Изучение зависимостей между признаками у сортов льна-долгунца графически-секторным способом анализа

Размещено на http://www.allbest.ru/

изучение зависимостей между признаками у сортов льна-долгунца графически-секторным способом анализа

О.В. ЯНЮК, В.З. БОГДАН, Н.Н. ПЕТРОВА

В статье изложены результаты оценки сортов льна-долгунца с применением графически-секторного способа анализа. Обсуждается, что данный способ анализа служит для отбора форм с оптимальным сочетанием признаков. Приведены внесенные уточнения к данному способу анализа для сравнения результатов в селекционных целях.

The article presents results of estimation of long-fibered flax varieties with the help of graphic-sector method of analysis. We think that this method of analysis helps to select forms with optimal combination of signs. We have also elaborated the method to compare selection results.

Введение

Лен-долгунец является важнейшей технической культурой в Республике Беларусь. Продукция льна всегда занимала особое место в экономике сельского хозяйства страны. В Беларуси льноволокно является единственным натуральным сырьем для текстильной промышленности [10]. Поэтому задача селекции льна-долгунца - выведение новых сортов, отвечающих требованиям сельского хозяйства и легкой промышленности и отличающихся по сравнению с существующими сортами возможно более полным комплексом хозяйственно-ценных признаков [3].

Однако создание сортов льна долгунца, обладающих высоким качеством волокна и одновременно имеющих комплекс хозяйственно-ценных признаков, необходимых для широкого районирования и распространения в производстве, труднорешаемая задача [2]. Поскольку соединение в сорте высокой урожайности и хорошего качества волокна у льна-долгунца затрудняется в связи с рядом отрицательных корреляций. У льна-долгунца, например, высокая продуктивность отрицательно коррелирует с раннеспелостью [6]. Высококачественные по волокну сорта всегда уступали по его содержанию и урожаю высоковолокнистым [2]. Выявление и преодоление отрицательных корреляций позволит создать сорта обладающие комплексом хозяйственно-ценных признаков. Однако признаки и свойства растений могут находиться друг с другом не только в отрицательной, но и в положительной либо нейтральной зависимости.

Цель исследований - выявить сорта с максимальной сопряженностью признаков с применением графически-секторного способа статистической обработки данных.

Анализ источников

Прямые и обратные взаимосвязи комплекса признаков и свойств вызывают неоднозначные отклики растений на односторонние отборы. Поэтому добиться необходимого сочетания селектируемых параметров в одном сорте чрезвычайно сложно. Однако изучение зависимостей и количественные оценки параметров повышают разрешающую способность научного подхода в селекции [8].

С.И. Жегалов вынужден был категорически заявить, что в биологии нет запретов на количественное и отрицательное сочетание свойств и признаков, поэтому не всегда правомочно переносить математические запреты на биологические [1]. Эволюция и селекция постоянно демонстрируют примеры самых разнообразных зависимостей свойств и признаков. При этом эти зависимости меняются от условий среды, от наследственности и состояния растений. В селекции эти зависимости приходится учитывать беспрерывно. Не всегда связи между признаками самоочевидны или стабильны [7, 9]. Поэтому применение способов точной и экспрессной оценки материала, позволяющих оценить направленность и степень взаимосвязи основных хозяйственно-ценных признаков, является первостепенной задачей селекционера. Одним из таких способов является графически-секторный способ оценки результатов.

Методы исследования

Для графического анализа нами были построены графики с определенным сочетанием осей координат: «урожайность общего волокна - содержание общего волокна в тресте», «урожайность длинного волокна - содержание длинного волокна в тресте», «урожайность общего волокна - урожайность тресты», «урожайность общего волокна - урожайность соломы». Это позволило нам оценить материал по характеру сочетаемости отдельных признаков - положительной, отрицательной или нейтральной. В зоне очерченной совокупности выделяются отдельные сочетания, дающие положительную зависимость между признаками, когда с ростом значения одного признака увеличивается значение другого признака [7, 8]. Материалами для исследований служили сорта льна-долгунца разных групп спелости инорайонной и белорусской селекции. В инорайонную группу входили сорта селекции Германии, Франции, Чехии и Польши. В 2008 г. были изучены в полевых экспериментах 22 сорта, а в 2009 г. - 25 сортов. Исследования проводились в РУП «Институт льна».

Основная часть

Графически-секторный способ оценки зависимостей между свойствами и признаками принципиально не отличается от координатного метода Декарта и иных приемов графического изображения зависимостей, суть которых состоит в следующем: координатные точки на графике снабжены знаками «+» или «-», расстояния по осям (х-абсцисса и y-ордината) взаимосвязаны в сочетаниях: «++»; «-+»; «-+»; «--» [11]. Но предлагаемый способ включает уточнения, которые разберем на примере рис. 1, характеризующего взаимосвязь признаков «урожайность общего волокна» и «содержание общего волокна в тресте» у сортов льна-долгунца разных групп спелости.

1. Вся совокупность сочетаний между признаками обводится по крайним точкам сплошной линией. Эту очерченную совокупность предлагаем называть «селекционным полем зависимостей». Функциональная зависимость между двумя величинами состоит в том, что значению одной величины соответствует строго определенное значение другой[4]. По форме «поля» можно глазомерно определить положительную, отрицательную или нейтральную зависимость между признаками. Положительная зависимость между признаками наблюдается тогда, когда с увеличением одного признака увеличивается другой признак; отрицательная зависимость, когда при увеличении одного признака наблюдается снижение другого, и нейтральная зависимость, при которой с увеличением одного признака второй не изменяется.

2. Форма очерченной совокупности («селекционное поле зависимостей») на рис. 1 говорит о прямой зависимости между «урожайностью общего волокна в ц/га» и «содержанием общего волокна в тресте в %». Однако из всей совокупности групп сортов Заказ, Пралеска, Ива, Лира и Modren между собой имеют обратную зависимость. Аналогично проявилось для групп сортов Василек, Ритм, Весна и для сортов Прамень, Табор, Artemida, Ярок.

3. Всю очерченную совокупность разделяем на секторы: сначала делим все сорта на графике на 50% более и менее урожайных по «урожайности общего волокна в ц/га» (ось ординат), а затем на 50% большего и меньшего « содержания общего волокна в %» (ось абсцисс). Таким образом, на «селекционном поле зависимостей» выявляется 4 сектора с различным сочетанием показателей данных признаков: «+-», «++», «--» и «-+». Для селекции желателен вариант «++», когда высокое значение «урожайности общего волокна» сочетается с высоким значением «содержание общего волокна в тресте». [5] В секторе «++» находятся сорта Блакит, Прамень, Табор, Ленок, А-93, Ярок, Artemida, Hermes.

Исходя из сравнения показателей по рис. 1 следует заключить, что выявлена самоочевидная прямая и обратная зависимость между признаками у сортов по «урожайности общего волокна» и «содержанию общего волокна в тресте». Графически-секторным анализом нами были изучены все связи между признаками льна, рассмотренные на рис. 2-8. Это исследовано для того, чтобы выявить сорта, характеризующиеся лучшим сочетанием признаков и находящиеся в секторе «++». На фоне всех сравнений представлялось важным рассмотреть особенности способа в предложенном изложении «селекционного поля» разных показателей по признакам и их сочетаний. В таком представлении мы отошли от прежнего изображения на графике зависимостей в виде прямой линии. В рассмотрении признаков растения для целей селекции в действительности выявляется площадь. Для селекции нужен образец, имеющий лучшее сочетание показателей признаков «++» на фоне всех других образцов. Обращает на себя внимание рис. 4, где представлены все три вида зависимости между признаками «урожайность общего волокна - урожайность соломы». По результатам анализа данных прослеживается прямая зависимость между показателями у всей раннеспелой группы сортов, а также в среднеспелой группе среди сортов Лира, Алей, Ива, Е-68, А-93, Блакит. В позднеспелой группе такая тенденция прослеживается у сортов Могилевский, К-65, Modran, Заказ, Василек, Табор, Прамень. Нейтральная зависимость отмечается у сортов Artemida, Hermes, сортов К-65 и Пралеска. Обратная зависимость проявилась у сортов Заказ, Artemida, Hermes и Ритм, А-93, Ленок.

Рис. 1. Взаимосвязь признаков «урожайность общего волокна» и «содержание общего волокна в тресте» у сортов льна-долгунца разных групп спелости, 2008 г.

лен признак сочетание взаимосвязь

Рис. 2. Взаимосвязь признаков «урожайность длинного волокна» и «содержание длинного волокна в тресте»

у сортов льна-долгунца разных групп спелости, 2008 г.

Рис. 3. Взаимосвязь признаков «урожайность общего волокна» и «урожайность тресты» у сортов льна-долгунца разных групп спелости, 2008 г.

Рис. 4. Взаимосвязь признаков «урожайность общего волокна» и «урожайность соломы» у сортов льна-долгунца разных групп спелости, 2008 г.

Рис. 5. Взаимосвязь признаков «урожайность общего волокна» и «содержание общего волокна в тресте» у сортов льна-долгунца разных групп спелости, 2009 г.

Рис. 6. Взаимосвязь признаков «урожайность длинного волокна» и «содержание длинного волокна в тресте» у сортов льна-долгунца разных групп спелости, 2009 г.

Рис. 7. Взаимосвязь признаков «урожайность общего волокна» и «урожайность тресты» у сортов льна-долгунца разных групп спелости, 2009 г.

Рис. 8. Взаимосвязь признаков «урожайность общего волокна» и «урожайность соломы» у сортов льна-долгунца разных групп спелости, 2009 г.

В сектор «++», представляющий наибольший интерес для выделения лучших образцов, включает следующее. Здесь оказались два раннеспелых сорта (Ритм, Ярок), три среднеспелых (Ленок, А-93, Блакит) и четыре позднеспелых (Заказ, Василек, Табор, Прамень). Следовательно, данные сорта обладают оптимальным сочетанием признаков «урожайность общего волокна - урожайность соломы».

В табл. 1 приводится сопоставление показателей сортов льна-долгунца и стандартов разных групп спелости за два года исследований. Большинство изучаемых признаков подвержены изменениям под влиянием погодно-климатических условий. Урожайность общего волокна, длинного волокна, соломы и тресты в 2009 г. возросли по сравнению с 2008 г. более чем в два раза. В этих условиях особенно важно оценить стабильность реализации потенциала определенного генотипа. Для этих целей проанализированы показатели двух лет изучения.

Таблица 1. Показатели урожайности и содержания волокна у сортов льна-долгунца разных групп спелости, 2008-2009 гг.

Выявлена закономерность: стандарты по всем группам спелости имеют более низкие показатели изучаемых признаков, чем среднее по группе. Следовательно, при графически-секторном анализе на всех графиках стандарты попадают в сектор с наихудшим сочетанием показателей «--». В табл. 2 проанализировано распределение сортов по секторам с различным сочетанием знаков в разных системах координат.

Таблица 2. Количество образцов (%) разных групп спелости льна-долгунца, входящих в сектора селекционного поля.

Особый интерес представляют сорта раннеспелой группы, которые на графиках попадают в сектор «++» на уровне или в большей степени, чем сорта других групп спелости. Существует мнение, что урожайность научно надо оценивать на единицу площади и на единицу времени. Производству нужны раннеспелые сорта, которые за короткий промежуток времени формируют требуемый уровень урожайности [5]. Принадлежность сортов на двух последних графиках (системы координат - урожайность общего волокна: урожайность тресты, урожайность общего волокна: урожайность соломы) в 2008 г. одинакова в процентном отношении, что можно объяснить высокой корреляцией урожайности соломы и урожайности тресты. В 2009 г. аналогично проявилось совпадение показателей по урожайности тресты и соломы для сортов раннеспелой группы. Обнаружено, что у среднеспелой группы в 2008 г. образцы распределились только по двум секторам - это «++» - 42,9% и доминирующим 57,1% при «--». В 2009 г. наибольшее количество образцов оказалось в секторе «--» - 80% и наименьшее - 20% для сочетания «+-»; «-+», т.е. дифференцированы образцы на три группы по сочетанию показателей сравниваемых признаков. В 2008 г. выявлены все четыре сектора при совпадении сравниваемых показателей. Однако в 2009 г. обнаружены другие результаты. Установлено, что образцы по урожайности тресты в наибольшем количестве (50%) оказались в секторе «++» и чуть меньше (41,7%) для случая «+-» и «-+». В секторе «--» выявлено незначительное количество - 8,3%. По уровню урожайности соломы (2009 г.) образцы распределились по секторам в равном соотношении, соответственно 50% для «++» и 50% для «+-»; «-+». Таким образом, на основе графически секторного способа анализа можно заключить, что распределение образцов по секторам зависит от условий года. Данный анализ позволил выявить образцы, стабильно отличающиеся высокими показателями продуктивности - раннеспелый Ярок и позднеспелый Табор. Эти два сорта на всех восьми графиках оказались в секторе «++» с оптимальным сочетанием признаков. Их можно использовать в скрещиваниях как доноров высоких показателей признаков стабильности.

Стабильность показали и стандарты: раннеспелый сорт Вита, среднеспелый Алей, позднеспелый Могилевский на всех графиках попадали в сектор«--».

Нестабильностью отличается сорт Блакит - на графиках он попадает в различные сектора. Сорт Прамень при неблагоприятных условиях 2008 г. попадал в сектор с оптимальным сочетанием «++», а в 2009 г., когда урожайность была значительно выше, - в сектора с сочетанием знаков «--» и «+-».

Заключение

1. Проведено изучение графически-секторного способа анализа для целей выявления сортов с оптимальным сочетанием признаков. Способ позволяет оценить стабильность проявления признаков в изменяющихся погодных условиях разных лет возделывания.

2. Выявлены сорта, стабильно отличающиеся высокими показателями продуктивности - раннеспелый Ярок и позднеспелый Табор. Эти два сорта на всех восьми графиках по изучению зависимостей оказались в секторе «++» с оптимальным сочетанием признаков.

3. Показано, что между признаками «урожайность общего волокна» - «урожайность соломы» существует три вида зависимостей - прямая, нейтральная и обратная. Раннеспелая группа сортообразцов имеет только прямую зависимость. На образцы всех других групп распространяются все три зависимости.

4. Графически-секторный способ анализа наиболее соответствует целям отбора, поскольку позволяет выделить лучшие формы с положительным сочетанием признаков.

Литература

1. Жегалов, С.И. Введение в селекцию сельскохозяйственных растений / С.И. Жегалов. М.-Л.: Госиздат, 1930. 244 с.

2. Лен Беларуси: монография / РУП «Белорусский НИИ льна»; под редакцией И.А. Голуба. Минск: ЧУП «Орех», 2003. 245 с.

3. Труша, М.М. Лен-долгунец / под общ. ред. М.М. Труша. М.: Колос, 1976. 352 с.

4. Кравченко, Р.Г. Математическое моделирование экономических процессов в сельском хозяйстве / Р.Г. Кравченко. М.: Колос, 1978. 424 с.

5. Кубарев, П.И. Принципы и правила селекции растений / П.И. Кубарев // Биологические резервы повышения урожайности зерновых колосовых культур: сб. науч. тр. Миронов. НИИ селекции и семеноводства пшеницы им. В.Н. Ремесло. Мироновка, 1989. С. 30-38.

6. Образцов, А.С. Биологические основы селекции растений / А.С. Образцов. М.: Колос, 1981. 271 с.

7. Петрова, Н.Н. Графически-секторный способ анализа результатов экологического испытания волжских сортообразцов / Н.Н. Петрова, С.В. Егоров, П.И. Кубарев // Материалы международной научно-практической конф. Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения. 26-28 мая 2009 г. Ульяновск: Ульяновская ГСХА, 2009. Т. 1. С. 147-152.

8. Петрова, Н.Н. Проблемные вопросы селекции растений / Н.Н. Петрова, П.И. Кубарев // Селекция и семеноводство озимых хлебов - результаты, методы, проблемы и пути их решения: материалы международной науч.-практ. конф. Ульяновск, ГСХА. 2007. С. 53-58.

9. Петрова, Н.Н. Способ оценки селекционных результатов в сортоиспытании / Н.Н. Петрова, П.И. Кубарев, С.В. Егоров // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2009. №1. С. 70-74.

10. Рекомендации по возделыванию льна-долгунца / сост. И.А. Голуб [и др.]. Устье: Институт льна НАН Беларуси, 2005. 19 с.

11. Советский энциклопедический словарь / гл. ред. А.М. Прохоров. 4 - изд. М.: Сов. энциклопедия, 1989. С. 634.

Размещено на Allbest.ru