doi: 10.15389/agrobiology.2017.1.211rus
УДК 634.13: 631.527:57.087.1
СПОСОБ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПЛОЩАДИ ЛИСТА ГРУШИ ПО ЛИНЕЙНЫМ
ИЗМЕРЕНИЯМ С ПОМОЩЬЮ РАСЧЕТНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ И
МЕТОДОВ ВАРИАЦИОННОЙ СТАТИСТИКИ
Н.С. КИСЕЛЕВА
Морфологическое исследование листового аппарата плодовых культур проводится главным образом в связи с изучением фотосинтетической активности, при этом используется один из метрических индексов — площадь листовой пластинки. В настоящее время накоплен опыт по применению методов, которые с разной степенью точности позволяют определить площадь листьев. В представленной работе мы впервые для культуры груши применили два метода оценки площади листовой поверхности: на основании пересчетного коэффициента и с помощью уравнений регрессии, связывающих площадь листа с его линейными размерами (длиной и шириной). Целью работы стало определение поправочного коэффициента и получение регрессионной модели для вычисления площади листа (без отделения от растения) у различных сортов груши с минимальной погрешностью. Проведена количественная оценка линейных параметров листовых пластинок у 10 генотипов груши разных сроков созревания: Pirus communis L. — Бере Жиффар, Вега (ранне-летние); Вильямс, Черноморская Янтарная (летние); Бере Боск, Рассвет, гибрид 8520, Нарт; Pirus serotina Rehd. — Кильчу и Чоо-чен-сок (осенне-зимние). Листья отбирали из средней части кроны для каждого сорта по 10 шт. в 3 повторностях. Данные по длине и ширине листовой пластинки применяли для определения переводного коэффициента и вычисления площади на основании методов вариационной статистики. При построении регрессионной модели в качестве независимых переменных использовали следующие параметры: длина (L), квадрат длины (L2), ширина (W), квадрат ширины (W2) и произведение длины и ширины (LW). В основе метода определения площади листа с помощью расчетного коэффициента лежит соответствие между формой исследуемого листа и геометрической фигурой, описывающей лист. Наиболее точным способом определения площади листьев груши был расчет по произведению длины и ширины листа S = 0,69×(LW). Эту формулу можно применять на протяжении длительного времени для быстрого и точного определения площади листьев груши и других плодовых культур с такой же формой листовой пластинки без их уничтожения. Оптимальная математическая модель определения площади листовой пластинки была получена посредством отбора переменной «произведение длины и ширины» при регрессионном анализе. Выведено линейное регрессионное уравнение Y = 0,922581 + 0,660898 × (LW), на основе которого в MS Excel 7.0 разработана программа расчета площади листьев как в совокупности, так и каждого листа в отдельности. Помимо площади, определили показатели величины листа, индекс формы листа, средние параметры по всей выборке, получили графическое отображение величин площади. Для практического использования выведенного уравнения разработана шкала определения площади листа, представляющая собой номограмму. При проведении от 50-100 измерений предлагается радиальная диаграмма — специальная шкала, отградуированная в единицах площади относительно L и W. Предложенный способ позволяет, не удаляя листья, провести необходимые измерения в полевых условиях для получения исходных биометрических параметров и ускорить определение площади листьев (с минимальной погрешностью), в том числе непосредственно на растениях и в динамике. Применение компьютерной технологии способствует ускорению и упрощению подобных расчетов.
Ключевые слова: груша, Pirus communis L., Pirus serotina Rehd., генотип, листовая пластинка, длина, ширина, площадь листа, коэффициент пересчета, регрессионный анализ.
N.S. Kiseleva
Morphological study of foliage in fruit crops are mainly conducted to study photosynthetic activity as related to leaf area. Currently, there are different methods to determine this parameter with varying accuracy. In the paper, we first compared the accuracy of assessing leaf area in pear by two methods based on a relationship between the leaf size (S) and its linear dimensions, the length (L) and the width (W). These ways were the use of a conversion factor (correction coefficient) and the regression analysis. The following 10 pear genotypes of different ripening were involved to measure the leaf linear parameters: Pirus communis L. — varieties Beurre Giffard, Vega (early ripening); varieties Williams, Chernomorskaya Yantarnaya (summer ripening); Beurre Bosk, Rassvet, hybrid № 8520, Nart; Pirus serotina Rehd. — varieties Kilchu and Choo-chen-sok (autumn ripening). The correction by means of conversion factor was based on a similarity of the investigated leaf shape to relevant geometrical figure. Under this model, the leaf area calculation as S = 0.69 × (LW) was the most exact. This formula allows us to fast and exactly estimate the intact leaf size in pear trees and in other fruit crops with the same leaf shape to determine its changes throughout long time without destruction. Under the regression analysis procedure, the independent variables were L, W, L2, W2, and LW. Of these, the latter (LW) was optimum, resulting in a linear regression equation Y = 0,922581 + 0,660898 × (LW) based on which the MS Excel 7.0 program has been developed. This program allows us to find the sum of leaf areas or to determine an individual leaf area. Additionally, we found the indicators of leaf size and shape, and the averages for the sample, and also suggested graphics displaying leaf area. The scale for estimation was developed as a nomogram. Radial diagram with the special scale marked as area units against L and W units was also offered to simplify extensive research when more than 50-100 estimations required. Thus, due to close positive correlation between leaf linear dimensions and area, it is possible to practically apply conversion factor and regression equations, including developed nomogram and radial diagram, for calculation of leaf areas with the minimum error under natural conditions. The developed models may be helpful to measure area of oval, ovoid and unlobed leaves in southern fruit crops (e.g. apple, pear, cherry, plum), subtropical crops (citrus, feijoa, persimmon, tea), and ornamental wood bushes and grassy plants used for landscape gardening. Computerized technology promotes acceleration and simplification of the calculations.
Keywords: pear, Pirus communis L., Pirus serotina Rehd., genotype, leaf plate, leaf length, leaf width, leaf area, conversion factor, regression analysis.
ФГБНУ Всероссийский НИИ цветоводства |
Поступила в редакцию |
Оформление электронного оттиска
