ВЫБОРОЧНЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ В ЗЕМЛЕДЕЛИИ

 
Метод исследования, когда по результатам изучения небольшой группы объектов (пробам почвы, площадкам для учета сорняков, растениям и т. д.) делают заключение о всей наблюдаемой совокупности, называют выборочным.

Он является основой всех экспериментальных работ в земледелии — опытов, полевых и лабораторных наблюдений и учетов. Характеристики, полученные на основе выборки, имеют смысл, если изученные объекты представляют данную совокупность. Репрезентативность (представительность) выборки достигается случайностью отбора, достаточным объемом выборки и правильным определением границ изучаемой совокупности.
В качестве показателя репрезентативности выборки обычно используют отношение выборочной средней к истинной средней, выраженное в процентах. Чем ближе это отношение к 100 %, тем репрезентативнее отбор. Для сельскохозяйственных исследований границами хорошей репрезентативности можно считать +5 %, т. е. от 95 до 105 %, а удовлетворительной репрезентативности ±10 %, т. е. от 90 до 110 %. Отбор, репрезентативность которого выходит за пределы ±10 %, недостаточно характерен, и в этом случае оценка средней изучаемой совокупности сильно искажена.
Практика показывает, что наибольшие ошибки допускают на первоначальном этапе исследования, а именно на этапе планирования выборочных наблюдений. Ошибки при планировании выборки приводят к получению данных, которые искажают информацию об изучаемой совокупности, ведут к неправильным выводам и рекомендациям. Эти ошибки не могут быть исправлены в последующем ни тщательным проведением многократных анализов, ни применением современных приборов и оборудования. До сих пор распространено ошибочное убеждение, что достаточно иметь несколько одинаковых результатов параллельных наблюдений (анализов), чтобы считать данные достаточно надежными. Между тем сходимость параллельных анализов характеризует лишь так называемую внутрилабораторную ошибку, или ошибку метода определения (анализа), а не выборки.
В исследованиях по земледелию ошибки, связанные с отбором почвенных и растительных проб, часто достигают 90 % от суммарной ошибки определения, принятой за 100 %. Для обоснования новых агротехнических мероприятий могут быть использованы только те выборочные наблюдения и учеты, которые спланированы в соответствии с современными требованиями. В исследованиях на производственных полях, в полевых и вегетационных опытах репрезентативность выборки достигается принципиально одними и теми же способами.
Планирование выборочного исследования надо начинать с определения объема совокупности, подлежащей обследованию, изучению.
Совокупностью могут быть, например, все поля хозяйства или какого-то севооборота, отдельное поле или часть его, а также варианты полевого или вегетационного опыта и т. д. Во всех случаях, исходя из главной задачи обследования, необходимо четко определить границы совокупности, ее объем и структуру.
Второй важнейший этап выборочного обследования — обеспечение представительности отбираемой выборки для характеристики данной совокупности. Такие термины, как «типичный образец», «типичный по засоренности участок», «типичное растение», — примеры нерепрезентативности, так как выбор «типичного» всегда субъективен. Если такие наблюдения принять за представительные, то это повлечет систематическую ошибку в оценке изучаемой совокупности, и по результатам таких смещенных оценок будет сделано ложное заключение.
Ошибки смещения устраняются, если наблюдатель обеспечивает равную вероятность для всех объектов попасть в выборку, а не подбирает «типичные», по его представлениям, пробы. Достигается представительность выборочного обследования рендоми- зированным, случайным отбором единиц наблюдений в выборку. Обеспечить условия полного рендомизированного отбора элементов выборки — проб почвы, растений, площадок для учета сорняков и т. д. — очень трудно. Поэтому в начале обследования необходимо тщательно продумать такие приемы отбора проб, которые устраняли бы возможность появления систематических ошибок.

Итак, следует остерегаться широко распространенной ошибки, когда площадки для наблюдений и учетов выделяют путем преднамеренного выбора «типичных», «средних» мест обследуемого поля, участка или делянки. Данные, полученные на основе изучения такой нерепрезентативной выборки, характеризуют только собранный материал, а не совокупность, подлежащую обследованию.
Систематический отбор, т. е. выбор мест наблюдений и учетов через равные расстояния друг от друга, также имеет серьезный недостаток. Принятая система отбора может совпасть с более или
менее выраженной периодичностью распределения изучаемых признаков, и в выборке будут преобладать единицы, не составляющие большинства в совокупности; следовательно, структура выборки не будет отражать структуру изучаемой совокупности.
В подобных условиях получается искаженная выборка, поэтому собранный материал нельзя обрабатывать статистически.
Согласно современной теории выборочного метода рендоми- зированный отбор, устраняющий смещенные оценки, значительно улучшает качество информации об изучаемом объекте, так как позволяет экспериментатору использовать строгие статистические методы при оценке полученных данных.

Так, при случайном отборе между ошибкой репрезентативности (Sx) и объемом выборки (я) существует зависимость



где s — стандартное отклонение, характеризующее изменчивость изучаемых объектов.
Придав стандартному отклонению значение, например, единицы (5 = 1,00), легко показать, что увеличение я с 1 до 4 приводит к снижению ошибки репрезентативности вдвое, увеличение я с 1 до 16 уменьшает ее в 4 раза, а с 1 до 100 — уменьшает в 10 раз по сравнению с его первоначальным значением (рис. 1).
Особенно резко снижается ошибка при увеличении объема выборки с 1 до 10 и затем с 10 до 30 единиц наблюдений. Поэтому размер выборки на первоначальных этапах исследования целесообразно устанавливать в пределах 10—30 единиц наблюдений. Дальнейшее увеличение численности выборки сопровождается менее заметным снижением ошибки, и во многих исследованиях этот путь повышения репрезентативности выборочного наблюдения оказывается дорогостоящим.
Следующий этап правильной организации выборочного обследования — определение оптимального размера выборки. Принципиальной основой для научного планирования размера выборки служит рендоми- зированный отбор, позволяющий в практических расчетах в качестве основы использовать зависимость ошибки репрезентативности от вариабельности изучаемого признака и объема выборки (см. рис. 1).
Рис. 1. Связь между ошибкой выборки (JJ;) и ее объемом (л) при случайном отборе

При прочих равных условиях ошибка репрезентативности возрастает по мере увеличения вариабельности объектов изучаемой совокупности и уменьшается при увеличении объема выборки.
Искусство планирования заключается в том, чтобы соблюдать равновесие между приемлемой для данного исследования ошибкой репрезентативности и реальными размерами выборки. Стремление к излишней точности путем увеличения объема выборки может привести к потере качества обследования в результате увеличения времени на его проведение или непомерно удорожить исследования.
После установления общих принципов научного выборочного исследования, суть которых сводится к четкому определению границ изучаемой совокупности, обеспечению репрезентативности и достаточного размера выборки, рассмотрим кратко практические подходы к организации выборочных исследований. При этом необходимо иметь в виду, что организация выборочных обследований на производственных полях и в полевых опытах имеет специфические особенности в связи с тем, что полевой опыт — это, по существу, уже спланированное определенным образом выборочное исследование. 

Еще по теме ВЫБОРОЧНЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ В ЗЕМЛЕДЕЛИИ:

1. Методы изучения шмелей на фуражировочном участке: полевые методы исследования экологии и этологии шмелей
2. Методы исследования
3. 10.2. МЕТОДЫ ОТОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4. 1.3. МЕТОДЫ ЗООГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
5. Новые методы и средства исследования
6.   ПРИБОРЫ ИММУНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ  
7. 3.2 Материалы и методы исследования
8.   3. БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КРОВИ  
9. ГЛАВА 11. Экспресс-методы химико-токсикологического исследования
10. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПОЧВ
11. Инструментальные методы исследования.
12. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЧВЕННОЙ БИОТЫ
13. 2.1. Материалы и методы исследований
14.   МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СОДЕРЖИМОГО РУБЦА 
15.   ГЛАВА 8 МЕТОДЫ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
16. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЧВЕННОЙ БИОТЫ