Использование методов математической статистики для повышения информативности данных урожайности сельскохозяйственных культур в севооборотах многофакторного полевого опыта | The use of mathematical statistics methods to increase the informativity of crops yield data in crop rotations of multifactor field experiment

Russian. Проведен анализ данных урожайности с.-х. культур, полученных в многолетнем стационарном полевом опыте. Исследования проводились в 1992-2016 гг. на опытном поле Всероссийского НИИ земледелия и защиты почв от эрозии (Курская область). Почва – чернозем типичный среднемощный. Исследован пятипольный зернопаропропашной севооборот (пар, озимая пшеница, сахарная свекла, кукуруза на силос, ячмень). Изучены 4 варианта: 1) черный пар, навоз – 6 т/га севооборотной площади, без минеральных удобрений; 2) сидеральный пар, навоз – 6 т/га севооборотной площади, N37P37K37; 3) черный пар, навоз – 12 т/га севооборотной площади, без минеральных удобрений; 4) сидеральный пар, навоз – 12 т/га севооборотной площади, N37P37K37. Пестициды в опыте не применялись. Для каждой культуры и каждого варианта проведен анализ многолетнего ряда (выборки) урожайности. При уровне значимости 0,05 применение критерия Колмогорова-Смирнова привело к выводу: все выборки описываются распределением вероятности, близким к нормальному распределению. Используя свойства этого распределения, проведена оценка достоверности среднемноголетней урожайности культур (все значения достоверные) и их разности при разных сочетаниях удобрительных средств (из 24 случаев достоверная разность в 11 случаях c разностью урожайностей в интервале 11-24%). Проведена оценка репрезентативности данных урожайности. Показана возможность применения этих данных для прогнозирования урожайности, включая риск ее получения меньше заданного значения. На примере сахарной свеклы показано применение методов для контроля погрешности среднемноголетней урожайности при проведении многолетнего полевого опыта. Использованные методы обеспечили значительное улучшение и увеличение информативности данных урожайности, полученных в многолетнем полевом опыте.

English. An analysis of yield data obtained on a long-term stationary field experiment was carried out. The experiment was carried out in 1992-2016 in the experimental field of the All-Russian Research Institute of Agriculture and Soil Erosion Control (the Kursk region). The soil is typical medium-deep chernozem. A five-field grain-and-fallow arable crop rotation was investigated (fallow, winter wheat, sugar beets, maize for silage, barley). 4 variants were studied: 1) dead fallow, manure is 6 t/ha of crop rotation area, no mineral fertilizers; 2) green manure fallow, manure 6 t/ha of crop rotation area, N37P37K37; 3) dead fallow, manure - 12 t/ha of crop rotation area, no mineral fertilizers; 4) green manure fallow, manure, 12 t/ha of crop rotation area, N37P37K37. No pesticides were applied in the experiment. For each crop and each variant an analysis of a long-term series (sample) of the yield was carried out. At a significance level of 0.05, the application of the Kolmogorov-Smirnov test led to the conclusion: all samples are described by a probability distribution close to the normal distribution. Using the properties of this distribution, an assessment was made of the reliability of the average long-term crop yield (all values are reliable) and their difference with different combinations of fertilizers (of 24 cases there was a significant difference in 11 cases with a difference in productivity in the range of 11 to 24%). An assessment of the representativeness of the yield data was carried out. A possibility of using these data to predict the yield is shown, including the risk of obtaining it less than a given value. In the case of sugar beet, the application of methods for controlling the error of the average annual yield during a long-term field experiment is shown. The methods used provided a significant improvement and increase in the information content of the yield data obtained in the long-term field experiment.