ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ СОРТОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЯХ НА ОСНОВЕ КЛАСТЕРНОГО АНАЛИЗА И ДЕНДРОГРАММ

АННОТАЦИЯ

При оценке генотипов озимой пшеницы по уровню в кластере, выделенном на основе дендрограммы, сорта группировали по потребности в минеральных удобрениях, а потребность в минеральных удобрениях определяли по урожайности зерна. На этом основании сорт озимой пшеницы, т.е. накопление сухого вещества растений за вегетационный период, относительная оценка потребности в удобрениях по компонентам урожайности (длина колоса, количество колосков в колосе, количество зерен в колосе, масса зерно в колосе, масса 1000 зерен) и накопление сухого вещества растений. Установлено, что сорта озимой пшеницы различались по реакции на факторы внешней среды при их оценке методом кластеризации по разным агрономическим показателям.

ABSTRACT

When assessing winter wheat genotypes by level in a cluster identified on the basis of a dendrogram, varieties were grouped according to the need for mineral fertilizers, and the need for mineral fertilizers was determined by grain yield. On this basis, the variety of winter wheat, i.e. accumulation of plant dry matter during the growing season, relative assessment of the need for fertilizers by yield components (ear length, number of spikelets in an ear, number of grains in an ear, weight of grains in an ear, weight of 1000 grains) and accumulation of plant dry matter. It was established that winter wheat varieties differed in their response to environmental factors when assessed using the clustering method for various agronomic indicators.

Ключевые слова: сорта озимой пшеницы, нормы минеральных удобрений, динамика, кластер, компоненты урожая, уровня, потребность.

Keywords: winter wheat varieties, mineral fertilizer rates, dynamics, cluster, yield components, level, need.

Введение. Разработка системы применения минеральных и органических удобрений среди других агротехнических мероприятий имеет большое значение для получения более высокого и качественного урожая от сортов пшеницы в различных почвенно-климатических условиях Узбекистана.

Несмотря на разнообразие научных исследований, проводимых с озимой пшеницей, с этой культурой необходимо провести определенное количество новых исследований. Пока что для него характерно отсутствие научных исследований по данному вопросу. Один из них – определение потребности сортов озимой пшеницы в минеральных удобрениях и их степен.

Очень важно работать на основе региональной агротехники, т. е. разрабатывать технологии создания и выращивания сортов, подходящий для различных почвенно-климатических условий, а также иметь высокие качественные показатели, особенно размещение сортов на основе местные условия каждого региона.

Цель исследований - основными целями и задачами исследований являются определение оптимальных норм внесения минеральных удобрений и усвоения минеральных удобрений различными сортами озимой пшеницы на староорошаемых светло-сероземных почвах.

Методика. Изучено влияние различных норм минеральных удобрений (N₀P₀К₀; N₁₅₀P₁₀₅К₇₅; N₂₀₀P₁₄₀К₁₀₀ и N₂₅₀P₁₇₅К₁₂₅ кг/га) на разные сорта озимой пшеницы (Чиллаки и Купава) в условиях староорошаемых светло-сероземых почвах Наманганской области. Исследование было размещено в 16 вариантах, 4 повторах и 1 страте, площадь каждого блока составляла 224 м².

Во всех вариантах опыта полную норму N₃₀, РК-удобрений вносили перед посевом озимой пшеницы, остальной азот делили поровну на две части и вносили во время весеннего кущения и трубкования.

Эффективность норм минеральных удобрений у сортов озимой пшеницы исследовали в условиях полевого опыта. Опыт, фенологическое наблюдение, отбор проб почвы и растений проводили, согласно пособиям, «Методика полевых опытов» и «Методика государственного сорта испытаний сельскохозяйственных культур».

По агрохимическому методу проб почвы и растений «Методика агрохимических анализов почв и растений Средней Азии» определяли качественные показатели урожая зерна, пищевую ценность соломы по ТУ Уз 8-115-97 и «Практикум». в науке о растениях».

Полученные в результате экспериментов данные (биометрические показатели, скорость накопления растениями сухого вещества, компонентов урожая, урожайность зерна и соломы, их качественные показатели, кластерный статистический анализ потребности сортов пшеницы в минеральных удобрениях по большинству агрономических показателей) анализировались с использованием программ SAS 9.1 и SPSS 12.0.

Для кластеризации сортов озимой пшеницы использован метод построения горизонтальных древовидных диаграмм. В данном случае расстояние между сортами рассчитывали по методу Уорда (минимальной переменной) [6,7]:

Если d (x, y) = (1/2) | x - y |2, то формула запишется следующим образом:

D_JM = [((N_J + N_K) D_JK + (N_J + N_L) D_JL - N_J D_KL)/(N_J + N_M)]

Метод Уорда эффективен по сравнению с другими методами и отличается от них тем, что расстояние между объектами рассчитывается на основе дисперсионного анализа (ANOVA). В этом методе создаются небольшие кластеры и минимизируется сумма квадратов (SS) для любых двух (гипотетических) кластеров.

Результаты исследований. На основании полученных агрономических показателей с помощью кластеризации в статистической программе SPSS 12.0 и метода минимальной дисперсии Уорда определили потребность сортов в минеральных удобрениях. Этот кластерный анализ (минимальный дисперсионный анализ Уорда) широко используется для определения устойчивости сортов риса, пшеницы и картофеля к засолению почвы и их группировки [1,2,3,4].

Поскольку агрономические показатели (урожайность зерна, сухое вещество, компоненты урожая) находятся в разных размерностях, то сначала, то есть до проведения кластерного анализа, эти данные были приведены к единой относительной единице измерения. Для этого были получены следующие коэффициенты путем деления среднего значения каждого показателя по сортам на свой контроль (например, по урожайности зерна, табл. 1).

Таблица 1.

Индексы потребности урожайности зерна в минеральных удобрениях при внесении удобрений озимой пшеницы в разных нормах

В качестве контроля при этом были взяты растения, у которых не отмечалось недостатка минеральных элементов питания, т. е. вариант, в котором применялся N₂₀₀P₁₄₀K₁₀₀ кг/га, и сорт Чиллаки, поглощавший наибольшее количество питательных веществ из почвы.

В результате статистического анализа была представлена ​​2- и 3-кластерная таблица, в которой сгруппированы сорта пшеницы (табл. 2).

Таблица 2.

Кластеризация сортов по методу Уарда

Выбор подходящего кластера производился на основе созданной дендрограммы (рис. 1), то есть сорта имеют близкую ориентацию внутри одной группы, и желательно, чтобы межкластеры отличались друг от друга, и определяли расстояние между кластерами, объединенными по обновленному масштабу (Rescaled Distance Cluster Joint).

Рисунок 1. Дендрограмма с использованием метода Уорда (Dendrogram using Ward Method)

При оценке изучаемых генотипов мы основывали группировку (уровень) в кластере, выделенном на основе дендрограммы, а сорта озимой пшеницы классифицировали по их потребности в минеральных удобрениях. В результате во всех случаях сорта пшеницы были разделены на три кластера по всем агрономическим показателям, величина (уровень) каждой нормы удобрений суммировалась и определялась их сумма. При этом генотип с наименьшим баллом оценивался как требовательный к минеральным удобрениям (табл. 3).

Таблица 3.

Классификация сортов озимой пшеницы по потребности в минеральных удобрениях (Анализ минимальной дисперсии Уорда)

По результатам статистического анализа, потребность в минеральных удобрениях по урожайности зерна озимой пшеницы высокая у сортов Чиллаки, Купава и Деметра находятся на промежуточном месте, что можно выразить следующим образом: Чиллаки>Купава>Деметра=Санзар-8. По накоплению сухого вещества растениями за вегетационный период первое место занимал сорт Чиллаки, промежуточное место - Купава, последнее - сорта Деметра и Санзар-8.

Относительная оценка потребности сортов в удобрениях по компонентам урожайности (длина колоса, количество колосков, количество зерен в колосе, масса зерна с колоса, масса 1000 зерен) аналогична накоплению растениями сухого вещества [1]. При оценке сортов методом кластеризации по разным агрономическим показателям их реакция на внешний фактор среды различна, это наблюдалось и в исследованиях El-Hendawy S.E., и др. [8].

Таким образом, оценить потребность сортов озимой пшеницы в минеральных удобрениях по большинству агрономических показателей (урожайность зерна, накопление сухого вещества растений, компоненты урожая) можно с помощью кластерного анализа. Потребность сортов пшеницы в минеральных удобрениях может быть различной в зависимости от различных агрономических показателей.

Выводы. При кластеризации озимой пшеницы по агротехническим показателям, таким как урожайность зерна, накопление сухого вещества растений и компоненты урожайности, сорт Чиллаки оказался очень требователен к минеральным удобрениям, а сорт Купава – требователен. Установлено, что сорт Санзар-8 менее требователен к минеральным удобрениям по всем показателям, а Деметра менее требователен при оценке урожайности зерна, растения требовательны к минеральным удобрениям при группировке по накоплению сухого вещества и компонентам урожайности.

Список литературы:

1. Хакимов Ш.З. Взаимосвязь между почвой, нормой удобрений и сортом озимой пшеницы. Н.: Наманган, 2018. 86-90 с.
2. Ибрагимов Н., Хакимов Ш., Джуманиязова Ю. Моделирование и прогноз урожайности озимой пшеницы. Трактат. Издательство Навруз. Ташкент – 2016. Б. 26-41.
3. Хакимов Ш. З. Влияние удобрений на белковую продуктивность различных сортов озимой пшеницы на орошаемых светлых сероземах Ферганской долины Узбекистана // Проблемы агрохимии и экологии. – 2019. – №. 4. – С. 35-38.
4. Хакимов Ш.З. Влияние уровня минералъного питания на урожай и качеcтво зерна озимой пшеници, возделиваемой в Ферганcкой долине // «Извеcтия ТCХА». 2022. № 2. C. 50-57.
5. Zeng, L., M.C.Shanon, & C.M.Grieva. Evaluation of salt tolerance in rice genotypes by multiple agronomic parameters. // J. Euplrytica. - 2002. – V. 127. – Pp. 235-245.
6. Jolliffe, I.T., O.B.Allen, & B.R.Chrictie. Comparison of variety means using cluster analysis and dendrograms. // J. Exp. Agric. -1989. – V. 25. – Pp. 259-269.
7. Khrais T., Y.Leclerc, & D.J.Donnelly. Relative salinity tolerance of potato ciltivars assessed by in vitro screening. // J. Amer.  Potato Res. - 1998. – V.75. – Pp. 207-210.
8. El-Hendawy S.E., Yunsai Hu., Gamal M. Yakout., Ahmed M. Awad., Salah E. Hafiz., Urs Shcmidhalter. Evaluating salt tolerance of wheat genotypes using multiple parameters. // J. Europ. Agronomy. - 2005. – V. 22. – Pp. 243-253.