селекция растений

6.3.2. Методика сортоиспытания

В настоящее время сортоиспытание лесных древесных пород проводится по утвержденным в установленном порядке методикам. При этом при закладке опытов следует предварительно произвести их планирование, чтобы определить необходимое количество пунктов сортоиспытания, объем выборки, количество повторений и схему размещения сортов в предполагаемых опытах.

Эти показатели будут зависеть от многих факторов, среди которых главными являются следующие:

количество пунктов сортоиспытания — от этого зависит репрезентативность и объективность оценки сорта;
оцениваемые параметры сортов и их вариации (например, диаметры значительно вариабельнее высот, запасы насаждений на единицу площади отличаются большей стабильностью);
генетическое разнообразие испытуемых сортов (в зависимости от того, являются ли они сортами-клонами или сортами-популяциями, коэффициенты варьирования тех или иных оцениваемых показателей будут значительно меняться в сторону увеличения у последних);
длительность срока испытания (в краткосрочных опытах можно ограничиваться меньшим числом и более густым размещением деревьев, чем в длительных);

целевое назначение сортов (для высокоинтенсивных плантаций сорта должны обладать большей выравненностью, чем для насаждений с обычной агротехникой выращивания (лесные культуры, защитные насаждения и т.п.), где допускается выравнивание полога при рубках ухода);

• заданный размер превышения испытуемого сорта над контролем (зависит как от требований производства, так и от возможностей исходного материала).

Планирование размера выборки. Следует иметь в виду, что некоторые отечественные методики сортоиспытания, в частности тополей (С. А. Ростовцев, 1961; Н. В. Старова, 1962; Г. П. Озолин, 1970), рекомендуют соответственно 144, 100, 130 растений на делянку. В Чехословакии сортоиспытание тополя проводилось в по-пулетумах при четырехкратной повторности по четыре растения в каждой повторности (Г. П. Озолин, 1970). Другие лесные породы рекомендуется высаживать по 100-150 растений на делянку. Шрек (цит. по Э. Ромедеру, Г. Шенбаху, 1962) нашел, что при испытании потомства сосны достаточно семи растений, чтобы получить статистически достоверный результат при изучении энергии роста. Однако, учитывая возможный отпад, Шрек рекомендует вводить на делянку девять растений. Э. Ромедер и Г. Шенбах (1962) считают, что «весьма точную среднюю величину можно получить лишь при наличии 20-40 индивидуумов». Такое разнообразие рекомендаций ставит в затруднительное положение исследователя, планирующего новый эксперимент по сортоиспытанию лесных пород.

А.П. Царев (1985) попытался найти объективные подходы при решении этого вопроса, основываясь на существующих положениях математической статистики. При этом было выделено два принципиальных этапа сортоиспытания: 1) много испытываемых вариантов (сортов) при небольшой представленности каждого; 2) мало испытываемых вариантов (сортов) при значительной представленности каждого.

Первый этап характерен для конкурсного испытания, второй — для производственного.

На первом этапе селекционер стремится включить в испытание как можно большее количество форм, гибридов, клонов, сортов, чтобы не упустить перспективный сорт и иметь гарантию результатов своего труда. Но ввиду большого количества вариантов (сортов) невозможно каждый из них повторить множество раз, так как это потребовало бы больших площадей и трудозатрат и не всегда при-водило бы к нужному результату. Однако количество экземпляров каждого сорта должно быть достаточным для получения объективного суждения. Поэтому требуется определить наименьший, но до-статочный размер выборки для одного варианта, который давал бы объективные результаты при изучении такого варьирующего показателя как рост.

Для определения размера выборки в статистической литературе (Дж. У. Снедекор, 1961) предлагаются методы, учитывающие некоторую заранее заданную величину

показатель достоверности), если вариантов более двух, то значение Q берется из таблиц, помещенных, например, в книге Дж. У. Сне-декора (1961). В таблицах приведено значение Q в зависимости от числа вариантов а планируемого опыта и числа степеней свободы f в нем.

S₀ — заранее заданная оценка среднеквадратичного отклонения при числе степеней свободы f₀ у пробного предварительного опыта; f₀ может быть также определено по таблицам (Дж. У. Снедекор).

Ff,f₀ — критерий Р. Фишера для определенной вероятности Р и числа степеней свободы, равного f и f₀. Для большей уверенности, что прогноз будет правильным, рекомендуется выбрать Р= 0,75. Это означает, что в трех случаях из четырех найденная величина 5 соответствует действительности; Ff,f₀ берется из таблиц при f₁ =f и f₂= f₀.

п — число наблюдений в одном варианте опыта.

Необходимое число наблюдений в одном варианте опыта определяют преобразованием формулы (6.4):

как Q и F зависят от и, то для решения данного уравнения используется метод последовательного приближения. При этом для начала берется явно завышенное значение п.

Применение этого метода рассмотрим на примере. Допустим, требуется определить количество деревьев в одном варианте при испытании двух сортов из секции настоящих тополей. Предварительные выводы о росте тополей этой секции можно сделать при пятилетнем возрасте тополей. Положим, ставится задача выявить разницу в росте, которая составляет 10% высоты исследуемых растений. Высота пятилетних тополей в Центральной России может достигать 5 м. Следовательно, искомая разница 5 = 0,5 м. Чтобы воспользоваться формулой (6.5), определим ее составляющие.

Значение Q_af берется из таблиц при а = 2, f принимается по явно завышенному п. Допустим, явно завышенное п = 121, тогда f = = а(n-1) = 2 х 120 = 240. И искомое Q_2,240= 2,77.

Значение S₀ берется из предварительных опытов или рассчитывается с учетом коэффициентов вариации. Как показали исследования А. В. Тюрина (1961) и О. А. Трулля (1966), коэффициенты вариации высот у взрослых деревьев колеблются от 8 до 13 %. Следовательно, верхний g и нижний h пределы среднеквадратичного отклонения у исследуемого материала будут равны соответственно 0,65 и 0,40 м, т.е. S₀ = (0,40 +0,65)/2 = 0,53 м.

Значение S₀ можно получить из таблицы (Дж. У. Снедекор, 1961). В данном случае g/h = 0,65:0,40 = 1,63; f₀ = 4; Ff_0,f = F_,240.4 = 2,08.

Подставив полученные данные в формулу (6.5), найдем первое приближение:

Так как вычисленное значение 5 больше заданного (5 = 0,5), то, увеличив первое приближение на 1, при п = 19 получим Q_2,₃₆ = 2,87, F_36.4 = 2,084; при этом 5 = 0,507, что также больше заданного. Увеличив л еще на 1, при п = 20 находим, что Q_2,38 = 2,86 и F_38.4 = 2,08; при этом 8 = 0,492. Эта величина меньше заданной. Следовательно, приемлемое значение выборки при сравнении двух сортов может составить 19-20 экземпляров на вариант. При большем количестве сравниваемых сортов размер выборки увеличивается, с увеличением δ — уменьшается. Для упрощения вычислений в качестве примера составлена табл. 6.3.

Как видно из данных таблицы, принятый ранее вывод об увеличении числа наблюдений с уменьшением значения заданной разницы подтверждается. С увеличением числа вариантов количество наблюдений также увеличивается. При δ > 50% средний планируемый размер выборки стабилизируется. При числе наблюдений менее двух формулы (6.4) и (6.5) не применимы, поскольку число степеней свободы становится менее единицы.

Таблица 6.3

Содержание