BÀI GIẢNG PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐỒNG RUỘNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ DỰ ÁN HỢP TÁC VIỆT NAM – HÀ LAN BÀI GIẢNG PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐỒNG RUỘNG Người biên soạn: PGS.TS Nguyễn Minh Hiếu Huế, 08/2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ DỰ ÁN GIÁO DỤC ĐẠI HỌC VIỆT NAM - HÀ LAN *************** BÀI GIẢNG PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM CÂY TRỒNG NGƯỜI BIÊN SOẠN: TS Nguyễn Minh Hiếu Huế, 2008 MỞ ĐẦU Nghiên cứu khoa học trình nhận thức chân lý khoa học Là hoạt động nhận thức người nhằm khám phá chất vật tượng tìm kiếm giải pháp cải tạo giới Đó hoạt động tìm kiếm, xem xét, điều tra, thử nghiệm Dựa số liệu, tài liệu, kiến thức đạt từ thí nghiệm khoa học để phát chất vật, giới tự nhiên xã hội để sáng tạo phương pháp, phương tiện kỹ thuật cao hơn, giá trị nhằm phục vụ ngày tốt lợi ích người Để có kết nghiên cứu đúng, khách quan cần có phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu cách thức, đường, phương tiện để giải nhiệm vụ nghiên cứu nhằm đạt mục đích đặt Phương pháp nhiên cứu khoa học điều kiện đầu tiên, nghiên cứu khoa học Tất tính nghiêm túc nghiên cứu khoa học phụ thuộc vào phương pháp nghiên cứu Phương pháp đúng, phù hợp nhân tố đảm bảo thành công người nghiên cứu điều kiện định thắng lợi cơng trình nghiên cứu Tuỳ thuộc vào đối tượng nghiên cứu khác mà người nghiên cứu sử dụng phương pháp nghiên cứu khác Thí nghiệm phương pháp nghiên cứu khoa học thông dụng áp dụng nhiều lĩnh vực sinh học như: Nông nghiệp, Lâm nghiệp Thủy sản Tuy nhiên nội dung có khác tùy thuộc vào ngành cụ thể Tài liệu phương pháp thí nghiệm nhằm cung cấp cho sinh viên số kiến thức phương pháp thiết kế bố trí thí nghiệm thuật tốn thống kê mô tả tham số, tiêu chuẩn kiểm định thống kê xử lý kết nghiên cứu cách trình bày báo cáo khoa học Để nắm kiến thức môn học sinh viên phải học nắm vững kiến thức xác suất thống kê, tin học, phương pháp luận nghiên cứu khoa học số môn khoa học liên quan đến chuyên ngành Tài liệu soạn thảo để phục vụ sinh viên nhà nghiên cứu thuộc lĩnh vực nông học Khoa Nông học, việc in ấn chắn cịn nhiều thiếu sót Chúng tơi mong nhận góp ý kiến đơng đảo bạn đọc để tài liệu hoàn chỉnh dần phục vụ tốt cho công tác nghiên cứu khoa học học tập cán sinh viên thuộc khối sinh học nói chung khoa Nơng học nói riêng Trường đại học Nông Lâm Huế Chúng xin chân thành cám ơn Chương I ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNG TÁC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Chương trình bày giai đoạn trình tiến hành nghiên cứu, loại thí nghiệm phổ biến nơng nghiệp VAI TRỊ CỦA CƠNG TÁC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NƠNG NGHIỆP Như biết:“Thí nghiệm phần nghiệp sản xuất xã hội loài người, nhằm khám phá quy luật khách quan giới vật chất với mục đích nắm vững bắt bí mật thiên nhiên phục vụ cho sống người” Nghiên cứu khoa học q trình nghiên cứu giải thích tượng khoa học xuất phát từ lý luận thực tiễn Từ ứng dụng kết nghiên cứu vào sản xuất phục vụ cho sống người Nghiên cứu khoa học nói chung khoa học nơng nghiệp nói riêng phụ thuộc mật thiết với điều kiện tự nhiên điều kiện kinh tế - xã hội địa phương, nhiệm vụ nhà khoa học nông nghiệp phải nghiên cứu đề xuất biện pháp kỹ thuật cụ thể, thích hợp cho vùng sinh thái nhằm khai thác bền vững hiệu điều kiện Kết nghiên khoa học nông nghiệp liên quan nhiều đến kiến thức tổng hợp nhiều lĩnh vực khác như: tốn học, hóa học, thổ nhưỡng, khí tượng, sinh học, kinh tế học, liên quan đến phương pháp nghiên cứu, đến tính sáng tạo người nghiên cứu Nước ta nước phát triển việc kế thừa phương pháp kết nghiên cứu để rút ngắn thời gian nghiên cứu lĩnh vực cụ thể cần thiết CÁC G IAI ĐOẠN TRONG QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NƠNG NGHIỆP Để xây dựng đề tài nghiên cứu khoa học nơng nghiệp nói chung cụ thể xây dựng thí nghiệm biện pháp kỹ thuật như: Giống, phân bón, tưới nước, thời vụ, bảo vệ thực vật cho vùng địi hỏi người làm cơng tác nghiên cứu cần phải thực theo giai đoạn sau 2.1 Thu thập thơng tin Mục đích thu thập thông tin giúp cho nhà khoa học hiểu rõ vấn đề nghiên cứu Vấn đề nghiên cứu chưa, nghiên cứu đến đâu, vấn đề tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện hay nghiên cứu sang hướng khác Các thông tin cần thu thập gồm:  Các tài liệu có liên quan trực tiếp gián tiếp tới vấn đề dự định nghiên cứu  Kinh nghiệm sản xuất người dân Các thông tin thu thập từ nguồn: - Giáo trình, sách chuyên khảo, sách hướng dẫn phổ biến khoa học kỹ thuật, tạp chí khoa học, kết nghiên cứu khoa học Các nguồn số liệu bao gồm nước giới - Các tài liệu hội nghị, hội thảo hoạt động khoa học khác - Tìm hiểu kinh nghiệm sản xuất, biện pháp thực nông dân liên quan đến vấn đề nghiên cứu - Thu thập thông tin qua phương tiện thông tin đại chúng khác như: vơ tuyến truyền hình, đài phát thanh, tài liệu liên quan mạng 2.2 Xây dựng giả thuyết khoa học Giả thuyết khoa học giả định có nhiều khả vật hay tượng Nó giúp cho ta phát giải thích vấn đề mà giả thuyết khác trước chưa giải thích Vì vậy, giả thuyết khoa học khơng phép chung chung mà phải cụ thể, phải thực xuất phát từ nguồn thông tin thu thập Giả thuyết xuất phát điểm để xây dựng kế hoạch nghiên cứu thực nghiệm Tìm địi hỏi lịng dũng cảm, trí thơng minh, phải đầu tư cơng sức, trí tuệ, chí không thừa nhận 2.3 Chứng minh giả thuyết khoa học Chứng minh giả thiết khoa học q trình quan sát, q trình làm thí nghiệm Trên sở số liệu (các tiêu nghiên cứu thể qua kết theo dõi quan sát) có suy luận nhằm gạt bỏ khơng đúng, sàng lọc lấy có tính quy luật coi chân lý Chứng minh giả thuyết khoa học có hai cách: Quan sát hay điều tra làm thí nghiệm thực nghiệm  Quan sát hay điều tra: việc tìm hiểu, theo dõi thực tế, trình bắt nguồn từ việc thu thập đơn giản, có thực tế sản xuất tự nhiên, giúp ta phân biệt đặc trưng vật, so sánh vật tiến đến suy luận xây dựng khoa học cho vật Hay nói cách khác: quan sát tìm hiểu, mơ tả diện mạo bên ngồi vật hay tượng từ suy chất chúng dựa nhận thức người nghiên cứu Do đó, yêu cầu quan sát “kiên trì”, có kiên trì hy vọng thu thông tin, tài liệu đầy đủ, khách quan mang tính xác Quan sát (điều tra) phải thực cho đại diện, khách quan để đảm bảo độ tin cậy thông tin thu đối tượng nghiên cứu  Làm thí nghiệm: Thí nghiệm cơng việc mà người tự xây dựng để tạo điều kiện khác làm thay đổi cách nhân tạo chất việc nhằm phát đầy đủ chất nguyên nhân tượng hay vật Như vậy, thí nghiệm xuất phát từ nhận thức người thông qua giả thuyết khoa học, sau xác định hành động (thực thí nghiệm, đo đếm, quan sát tiêu đối tượng thí nghiệm, nhà lưới, nhà kính, chậu, vại, hay đồng ruộng) để đưa tới nhận thức chặt chẽ Như vậy, người chờ đợi vào có sẵn mà ngược lại, tự tạo ý tưởng cụ thể, thực ý tưởng để bắt đối tượng nghiên cứu phải bộc lộ phát sinh tính quy luật Paplơp nói “Quan sát thu thập mà thiên nhiên cho ta, cịn thí nghiệm lấy từ thiên nhiên mà ta muốn” 2.4 Biện luận để rút kết luận xây dựng lý thuyết khoa học Thông qua kết quan sát, điều tra thí nghiệm, người làm nghiên cứu thực việc kiểm chứng giả thuyết khoa học để rút kết luận đánh giá vấn đề mà quan tâm Đề xuất kết luận biện luận cho kết luận địi hỏi nhà khoa học phải có trình độ kiến thức hiểu sâu sắc đối tượng nghiên cứu Có vậy, kết luận biện luận khách quan có sở khoa học phù hợp với mơi trường hệ sinh thái cụ thể đối tượng Nếu nhà khoa học dừng lại việc rút kết luận trực tiếp từ thí nghiệm kết luận mang tính chất kinh nghiệm cụ thể lần thí nghiệm nên chưa thể ứng dụng rộng rãi thực tế sản xuất Do đó, nhiệm vụ tiếp nhà khoa học từ kết thí nghiệm làm nhiều lần hợp thành kết luận biện luận nhằm tìm chân lý, tìm tính quy luật để nâng lên thành lý luận khoa học CÁC NHĨM THÍ NGHIỆM TRONG NƠNG NGHIỆP Hiện thực tiễn nghiên cứu ngành nông học người ta sử dụng nhóm phương pháp nghiên cứu sau: 3.1 Nhóm thí nghiệm phịng Đây loại nghiên cứu mà thí nghiệm thực phịng thí nghiệm Điều kiện để thực thí nghiệm gồm loại dụng cụ như: hóa chất, máy móc phân tích, bình, hộp, khay mang tính chất riêng biệt (chun sâu) Nhóm thí nghiệm độc lập với điều kiện tự nhiên mơi trường bên ngồi Do điều kiện thực phòng kết từ thí nghiệm kiểm tra, điều khiển dụng cụ có độ xác cao Tuy nhiên, số liệu chưa áp dụng vào thực tế Bởi khơng phải điều kiện thực sản xuất Thí dụ: Thí nghiệm trồng bình, thí nghiệm ni cấy mơ, thí nghiệm xác định độ nẩy mầm hạt đĩa petri Nhóm nghiên cứu phịng có nhược điểm số lượng cá thể (khơng mang tính đại diện) điều kiện nghiên cứu nhân tạo điều kiện thực mà đối tượng nghiên cứu gieo trồng 3.2 Nhóm thí nghiệm chậu vại Các thí nghiệm thuộc nhóm phương pháp nghiên cứu có đối tượng nghiên cứu trồng gieo trồng chậu, vại sành, sứ đất hay dung dịch trồng ô xi măng, nhà lưới, nhà polyetylen đất cát Cây trồng nhóm sống phần điều kiện nhân tạo Đây loại hình thí nghiệm thường làm quan nghiên cứu nông nghiệp Viện, Trường đại học, Cao đẳng Trung tâm nghiên cứu Nhóm thí nghiệm có lịch sử lâu đời, kết nghiên cứu nhóm phần lớn nhằm giải thích chế, chất Thí dụ: thí nghiệm xác định lượng nước cần cho trình sinh trưởng phát triển giai đoạn; thí nghiệm xác định yếu tố dinh dưỡng hạn chế trồng người ta thường làm thí nghiệm chậu vại Kết nghiên cứu nhóm gần với điều kiện sản xuất, song thay cho nhóm thí nghiệm đồng ruộng 3.3 Nhóm phương pháp thí nghiệm đồng ruộng Nhóm nghiên cứu bao gồm thí nghiệm mà trồng sống điều kiện tự nhiên Do chịu chi phối nhiều nhân tố (các nhân tố sinh thái) từ mơi trường bên ngồi Những nhân tố là: điều kiện thời tiết, đất đai, biện pháp kỹ thuật canh tác loại thí nghiệm có ưu điểm là: - Số lượng cá thể lớn (tính đại diện quần thể trồng cao) - Gần với điều kiện sản xuất.Vì vậy, nghiên cứu mối quan hệ tương hỗ với nhân tố khác Cũng qua kết thí nghiệm đồng ruộng nhận định rõ thêm kết kết luận thí nghiệm phòng chậu, vại nhà lưới Những kết luận thí nghiệm đồng ruộng coi sở xây dựng biện pháp kỹ thuật cho quy trình sản xuất thâm canh trồng Nhà khoa học người Nga Ivanov (1969) nhận định: “Thí nghiệm đồng ruộng phương pháp trung tâm thí nghiệm nơng nghiệp Cịn phương pháp thí nghiệm nghiên cứu khác có tính chất thăm dò hay kết hợp giải vấn đề” Trong phạm vi tài liệu tập trung đề cập chủ yếu nội dung có liên quan tới thí nghiệm đồng ruộng Cịn nội dung khác cơng tác nghiên cứu khoa học nói chung nơng học nói riêng giới thiệu cụ thể mơn học chương trình đào tạo tùy theo chun ngành mà sinh viên theo học Chương II THIẾT KẾ VÀ TRIỂN KHAI THÍ NGHIỆM Đây chương quan trọng phần phương pháp thí nghiệm Sau học, người học phải biết xây dựng đề cương nghiên cứu, biết cách triển khai thí nghiệm cụ thể A THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM CÁC YÊU CẦU CỦA THÍ NGHIỆM ĐỒNG RUỘNG “Thí nghiệm đồng ruộng thí nghiệm nghiên cứu điều kiện tự nhiên, mảnh đất đặc biệt, có mục đích xác định số lượng điều kiện biện pháp canh tác đến suất trồng” Naidin (1968) Cây trồng môi trường thể thống nhất, q trình diễn có quan hệ chặt chẽ có tác động qua lại với điều kiện ngoại cảnh Nếu nhân tố ngoại cảnh thay đổi làm cho nhân tố khác hoạt động sống trồng thay đổi theo Cây trồng thích nghi điều kiện định, thay đổi có tác động yếu tố (có thể yếu tố thí nghiệm) có tác động trực tiếp gián tiếp đến trồng Vì vậy, thí nghiệm đồng ruộng phải tôn trọng yêu cầu sau đây: 1.1 Yêu cầu tính đại diện  Đại diện điều kiện sinh thái Mục tiêu thí nghiệm kết cần nhân rộng điều kiện cụ thể đất đai, khí hậu thời tiết Thí nghiệm phải thiết kế làm cụ thể vùng đất đại diện, điều kiện khí hậu định để sau áp dụng với quy mô lớn (không thể kết luận rút từ trồng đất cát mà nhân rộng vùng đất đồi được)  Đại diện điều kiện kinh tế - xã hội Tùy theo thời gian tùy thuộc vào điều kiện cụ thể mặt xã hội mà người nơng dân có nhận thức củng khả áp dụng tiến khoa học kỹ thuật vào sản xuất khác Vì vậy, nhà nghiên cứu phải có thơng tin từ xây dựng biện pháp (nhân tố thí nghiệm) cho phù hợp để sau thời gian nghiên cứu thành cơng biện pháp sản xuất chấp nhận Các yếu tố thí nghiệm phải nằm xu phát triển, phải trước bước để nắm bắt đón đầu, tránh lạc hậu sau kết nghiên cứu cơng bố Nhiều thí nghiệm tùy thuộc vào phong tục tập quán vùng, vào trình độ dân trí cộng đồng 1.2 Yêu cầu sai khác Hiểu cách cụ thể thí nghiệm phân biệt hai loại yếu tố: yếu tố thí nghiệm (dùng để nghiên cứu) yếu tố khơng thí nghiệm (hay cịn gọi thí nghiệm) Trong hai loại yếu tố có yếu tố thí nghiệm quyền sai khác (thay đổi) Cịn yếu tố khơng thí nghiệm (khơng cần so sánh) phải đồng tốt Có triệt để tơn trọng ngun tắc tìm khác kết thí nghiệm nhân tố gây Tuy nhiên, đồng tuyệt đối thí nghiệm điều khơng thể có Thí dụ: Nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng supe lân tới suất lạc đất cát pha Trong thí nghiệm lượng lân bón cho lạc cơng thức phải khác nhau, biện pháp kỹ thuật khác đồng Cụ thể giống lạc gì, gieo vụ nào, mật độ bao nhiêu, tưới nước, chăm sóc, phịng trừ sâu hại phải đồng Song có điều cần lưu ý: thí nghiệm đồng ruộng khơng thể loại trừ hoàn toàn nhân tố mà có khả hạn chế mà thơi Trong thí nghiệm nêu ta biết lượng lân cho thêm vào cơng thức, cịn phân chuồng dạng phân tổng hợp khác đất tồn lượng lân định Tuy nhiên, điều ảnh hưởng nhiều cơng thức có thí nghiệm Một đặc điểm khác tự nhiên hay thí nghiệm đồng ruộng cịn tồn mối quan hệ “kéo theo” có nghĩa thay đổi nhân tố A nhân tố B thay đổi Thí dụ: Nghiên cứu ảnh hưởng lượng nước tưới khác tới suất mía Như nước yếu tố thí nghiệm thay đổi mức độ khác Do mức nước tưới khác kéo theo thay đổi khác số lượng, chủng loại vi sinh vật sinh vật đất, nhiệt độ đất, ẩm độ đất thay đổi khơng giống Từ làm q trình sinh học không giống 1.3 Yêu cầu độ xác Độ xác ảnh hưởng đến kết nghiên cứu hiệu kinh tế Song khơng thể có độ xác chung cho tất nhóm phương pháp thí nghiệm Độ xác thí nghiệm phụ thuộc vào nhiều mặt, nêu số khía cạnh là: a Điều kiện tiến hành thí nghiệm (thí nghiệm phịng khác với thí nghiệm chậu; thí nghiệm ngồi đồng lại khác với thí nghiệm phịng ) b Những sai khác kỹ thuật thực thí nghiệm c Độ đồng đất thí nghiệm d Những vết thương giới tác hại sâu bệnh Những sai khác tránh được, song sai khác nhỏ tốt Vì nhóm phương pháp thí nghiệm khác cho phép có độ xác khác thể qua hệ số biến động CV% (Coefficient of varriation) - Nhóm thí nghiệm phịng cho phép sai số thí nghiệm CV% nhỏ 1% - Nhóm thí nghiệm chậu, vại, nhà lưới CV% nhỏ 5% - Nhóm thí nghiệm ngồi đồng ruộng cho phép sai số thí nghiệm: + Các thí nghiệm giống CV% từ 6% - 8% + Các thí nghiệm phân bón từ 10% - 12% + Các thí nghiệm bảo vệ thực vật (BVTV) từ 13% - 15% + Các thí nghiệm ăn CV% nhỏ 20% + Thí nghiệm lúa CV% khoảng 10% Theo nguyên nhân nêu coi sai số thí nghiệm sai số ngẫu nhiên Tuy nhiên, thực tế khơng có sai số ngẫu nhiên mà tồn hai loại sai số khác là: sai số thơ (hay cịn gọi sai lầm) sai số hệ thống Khi gặp phải sai số thơ phải loại bỏ số liệu khỏi dãy kết nghiên cứu, có hủy thí nghiệm (thí dụ đo sai, cân sai, ghi nhầm) Sai số thô phổ biến Sai số hệ thống dụng cụ thí nghiệm, thiên hướng chủ quan người làm thí nghiệm: cân nhẹ nặng tiêu chuẩn; thước đo chưa chuẩn hóa chất pha khơng chuẩn hướng dẫn hóa chất tiêu chuẩn đặt Loại sai số không làm ảnh hưởng tới việc so sánh kết thí nghiệm cơng thức với công bố giá trị cụ thể tiêu (ước lượng điểm, ước lượng khoảng tham số thống kê) khơng xác Vì vậy, dẫn tới việc nhận định đánh giá sai lệch điều khơng có lợi, chuyển giao kết nghiên cứu cho sản xuất Để tránh sai số tốt trước làm thí nghiệm phải chuẩn hóa dụng cụ vật tư theo tiêu chuẩn đo lường cho phép Hoặc mắc phải sai số hệ thống phải tìm cách hiệu chỉnh giá trị quan sát (các số liệu) giá trị có với thước đo tiêu chuẩn 1.4 Yêu cầu diễn lại Khả diễn lại thí nghiệm có nghĩa là: thực lại thí nghiệm với số lượng cơng thức, nội dung cũ khoảng không gian (mảnh đất cũ với thời vụ tương tự) cho kết tương tự Tuy nhiên, không nên hiểu nguyên tắc cách cứng nhắc, điều kiện ngoại cảnh khơng thể hồn tồn làm thí nghiệm Chính phải làm lại thí nghiệm vài năm (hoặc vài vụ) liên tiếp, hy vọng từ tìm tính quy luật vấn đề nghiên cứu Thí nghiệm có khả diễn lại cao việc rút kết luận chắn Có nghĩa giải mối quan hệ nhân tố thí nghiệm (yếu tố thí nghiệm) với ngoại cảnh biểu trồng thí nghiệm Thí nghiệm khơng có khả diễn lại khơng thể đưa kết luận làm sở xây dựng biện pháp kỹ thuật canh tác lại xây dựng lý thuyết khoa học Kinh nghiệm cho thấy thí nghiệm kỹ thuật thường cần có lần diễn lại, thí nghiệm nghiên cứu cần số lần diễn lại nhiều 1.5 Yêu cầu lịch sử khu đất canh tác Thí nghiệm phải đặt khu đất có lịch sử canh tác rõ ràng Đây yêu cầu cần thiết thí nghiệm đồng ruộng Một số biện pháp kỹ thuật có ảnh hưởng tới đất làm cho đất tốt hơn, biết sử dụng ngược lại làm cho đất bị thối hóa Vì vậy, cần phải biết rõ q trình canh tác khu đất trước đặt thí nghiệm nghiên cứu Khi xem xét lịch sử canh tác ruộng thí nghiệm cần lưu ý: - Khơng đặt ruộng thí nghiệm nằm kề sát trục đường giao thông lớn mà nên cách từ 10 - 20m - Khơng đặt ruộng thí nghiệm nằm sát hệ thống dẫn nước thải khu dân cư, bệnh viện, khu cơng nghiệp - Khơng đặt ruộng thí nghiệm đất khai hoang, đất phải làm thí nghiệm trắng vài vụ để san độ đồng sau làm thí nghiệm CÁC LOẠI THÍ NGHIỆM Hiện có nhiều cách phân loại thí nghiệm Thơng thường phân thành loại sau: 2.1 Thí nghiệm thăm dị: Thí nghiệm thăm dị hay cịn gọi thí nghiệm sơ bộ, thí nghiệm khảo sát Mục đích loại thí nghiệm nhằm xây dựng nhận thức ban đầu đối tượng nghiên cứu để có sở xây dựng nội dung nghiên cứu sau tốt Do đó, thí nghiệm thường làm diện tích nhỏ nhắc lại lần khơng nhắc lại Khơng sâu phân tích đất đai, quan sát, đánh giá biểu với biện pháp thí nghiệm theo dõi số tiêu có tính chất suất 2.2 Thí nghiệm thức Đây thí nghiệm đặt nhằm giải nội dung vấn đề nghiên cứu Do đó, thí nghiệm phải thực thiết kế xây dựng, phải tuân thủ yêu cầu đặt Tùy thuộc vào loại trồng, loại hình thí nghiệm, mục đích nghiên cứu chia thí nghiệm thức thành loại khác theo số lượng nhân tố, thời gian khối luợng nghiên cứu 2.2.1 Theo số lượng nhân tố thí nghiệm 10 + Thí nghiệm nhân tố: Là thí nghiệm có mặt nhân tố tham gia (nhân tố có quyền thay đổi cơng thức) để nghiên cứu tác động đến thay đổi kết thí nghiệm Thí dụ: Nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng phân lân đến trình sinh trưởng, phát triển suất lạc Như yếu tố thí nghiệm liều lượng lân nên phép thay đổi mức bón khác Còn nhân tố khác phải thực đồng (yếu tố khơng thí nghiệm) + Thí nghiệm nhiều nhân tố: Đây thí nghiệm có mặt từ hai nhân tố thí nghiệm trở lên Trong thí nghiệm người ta nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời nhân tố trồng Đây thí nghiệm phức tạp thường bước nghiên cứu tiếp thí nghiệm nhân tố Để giúp cho thí nghiệm có kết rõ ràng phải chia cụ thể thí nghiệm nhân tố, nhân tố đểcó cách xếp ngồi đồng cho phù hợp với số lượng nhân tố xử lý kết mơ hình thống kê tương ứng nhằm tăng tính xác 2.2.2 Chia theo thời gian nghiên cứu + Thí nghiệm ngắn hạn: Thường gọi thí nghiệm năm Đây loại thí nghiệm nghiên cứu thời gian ngắn rút kết luận Thông thường loại áp dụng để nghiên cứu tác dụng biện pháp kỹ thuật cụ thể với trồng Thí dụ: Nghiên cứu mật độ cấy, thời vụ giống trồng lúa, ngô, đậu đỗ, rau + Thí nghiệm dài hạn (thí nghiệm lâu năm): Đây loại hình thí nghiệm cần có thời gian hàng chục năm nghiên cứu liên tục đưa kết luận, cá biệt có thí nghiệm phải hàng trăm năm Thí dụ: nghiên cứu hiệu lực phân lân đến suất chất lượng nhãn vải, hay xồi; Nghiên cứu diễn biến độ phì đất trồng sắn Các loại thí nghiệm qua nhiều năm rút kết luận xác 2.2.3 Theo khối lượng nghiên cứu Có thể chia + Thí nghiệm đơn độc (độc lập): Các thí nghiệm làm nhiều nơi khơng có liên quan với Thường kết có tính xác cao, cho điều kiện cụ thể Song tính phổ biến lại hẹp, chí hẹp + Thí nghiệm hệ thống: Đây thí nghiệm làm nhiều nơi có liên hệ với 11 theo khía cạnh định mà người nghiên cứu đặt Thí nghiệm có nhược điểm khối lượng lớn, tốn công sức vật chất, tốn thời gian; cách xa địa lý, khác thời tiết đất đai (điều kiện sinh thái), tập quán điều kiện kinh tế - xã hội Ưu điểm nhóm thí nghiệm mang tính đa dạng kết thành cơng có phổ áp dụng rộng rãi 2.3 Thí nghiệm làm điều kiện sản xuất Loại thí nghiệm cịn có tên gọi thực nghiệm khoa học, thực nghiệm đồng ruộng Với chuyên ngành chọn giống nhân giống cịn gọi thí nghiệm khảo nghiệm hay khu vực hóa giống Đây thực nghiệm cần phải thẩm định lại điều kiện tự nhiên trước chuyển giao kỹ thuật sản xuất cho nông dân Loại khối lượng lớn nhắc lại nhiều hay tùy thuộc vào điều kiện kinh tế đất đai Không cần theo dõi chi tiết tiêu sinh trưởng mà chủ yếu quan sát tình hình sinh trưởng, nhiễm sâu bệnh để đưa nhận định chung phản ứng với điều kiện tự nhiên, cần quan tâm cụ thể đến suất hiệu kinh tế XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM 3.1 Một số vấn đề liên quan đến xây dựng chương trình thí nghiệm 3.1.1 Các loại cơng thức thí nghiệm + Loại cơng thức đối chứng hay cịn gọi công thức tiêu chuẩn: Công thức đối chứng đặt làm tiêu chuẩn cho công thức khác thí nghiệm so sánh để rút hiệu cụ thể nhân tố (biện pháp) nghiên cứu Công thức đối chứng xây dựng sau: - Nếu thí nghiệm giống giống cơng thức đối chứng thường giống tốt sản xuất địa phương chấp nhận, giống tiêu chuẩn Nhà nước hay vùng định thức cơng nhận (Bộ Nơng nghiệp PTNT công nhận) - Nếu biện pháp kỹ thuật khác mật độ, thời gian gieo cấy cơng thức đối chứng biện pháp sủ dụng rộng rãi vùng - Nếu nhân tố phân bón, phun thuốc bảo vệ thực vật, tưới nước cơng thức đối chứng thường xây dựng mức Trong thí nghiệm phải xây dựng cơng thức đối chứng Cịn tùy thuộc vào điều kiện cụ thể làm thí nghiệm nội dung nghiên cứu mà bố trí hai hay ba cơng thức đối chứng + Loại cơng thức nghiên cứu: Cơng thức nghiên cứu tình cụ thể đặt 12 để nghiên cứu ( Các giống , mức phân bón, loại phân bón ) Kết cơng thức nghiên cứu so sánh với kết công thức đối chứng Cả hai loại công thức đối chứng công thức nghiên cứu gọi chung công thức thí nghiệm hay nghiệm thức Để xây dựng cơng thức thí nghiệm cần lưu ý vấn đề sau: Một là: Cần tạo điều kiện để cơng thức thí nghiệm so sánh với so sánh với cơng thức đối chứng Thí dụ: Nghiên cứu hiệu lực supe lân đến sinh trưởng, phát triển, khả nhiễm sâu bệnh suất lúa Như tùy thuộc vào điều kiện cụ thể thí nghiệm đất đai, thời vụ mà xây dựng số luợng công thức thí nghiệm cho phù hợp Song thí nghiệm phải có cơng thức, đó: Cơng thức I: khơng bón lân vào đất (0 P 2O5) (CT I đối chứng) Công thức II: bón lân mức 30 P 2O5 (CT II) Cơng thức III: bón lân mức 60 P 2O5 (CT III) Bố trí so sánh hiệu lực việc có bón lân so với khơng bón lân tới tiêu nghiên cứu lúa Sau cho phép so sánh hai mức bón lân mức đạt suất cao mức đạt hiệu đầu tư lân cao Để thí nghiệm thành cơng người nghiên cứu khơng phải có kiến thức chun mơn mà cịn phải có kiến thức tổng hợp hiểu biết thực tiễn điều kiện cụ thể 3.1.2 Xác định số lượng cơng thức thí nghiệm Số lượng cơng thức thí nghiệm xác định tùy thuộc vào nội dung mục đích người nghiên cứu Thơng thường thí nghiệm nhân tố có số lượng cơng thức thí nghiệm hai nhân tố Ngun tắc xác định: “Dựa vào giả thiết khoa học để lập công thức trung tâm, từ công thức trung tâm xê dịch lên phía số mức xuống phía số mức” Cịn khoảng cách mức tùy thuộc vào tác động nhân tố nghiên cứu tới đối tượng sử dụng thí nghiệm (vật liệu thí nghiệm) Như vậy, với thí nghiệm nhân tố có mức có nhiêu cơng thức kể mức đối chứng mức Thí dụ: Nghiên cứu ảnh hưởng phân N tới suất lúa Đây thí nghiệm nhân tố Nếu lấy công thức trung tâm 100 N cơng thức xây dựng xung quanh công thức trung tâm sau: Công thức I: N (đối chứng) 13 Công thức II: bón 50 N Cơng thức III: bón 100 N Cơng thức IV: bón 150 N Cơng thức V: bón 200 N Cơng thức VI: bón 250 N Như thí nghiệm có cơng thức (dừng lại mức 200N) có cơng thức ví dụ Khơng nên đặt nhiều Độ rộng hay hẹp N cơng thức phụ thuộc vào vai trị đạm (N) đối tượng nghiên cứu Thí dụ lúa ngơ độ rộng thí nghiệm nêu phù hợp, họ đậu (đậu tương, lạc, ) độ rộng thí nghiệm lại cao mức bón 250 N thừa Cịn thí nghiệm nhiều nhân tố ngun tắc chung là: số lượng cơng thức thí nghiệm tích số mức nhân tố thí nghiệm Thí nghiệm: Nghiên cứu liều lượng phân lân (4liều lượng) tới suất giống đậu tương (2 giống) vụ Đông Đồng sông Hồng Đây thí nghiệm hai nhân tố (nhân tố giống ký hiệu A với số mức La ), nhân tố lân ký hiệu B với số mức tham gia Lb Vậy số công thức nghiên cứu K = La X Lb (2.1) Thí nghiệm có cơng thức, số công thức K= x = 3.1.3 Một số tiêu kỹ thuật cho thiết kế thí nghiệm + Diện tích thí nghiệm: Ơ thí nghiệm thành phần thí nghiệm nhân tố thí nghiệm thực theo nội dung xây dựng Do đó, diện tích (cụ thể kích thước ơ) phải Nếu lấy độ xác thí nghiệm hệ số biến động CV% để khảo sát giá trị phụ thuộc vào khía cạnh sau: - Diện tích thí nghiệm - Hình dáng thí nghiệm (là vng hay chữ nhật ) - Địa hình đặt thí nghiệm - Loại đất thí nghiệm - Loại trồng - Loại thí nghiệm Diện tích thí nghiệm lớn hay nhỏ tùy thuộc vào: 1) Mục đích yêu cầu thí nghiệm: Những thí nghiệm so sánh giống biện pháp kỹ thuật để chuẩn bị phổ biến sản xuất diện tích 14 phải đủ lớn Thí nghiệm điều kiện sản xuất (thí nghiệm khảo nghiệm) diện tích thí nghiệm phải lớn thí nghiệm thăm dị thí nghiệm 2) Phụ thuộc vào loại trồng mật độ gieo cấy cho thí nghiệm có khả tạo quần thể trồng mang tính đại diện, ổn định đảm bảo số lượng cá thể trình nghiên cứu đánh giá khách quan gần tương tự sản xuất 3) Phụ thuộc vào phương tiện kỹ thuật thực thí nghiệm Nếu làm thủ cơng diện tích nhỏ, cịn làm máy (cơ giới) diện tích phải rộng Như diện tích phải phù hợp để hồn thành cơng việc thí nghiệm khn khổ thời gian mà u cầu thí nghiệm đặt + Hình dạng thí nghiệm: Hình dạng thí nghiệm xây dựng tỷ lệ cạnh ô thí nghiệm, tỷ lệ (1:1) có dạng hình vng Cịn tỷ lệ khác hình chữ nhật Whyte (1964) lại đề xuất: Nếu diện tích thí nghiệm nhỏ hình dạng nên vng để giảm diện tích phần bảo vệ Theo Phạm Chí Thành Nguyễn Thị Lan (1983):- Ở điều kiện tương đối đồng việc thay đổi hình dạng thí nghiệm khơng có ảnh hưởng đáng kể đến độ xác thí nghiệm - Ở điều kiện đất đồng hình chữ nhật độ xác cao - Khi đất khơng đồng việc thay đổi hình dạng thí nghiệm khơng làm cho độ xác thí nghiệm nâng lên + Hướng thí nghiệm: Nhìn chung vấn đề có liên quan tới độ xác thí nghiệm đất thí nghiệm đồng Cịn đất thí nghiệm có độ biến động lớn hướng thí nghiệm có ảnh hưởng đến độ xác thí nghiệm Ở đất dốc độ phì đất thay đổi từ đỉnh đồi xuống chân đồi, chiều dài nên vng góc với đường đồng mức Các lần nhắc lại phải nằm độ chạy vòng quanh đồi * Số lần nhắc lại: Nhắc lại thí nghiệm có nghĩa là: cơng thức thí nghiệm thực số mảnh đất thí nghiệm khu vực thí nghiệm (gọi nhắc lại khơng gian) thời gian thí nghiệm Thí nghiệm phải nhắc lại tiêu chuẩn bắt buộc nghiên cứu Theo tác giả Remera dẫn từ Dospekhov (1979) thì: - Khi tăng số lần nhắc lại độ xác thí nghiệm tăng nhiều tăng diện tích thí nghiệm 15 - Khi tăng số lần nhắc lại ban đầu độ xác tăng nhanh, tiếp tục tăng nhắc lại nhiều lần (lớn lần) độ xác có giảm, song giảm chậm - Khi diện tích nhỏ nhắc lại nhiều diện tích lớn * Dải bảo vệ hàng biên: + Dải bảo vệ phần diện tích bao quanh mảnh đất (khu đất) làm thí nghiệm Đây nội dung đặt nhằm đảm bảo nguyên tắc"Sai khác nhất" Tùy thuộc vào điều kiện khu đất thí nghiệm mà độ rộng dải bảo vệ có thay đổi + Hàng biên: Hàng biên phần bảo vệ thí nghiệm nhằm loại trừ ảnh hưởng ô với (đặc biệt ô khác công thức) Tuyệt đối không lấy mẫu theo dõi vị trí xung quanh rìa ô thí nghiệm (hàng biên) để thí nghiệm mang tính xác khách quan 3.2 Xây dựng thí nghiệm Nền thí nghiệm bao gồm tất điều kiện canh tác thực đồng tất cơng thức thí nghiệm Nền thí nghiệm nhân tố so sánh cơng thức với Tuy nhiên, giúp cho cơng thức nghiên cứu thể tác dụng Vì vậy, chọn thí nghiệm vào điều kiện sau: + Phải đại diện điều kiện kinh tế - xã hội thời điểm kết nghiên cứu dự kiến áp dụng vào sản xuất + Phải điều kiện nhân tố thí nghiệm phát huy hiệu lực Do đó, phải cẩn thận xây dựng thí nghiệm, để thí nghiệm khơng phải tác nhân làm giảm tác dụng nhân tố nghiên cứu 3.3 Chọn đất thí nghiệm Để đạt yêu cầu nêu trên, trước làm thí nghiệm phải có thơng tin đất bao gồm nội dung sau: 3.3.1 Chọn địa hình Chọn đất thí nghiệm phải phẳng nhằm đảm bảo độ đồng nhiên thực tế độ phẳng mặt ruộng gieo cấy chênh lệch chút Nếu làm thí nghiệm lúa nước đất dốc phải làm ruộng bậc thang Cịn với thí nghiệm trồng cạn khác chênh lệch độ phẳng mặt ruộng cho phép đạt mức  10cm Với thí nghiệm trồng đất dốc yêu cầu độ dốc cho phép để làm thí nghiệm 25% mặt ruộng hay đồi phải dốc tốt nên làm đường đồng mức Tùy thuộc vào đặc điểm sinh học loại trồng mà chọn đất dốc cho phù hợp Nên bố trí gọn thí nghiệm khu vực (có thể lần nhắc lại đất có độ dốc tương tự nhau) 16 3.3.2 Chọn lý tính đất hóa tính đất Chọn đất đặt với mục đích sau thí nghiệm thành cơng, kết ứng dụng vùng đất loại tương tự Rất cần quan tâm đến lịch sử canh tác đất trước lúc đặt thí nghiệm Nhất biện pháp kỹ thuật canh tác trước có khả làm thay đổi tới kết cấu tiêu lý, hóa tính đất Nhìn chung chọn đất thí nghiệm nên chọn xa rừng cây; xa trục đường giao thông, xa nơi chứa nước thải hay mương dẫn, nước thải khu dân cư, nhà máy, bệnh viện với khoảng cách từ 40-50m Tránh làm thí nghiệm đất khai hoang Tùy điều kiện cụ thể mà bố trí thí nghiệm trắng vài vụ để san độ đồng đất thí nghiệm Ta san độ đồng đất cách: Gieo cấy loại trồng vài vụ liên tục thường dùng loại trồng hàng dày lúa (đối với đất ngập nước), rau, đậu đỗ (đối với đất màu); Kỹ thuật chăm sóc bón phân theo kiểu bón vá áo vào chỗ trồng sinh trưởng xấu xấu nhiều bón nhiều, xấu bón ít, chỗ tốt khơng bón XÂY DỰNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 4.1 Cơ sở để xây dựng đề tài Đề tài nghiên cứu khoa học xây dựng sở xác định mục tiêu nghiên cứu Vì vậy, sở để xây dựng đề tài dựa vào: a) Yêu cầu thực tiễn đặt b) Xuất phát từ yêu cầu nhiệm vụ c) Xuất phát từ đơn đặt hàng d) Xuất phát từ điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội nơi nghiên cứu c) Từ nguồn kinh phí thời gian nghiên cứu 4.2.Yêu cầu đề tài nghiên cứu Để có nội dung đề cương nghiên cứu khoa học, người nghiên cứu phải xác định cho tên đề tài nghiên cứu (có thể chi tiết tới tên thí nghiệm) Yêu cầu tên đề tài là: Ngắn gọn, xác, đầy đủ có giới hạn Trong đề tài nghiên cứu phải thể rõ vấn đề sau: 1) Phải phản ánh đòi hỏi thực tiễn sản xuất Thực tế đa dạng phong phú, song người chủ trì đề tài phải biết chọn lọc vấn đề thiết thực để nghiên cứu 2) Phải biết kế thừa cách chọn lọc đặc biệt phải nêu rõ mục đích yêu cầu đề tài đặt 17 3) Thể phối hợp nghiên cứu quan, phải xác định rõ người chủ trì người thực 4) Phải thể rõ quy hoạch quy trình thí nghiệm 4.3 Nội dung xây dựng đề tài nghiên cứu + Tên đề tài hay tên thí nghiệm: yêu cầu phần - Ghi cụ thể tên mã chuyên ngành mã ngành - Tên người chủ trì - Tên người thực - Cơ quan quản lý khoa học đề tài + Nội dung đề cương nghiên cứu:(Bao gồm phần) Phần 1: Mở đầu Đặt vấn đề: Ghi ngắn gọn nhằm nêu lên tầm quan trọng tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Mục đích yêu cầu đề tài a Mục đích: Viết rõ ràng, không viết dài Đây sở để bố trí thí nghiệm chặt chẽ đầy đủ b Yêu cầu: Phần đòi hỏi viết thật cụ thể đề tài nhằm đạt Phần : Tổng quan vấn đề nghiên cứu Phần viết sơ lược sở lý luận thực tiễn đề tài tình hình nghiên cứu nước giới cách ngắn gọn (tóm tắt) có liên quan tới vấn đề nghiên cứu Phần 3: Nội dung phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu 1.1 Địa điểm, thời gian đối tượng nghiên cứu (nếu ghi thêm giới hạn vấn đề nghiên cứu) 1.2 Nội dung nghiên cứu + Nêu số lượng nội dung công thức thí nghiệm (viết rõ cho cơng thức, yếu tố thí nghiệm) - Các biện pháp thuộc yếu tố khơng thí nghiệm (nền thí nghiệm) nên viết tỷ mỷ, biện pháp thứ yếu nên viết tóm tắt - Diện tích thí nghiệm (ghi diện tích kích thước ơ) - Số lần nhắc lại 18 - Cách xếp công thức (nếu vẽ sơ đồ thí nghiệm tốt) + Chỉ tiêu nghiên cứu: ghi tiêu nội dung, chi tiết tốt Phương pháp nghiên cứu: Ghi cụ thể phương pháp sử dụng nghiên cứu đề tài như: phương pháp theo dõi, phân tích tiêu, cách lấy mẫu Dự trù kinh phí nghiên cứu: Gồm vật tư, cơng (hạch tốn tiền) Lưu ý vật tư nên có nguồn gốc thời hạn sử dụng tốt Phân công thực kế hoạch hợp tác: Ghi rõ tên người thực công việc thời gian nào, quan hợp tác nghiên cứu Phần 4: Dự kiến kết đạt B TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỒNG RUỘNG CHIA Ơ THÍ NGHIỆM Đây việc chuyển thiết kế thí nghiệm sơ đồ xây dựng thực địa nơi làm thí nghiệm Vì vậy, phải thực xác để tạo thí nghiệm có diện tích kích thước giống nhau, đảm bảo vị trí xếp thiết kế Tuy nhiên, mức chênh lệch cho phép chiều dài mảnh dao động từ 510cm/100m dài Dụng cụ: La bàn; thước vng góc; thước (có thể thước dây hay thước mét); cọc để cắm định vị trí Ngun tắc chia thí nghiệm thường to nhỏ (từ mảnh thí nghiệm chia thành lần nhắc lại sau đến chia lần nhắc lại) Ví dụ bố trí thí nghiệm gồm cơng thức (ký hiệu I, II, III, IV, V), lần nhắc lại, diện tích thí nghiệm 30 m2 (5x6) Các bước chia ô cụ thể sau: + Xác định ranh giới khu thí nghiệm: Căn vào thiết kế nêu địa điểm chọn cụ thể để đặt ruộng thí nghiệmc (Sơ đồ 4.2) Chiều dài mảnh thí nghiệm tính 31.6m (kể khoảng cách ô lần nhắc lại cách 0.4m) Dải bảo vệ đầu ruộng có độ rộng 6.0 - 7.0m Tùy điều kiện cụ thể, chiều ngang mảnh thí nghiệm 16m (kể 1m khoảng cách lần nhắc lại ) Trong thí nghiệm thí nghiệm có dạng gần vng mảnh thí nghiệm có hình chữ nhật + Xác định ranh giới lần nhắc lại: Khi có vị trí xác mảnh thí nghiệm xác định ranh giới lần nhắc lại (3 lần) nêu trên, lần nhắc lại để khoảng cách đắp bờ 0.5m rộng so với khoảng cách ô lần nhắc lại (song khoảng cách lần nhắc phải có độ rộng tối thiểu khoảng cách ô) + Xác định ranh giới ô thí nghiệm: Phải chia lần nhắc lại làm phần nhau(mỗi phần 6m phần có khoảng cách 0.4m) cho công thức 19