Ciklus učenja u školi u polju i pojednostavljenje znanstvenih metoda

Ishodi učenja:

• Opisati koncept škole u polju i njegovu povijest.
• Pripremiti, integrirati i provesti šest koraka studija za specijalizirane tečajeve iz područja ekološke zaštite bilja.
• Primijeniti različite matrice za svaki korak zbog podrške sudionicima u istraživanju i razmišljanju o svojim praksama.

Prvo, voditelj mora biti svjestan da znanost nije rezervirana samo za profesionalne znanstvenike. Jednostavne znanstvene metode omogućuju poljoprivrednicima da nauče o osnovnim načelima i procesima u ekosustavu njihova usjeva, provode jednostavne studije, natječu se u tretmanima i uče kroz zapažanja na terenu. Ovaj pristup (FFS) dovodi do jednostavnog znanstvenog procesa. Poljoprivrednici uče postavljati pitanja i kako na njih odgovoriti.

Svrha je početnog ciklusa osnovnog učenja polaznika jačanje vještina i znanja za kritičku analizu, testiranje i validaciju novih praksi i pomoć u donošenju informiranih odluka o upravljanju proizvodnjom. Proces učenja jača razumijevanje složenih ekoloških odnosa na polju. Ciklus učenja također ima svrhu poboljšati grupnu koheziju sudionika da bi mogli bolje raditi kao grupa, kritički analizirati pitanja ili problem, oslanjati se na vlastito iskustvo i zapažanja te iskustvo i znanje drugih, stvoriti konsenzus i pripremiti se za praćenje radnji nakon završetka ciklusa učenja.

Ciklus učenja u nastavku zadaje šest bitnih koraka u provođenju studije. Podsjeća na ciklus iskustvenog učenja (prema Kolbu), prilagođen za korištenje u terenskom istraživanju (slika 3.2). Iskustveno učenje važno je za savjetovanje u poljoprivredi jer pruža način rada s grupama, kako bi sudionici pronašli vlastita rješenja za probleme putem eksperimentiranja i testiranja ideja i praksi koje su usko povezane s njihovim svakodnevnim poljoprivrednim aktivnostima. To je relevantno za proučavanje metoda kojima se mora podržati istraživanje koje provode poljoprivrednici, kao i promišljanje o vlastitim praksama, jer je njihovo znanje po prirodi iskustveno.

Slika 1.2.Ciklus učenja (FAO. Community IPM)

Šest koraka provođenja programa FFS-a

Prvi korak: pitanje (tema za odabir)

Da bi se poljoprivrednicima pomoglo u formuliranju pitanja o svom usjevu, koristi se matrica za odabir tema (tablica 1.4).

Tablica 1.4 Matrica za odabir teme utemeljena na problemu

Matrica za odabir teme utemeljena na problemu

Problemi (uzroci niskog prinosa)	Dosadašnja praksa	Potencijal za poboljšanje	Ograničenje u pogledu poboljšanja	Predložene teme
Slabo nicanje	Loše nicanje Necertificirano sjeme	Presađivanje bi moglo biti bolje Certificirano sjeme	Dodatna radna snaga nije dostupna Trošak	Usporedba sjemena
Nepravilna primjena dušika	Niska upotreba gnojiva	Korištenje stajskog gnoja	Vjerojatno povećava troškove	Korištenje stajskog gnoja
Korovi	2x mehaničko plijevljenje korova	Povećano plijevljenje Povećane poplave	Rad košta Nedostatak kontrole nad navodnjavanjem	Intenzitet plijevljenja
Glodavci	Bez suzbijanja	Mamac na cijelom području; istraživanja	Vrijeme, trošak, Suradnja

Nakon nabrajanja relevantnih problema grupa raspravlja o izboru najbolje teme.

Alternativno isključivo slušanju o problemima, sudionici mogu početi nabrajati poljoprivredne operacije, od sjetve, preko sadnje do žetve, i identificirati moguće probleme. Ta metoda oduzima više vremena, ali uzima u obzir sve faze poljoprivrede da bi pomogla poljoprivrednicima odabrati temu za učenje (tablica 1.5).

Tablica 1.5 Matrica za odabir tema utemeljena na agrotehničkim mjerama

Matrica za odabir tema utemeljena na agrotehničkim mjerama

Poljoprivredna aktivnost	Dosadašnja praksa	Potencijal za poboljšanje	Ograničenje u pogledu poboljšanja	Predložene teme
Priprema tla	Plitko oranje	Duboko oranje	Kišne gliste i drugi organizmi ovom se mjerom poboljšanja tla uništavaju .	Organizmi koji žive u tlu Razlika u brojnosti glista u usjevu u preoranom i neoranom tlu
Sjetva	…	…	…	…
Žetva	…	…	…	…

Drugi korak: hipoteza (ideje koje treba testirati)

Nakon odabira teme za proučavanje poljoprivrednici moraju navesti što točno žele doznati. Matrica ideja alat je koji potiče poljoprivrednike da razmotre sve moguće učinke odabrane teme. Matrica ideja (tablica 1.6) priprema se nakon što se odredi tema za proučavanje. Sastoji se od tri stupca.

U prvom stupcu poljoprivrednici opisuju svoje ideje o odabranoj temi, pitajući: "Koje će moguće utjecaje tema programa imati na sustav usjeva u cjelini?"

Ove ideje trebale bi se baviti utjecajima u:

• usjevu
• ekosustavu
• društvenim i ekonomskim aspektima.

U drugom stupcu poljoprivrednici navode izvor ovih ideja; neke ideje mogu biti dokazane činjenice, druge samo misli koje se ne temelje ni na kakvim činjenicama, ili se mogu dokazati pod različitim okolnostima. U trećem stupcu poljoprivrednici pišu što misle o svakoj ideji, je li istinita, je li pouzdana, je li relevantna ili primjenjiva na lokalnu situaciju, zbog toga da bi se utvrdilo treba li ideju testirati.

Matrica ideja nadasve je važna za program. Sadržava ideje koje treba testirati. Poljoprivrednici mogu koristiti tu matricu kao osnovu za planiranje svojih zapažanja: jesu li uzorci prinosa dovoljni ili bi se trebala napraviti dodatna zapažanja o korovima, rastu biljaka i broju štetnika? Nakon završetka programa evaluiraju se rezultati testiranja za svaku od ideja. Stoga bi poljoprivrednici trebali zadržati matricu ideja tijekom cijelog trajanja programa.

Tablica 1.6 Matrica ideja

Mtarica ideja - Korištenje biopesticida za suzbijanje cvjetnog štitastog moljca u proizvodnji rajčice

Ideje - Kakve će moguće učinke imati tema programa?	Izvor svake ideje	Što mislimo o svakoj ideji? - Treba li se testirati?
Poboljšano suzbijanje štetnika smanjit će štetu i povećati prinos.	Savjetodavac	Nisam uvjeren, potrebno je lokalno testirati.
Uspješno suzbijanje štetnika smanjit će plijesan na plodovima - više plodova imat će dobru kvalitetu.	Drugi farmeri	Vjerojatno, treba promatrati.
Suzbijanjem cvjetnog štitastog moljca drugi štetnici mogu postati dominantniji i napraviti drugu vrstu štete.	Iskustvo jednog od farmera	Sigurno, ali u kojoj mjeri?
Za primjenu prirodnog neprijatelja potrebno je više rada i novca.	Privremeni izračuni farmera	Potrebno je testirati.

Treći korak: dizajn

Optimalan dizajn za program u polju ovisi o temi programa, o stanju i veličini polja te o intenzitetu programa. Tri su načela važna za osmišljavanje programa u polju i ako poljoprivrednici uzmu u obzir ta načela, mogu osmisliti bolje pokuse.

Načelo 1: prirodna varijabilnost

Pronađene su prirodne varijabilnosti:

• između biljaka unutar parcele
• između različitih dijelova parcele
• između parcela.

Programom bi trebalo usporediti tretmane pod istim uvjetima. Istraživači-poljoprivrednici trebali bi razumjeti prirodne varijabilnosti u svojim poljima. Poljoprivrednici mogu spomenuti razlike u stanju polja, broju biljaka, gustoći korova, kompaktnosti tla, plodnosti tla, neujednačenoj drenaži ili opskrbi vodom. Važno je da sudionici razgovaraju o tome kako prirodna varijabilnost ometa eksperiment i zašto je važno smanjiti prirodne varijabilnosti. Najprije je važno odabrati teren (kvadratni komad travnjaka), što bolje ujednačen. Međutim, u vrijeme sadnje neki izvori varijabilnosti mogu biti nepoznati (npr. plodnost tla, kompaktnost, banka sjemena korova).

Za izradu programa o primjeni biopesticida mogli bismo parcelu podijeliti na tri dijela, odnosno tri tretmana: 0 kg biopesticida, 1 kg biopesticida i 2 kg biopesticida po hektaru. Ponovljene tretmane treba ravnomjerno rasporediti po parceli, u dobrim i lošim dijelovima parcele. Tada različita ponavljanja daju razumljiv prikaz cjelokupnog polja. Tretmani se mogu raspodijeliti nasumično ili ravnomjerno po parceli, ali za male pokuse s nekoliko ponavljanja preporučuje se pravilna raspodjela. U pravilnoj raspodjeli parcele ponavljanja ne graniče s drugim parcelama istog tretmana (slika 1.3).

Slika 1.3 Raspodjela pokusnih parcela

Načelo 2: kontaminiranost

Na parcelu koja je okružena parcelama s drugim tretmanom može utjecati susjedni tretman (slika 1.4) i tako parcela postaje kontaminirana. Kontaminiranost ili interferencija utječe na kvalitetu rezultata i javlja se u vidu odnošenja insekticida, gnojiva, kretanja štetnika, itd.

Slika 1.4 Shematski prikaz rasporeda tretmana

Pretpostavimo da je središnja parcela polja tretirana, ali je okružena netretiranom kontrolom (kao što je prikazano na slici 1.4). Koje probleme predviđate? Škropivo se može odnijeti (drift), štetnici se mogu udaljiti od područja prskanja ili prirodni neprijatelji mogu ostati zarobljeni u području tretiranja. Tada kontrola više nije čista, već je postala kontaminirana (slika 1.5). Očekujete li kontaminiranost u pokusu o gnojivima? Što kažete na pokus o razmaku biljaka?

Slika 1.5 Shematski prikaz alternativnog rasporeda tretmana

Opseg kontaminiranosti očito ovisi o temi pokusa i vrsti tretmana. Kako možemo prevladati kontaminiranost? Prvo, kontaminiranost se može smanjiti povećanjem veličine parcele. Pokus o napadu štetnika, gdje je kontaminiranost jaka, zahtijevao bi veće parcele od pokusa o sklopu biljaka. Drugo, kontaminiranost je najveća u blizini granica parcela pa, kako bismo smanjili kontaminiranost, mogli bismo ostaviti graničnu zonu (oko metar-dva sa svake strane) koja se ne uzorkuje, dok svoja uzorkovanja usmjeravamo na središnji dio svake parcele. Ako očekujemo kontaminiranost kroz protok vode (npr. nanošenje gnojiva), trebali bismo podići barijere kao prepreku između parcela.

Načelo 3: jednostavnost

Dizajn programa treba biti što jednostavniji. Omogućuje intenzivnija i sveobuhvatnija promatranja i dovodi do jačih zaključaka. Eksperiment bi trebao obuhvatiti samo jedan čimbenik/faktor (npr. dozu biopesticida). Ako promatramo više čimbenika, moramo ih proučavati jedan po jedan. Kombinacije nekoliko čimbenika – npr. 'doziranje biopesticida' i 'razmak biljaka' ‒ ne daju točne rezultate.

Broj tretmana treba svesti na minimum jer pokus inače postaje previše složen, što ugrožava kvalitetu opažanja i zaključaka. Treba uzeti u obzir samo dva do četiri najvažnija i najizrazitija tretmana. Kontrola je tretman kod kojega se ne primjenjuje određena praksa (npr. bez prskanja).

Ako se poljoprivrednici odluče za ponavljanja, bolje je koristiti dizajn 'tri po tri' (3 tretmana, 3 ponavljanja), što je općenito dobar kompromis za poljoprivrednike s obzirom na ograničene veličine parcela, varijabilnost unutar polja i jednostavnost promatranja i analize. Stoga može postojati potreba za 'blokovima' u određenim situacijama (slika 1.6). Blok je potpuni skup tretmana koji je odvojen od ostalih blokova. Zbog odvajanja, svaki blok ima svoje prirodne uvjete (npr. različita nadmorska visina, različito tlo, različito vrijeme navodnjavanja). Preporučljivo je izbjegavati korištenje blokova, ako je moguće, i koristiti ujednačene parcele na jednom mjestu. Korištenjem blokova povećavamo varijabilnost u rezultatima našeg istraživanja, što otežava dobivanje jasnih rezultata.

Slika 1.6 Shematski prikaz rasporeda tretmana

Četvrti korak: očitavanje

Poljoprivrednici bi trebali pažljivo planirati očitavanja. Planirajući očitavanja, trebaju imati na umu odgovore na sljedeća pitanja:

• Što treba očitavati? Trebalo bi identificirati različite komponente ekosustava koje je potrebno uzeti u obzir. Za taj zadatak koristimo matricu ideja.
  Na primjer, ako očekujemo da primjena biopesticida utječe na druge kukce u ekosustavu, te komponente treba očitavati. Moramo izbjegavati situaciju da tek naknadno shvatimo da nismo uzeli u obzir određenu komponentu.
• Kako treba očitavati? Očitavanje treba biti praktično i točno. Postoje očitavanja pojedinih biljaka (npr. visina biljke) ili cijelog usjeva (npr. mjerenja prinosa). Očitavanja bi trebala dati točnu procjenu iz svakog ponavljanja, shvaćajući da postoje varijabilnosti među biljkama i među različitim dijelovima svake parcele. Ako se očitavaju pojedinačne biljke, uzorak se mora sastojati od najmanje 10 biljaka po tretmanu da bi bio reprezentativan. Za mjerenje prinosa (npr. 5 x 5 m) bit će dovoljan jedan red usjeva u središtu svakog ponavljanja.
• Kada očitavati? Mjerenja prinosa provode se u tijekom rasta usjeva ili u žetvi. Promatranja korova najvažnija su tijekom ranih faza razvoja usjeva. Očitavanja o kukcima, bolestima i razvoju biljaka idealna bi bila svakoga tjedna tijekom cijele sezone.

Za planiranje očitavanja vrlo je korisno pripremiti matricu očitavanja (tablica 1.7).

Tablica 1.7 Matrica očitavanja

Matrica očitavanja - Uporaba biopesticida za suzbijanje bijele mušice u rajčici

Što treba očitavati?	Kako treba očitavati?	Kada očitavati?
Prinos	Redovito brati 10 biljaka po tretmanu	Pri svakoj berbe prinos se bilježi i na kraju se svi prinosi na svakom tretmanu sumiraju.
Postotak plodova prekrivenih plijesni	Pri svakoj berbi se 50 plodova po tretmanu razvrstava prema prisutnosti plijesni u dvije kategorije: nema ili prisutna.	Pri svakoj berbi
Kukci/bolest	Očitavanje 10 biljaka po tretmanu	Tjedno
Prirodni neprijatelji	Očitavanje 10 biljaka po tretmanu	Tjedno
Ulaganja	Izračunajte i zabilježite troškove	Kada se ulaganja provode

Za svaki tretman treba voditi posebnu evidenciju, a podatke o svakom očitavanju treba zbrojiti. Na kraju sezone podatci se moraju zbrojiti u svim očitavanjima kako bi se omogućila lakša usporedba između tretmana.

Peti korak: analiza

Pri analizi podataka iz očitavanja treba biti svjestan da svako očitavanje daje drukčiji rezultat zbog prirodnih varijabilnosti. Dakle, ponavljanja su potrebna za ublažavanje utjecaja prirodnih varijabilnosti na poljima poljoprivrednika. Prosjek svih očitavanja daje srednji uzorak parcele pod određenim tretmanom.

• Važnost varijabilnosti: Razumijevanje varijabilnosti između pojedinačnih mjerenja jednako je važno kao i razumijevanje prosjeka. Ako se dogode vrlo varijabilna mjerenja, s njima treba postupati oprezno prije nego što se donesu bilo kakvi zaključci. Neujednačeni terenski uvjeti ili loša opažanja mogu otežati razumijevanje rezultata.
• Test poklapanja: razvijen je statistički alat za ispitivanje varijabilnosti između mjerenja svakog tretmana. Ako se varijabilnost ne pregleda, mogli bi se donijeti preuranjeni ili pogrešni zaključci. Test se sastoji od dva koraka:
  U koraku 1 (Je li razlika između tretmana velika?) izračunava se prosjek za svaki tretman, u koraku 2 (Postoji li poklapanje između minimalnih i maksimalnih raspona tretmana?) ispitujemo koliko su mjerenja varijabilna ili ujednačena. Ako su podatci ujednačeni, možemo pronaći jasnu razliku među tretmanima, ali ako su podatci vrlo varijabilni, razlika među tretmanima lako se prikrije poklapanjem.

Šesti korak: evaluacija

Nakon što su obavljena sva očitavanja, potrebna je evaluacija kompletnog skupa podataka kako bi se donijeli konačni zaključci. Matrica evaluacije (tablica 1.8) pomaže u evaluaciji skupa podataka. Ocjenjuje ideje formulirane na početku studije (iz matrice ideja)

Tablica 1.8 Evaluacijska matrica

Evaluacijska matrica - uporaba biopesticida za suzbijanje cvjetnog štitastog moljca u rajčici

Ideje koje treba testirati (na početku programa)	Rezultati			Zaključci
	Tretman 1 Netretirana kontrola	Tretman 2 Biopesticid 1 (ulje neem-a)	Tretman 3 Biopesticid (Orius indigiosus)
Poboljšano suzbijanje štetnika smanjit će štetu i povećati prinos.	30 kg po tretmanu	43 kg po tretmanu	45 kg po tretmanu	Primjena biopesticida spasila je prinos, ali ne postoji jasna razlika između dva biopesticida.
Uspješno suzbijanje štetnika smanjit će broj plodova prekrivenih plijesni - više plodova bit će dobre kvalitete	20 % plodova prekrivenih s plijesni	7 % plodova prekrivenih s plijesni	7 % plodova prekrivenih s plijesni	Primjena biopesticida smanjuje postotak plodova niske kvalitete, nema razlike između dva biopesticida.
Suzbijanjem štetnika drugi štetnici mogu postati dominantniji i napraviti drugu vrstu štete.	Malo štetnika, ali nešto više Tuta absoluta u tretmanu 1			Postoje i drugi štetnici, ali nisu prouzročili štetu ni na jednom tretmanu.
Za primjenu biopesticida potrebno je više rada i novca.	Nema dodatnih troškova	Dodatan trošak 30 €/ha	Dodatan trošak 100 €/ha	Većina troška na tretmanu s Orius indigiosus.

Pri donošenju konačnog zaključka programa poljoprivrednik ne bi trebao uzeti u obzir samo svoju evidenciju nego i socijalne čimbenike, očuvanje okoliša i važnost zdravlja ljudi. Svi oni mogu biti u sukobu s povećanom ekonomskom koristi.

Na kraju programa također je važno postaviti sljedeća pitanja:

1. Koji čimbenici ostaju nepoznati?
2. Koja se nova pitanja postavljaju i kako bi se mogla riješiti?