С.Ф. Коваль, В.П. Шаманин  "Растение в опыте"

 

Опыт на живом организме имеет задачей выявить его реакцию на те или иные ситуации (факторы), искусственно созданные экспериментатором. Таким образом, любой опыт является попыткой моделирования условий, интересующих исследователя. В большинстве случаев биологический эксперимент базируется на принципе единственного различия Бэкона, согласно которому для изучения эффектов какого-либо параметра необходимо наблюдать 2 ситуации (контроль и опытный вариант), совпадающие по всем показателям, кроме изучаемого. Многофакторные опыты с применением корреляционного анализа являются вариацией на эту же тему, поскольку сводятся к вычленению эффектов одной из переменных на фоне случайного распределения других параметров. Математическая теория эксперимента изложена во многих монографиях [Налимов, 1971; Финн, 1970; Хикс, 1967], к которым и отсылаем читателя. Мы же будем рассматривать только те аспекты эксперимента, которые непосредственно связаны со свойствами живого объекта.

В экспериментальной биологии реализация принципа Бэкона имеет одно методологическое затруднение, о котором исследователи слишком часто забывают. Дело в том, что в естественной обстановке на организм влияет огромное количество взаимодействующих между собой факторов, и изменение одного из них неизбежно преобразует весь комплекс условий обитания. Выделение изучаемого фактора в «чистоте» облегчает толкование полученных результатов, но данные эксперимента при этом часто оказываются искаженными.

Поясним это примером. При изучении уровней минерального питания стараются поддержать влажность корнеобитаемого субстрата на оптимальном уровне, забывая, что голодающие и обеспеченные азотом растения имеют разную чувствительность к дефициту влаги. Азотный голод заметно снижает водоудерживающую способность листьев, и растения начинают страдать от недостатка воды раньше, чем обеспеченные этим элементом. С другой стороны, высокие дозы азота стимулируют быстрое нарастание транспирирующей поверхности листьев, что приводит к повышенному испарению. Потребность в воде возрастает, и потому слишком большая доза азота может спровоцировать засуху.

Оптимальная же доза удобрений может быть определена только относительно фактического запаса влаги в почве. Это рассуждение мы могли бы повторить в отношении влияния температурного режима, освещения или иных экологических условий. Поэтому следует помнить, что любой эксперимент при полной корректности постановки и наблюдения, дает ответ только относительно тех условий, которые имели место в опыте. Эта, казалось бы, тривиальная истина часто забывается экспериментаторами. Обобщающие выводы исследователь вынужден делать на основании результатов отдельных опытов, охватывающих ограниченное число ситуаций. И всегда возникает вопрос о достаточности данных для обобщения.

Отдельно взятый опыт на целом растении содержит в своих результатах некоторую неопределенность, которая может быть устранена дополнительными наблюдениями при варьировании сопутствующих условий постановки эксперимента. На практике вопрос решается неоднократным повторением опыта в различных условиях. Так, необходимость многолетнего повторения полевых опытов диктуется изменением погодных условий по годам.