Простое научное исследование, проведенное путем регистрации результатов учетов, измерений, свершившихся фактов и явлений называют наблюдением. Подобное исследование можно провести с одной линейкой или рамкой для учета как на опытном участке, так и на производственных полях. Сложную форму научного исследования представляет опыт, или эксперимент, который отличается активным «вторжением» в естественные процессы и явления или их моделированием.
Эксперимент — это такой вид научного исследования, при котором исследователь искусственно вызывает явление или изменяет условия так, чтобы лучше выяснить сущность явления, происхождение, причинность и взаимосвязь предметов и явлений. В отличие от регистрируемых наблюдений он позволяет исследователю поставить изучаемый объект в различные условия.
Таким образом, с позиции теории познания между экспериментом и наблюдением существует принципиальная разница: наблюдение отражает внешний мир, эксперимент же рождается в сознании человека в образе гипотезы с последующей проверкой практикой. Эксперимент отражает наши умозаключения, предположения, которые мы проверяем искусственным путем.
Моделирование — метод исследования объектов, процессов и явлений на их моделях. Сущность моделирования — замена объектов, которые трудно изучать, на специально созданные аналоги — модели. Для того, чтобы исследования на моделях были эффективными, каждая из них должна иметь черты оригинала. Если модель сохраняет физическую природу оригинала, то это физическая модель. Так можно моделировать почву, растительные клетки, органы, растения. Математическую модель не создают, объект лишь описывают соответствующими уравнениями (например, математическое описание урожайности определенной культуры или сорта в зависимости от условий внешней среды).
Пример самого простого моделирования в опытном деле — составление схемы опыта, вычерчивание в масштабе опытного участка, схематичное изображение всего опыта с выделением повторений, защиток и обозначением места каждого варианта.
Различают моделирование структуры объекта и моделирование его поведения, т. е. процессов, которые происходят в объекте исследований. Моделирование как метод используется вместе с другими методами, часто с экспериментом, и называется в таком случае модельным экспериментом.
