Основы научных исследований в агрономии: практикум

ОСНОВЫ 
НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 
В АГРОНОМИИ

ПРАКТИКУМ

А.А. БЕЛОУСОВ
Е.Н. БЕЛОУСОВА

Москва
ИНФРА-М
2024

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано 
Научно-методическим советом федерального государственного 
бюджетного образовательного учреждения высшего образования 
«Красноярский государственный аграрный университет» 
для внутривузовского использования в качестве учебного пособия 
для студентов, обучающихся по направлению подготовки 
35.03.04 «Агрономия»

УДК 631(075.8)
ББК 40я73
 
Б43

Белоусов А.А.
Б43  
Основы научных исследований в агрономии. Практикум : учебное пособие / А.А. Белоусов, Е.Н. Белоусова. — Москва : ИНФРА-М, 
2024. — 180 с. — (Высшее образование). 

ISBN 978-5-16-019483-7 (print)
ISBN 978-5-16-112103-0 (online)
В учебном пособии отражено содержание основных разделов и методических подходов при планировании полевых опытов, проведении учетов и наблюдений, а также статистической обработке опытных данных. 
Каждая тема сопровождается индивидуальными и тестовыми заданиями, 
контрольными вопросами.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 35.03.04 «Агрономия».

УДК 631(075.8)
ББК 40я73

Р е ц е н з е н т ы:
Лозневая Е.В., кандидат биологических наук, консультант отдела 
развития растениеводства и инженерно-технического обеспечения 
Министерства сельского хозяйства Красноярского края; 
Трубников Ю.Н., доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник Красноярского научно-исследовательского института сельского хозяйства Федерального исследовательского центра 
«Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской 
академии наук»

ISBN 978-5-16-019483-7 (print)
ISBN 978-5-16-112103-0 (online)

© Белоусов А.А., Белоусова Е.Н., 
2023
© Красноярский государственный 
аграрный университет, 2023

Данная книга доступна в цветном исполнении 
в электронно-библиотечной системе Znanium

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………. 
5 

1. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО 
ОПЫТНОГО ДЕЛА………………………………………………... 

 
7 

2. МЕТОДИКА ОПЫТНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ДЕЛА 
В АГРОНОМИИ……………………………………………………  

 
18 

2.1. Основные понятия методики научной агрономии…………... 
18 

2.2. Неоднородность почвенного покрова как основа при планировании полевого опыта………………………..…………………... 

 
19 

2.3. Планирование исследований. Программа полевого опыта...... 
25 

2.4. Основные элементы методики полевого опыта……..……...... 
33 

2.5. Планирование программы наблюдений и учетов…….…...…. 
51 

2.6. Индивидуальные задания по теме «Планирование сельскохозяйственного эксперимента»……………………..……………… 

 
60 

3. ОСОБЕННОСТИ МЕТОДИКИ ПОЛЕВЫХ ОПЫТОВ 
В УСЛОВИЯХ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ……………..….…. 

 

67 

3.1. Исторические предпосылки точного земледелия…………..... 
67 

3.2. Критерии и нормативы в точном земледелии…………….….. 
70 

3.3. Планирование элементов методики опытов в условиях точного земледелия………………………………………………........... 

 
74 

4. ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ОПЫТНЫХ 
ДАННЫХ В АГРОНОМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ……... 

 

80 

4.1. Задачи статистической обработки опытных данных……........ 
80 

4.2. Статистические показатели оценки количественной изменчивости ………………………………………………………………. 

 
82 

4.3. Статистические методы проверки гипотез…………………… 
89 

4.4. Задания по теме «Основы статистической обработки опытных данных количественной изменчивости» (для несопряжен
ных выборок)………………………………………………………... 

 
 

96 

4.5. Задания по теме «Основы статистической обработки опыт
ных данных количественной изменчивости» (для сопряженных 
выборок)………………………………………………………............. 

 

 
99 

4.6. Статистические показатели оценки качественной изменчи
вости ……………………………………………………..................... 

 

103 

4.7. Задания по теме «Основы статистической обработки опытных данных» (для качественной изменчивости)………..………… 

 
105 

4.8. Дисперсионный анализ экспериментальных данных……..…. 109 
4.9. Задания для обработки данных однофакторного полевого 
опыта методом дисперсионного анализа……………….………….. 

 
121 

4.10. Корреляционно-регрессионный анализ опытных данных...… 
128 

4.11. Задания по теме «Корреляционно-регрессионный анализ»…  
138 

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ…………………………………..…..…... 143 

ГЛОССАРИЙ…………………………………………….….…..…. 158 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………….…….... 160 
ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………… 162 

ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………….…..….. 166 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Сельскохозяйственная наука находится во взаимосвязи с сельскохозяйственным производством. По этой причине решающее значение сегодня принимает направление на ускоренную разработку систем земледелия, адаптированных не только к конкретным агроландшафтам, но и коренным образом изменившимся экономическим 
и социальным условиям на селе. Развитие концепции устойчивого 
земледелия посредством его адаптивной интенсификации требует от 
современной аграрной науки разработки и апробации новейших методологических подходов к проектированию и повседневной реализации систем земледелия на ресурсосберегающей основе. Для этого 
необходима перестройка системы опытно-исследовательской работы 
и информационного обеспечения современного земледелия [Семенов, 
2004; Иванов и др., 2009]. При этом полевой метод исследования был 
и остается основным инструментом решения фундаментальных и 
прикладных задач сельскохозяйственной науки [Молостов, 1966; 
Иванов, 2000]. 
Его специфика, связанная с проведением разносторонних исследований на природно-антропогенных объектах в естественных  
погодно-климатических условиях с их генетически обусловленной 
неоднородностью, заставляет нас вести постоянный поиск методов и 
средств, обеспечивающих повышение достоверности и эффективности исследований [Иванов и др., 2009]. 
Важнейшие аспекты обновления, такие как постановка эксперимента на его законное место в исследовательском процессе, использование адекватных информационно-технических средств, математических процедур и моделирования на всех этапах научного процесса, 
позволяющих реализовать в полной мере идеологию научного объяснения, имеют своей основной целью, с одной стороны, фундаментализацию сельскохозяйственной науки, с другой – решение задач не 
только современного, но и будущего товарного производства. 
Полевые опыты имеют своей целью поиск основных констант 
продукционного процесса наиболее значимых сельскохозяйственных 
культур, их минимальных, средних и максимальных значений при 
сочетании комплекса типичных для региона агроэкологических фак

торов для надежного математически обусловленного планирования 
практически всех видов полевых опытов и решения задач проектирования адаптивных систем земледелия. Ключевым вопросом организации системы экспериментов является их обоснованное пространственное размещение, отвечающее характеру и сути решаемых каждым из них научных задач. 
Цель данного практикума – помочь студентам овладеть навыками научно-исследовательской работы, грамотно планировать сельскохозяйственные опыты и эксперименты, научиться логически рассуждать и анализировать,  а также творчески подходить к решению 
сложных проблем. 

1. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ  
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ОПЫТНОГО ДЕЛА 
 
Опытное дело в дореволюционный период России 
 
Исторический подход в любой науке имеет большое значение. 
Без истории нет науки. Отрыв науки от историзма дорого обходится 
народному хозяйству. По существу история агрономии и история 
сельскохозяйственного опытного дела неразрывны. Изучение любого 
агротехнического приема, любого метода селекции всегда нужно 
начинать с истории вопроса, критического его обсуждения, чтобы избежать «открытий» давно открытого.  
Сельскохозяйственный опыт столь же древен, как и само земледелие. Как и всякое научное знание, опытное дело возникло из запросов производства. Знания в то время носили узко эмпирический характер, не было правильного понимания тех или иных приемов возделывания растений. Каждый работал по традиции, как делали деды 
и отцы. Этот древний опыт был сводкой простых наблюдений над явлениями в сельском хозяйстве. И, тем не менее, он был единственным 
источником сельскохозяйственных знаний.  
Научная агрономия зародилась много позже, в XVIII–XIX вв., в 
результате успехов естествознания, на основе экспериментального 
изучения растения, законов его питания, изучения почв, на которых 
оно живет. Эксперимент широко применяли в физике и химии, а затем в агрономии, где он стал главным, основным методом изучения.  
Сельскохозяйственное опытное дело является отраслью агрономии, занимающейся изучением сельского хозяйства, изысканием 
приемов повышения его производительности и урожайности сельскохозяйственных культур, а также улучшения качества их продукции на 
основе прогрессивного улучшения плодородия почв.  
Опытное дело совершенствовалось одновременно с возникновением и совершенствованием учебных заведений, особенно высших. 
Первым высшим учебным заведением в России была КиевоМогилянская академия, основанная в 1615 г., а ее первым ученыместествоиспытателем, 
ботаником, 
метеорологом 
был 
Ионикий 
Галятовский. В стенах академии учились многие выдающиеся 
русские ученые, в том числе М.В. Ломоносов. 

Своеобразными зародышами научных исследований были аптекарские огороды, созданные в 1629 г. под Москвой, а затем и в других 
районах России. Научными исследованиями руководило Вольное экономическое общество, организованное в 1765 г. 
Одним из влиятельных членов Вольного экономического общества и Московского общества сельского хозяйства был Андрей Тимофеевич Болотов, которого называют первым русским ученымагрономом и на работах которого воспитывались многие поколения 
передовых сельских хозяев конца XVIII и начала XIX в.  
А.Т. Болотов, благодаря своему образованию и непосредственному знакомству с русским и заграничным сельским хозяйством, видел, что земледелие России сильно отстало, что большинство помещиков вело его примитивно. Он ввел строгий распорядок, ставил 
опыты (располагал опытным участком и прекрасным ботаническим 
садом), записывал свои наблюдения, горячо возражал против механического перенесения в Россию всего иноземного; считал, что нам 
нужна своя, русская агрономическая наука, обоснованная и проверенная опытом в наших условиях.  
Профессор И.П. Комов (1728–1792) неоднократно указывал на 
необходимость закладки многолетних полевых опытов с целью создания «земледельческого месяцеслова». Большое значение имеют 
опыты  В.А. Левшина по травосеянию, одного из основоположников  
отечественного травосеяния.  
Во второй половине XVIII в. появились первые сельскохозяйственные учебные заведения. В 1770 г. в Московском университете 
была основана  кафедра агрономии. В конце XVIII в. была открыта 
Санкт-Петербургская практическая школа земледелия вблизи г. Павловска.  
Однако опытное дело не получило тогда широкого развития. 
Первые опытные работы были начаты в 1790 г. М.Г. Ливановым        
в с. Богоявленское вблизи г. Николаева, а первое опытное учреждение (Бутырский хутор) создано под Москвой в 20-х гг. ХIХ столетия.  
Первое русское опытное учреждение основано около 1830–1840 гг. 
Это было опытное поле при высшей агрономической школе в Горках. 
Руководство им было поручено знаменитому русскому ученомухимику Д.И. Менделееву с ближайшими сотрудниками – физиологом 
К.А. Тимирязевым и химиком Т.Т. Густавсоном.  
В 1840 г. в Горы-Горецком (Белоруссия) было организовано 

первое опытное поле. По инициативе Д.И. Менделеева в 1867 г. были 

заложены еще четыре опытных поля в Московской, Петербургской, 
Смоленской и Симбирской губерниях. 
В 1895–1897 гг. организованы первые опытные сельскохозяйственные станции: Вятская, Энгельгардская и Ивановская. В конце 
XIX в. в России уже работали 10 опытных и селекционных станций,            
13 опытных полей, 2 лаборатории и 2 контрольно-семенные станции 
с 60 научными сотрудниками. 
Д.И. Менделеев – величайший химик, автор периодической системы химических элементов был и первым опытником. В 1881 г.  
Д.И. Менделеевым совместно с А.Г. Зайкевич заложены коллективные опыты с Харьковским обществом сельского хозяйства.  
С 1869 г. начаты опытные работы при Петровской сельскохозяйственной академии. В это время профессор А.Н. Энгельгардт в 
Смоленской губернии доказал, что размолотые дешевые фосфориты, 
примененные как удобрения на пустовавших подзолистых почвах, 
способны давать высокие прибавки урожаев.  
Опытная станция полеводства выросла на базе опытного поля 
Петровской земледельческой академии, созданного в 1867 г. выдающимся ученым-агрономом И.А. Стебутом. Это было одно из первых 
опытных полей в России, а его организатор – один из основоположников русской высшей агрономической школы, научного земледелия 
и сельскохозяйственного опытного дела в стране. И.А. Стебут был 
инициатором женского сельскохозяйственного образования в России. 
В конце XIX столетия он создал в стране высшую женскую агрономическую школу – Стебутовские сельскохозяйственные курсы.  
В 1885 г. по инициативе А.А. Измаильского организовано Полтавское опытное поле. По примеру Полтавского опытного поля было 
учреждено Херсонское опытное поле, начавшее работать в 1891 г. 
Сначала опытным полем заведовал губернский агроном, но с 1898 г. 
его работа проводилась под руководством опытника Ф.Б. Яновчика. 
Другим старейшим опытным учреждением Украины являлось Одесское опытное поле, организованное в 1896 г. по инициативе и на 
средства Одесского сельскохозяйственного общества и земства. В течение многих лет его директором был В.Г. Ротмистров. На этом 
опытном поле впервые были разработаны методы изучения корневой 
системы растений, определения влажности почвы, изобретен бур, получивший название бура Ротмистрова.  
Полтавское, Херсонское и Одесское опытные поля в первый год 
деятельности сосредоточивали внимание главным образом на вопро

сах обработки почвы с целью накопления и сбережения в ней влаги, 
которая во всей южной России определяла величину урожая.  
Горячим пропагандистом и сторонником опытных полей в развитии сельскохозяйственной науки и опытного дела был русский 
ученый К.А. Тимирязев. Он организовал специальную физиологическую лабораторию и первую в России теплицу для вегетационных 
опытов. В вегетационном домике одновременно проводились опыты 
в 6 тысячах сосудов, установленных на 160 вагонетках. Вегетационный опыт создает наилучшие условия для выявления роли различных 
факторов жизни растений – отдельных элементов питания и их сочетаний, влаги, света, температуры, для более глубокого изучения их 
влияния на рост и развитие растений. Пользуясь вегетационным методом, экспериментатор  может точно контролировать условия питания растений, изучать действие любого фактора при сохранении постоянства всех остальных условий. На эти и многие другие важные 
вопросы дали ответ вегетационные опыты. Пропагандируя применение результатов выводов физиологических опытов в земледелии,  
К.А. Тимирязев призывал к организации широкой агрономической 
помощи и массового опытничества.  
Огромна роль в развитии сельскохозяйственной науки и опытного дела Дмитрия Николаевича Прянишникова (1865–1948). В 1895 г. 
Д.Н. Прянишников организует при кафедре научно-исследовательскую 
лабораторию, которая вместе с вегетационным домиком явилась базой для создания в 1908 г. Агрохимической опытной станции, называвшейся тогда «Станцией по вопросам питания растений». Это было 
первое в стране учреждение, систематически занимавшееся вопросами удобрения.  
Здесь впервые были разработаны методы получения из местного 
сырья таких удобрений, как суперфосфат, преципитат и другие. Эти 
исследования заложили технологические основы производства фосфорных удобрений. Россия тогда не имела своей туковой промышленности и ввозила африканские фосфориты, страссфурские калийные соли, чилийскую селитру.  
Агрохимическая станция развернула опыты по изучению питания растений и применения удобрений, которые получили большой 
размах в годы Советской власти, когда созданная в нашей стране химическая промышленность обеспечила массовое применение минеральных удобрений для повышения урожаев большинства сельскохозяйственных культур.