14720 (Элементы методики полевого опыта)

Содержание

Задача 1

Задача 2

Задача 3

Список литературы

Задача 1

Спланировать однофакторный полевой опыт для условий конкретного колхоза, совхоза или другого сельскохозяйственного предприятия.

Сформулировать тему исследования, рабочую гипотезу; конкретные задачи полевого опыта и объект исследования.

Разработать схему и элементы методики полевого опыта

Подобрать опытный участок, учесть его особенности (склон, влияние на него опушки, лесополосы, оврага и др.). Продумать размещение в связи с этим делянок будущего полевого опыта. При планировании полевого опыта в теплице учесть разный микроклимат. Свои соображения изложить в ответе.

Начертить схематический план полевого опыта. Показать все размеры, размещение вариантов на делянках, повторения, если надо. Предусмотреть применение имеющейся в хозяйстве сельскохозяйственной техники.

Определить схему дисперсионного анализа для получения в опыте урожайности и другой цифровой информации.

Разработать подробную методику двух сопутствующих наблюдений, требующих взятия выборок. Указать методику взятия образцов почвы, растений и др. объектов (сроки делянки, место на делянке).

Решение:

Тема: Исследование влияния нормы высева на урожайность пшеницы в условиях в условиях Приобской лесостепи Алтайского края.

Рабочая гипотеза: научное предвидение. Предполагаем, что оптимальная норма высева всхожих семян - 5 млн. на 1 га.

Задача полевого опыта - установить влияние на урожайность зерна следующих норм высева семян: 4; 4,5; 5; 5.5; 6 млн. на га.

Объект исследования - яровая пшеница в условиях Приобской лесостепи Алтайского края.

Почва опытного участка должна быть однообразной. Рельеф - небольшой однообразный уклон.

Схема опыта (табл.1):

Таблица 1

Схема полевого опыта

Повторность опыта - четырехкратная, опыты закладываем на делянках площадью 50 м² и недостаточно выровненных земельных участках.

Площадь делянки выбрана с учетом того, что на таких делянках у зерновых достигается достаточно хорошая точность опыта. Кроме того, на таких сравнительно небольших делянках легче достичь большей точности, они удобнее и требуют меньше затрат и труда, чем крупные делянки.

Форма делянки - прямоугольная, 10х5м. Ширину боковой защитной полосы устанавливает в размере 1 м. Направление делянки - длинной стороной - в направлении, где сильнее всего изменяется плодородие почвы.

Число опытных участков - 4.

Размещение делянок - систематическое, в один ярус.

Схематический план полевого опыта представлен на рис.

Общая схема дисперсионного анализа показана в табл.

Рисунок - Схематический план полевого опыта

Таблица 2

Методика дисперсионного анализа

Задача 2

Определить 95% -ный и 99% -ный доверительные интервалы для генеральной средней. Проверить нулевую гипотезу об отсутствии существенных различий между выборочными средними. Оценить существенность разности выборочных средних по t-критерию и критерию F.

Цифровую информацию заимствовать из табл.2, из которой использовать урожайность первых двух вариантов.

Урожайность по варианту 17: 245,290,217,280 (табл.3)

Урожайность по варианту 15: 240,282,210,173 (табл.4)

Таблица 3

Х₁ ср = 932/4 = 233

S² = ∑ (Х - Хср) ² /n-1 = 5683/3 = 1894,33

S = √ S² = 43.52

V = S/ Хср * 100 = 43.52/233*100 = 18.68%

S _Хср1 = √ S²/n = √1894.33/4 = 21.76

S _Хср1% = S _Хср1/ Хср₁ * 100% = 21.76/233*100 = 9.34%

Х₁ ср ±t₀₅ S _Хср1 = 233±3,18*21.76 = 233±69.19 (163.81-302.19 )

Х₁ ср ±t₀₁ S _Хср1 =233 ±5,84*21.76 = 233±127.08 (105.92 - 360.08)

Теоретические значения t берем из табл. для 5% -ного и 1% -ного уровня значимости при степенях свободы n=4-1 = 3

t_{05 =} 3,18

t₀₁₌ 5,84

Итак, средняя изучаемой совокупности с 95% -ным уровнем вероятности находится в интервале 163.81-302.19 и с 99% -ным уровнем - в интервале 105.92 - 360.08. вероятность ошибочного заключения в первом случае составляет 5%, а во втором - 1%. Абсолютная ошибка средней S равна 21.76 и относительная ошибка равна 9.34%.

Коэффициент вариации в данном случае V=18.68% характеризует в данном примере ошибку параллельных анализов.

Таблица 4

Х₂ ср = 905/4 = 226,25

S² = ∑ (Х - Хср) ² /n-1 = 6396,75/3 = 2132,25

S = √ S² = 46,17

V = S/ Хср₂ * 100 = 46,17/226,25*100 = 20,41%

S _Хср2 = √ S²/n = √2132,25/4 = 23,09

S _Хср% = S _Хср/ Хср₂ * 100% = 23,09/226,25*100 = 10, 20%

Х₂ ср ±t₀₅ S _Хср2 = 258±3,18*23,09 = 226,25±73,43 (152,82 - 299,67)

Х₂ ср ±t₀₁ S _Хср2 =258 ±5,84*23,09 = 226,25±97,70 (128,55 - 323,95)

Итак, средняя изучаемой совокупности с 95% -ным уровнем вероятности находится в интервале 152,82 - 299,67и с 99% -ным уровнем - в интервале 128,55 - 323,95. вероятность ошибочного заключения в первом случае составляет 5%, а во втором - 1%. Абсолютная ошибка средней S _Хср равна 23,09 и относительная ошибка равна 10, 20%. Коэффициент вариации в данном случае V=20,41% характеризует в данном примере ошибку параллельных анализов.

Далее необходимо определить, существенно ли различаются эти выборочные средние при 0,95-95% уровне вероятности или 0,05-5% уровне значимости, т.е. проверить нулевую гипотезу Н₀: µ₁ - µ₂ = d = 0.

Х₁ ср ±t₀₁ S _Хср1 =233 ±5,84*21.76 = 233±127.08 (105.92 - 360.08)

Х₂ ср ±t₀₁ S _Хср =226,25 ±5,84*23,09 = 226,25±97,70 (128,55 - 323,95)

Доверительные интервалы для генеральных средних перекрывают друг друга, и, следовательно, разность между выборочными средними d = Х₁ ср - Х₂ ср = 233-226,25 = 6.75 нельзя переносить на генеральные средние µ₁ и µ₂, так как генеральная разность между ними D = µ₁ - µ₂ может быть равна и нулю и даже отрицательной величине, когда µ₂ >µ₁. Поэтому гипотеза Н₀: d = 0 не отвергается.

Нулевую гипотезу об отсутствии существенных различий между выборочными средними можно проверить и другим способом интервальной оценки генеральных параметров совокупности.

S_d = √ (S _Хср1² + S _Хср2² )

По формуле можно определить ошибку разности средних, а затем рассчитать доверительные интервалы для генеральной разности средних D. Если доверительные интервалы перекрывают нулевое значение и включают область отрицательных величин, то Н₀: d = 0 не отвергается, а если лежат в области положительных величин, то Н₀ отвергается и разность признается существенной.

Имеем:

d = Х₁ ср - Х₂ ср = 233-226,25 = 6.75

S_d = √ (S _Хср1² + S _Хср2² ) = √ (21.76²+ 23,09²) = 31.73

При n₁ + n₂ - 2 = 4+4-2 = 6 степенях свободы t₀₅ = 2.45 и t₀₁ = 3,71

Найдем доверительные интервалы для генеральной разности:

95% - d± t₀₅s_d = 6.75±2.45*31.73 = 6.75±77.74 (-70.99 - 84.49)

99% - d± t₀₅s_d = 6.75±3,71*31.73 = 6.75±117.72 (-110.97 - 124.47)

Нулевая гипотеза Н₀: d = 0 не отвергается, так как доверительные интервалы включают нуль и область отрицательных величин, т.е. разность меньше предельной случайной ошибки разности (dsd).

Далее оценим существенность разности выборочных средних по t‑критерию. Фактическое значение критерия существенности находим по соотношению:

t = (х_{1ср -} х_2ср) / √ (S _Хср1² + S _Хср2² ) = (233-226,25) /31.73 = 0.21

Сопоставляя фактическое значение t с теоретическим, приходим к выводу, что t_факт < t₀₅ и 2.45 и t_факт < t₀₁.

Следовательно, разность несущественна.

Оценим существенность разности по критерию F.

F = s₁^2/s₂²

s₁² = 21.76² = 473.49

s₂² = 23,09² = 533.15

F₀₅ = 6.39

F₀₁ = 15.98

F = s₁^2/s₂² = 473.49/533,15 = 0, 88

Получаем:

F_ф < F₀₅ и F_ф < F₀₁

Следовательно, нулевая гипотеза не отвергается, между всеми выборочными средними нет существенных различий.

Задача 3

Обработать методом дисперсионного анализа урожайность однофакторного полевого опыта с однолетней культурой, проведенного методом рендомизированных повторений.

При выполнении данного задания воспользоваться методикой (1, с.232-233). Итоговые таблицы оформить по типу табл.62 (1, с.243).

Варианты оценить с учетом дисперсионного анализа. Установить лучший вариант по урожайности.

Предусмотрено подвергнуть дисперсионному анализу урожайность двух полевых опытов, из них один с картофелем (табл.5), второй - с ячменем (табл.6).

Решение:

Таблица 5. Урожайность картофеля, 10^-1 т с 1 га

Для вычисления сумм квадратов исходные даты преобразовываем по соотношению Х₁ = Х-А, приняв за исходное А число 250, близкое к Хср.