Краткий план эксперимента + контроль, измерения и статистика.

Гипотеза: изменение кислотности почвы влияет на всхожесть семян и активность микробов (чем кислее/щелочнее — тем ниже/выше показатели).

Дизайн

Фактор (независимая переменная): pH почвы с уровнями, например (\,pH = 4.5,\ 5.5,\ 6.5,\ 7.5).Репликации: по (\,n = 8) горшков на уровень (минимум (\,n \ge 5)).Длительность: наблюдать (\,14) дней (или пока завершится основная всхожесть).Материалы: одинаковый субстрат (одна партия), одна марка семян (одна зерновка/вид), одинаковые ёмкости.

Процедура (сжато)

Подготовьте субстрат, разделите на четыре части, отрегулируйте pH (например, небольшими дозами извести/гашёной извести для повышения и розовым раствором уксуса или серной кислоты в очень низкой концентрации/коммерческим регулятором pH для понижения); проверяйте pH метрически.В каждый горшок одинаковая масса почвы (m) и одинаковое число семян (N) (например (\,N = 10)).Поддерживайте одинаковую влажность, температуру и освещённость для всех горшков; полив одинаковым объёмом и по расписанию.Каждый день фиксируйте появление проростков и отмечайте время всхожести; через (\,14) дней измерьте длину побегов/корней и (по возможности) высушенную биомассу.Для активности микробов: измеряйте дыхание почвы (CO₂) с простым респиратором — почва в герметичной банке с тонкой трубкой, конец в градуированной капиллярной трубке или в воде; считайте объём газообразного CO₂, накопленный за фиксированный интервал (\Delta t). Альтернатива: коммерческая тест-полоска на CO₂/поколение пузырьков.

Контролируемые переменные (чтобы не запутать влияние pH)

сорт и возраст семян (одна партия), число семян в горшке (\,N),масса/объём почвы в горшке (m),влажность (полив по схеме), температура и освещение (фиксированные),начальная органика и удобрения (одинаковые добавки),время наблюдения и интервалы измерений,расположение горшков случайным образом (рандомизация).

Критерии измерения

Всхожесть (процент): (\displaystyle \text{Всхожесть (\%)} = \frac{\text{число проросших семян}}{N}\times 100).Среднее время всхожести (MGT): (\displaystyle \text{MGT}=\frac{\sum n_i t_i}{\sum n_i}), где (n_i) — число семян, проросших в день (t_i).Рост: средняя длина побега/корня (мм) и/или сухая масса (мг) на растение.Активность микробов (респиратор): объём CO₂, накопленный за период, нормированный на массу почвы и время: (\displaystyle R=\frac{\Delta V_{CO_2}}{m\cdot \Delta t}) (единицы: (\mathrm{mL\;CO_2\;g^{-1}\;day^{-1}})).Дополнительно: pH почвы в начале и конце эксперимента.

Статистический анализ

Проверки предпосылок: нормальность (тест Шапиро–Уилка) и равенство дисперсий (Levene).Сравнение по уровням pH:
если предпосылки выполнены — однофакторный ANOVA для каждой переменной (всхожость, MGT, рост, (R)); уровень значимости (\alpha = 0.05).пост-хок при значимом ANOVA: Tukey HSD для попарных различий.если предпосылки нарушены — непараметрический тест Крускала–Уоллиса; пост-хок — тест Данна с коррекцией Бонферрони.Для долей (всхожесть) можно применять GLM с биномиальным распределением (логит): модель (\text{germinated} \sim pH).Для связи между pH и показателями: корреляция Пирсона (если нормальность) или Спирмена; или регрессия (линейная/полиномиальная) с проверкой значимости коэффициентов.Отчёт: средние ± стандартная ошибка, доверительные интервалы, графики (boxplot для групп, scatter + линия регрессии), размер эффекта (например (\eta^2) для ANOVA).

Практические советы

Делайте по крайней мере (\,n=5)–(\,10) реплик на уровень для статистической мощности.Контролируйте изменение pH в процессе (через (\,7) дней) — pH может смещаться.Фиксируйте все отклонения (заражение, плесень, пересыхание) и исключайте аномальные реплики по заранее заданным критериям.Данные записывайте в таблицу: ID горшка, pH нач./конец, дата появления проростков, длины, объём CO₂ и т.д.

Этого достаточно, чтобы школьный эксперимент был воспроизводим, измерим и статистически корректен.