихся в одинаковых почвенно-климатических условиях. Одно хозяйство проводит опыты на одних почвенных разностях, другое — на других, третье — на ровном рельефе, четвертое — на склоне. Это экономит время и средства.
В опытах с удобрениями, известкованием, гипсованием, глубокой обработкой почвы и другими длительно действующими на плодородие почвы приемами планируют изучение последействия этих факторов, чтобы определить время их затухания. В опытах, где исследуют способы посева, нормы высева семян, малые дозы удобрений (подкормки) и т. п., изучать последействие указанных агроприемов нецелесообразно.
При выборе места под опыт исключают участки, где были грунтовые дороги, тропинки длительного пользования, скирды, навозные кагаты. Меньшее влияние на плодородие почвы оказывают огрехи, разъемные борозды и свальные гребни, поэтому их устраняют в процессе подготовки участка к опыту. На плодоро дие почвы сильно влияет сорная растительность, особенно ее неравномерное распространение. Сорняки уничтожают в предшествующие опыту годы.
Выравнять плодородие почвы можно также посевом одной какой-либо культуры, введением пара, равномерным внесением удобрений, одинаковой обработкой почвы, равномерным поливом за 2—3 года до закладки опыта. При этом урожайность в хозяйстве повышается, оно не несет убытков. Неровности микрорельефа выравнивают скреперами и тяжелыми шлейфами.
Труднее проводить опыты на склонах, где имеет место водная эрозия почвы. Для предотвращения эрозии в верхней части делянок, расположенных вдоль склона, делают валик и борозду глубиной 35—40 см для сбора воды, которая впоследствии впитывается почвой опытных делянок. Если опыты проводят с изучением вспашки, то делянки размещают поперек склона и делают широкие продольные защитки, над которыми также образуют глубокие борозды с валиками.
Билет 18