Подготовка участка для полевого опыта
Специальная подготовка участка для постановки опытов обычно проводится лишь в условиях стационарного опытного поля. Подготовка участка включает две самостоятельные задачи: выравнивание неодинакового плодородия участка при помощи одного или нескольких сплошных по всему участку, так называемых уравнительных посевов и изучение распределения на площади участка исходной пестроты почвенного плодородия путем дробного учета рекогносцировочных или разведочных посевов.
Уравнительные посевы. Уравнительные посевы издавна применяются опытными станциями; тем не менее многие исследователи отрицают их значение, считая, что они ничего не дают в отношении выравнивания почвенной пестроты. Если это верно или почти верно по отношению к пестроте, обусловленной природными факторами (рельеф и почва), то по отношению к пестроте, обусловленной предшествующей историей участка, значение уравнительных посевов несомненно (за исключением особенно длительно действующих приемов вроде известкования).
Кроме выравнивания пестроты участка, уравнительные посевы могут иметь еще одну важную, но обычно забываемую задачу: доведение плодородия и окультуренности участка до заданного уровня. При исключительном значении, придаваемом в опытах с удобрениями фону, на котором они проводятся, очень часто возникает необходимость искусственного создания или изменения этого фона как в сторону повышения окультуренности, так иногда и в сторону некоторого понижения исходного плодородия.
Для достижения этих целей подготовительные посевы, являющиеся в то же время и уравнительными, могут продолжаться несколько лет и включать самые разнообразные культуры. Возможно создание специальных подготовительных севооборотов или звеньев севооборота. В этих севооборотах могут вноситься, в зависимости от исходного и создаваемого уровня плодородия, навоз или минеральные удобрения или, наоборот, севообороты могут проводиться в течение ряда лет без всякого удобрения. Так, на ДАОС для участков, подготовляемых под однолетние опыты с удобрениями, роль уравнительных посевов выполняет специальный севооборот со следующим чередованием культур: 1) чистый пар (20 т навоза); 2) озимые с подсевом клевера; 3) клевер (один год пользования); 4) картофель; 5) яровые (половина поля отводится под опыты). В следующей ротации опыты размещают на другой половине поля. Севооборот имеет в натуре все пять клиньев. Следовательно, опыты накладываются друг на друга только через 10 лет. Такая подготовка погашает последействие однократно внесенных удобрений даже в высоких дозах. В промежутке между двумя опытами участок подвергается двукратному воздействию основных приемов агротехники: чистого пара, клевера, внесения умеренных доз навоза. Это позволяет создавать выше чем средний уровень плодородия почвы для однолетних опытов и широкую типичность участка для тяжелых почв северной части нечерноземной зоны.
Систематический и тщательный осмотр уравнительных посевов дает возможность провести глазомерную оценку пестроты в развитии растений, выделить для опыта наиболее выровненную часть опытного участка и исключить из него те места, которые отличаются большой пестротой. В некоторых случаях, когда этого требуют условия проведения опыта, последний уравнительный посев можно совместить с рекогносцировочным, подвергнув его дробному учету.
Подготовку опытного участка проведением уравнительных посевов следует считать обязательным приемом для любых опытов, закладываемых как в стационарных условиях, так и в колхозах и совхозах, чтобы обеспечить получение достоверных по существу и точных результатов.
Некоторые случаи специальной подготовки участка. Помимо перечисленных общих приемов подготовки участков для опыта, возможны некоторые специальные приемы подготовки, связанные с задачами опыта или с особенностями самого участка. Так, в опытах с орошаемыми культурами необходимым приемом подготовки является планировка участка, обеспечивающая равномерность орошения делянок и возможность тщательной регулировки и учета распределения воды между делянками.
Так как планировка, т. е. снятие части пахотного слоя в одних местах и подсыпка в других, сама по себе служит источником пестроты плодородия, особенно в первые годы после ее осуществления, то дополнительным требованием при выборе участка для опытов с орошаемыми культурами является рельеф, позволяющий ограничиться минимальной планировкой.
В районах избыточного увлажнения необходимым приемом подготовки некоторых участков под опыты будет их осушение при помощи открытых каналов или закрытого дренажа (гончарных труб и других типов дрен). В первую очередь это относится к опытам на болотах, но может требоваться и на участках с минеральными почвами, в частности на тяжелых глинах. Устройство осушительной системы должно быть точно и тесно увязано с предполагаемыми величиной, формой и направлением делянок, с тем, чтобы избежать различного влияния дрен или канав на отдельных делянках. С этой целью делянки желательно вытягивать поперек дрен, под каждой делянкой должно проходить по одной или по одинаковому числу дрен (или они должны проходить по границам делянок). При осушении открытыми канавами последние должны быть расположены так, чтобы все делянки одинаково примыкали к канавам своими узкими концами.
Один из особых случаев представляет подготовка под опыты участков, раскорчеванных из-под леса. В этом случае основной задачей подготовки является скорейшее выравнивание пестроты, создаваемой Ямами от выкорчеванных деревьев. Для этого необходима тщательная засыпка ям после раскорчевки и уборки пней.
В первые годы после корчевки участки должны получать возможно большее число глубоких обработок, что обеспечивает скорейшее выравнивание почвенной пестроты. Обработка должна производиться на достаточно мощной тракторной тяге, с тем чтобы не оставалось непропаханных мест, и сопровождаться каждый раз тщательной выборкой корней.
Рекогносцировочные посевы и дробный учет. Сущность дробного учета заключается в том, что участок засевается сплошь какой-либо культурой, которая учитывается по отдельным, возможно более мелким, площадкам. Таким образом устанавливается пестрота плодородия внутри опытного участка.
Для рекогносцировочного посева чаще всего используют зерновые хлеба, иногда картофель или корнеплоды. Из зерновых удобнее для дробного учета яровые культуры (овес), так как на пестроту стояния озимых накладываются, помимо плодородия почвы, условия перезимовки.
Величина элементарных делянок дробного учета зависит от культуры, метода учета и технических возможностей опытного учреждения. Чем меньше делянки дробного учета, тем детальнее охватывают они пестроту участка и тем более гибко и разнообразно их можно комбинировать при проектировании величины, формы и расположения опытных делянок. При небольших площадях, подлежащих учету, и значительной пестроте участка можно рекомендовать размер элементарной делянки в 10 м2. При более крупных и более однородных площадях и при возможности постановки опытов на больших делянках (несколько сот квадратных метров) можно допустить и более крупные делянки дробного учета.
Техника дробного учета сводится к следующему.
Отведенный для дробного учета участок засевают или засаживают с весны возможно равномернее. Необходимо обратить особое внимание на правильную работу сеялки, отсутствие просевов и огрехов для зерновых и на правильное размещение растений для пропашных. Для пропашных культур учетные делянки можно выделить осенью простым отсчетом борозд и растений в рядах при условии, конечно, правильного размещения растений. Каждую делянку убирают отдельно и тут же на поле взвешивают урожай. Для зерновых при ручной уборке желательно выделение элементарных делянок заранее, пока растения еще малы (до выхода в трубку), так как разбивка по шнуру спелых хлебов очень затруднительна и неточна.
Учетные делянки разбивают колышками и ограничивают бороздками шириной 10—20 см, проведенными ручным планетом или мотыгой. Еще лучше отделять делянки натянутой между колышками проволокой или шпагатом. По бороздкам или натянутой проволоке делянки восстанавливаются осенью легко и с полной точностью. Урожай каждой делянки сжинают серпом, связывают в один или несколько снопов, которые сейчас же взвешивают.
Чрезвычайно желательно, конечно, обмолачивать урожай каждой делянки отдельно и определять урожай зерна. Однако при значительной площади дробного учета это настолько усложняет работу, что приходится ограничиваться учетом общей массы. Нужно только, чтобы дробный учет производился в сухую погоду, когда нет росы.
Значительно упрощает и ускоряет работу дробный учет жнейкой, техника которого разработана опытным полем Сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева и широко применялась на Долгопрудном опытном поле НИУИФ. Для учета жнейкой участок или часть участка рекогносцировочного посева (чаще всего овса) окашивают перед уборкой со всех сторон для придания ему прямоугольной формы. Обе короткие стороны разбивают колышками на отрезки, соответствующие ширине захвата жнейки. Вдоль длинной стороны с колышка на колышек натягивают веревку, по которой идет рабочее колесо жнейки. После каждого прохода жнейки веревку переносят на следующую пару кольев, а жнейка возвращается вхолостую. Жнейку устанавливают на сбрасывание четвертой грабли и каждый раз начинают проход при положении сбрасывающей грабли над ножом.
Каждый сноп, сбрасываемый жнейкой, немедленно связывают и взвешивают. При аккуратном выполнении работы каждый сноп представляет собой урожай с совершенно одинаковой площадки, длина которой определяется проходом жнейки за время полного оборота граблей (около 6 м), а ширина — захватом жнейки (около 1,5 м). Изменяя последнюю величину при разбивке проходов жнейки, можно в известных пределах изменять площадь элементарной делянки.
Дробный учет элементарных делянок большого размера можно быстро проводить самоходным комбайном. В этом случае площадь элементарной делянки, с которой намолачивают зерно, определяют умножением ширины режущего аппарата комбайна (4 м) на принятую длину гона (20—25 м). Для этого между рядками элементарных делянок, т. е. через каждые 20—25 м, делают прокосы в поперечном направлении. После уборки каждой элементарной делянки комбайн при выходе на новый прокос надо останавливать, чтобы промолотить сжатый на делянке хлеб. При урожае 20 ц и выше с 1 га комбайном удается удовлетворительно раздельно обмолачивать делянки в 80—100 м2 (примерно такого же размера, как в большинстве полевых опытов с удобрениями).
Использование данных дробного учета может идти по нескольким путям.
Прежде всего непосредственные результаты взвешивания наносят на план. Для этого весь цифровой материал разбивают на группы с интервалами 0,5—1,0 кг и для каждой группы подбирают определенную интенсивность окраски (обычно более темную с повышением урожая), которой и закрашивают на плане каждую ячейку, соответствующую элементарной делянке. Такой план позволяет довольно хорошо ориентироваться в характере пестроты участка и выделить в его пределах более однородные площадки и, наоборот, выключить резко отличающиеся пятна.
Для правильного анализа характера и степени пестроты участка желательно вычертить для каждого участка кривую Гаусса. Чем больше кривая, построенная на основании данных дробного учета, отклоняется от нормальной кривой Гаусса, тем более необходима выбраковка отдельных пятен участка или разделение его на несколько самостоятельных частей. В частности, двухвершинная форма кривой может служить указанием на целесообразность разделения участка на две самостоятельные, более выровненные внутри себя части.
Насколько сильно понижается ошибка при правильном разделении неоднородного участка на отдельные, более однородные части, показывает следующий пример из материалов Долгопрудного опытного поля.
На основании данных дробного учета для одного из участков опытного поля была вычислена процентная ошибка элементарных делянок (по 10 м2) при четырехкратной повторности (m4, %). Она оказалась равной 18%, т. е. была очень высока. После того, как участок на основании нанесенных на план данных дробного учета был разделен на две самостоятельные части, ошибки, вычисленные для каждой из этих частей в отдельности, составили 8,3 и 11,3%, т. е. были уже более или менее приемлемыми.
Следующая стадия работы заключается в чисто эмпирическом комбинировании элементарных делянок по две, три и т. д. и суммировании их урожаев с тем, чтобы подобрать размер и форму опытной делянки, при которых в наибольшей степени погашалась бы пестрота элементарных делянок.
Одновременно производят математическую обработку материала, устанавливающую среднюю квадратическую ошибку для элементарной делянки и для комбинированных делянок разной величины. Исходя из того, что средняя ошибка m прямо пропорциональна величине квадратического отклонения 6 и обратно пропорциональна корню квадратному из числа повторений n:
m = σ/√n,
вычисляют число повторений, необходимое для того, чтобы ошибка опыта при данном размере делянок не превосходила заданной величины:
n = (σ/m)2.
Все эти предварительные вычисления позволяют при минимальной затрате площади заложить опыт с заранее определенной точностью.
Наиболее существенным возражением против дробного учета является утверждение, что пестрота поля не остается неизменной в различные годы и для разных культур. Например, делянки, расположенные в понижениях, наименее урожайные в сырые годы, могут оказаться наиболее урожайными в засушливые годы и наоборот. Опыт показывает, что хотя некоторые изменения пестроты по годам и культурам и наблюдаются, однако общий характер ее сохраняется, и выбор наиболее однородных площадок, по данным дробного учета, достаточно надежен. В частности, работы С.В. Щербы показали, что хотя абсолютная величина ошибки уже заложенного опыта далеко не всегда совпадает с предварительно вычисленной на основании данных дробного учета, относительная величина ошибки для различных участков определяется этим способом безошибочно.
Таким образом, данные дробного учета дают возможность выбирать для опытов наиболее однообразные по плодородию участки и даже приближенно предсказывать точность будущих опытов. Изучение пестроты участка дробным учетом элементарных делянок малого размера является наиболее правильным и наиболее теоретически обоснованным приемом и должно применяться при постановке многолетних стационарных опытов.
Для однолетних опытов, занимающих большие площади, проведение дробных учетов элементарными делянками невозможно из-за чрезвычайной трудоемкости и громоздкости работы. Проще проводить предварительный учет рекогносцировочных посевов делянками такого размера и формы, какие проектируются для будущего опыта, исходя из задачи и цели его, и по их урожаям рассчитывать повторность.
Часто вместо дробного учета рекогносцировочного посева выгоднее при постановке опытов с однолетними культурами на новых землях увеличить повторность, а затем по результатам первых экспериментов судить о пестроте почвенного плодородия поля и устанавливать необходимую повторность для последующих опытов.
