Основы научных исследований в агрономии - Моисейченко В.Ф.
ISBN 5-10-003276-6
Скачать (прямая ссылка):
Планирование опыта — это выбор минимального числа вариантов, а также выбор условий проведения опыта для их оптимизации. При этом используют два подхода: построение на основе
87
известаых механизмов (физики почв, физиологии растений, биологии, химии и др.) физической модели изучаемого процесса, позволяющей получить математическую модель объекта в виде системы дифференциальных уравнений; статистический подход, который дополняет первый.
Выбор параметров. Параметр — это то, что надо оптимизировать, это реакция на факторы. Параметров может быть множество: урожайность, сахаристость свеклы, содержание витаминов, лежкость картофеля, морозо- и засухоустойчивость, устойчивость к вредителям, болезням и т. д.
Для того чтобы найти оптимум, необходимо правильно выбрать один параметр оптимизации. При этом все остальные параметры будут ограничениями. Если один параметр выбрать невозможно, выбирают обобщенный параметр оптимизации как функцию от множества исходных. Правильный выбор параметра оптимизации — важнейшее условие успеха математического планирования.
Параметры оптимизации должны отвечать определенным требованиям:
1) параметры должны быть измеряемыми. Если параметр не-измеряемый, то для его количественного выражения используют ранговый подход. При этом параметрам присваивают оценки (ранги) по шкале — 2-, 5-, 10-балльной и т. д. При 2-балльной шкале ранговый параметр имеет ограниченную область определений — да или нет, хорошее состояние растений или плохое, повреждены растения болезнями или нет. Следовательно, для каждого такого параметра можно построить ранговый аналог. Однако ранговый подход грубее непосредственного измерения количественных параметров (масса урожая, содержание Сахаров, витаминов, кислот, белка и т. д.);
2) параметр должен выражаться одним числом. Если параметр выражается отношением (например, отношение азота к фосфору в удобрениях равно 3:2), то это отношение выражают одним числом (1,5), а в качестве параметров используют отклонения или квадраты отклонений от этих чисел;
3) параметр должен быть однозначным в статистическом смысле, т. е. набору факторов должно соответствовать одно число параметра;
4) параметр должен быть достаточно точным статистически. При недостаточной точности увеличивают число повторений для параметра;
5) параметр должен быть универсальным и полным, т. е. всесторонне характеризовать объект изучения. Универсальным является параметр, представленный функцией нескольких частных параметров;
6) каждый параметр должен иметь физический смысл, быть простым и легковычисляемым.
88
Оптимизировать одновременно несколько функций невозможно, поэтому оптимизируют одну из них, самую важную, для чего выбирают главный параметр оптимизации. При этом рассчитывают коэффициенты парной корреляции между главным параметром и всеми второстепенными. Если связь окажется сильной, то второстепенный параметр исключают. Как правило, исключают параметры, которые труднее измерить или смысл которых менее ясен. При большом числе параметров рассчитывают обобщенный параметр оптимизации. Обобщенный отклик параметров
где п — число частных откликов; Yi, Yt,..., Yn — частные отклики (по урожайности, сахаристости, транспортабельности и т. д.).
Однако частные отклики неодинаковы, неравноценны по значимости, и поэтому расчет обобщенного отклика будет искажен. Чтобы этого избежать, все частные отклики ранжируют по важности и вводят для каждого из них значение веса. При этом пользуются шкалой желательности:
Значение частного отклика переводят в эту шкалу. Отметка 0,37 является границей допустимых значений, ниже которой желательность рассматривается как плохая. После перевода частного отклика в шкалу желательности его обозначают как dv d2, d~,...,d„ и обобщенную функцию желательности D рассчитывают по формуле D= %d2d3...dn. Если любое значение d окажется равным нулю при очень плохой желательности, то и значение обобщенной функции желательности будет равно нулю, т. е. такой опыт не следует планировать, а тем более проводить. Например, символом d3 обозначена очень плохая морозостойкость пшеницы, а отметка на шкале равна нулю. Тогда d3 = 0 и обобщенная функция желательности D также равна нулю.
Выбор факторов. На параметры оптимизации — урожай, его качество, устойчивость растений к болезням, вредителям, пониженным температурам, засухе — воздействуют несколько десятков факторов: свет, сорт, макро- и микроэлементы, влажность и температура почвы и воздуха, воздушный режим почвы, способы ее обработки и др. При математическом планировании обязательно должны быть учтены самые главные факторы, в против
Желательность
Отметки на шкале
Очень хорошая Хорошая
Удовлетворительная
Плохая
Очень плохая
1,00...0,79 0,80...0,62 0,63...0,36 0,37...0,19 0,20...0,0O
89
ном случае увеличиваются ошибки опытов и снижается их точность. Успех планирования во многом зависит от удачного выбора факторов.
Известно общее определение термина «фактор» — переменная величина, принимающая в некоторый момент определенное значение. Факторы — это способы воздействия на объект исследования.
