Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Методика изучения и оценки сортов лилии

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Методика изучения и оценки сортов лилии"



РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ГЛАВНЫЙ БОТАНИЧЕСКИЙ САД

На правах рукописи

ОРЛЕНКО МАРИЯ ЛЕОНИДОВНА

МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ И ОЦЕНКИ СОРТОВ

ЛИЛИИ

(ОПЫТ КВАЛИМЕТРИИ ДЕКОРАТИВНЫХ РАСТЕНИЙ НА ПРИМЕРЕ АЗИАТСКИХ ГИБРИДОВ ЛИЛИИ)

03.00.05 - Ботаника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва, 1993

Работа выполнена в отделе декоративных растений Главного ботанического сада РАН

Научный руководитель:

доктор биологических наук Г.Н.Зайцев

Оффициальнье оппоненты:

доктор биологических наук С. Е.Коровин

кандидат биологических наук доктор философских наук Ю.А.Урманцев

Ведущее учреждение: Московский лесотехнический институт

Защита состоитс^у'1993 года^в^гчасов на заседании специализированного совета при Главном ботаническом саде РАН но адресу: 127276 Москва, ул. Ботаническая 4, ГБС РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГБС РАН.

Автореферат разослан " " ¡.¿сл^Тл* 1993 г.

Ученый секрктарь

специализированного совета

доктор биологических наук Н.А.Бородина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современное цветоводство - это отрасль хозяйства, где неизбежно требуется знание о соотносительной ценности продукции, что и обуславливает интерес к проблемам сортооценки декоративных растений. В этой области знаний особенно важным является методический аспект, потому что в настоящий ■ момент представляется возможным сделать качественный шаг по пути об'ективизации процесса оценки сортов. Источником такой об'ективизации может послужить привлечение достижений квалиметрии, молодой науки, посвященной количественному изучению качества. Квалиметрия может дать сортооце-нке более обобщенный взгляд на теоретические и методические проблемы оценки качества.Наиболее важной стороной квалиметрического подхода является использование статистических методов, что ведет к более высокому уровню надежности и об'ективности оценки, а также обеспечивает сопоставимость оценочных систем, составленных для разных культур декоративных растений или для одной культуры на основе разных исходных выборок. В качестве модели для исследования по квалиметрии декоративных растений были избраны азиатские гибриды лилии.

Цель работы: Рассмотреть возможность использования современных методов квалиметрии для оценки сортов в декоративном цветоводстве.

Задачи:

1. Изучить систему взаимосвязей основных сортовых признаков.

2.Выделить признаки, которые наиболее целесообразно использовать при описании и оценке сортов.

3. Предложить классификацию сортов лилии, обеспечивающую нужды сортооценки.

Научную новизну работы мы видим , во-первых,в рассмотрении сортооценки декоративных растений в качестве прикладной отрасли квалиметрии. Во-вторых, в выявлении

системы связей между признаками сортов лилии.

Практическая значимость диссертации заключается в гом, что:

1,Отработана методика выбора оценочных признаков, которая может быть использована для разных декоративных и сельскохозяйственных культур.

2.Предложены шкалы по основным сортовым характеристикам азиатских гибридов лилии.

3. Разработан код для описания и группировки сортов лилии и алгоритм целевой оценки сортов.

Выносится на защиту:

1.Возможности и целесообразность применения статистических методов при оценке декоративных культур.

2.Система связей основных сортовых признаков азиатских гибридов лилии.

Апробация работы. По материалам диссертации прочитаны доклады: на конференции молодых ученых ГБС (1989), на всероссийском семинаре лилиеводов в Подольске (1991), на семинаре по лилиям на ВДНХ (1991). Материалы диссертации неоднократно обсуждались на научном семинаре отдела декоративных растений ГБС (1989,1990,1991).

Публикации. По материалам работы опубликовано 6 ста

тей.

Структура и об'ем диссертации. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и трех приложений, содержит 17 таблиц, помимо таблиц, вошедших в приложения, и 15 рисунков.

Глава 1. АЗИАТСКИЕ ГИБРИДЫ ЛИЛИИ КАК БАЗА КВАЛИМЕТРИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Во второй половине XX века во многих странах наблюдается большой интерес к культуре лилии. За последние десятилетия было выведено большое число новых сортов. В последнее издание регистра (The international lily register,

.982) включено около 3000 сортов. Согласно садовой классификации лилии, разработанной американским селекционе-юм Яде Граафом и принятой в 1963 г. международным комитетом по роду лилия, сорта делятся по происхождению 1а 9 разделов.

К разделу Гибриды Азиатские относятся сорта, полученное от следующих видов и гибридных групп: Ь.^тит, ^.сегтшт, Ь^эукШ, Ь.Ыс№Ппн, Ь.х тасиЫит, Ь.х ЬоИапсНсит, Ь.атаЫ1е, Ь.ритПит, Ь.сопсо1ог и Ь.Ьи1ЬУегит. Этот раздел со-хержит три группы, выделенные в зависимости от расположения цветка по отношению к оси соцветия: А -зверх-смотрящие, В - смотрящие в стороны, С - смотрящие вниз. Это - самый многочисленный раздел, по данным регистра, к Гибридам Азиатским относится около 46% от всех юртов лилии.

1.1. Из истории формирования ассортимента азиатских гибридов

Для того, чтобы понять структуру совокупности азиатских гибридов и правильно расставить приоритеты при их оценке, необходимо рассмотреть историю формирования ассортимента, что возможно в силу относительной молодости этой культуры.

В данном случае существует возможность довольно точного выяснения набора исходных видов, поскольку определение азиатских гибридов дано именно с указанием на происхождение этой 1руппы. Мы придерживаемся объемов и названий видов, приведенных в работе М.В.Барановой /1990/. С учетом систематических ревизий М.В.Барановой, исходный список, данный Я. де Граафом, принимает следующий вид: ЫапсЦЫшт, ¿.ссгтшт, Ь.т11тоШае( Ь.р$еи(1оиг£гтшп, Ь.атаЫ1е, Ь.ршш1ит, Ь.сопсо1ог, Ь.реп5у1уатсит, Ь.аигапиасит, Ь.х тасиЫит. К перечисленным 10 видам необходимо добавить Ьлгоукыапшп вошедшую во многие отечественные линии.

Новые' теоретические и практические достижения в области отдаленной гибридизации лилии /Коршикова, 1983/ открывают возможности, для привлечения новых видов. При этом границы азиатских гибридов с другими группами постепенно размываются. Однако, это существенно не снижает влияния генофонда перечисленных 11 видов: они послужили как бы фундаментом для получения современного ассортимента азиатских гибридов.

Большое значение в раскрытии генетического потенциала перечисленных исходных видов имело появление трех узловых гибридных групп, открывших новые возможности для селекции и обусловивших очень быстрый рост числа сортов в последние 2-3 десятилетия. Это - гибриды Мид-Сенчури, гибриды, полученные с использованием Ь.сегпиит, и коннектикутские гибриды. Все сорта Мид-Сенчури отличаются неприхотливостью, зимостойкостью и ранним цветением,что способствовало успеху промышленного производства азиатских сортов. Сорта, полученные с участием л. поникающей, основной источник цветового разнообразия азиатских гибридов. Коннектикутские сорта отличаются не просто отдельными достоинствами, а гармоничным сочетанием свойств, определяющих декоративность, и удачным балансом многих хозяйственно-биологических положительных свойств. В связи с этим целесообразно принять коннектикутские гибриды за эталон качества, а их оценки - за тот уровень, по которому определяется пригодность сортов, рекомендуемых для массового использования.

Современная селекционная и коммерческая деятельность, касающаяся азиатских гибридов лилии, идет в двух основных направлениях: сорта для срезки и сорта для озеленения. В связи с этим и оценку сортов следует проводить целевую, с учетом конкретных запросов потребительского рынка.

12. Материалы для квалиметрического исследования

Азиатские гибриды лилии изучались нами преимущественно на базе коллекции по роду лилия, собранной в Главном ботаническом саду РАН. Коллекция существует с 1949 года, в настоящее время она насчитывает около 300 образцов. Итоги интродукции видов и сортов лилии отражены в ряде публикаций /Цветочно-декоративные растения, I960; Зайцева, Железняк, 1979; Цветочно-декоративные растения, 1983/.

В предлагаемой диссертации использованы наблюдения за 1965-1987 годы по морфологии и фенологии сортов лилии. Эти наблюдения проводились сотрудниками группы луковичных растений по плану интродукционного изучения, поступавших в коллекцию сортов. Автором в 1988-1990 годы наблюдения были продолжены по 160 азиатским и 40 трубчатым сортам, а также были составлены подробные описания 120 сортов. Для более полного представления об азиатских гибридах автор ознакомился также с гербарными фондами ГБС по роду лилия, с коллекциями БИНа, ВИРа, Мичуринска, с доступными материалами каталогов (например,/Oregon Bulb Farms,1987;B & D Lilies,1990/), выставок и слайдотек. В исследовании использованы 6 выборок сортов. В первые четыре выборки вошли азиатские сорта, наблюдения по которым проводили соответственно в 1988, 1989, 1990, 1992 годы Пятая выборка посвящена трубчатым сортам. Перечисленные пять выборок включают по 30 сортов. Шестая выборка,основная для настоящего исследования, составленная на основе наблюдений и сортоиспытаний 1988, 1989, 1990 годов, включает 120 азиатских сортов как зарубежных, так и отечественных, разных лет селекции. Эта выборка является достаточно репрезентативной для изучения всей совокупности азиатских гибридов. К исследованию были привлечены также материалы экспертной оценки декоративности сортов.

Общий список сортовых признаков, использованных в

работе, представлен в табл.1. Особую проблему составляет количественное выражение окраски цветка. Все три характеристики цвета (спектральная характеристика, светлота и насыщенность) определены по Атласу/1976/, при этом спектральная характеристика выражена в длинах волн.Введен признак "неповреждаемость", отражающий степень неповреждаемости листвы грибковыми заболеваниями, наблюдения по этому признаку проводились через месяц после массового цветения коллекции. Продуктивность цветения рассчитана как произведение числа цветков на число полноценных цветоносных побегов в гнезде луковиц.

Таблица 1

Сортовые признаки, использованные в исследовании

N Условные Признак Единицы измерения

обозначения

Количественные признаки

Фенологические признаки

1 Т1 начало вегетации условные календарные даты

2 Т2 продолжительность

ТЗ вегетативного цикла сутки

3 начало цветения условные календарные даты

4 Т4 продолжительность цветения сутки

Морфологические признаки

5 Н высота растения см

6 Н1/Н2 высота соцветия/высота

облиственной части побега ед.

7 Н1/А высота соцветия/

8 ширина соцветия СД-

п число цветков шт.

9 Ь длима цветоножки си

10 а ориентация цветка градусы

11 ь высота цветка си

12 а диаметр цветка см

13 Ый высота цветка/

11/а1 диаметр цветка сд.

14 длина лепестка/

ширина лепестка сд.

15 12 длина тычиночный нити см

16 8 длина области крапа см

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

Р облиствение

1 длина листа

а ширина листа

1/а длила листа/

ширина листа Характеристики окраски цветка с спектральная характеристика

окраски цветка я светлота окраски цветка

к насыщенность окраски цветка

Физиологические признаки V неповрехдаемость

Р продуктивность цветения

р число побегов я гнезде

луковиц Ь бульбоносность

шт./10см

см

см

ед.

ннм

X

%

X

шт.

шт. шт.

Качественные признаки, отражающие декоративность сортов

28

29

30

31

32

33

61 62

63

64

65 ёб

общая эстетическая оценка баллы

общие пропорции растения баллы

окраска цветка баллы

форма цветка баллы

форма соцветия баллы окраска и форма стебля и

листвы баллы

Глава 2. ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ КВАЛИМЕТРИИ ДЕКОРАТИВНЫХ РАСТЕНИИ

Общая логика настоящей работы основана на построении системы сортооценки, или совокупности методов в качестве рабочей гипотезы и на проверке этих методов на практике. В настоящей главе обсуждается выбор методов, отвечающих основным задачам сортооценки декоративных растений.

2.1. Краткая история сортооценки декоративных растений

Алгоритмы и принципы современной отечественной школы сортооценки обобщены и развиты в работе В.Н.Былова /1976/. Все свойства сортов, подлежащие оцени-

нанию, разделяются на две сферы, - декоративную и хозяйственно-биологическую. Декоративные признаки оцениваются экспертами в баллах, хозяйственно-биологические - в абсолютных числах. Последние переводятся в баллы по специально разработанным шкалам. Баллы по всем декоративным и по всем хозяйственно-биологическим признакам складываются и по всем этим суммарным показателям проводится окончательная комплексная оценка.

Чрезвычайно перспективным направлением в развитии изучаемого вопроса является соединение эмпирического опыта, накопленного в процессе практической сортооценки, с методологическим и теоретическим аппаратом квалимет-рии. Термин квалиметрия означает сравнительно новую научную дисциплину, изучающую методологию и проблематику количественной оценки качества.

Квалиметрия располагает специфическим понятийным аппаратом. Теоретическая база квалиметрии наиболее полно изложена в монографии Азгальдова /1982/. Несомненно, квалиметрию можно рассматривать как самостоятельную науку, имеющую, однако, тесные связи со многими другими дисциплинами. Основные проблемы, стоящие перед квали-метрией декоративных растений, таковы:

1/ выбор признаков для группировки и оценки сортов и построение оценочной шкалы;

2/ сбор исходного материала и выбор принципов шкалирования по отдельным признакам;

Эти проблемы преломляются по-разному при оценке декоративных и хозяйственно-биологических достоинств сорта.

3/ Остро стоит также проблема ориентации в многообразии сортов, что обуславливает необходимость работы над их классификацией.

2.2.Выбор признаков для группировки и оценки сортов

Одна из основных проблем сортооценки, относящаяся как к декоративным, так и к хозяйственно-биологическим

сортоным свойствам, заключается н выборе признаков, необ ходимых для сравнения и отбора сортов.

Выбор признаков и настоящее время осуществляется преимущественно на основе опыта и интуиции специалистов. Однако, при решении этой проблемы в биологии и сельском хозяйстве, где об'екты изучения отличаются сложной системной организацией целесообразно также применение более точных, статистических методов, а именно анализ системы связей между признаками, характеризующими сорт.

В отечественной биологии весомый вклад в изучение системной организации животных был сделан П.В. Терен-тьевым /1959/, который разработал так называемый метод корреляционных плеяд.

В настоящей работе для проверки правильности исходною наборапризнаков, а также для выделения наиболее информативных признаков, изменчивость которых наиболее полно отражает изменчивость групп признаков в целом, были применены корреляционный и факторный анализы.

При построении общей оценочной шкалы встает вопрос об учете системного характера объекта изучения, имеющий особое значение при изучении сортов или других биологических объектов, качество которых правомерно трактовать как систему, а не как простую совокупность свойств. В настоящей работе системный характер качества отражен: при рассмотрении декоративных достоинств сортов - введением обобщающего показателя, общей эстетической оценки, а при рассмотрении хозяйственно-декоративных достоинств сортов - выявлением системы связей и выбором наиболее информативных признаков.

23. Сбор исходных данных о сортах.

При оценке хозяйственно-биологических признаков существует необходимость в переводе абсолютных показателей в относительные, балльные. Для этого необходимы шка-

лы, определяющие смысл каждого балла но признаку. Наибольшим теоретическим обоснованием отличаются параметрические сигмальные шкалы, исходящие из свойств нормального распределения. /Зайцев, 1984/.Именно такие шкалы были использованы в настоящей работе.

При сборе информации о декоративности сортов вполне оправдано применение экспертных методов. Для работы а комиссиях по оценке декоративных растений целесообразно подбирать соответствующий коллектив экспертов, оценки которых были бы наиболее адекватными. В связи с этим возникает необходимость в оценке самих экспертов. Для решения этой задачи нами был применен метод ранговой корреляции для установления меры сходства оценок, данных многими лицами.

2.4. Классификация сортов.

Ви многих разделах биологии следует отдать предпочтение классификациям, основанным на происхождении организмов. Однако, задачам квалиметрии декоративных растений в наибольшей степени, по нашему мнению, отвечает классификации, основанная на сходстве сортов по отдельным признакам. В информационно-поисковых системах может храниться необобщенная информация, не огрубленная целевой переработкой. Подбор же и классификация информации осуществляется целенаправленно, каждый раз в соответствии с конкретной специально сформулированной целью. Такого рода информационно-поисковые системы нашли широкое применение в сортоиспытании различных сельскохозяйственных культур В настоящей работе предлагается алгоритм оценки и отбора сортов цветочно-декоративных культур.

Работа выполнена на компьютере IBM PC/AT с помощью пакетов программ Statgraphics и DBASEIIIplus.

Глава З.КОЛИЧЕСТВЕННМЕ СОРТОВЫЕ ПРИЗНАКИ: ВЗАИМОСВЯЗИ И ИЗМЕРЕНИЯ.

3.1 Система связей колнчестсениых признаков.

Для изучения системы связей признаков были составлены 6 отдельных задач, различающихся по выборкам сортов. Наибольший интерес представляет расчет, выполненный по выборке,состоя щей из 120 сортов.

Прежде всего, отметим относительную автономность двух плеяд: общих размеров и цветка. К первой плеяде близка продолжительность цветения и соотношения Н1/Н2,Н1/А , ко второй -начало цветения, начало вегетации и неповреждаемость. Указанные плеяды связаны признаком "длина листа": последний имеет значимые коэффициенты корреляции с признаками обеих плеяд.

Прослеживаются корреляции волнового показателя окраски с высотой цветка (0.28) и с шириной листа (0.23), говорящие о соответствии мелких цветков и узких листьев более коротким длинам волн.

Корреляционная матрица раскрывает многочисленные связи неповреждаемости с другими признаками: с шириной листа (0.38), длиной листа (0.22)диаметром цветка (0.32) .высотой цветка (0.28), ориентацией цветка (-032), началом вегетации (-0.28), высотой растения (0.27), бульбоносностью (0.27) и продуктивностью (0.20). Наиболее устойчивы связи неповреждаемости с шириной листа и ранним сроком вегетации они проявлялись и в предыдущих матрицах. Эти признаки могут быть использованы селекционерами при предварительной диагностике неповреждаемости.

Факторный анализ позволяет об'ективно выделить основные группы признаков по общности их варьирова-ния.Каждому направлению варьрования ставится в соответ-стие условная ось, или гипотетическая характеристика - фактор. В целом семью рассматриваемыми нами факторами отражено 91.8% суммарной дисперсии признаков.

Согласно ротированной факторной матрице (табл.2) с первым фактором связаны признаки, которые при рассмотрении корреляционных колец были названы признаками »горой плеяды: ориентация цветка, диаметр цветка, высота цветка, начало веютации, неновреждаемость, ширина листа. Перечисленные факторные нагрузки позволяют вывести два абстрактных типовых сорта, имеющих полярные характерис-«ики но первому фактору. Низкий вес но первому фактору будет иметь сорт с вниз-направленными, мелкими,- а значит - чанмовидными, - цветками, узкими листьями, поздним сроком начала ве^тации и относительно низким уровнем неповреждаемости. К этому тину подходят исходные виды из секции Зшотаг^оп. Напротив, высоким весом но первому фактору будет обладать сорт с вверх - смотрящими крупными,- а значит чашевидными или широкочаше-иидными,- цветками,широкими листьями, ранним сроком начала венлации и высоким уровнем неповреждаемости. Ко второму тину подходят исходные сорта из секции РьеисЫь пит. Первый факюр может быть назван фактором цветка, а также можег быть интерпретирован в силу оговоренных выше причин как фактор происхождения.

Второй фактор имеет наиболее тесные связи с призна нами первой корреляционной плеяды, - высотой растения, длиной цветоножки, числом цветков, продуктивностью. Все эти признаки связаны со вторым фактором положительными коэффициентами корреляции. Существование такою фак гора указывает на иаранлелизм в направлении изменений линейных размеров у сортов лилии. Назовем ею фактором общих размеров.

Второй фактор отражает общебиологическую закономер кость, тогда как норный закономерность специфической изменчивости, свойственной комплексу "азиатские гибриды", поэтому первый фактор можег послужить ключом для естественной классификации сортои. Существующая садовая клас сификация подраздел не I азиатские гибриды на три группы и 'мнисимосш от ориешацин цветки но ошошеншо к оси

1 2

соцветия. Этот признак как раз и является одним из центральных во второй плеяде и имеет высокий по абсолютному значению коэффициент корреляции с первым фактором (-0.79). Так что существующая классификация построена на яркой фенотипической характеристике, отражающей происхождение сортов.

Третий фактор определяется близостью к двум признакам-соотношениям (Н1/Н2,Н1/А).Это фактор пропорций растения. Четвертая ось может быть названа фактором пропорций цветка, поскольку наибольшую нагрузку по этой оси имеет соотношение высоты и диаметра цветка.

Если первый фактор вскрывает различия предковых форм на уровне секций, то второй, третий и четвертый факторы выявляют различия между исходными видами. Действительно, виды рассматриваемых секций различаются между собой общими размерами, формой соцветия и формой цветка (форма отражена в настоящем расчете пропорциями). Отмеченная разница в значении фактора указывает на возможность использования факторного анализа для поиска и уточнения критериев внутриродовой систематики, что, впрочем, выходит за пределы настоящего исследования.

Пятый фактор имеет максимальные коэффициенты корреляции с признаками, связанными с вегетативным размножением, побегоносностью и бульбоносностью, что говорит о существовании общей для этих признаков физиологической основы. Назовем его фактором вегетативного размножения.

Шестой фактор определяется общностью с длиной и шириной листа. Это фактор листа, указывающий на относительно самостоятельное варьирование размеров последнего.

Седьмой фактор имеет отношение к биологии цветения,- назовем его фактором цветения. Он имеет две достаточно высокие факторные нагрузки, - со сроком начала цветения и с волновой характеристикой цвета лепестков. Седьмой фактор служит свидетельством относительно самостоятельного варьирования названных двух признаков, а также характера их соотношения: более ранним сортам соответ-

сгвуют длинноволновые окраски, красные, оранжевые, оранжево-желтые, а поздним - преимущественно коротковолновые, т.е. желтые и пурпурные.

Обобщая полученные результаты, отметим, что во всех исследованных корреляционных матрицах и в факторной матрице проявляется независимое варьирование двух групп признаков Одна группа связана с общими размерами растения, другая - с размерами цветка и листа. Эта закономерность характерна как для азиатских, так и для трубчатых гибридов. Сохранение одних и тех же центральных плеяд в выборках разных лет исследования и разного происхождения свидетельствуют о том, что основные связи в этих двух плеядах имеют генотипическую основу.Наше исследование проводится на уровне рода и сортовое разнообразие раскрывает, по существу дела, генетический потенциал исходных иидоп. Значит, но всей вероятности, филогенетическому становлению видового разнообразия рода лилия присущи, по крайней мере , две независимые линии варьирования.

Отметим и еще одну закономерность.Устойчивый характер соотношений между признаками плеяды цветка указывает на противопоставление двух фенотипов: мелкие иниз-смотрящие цветки, узкие листья, относительно низкая неповреждаемость и крупные вверх - смотрящие цветки, широкие листья, относительно высокий уровень неповреждаемости. Значит, указанные две фенотипические конституции имеют устойчивую генотипическую основу, которая не разрушается в процессе продолжительных межвидовых скрещиваний.

Наконец, рассмотрим практический аспект проблемы. Нам предстояло проверить информативную ценность ряда признаков. Очевидно, что выбираемые признаки должны, прежде всего, представлять центральные плеяды. Второе требование: относительно высокий уровень связи с другими признаками или с факторами. Такой показатель связанности, соответствующий последней строке факторной матрицы и рассчитанный как сумма квадратов факторных нагрузок

мо строке, предоставляет факторный анализ . Этим требованиям удовлетворяют из описательных признаков: ориентация цветка, окраска цветка, высота растения, диаметр цветка, время начала цветения,из оценочных признаков: продолжительность цветения, неповреждаемость, продуктивность, бульбоносность, число посадочных единиц или другой коэффициент размножения. Значения показателей сопряженности при этом могут служить ориентиром при установлении доли каждого признака в общей оценке. Возможный вариант оценочной шкалы по хозяйственно-биологическим признакам представлен в табл.3. Вес признака устанавливается за счет размера шкал по отдельным признакам и усилительных коэффициентов.

Таблица 2.

Ротированная факторная матрица

Признаки/Факторы Показатель сопри -

хенности признака с факторами

Т1 -0.45 -0. 17 0.24 -0. 04 -0. .13 -0. .12 0. .21 0. 36

Т2 -0.14 -0. 50 -0.15 -0. 28 0. 15 0. 15 0. ,47 0. 38

тз -0.06 0. 14 0.12 0. 03 0. 32 0. 15 0, .07 0. 17

н 0.12 0. 78 0.15 -0. 03 0. 25 0. 16 0, .06 0. 74

п 0.01 0. 56 0.53 -0. 12 0. 31 0. 04 -0. . 19 0. 74

ь -0.09 0. 73 0.03 -0. 02 0. .05 0. 07 -0, .04 0. 54

ь 0.53 -0. 06 -0.05 0. 64 0. .12 0. 17 -0. 13 0. 75

(1 0.79 -0. 01 -0.08 -0. 18 0. .02 0. 28 0. 05 0. 74

1 0.11 0. 32 0.15 -0. 03 0 .16 0 .60 -0 .09 0. .54

а 0.35 -0. .00 -0.04 0. 03 0 .17 0. 65 -0, .05 0. .58

V 0.42 0. .10 -0.09 0. 10 0 .26 0. гг 0 .09 0. .33

г -0.79 0. и -0.00 -0. 05 0 .11 0. 03 0. .17 0. 68

111/

112 -0.14 0. 02 0.80 -0. 05 -0. .10 0. 02 0 .01 0. 67

Н1/

А -0.09 0. .36 0.66 0. 10 0 .13 0. 06 0. .10 0. 62

Ы

<1 -0.13 -0. .05 -0.01 0. 84 0 .09 -0 .05 -с .17 о. .76

Р 0.11 0, .48 0.29 -0. 10 0 .58 0, ,03 -0 .15 0 .70

Ь 0.19 0 .09 0.03 -0.03 0 .46 0. .28 0 .05 0 .34

р 0.003 -0.02 -0.10 0.10 0.41 0.01 -0.04 0.19 с 0.31 0.03 -0.08 0.05 0.05 0.09 -0.42 0.20

Доля фактора в

суммарной дисперсии признаков

(%) 49.5 18.8 15.8 7.4 6.6 4.4 3.4%

32 Шкалирование количественных признаков.

Во втором параграфе третьей главы приведены сигмальные шкалы по выбранным признакам.

Глава 4. ЭКСПЕРТНАЯ ОЦЕНКА ДЕКОРАТИВНОСТИ СОРТОВ ЛИЛИИ

4.1 Выбор признаков для оценки декоративности.

В течение трех лет нами проводилась работа по выбору признаков, отражающих уровень декоративности сортов. В окончательном варианте был применен список, состоящий из следующих признаков: общая эстетическая оценка, общие пропорции растения, окраска цветка, форма цветка, форма соцветия, окраска стебля и листьев. Все эти признаки оценивались по десятибалльной шкале. Первый признак отражает общую гармонию растения, т.е. насколько органично сочетаются все его части. Пять последних признаков характеризуют частные сочетания цветов или размеров, иначе говоря, - частные проявления гармонии. Интегральная оцен-

ка рассчитана как округленное значение средней арифмеп«. ческой по всем 6 признакам. Необходимость введения обобщающей характеристики продиктовано тем,что гармонизи рующее начало может быть самым неожиданным. Напри мер, оно может заключаться в сочетании ярко-зеленой блес тищей листвы с чисто-желтыми без крапинок лепестками или в совпадении цвета крапинок и бутонов. Одной из основных задач квалиметрии является учет свойства цель ности.Качество характеризует " целостную, нерасчлененную определенность предметов и явлений" /Зак, 1%7/.Это в особой мере относится к оценке декоративности: ведь частные сочетания признаков всегда восходят к цельному облику растении.

С целью исследования связей между качественными признаками,отражающими декоративность, а также связей между последними и количественными признаками, была рассчитана корреляционная матрица в которую вошли и те и другие признаки. Согласно полученной матрице, качес-гаечные балльные показатели образуют самостоятельную плеяду, относительно независимую от всех других признаков. Ведущим признаком полученной плеяды является общая эстетическая оценка, имеющая наиболее высокие ннутринлеядные коэффициенты. Видимо, человеческое сознание обладает гончайшим механизмом по интеграции частей растения и цельный образ и но |>егистрации меры красоты и уродства. Информативная цепшкль общей эстетической оценки не ниже информаишной ценности суммарной оценки, полому предлагаем использовать для оценки декоративности признаки, перечисленные и гайл.З , я при проведении предварительной экспертизы и экспресс экспертизы общую эстетическую оценку.

Оценочная шкала.

Таблица 3

Признак Размер исходной Усилительный Доля в общей шкалы по признаку коэффициент оценке (%)

Хозяйственно-биологические признаки

продуктивность 5 2 10

цветения

продолжительность 5 1 5

цветения

нсповревдаемость 5 3 15

коэффициент 5 2 10

размножения

Признаки, отражающие 1 декоративность

общая эстетическая 10 2 20

оценка

окраска цветка 10 1 10

форма цветка 10 1 10

форма соцветия 10 1 10

окраска и форма 5 1 5

стебля и листвы

общие пропорции 5 1 5

растения

Всего юох

42 Экспертные комиссии по оценке декоративности растений.

Принцип оценки эстетических свойств предметов экспертными комиссиями основан на допущении об об'ективном существовании красоты. В настоящей работе была поставлена цель исследовать меру расхождения позиций отдельных лиц в отношении декоративности растений: судит ли каждый суб'ективно или же все суждения тяготеют к некому единому и, по всей вероятности, истинному суждению.

Для определения меры сходства оценок были рассчитаны 2 матрицы парных ранговых корреляций:по интегральным и по общеэстетическим оценкам. В целом, степень совпадения оценок по второй матрице заметно выше, чем по

первой. По всей вероятности, суммарная оценка вскрывает аналитические теоретические установки эксперта, тогда как общая эстетическая оценка отражает более непосредственное эмоциональное отношение эксперта к сорту. При этом, несмотря даже на то, что эмоциональные оценки преломляются через призму характеров, пкусов, настроений оценивающих лиц и очень различны, - у большинства людей существует несомненная общая основа в восприятии декоративности.

В квалнметрии принято составлять экспертные комиссии мз лиц, которые дают оценки, имеющие наибольшее число значимых положительных коэффициентов корреляции с оценками других лиц. Это наиболее объективные люди, которым можно доверить быть выразителями общего мнения. Этот способ подбора членов экспертной комиссии применим и в настоящем случае: по-видимому, оценки выбранных таким образом лиц будут приближаться к отражению объективно существующей гармонии. При подборе комиссии предпочтительней использовать общую эстетическую оценку.

43 Шкагшровачие характеристик декоративности.

В настоящем параграфе приведены составленные автором описательные шкалы по 3 признакам: по цвету лепестков (табл.4), по форме околоцветника и соцветия.

Название Соответствие картам Название пигмента Условные

Таблица 4.

Группы сортов по цвету лепестков

группы стандартной цветовой езсалы

обозначения

Желтые

1-23

Золотисто-нелтый прочный, кадмий яелтый средний,

У

желтый светопрочный, кадмий лимонный

Оранжевые

24-32

Оранжевый прочный, О

кадмий оранжевый Алый, кадмий красный, К краплак красный Розовый хинокридононый, Р кадмий пурпурный, фиолетовый хинокрн домовый

Красные

33-53

Розовые и пурпурные

54-74, 183-187

Белые и кремовые

Автором показано, что оценочные шкалы но признакам, характеризующим декоративность, не могут совпадать с описательными шкалами по тем же признакам. Хозяйственно-биологические признаки оцениваются по число вым первичным шкалам. Идеальное решение вопроса об оценке декоративных признаков - введение аналогичных первичных шкал. Но шкалы для оценки декоративных признаков должны быть не числовыми, а смысловыми, семантическими. За ось семантической шкалы можно принять градации какого-нибудь одного ведущего качества, например, законченности формы цветка.Ниже приведена 1 такого рода шкала.

За ось шкалы по окраске цветка была принята гармоничность окраски,

- Баллами 1,2,3,4 эксперты, как правило, не пользуются.

- Баллы 5,6 отражают 1усклые, как бы линялые цвета, малогармоничные цветовые сочетания.

- Баллы 7,8 - чистые цвета, гармоничные сочетания основного тона с дополнительным тоном или контрастным рисунком.

- Баллы 9,10 даются сортам, которые являются своего рода шедеврами но изучаемому признаку. Эти баллы, как правило, получают сорта с белыми цветками, с цветками без крапинок или с цветками, имеющими особенно изысканные цветовые сочетания.

Необходимо отмстить, что цветок, имеющий совершен-

ную окраску не будет по достоинству оценен человеческим сознанием, если не будет органично сочетаться со всеми другими частями растения.

Глава 5. ГРУППИРОВКА И ЦЕЛЕВОЙ ОТБОР СОРТОВ

5.1.Факторный анализ как инструмент группировки сортов.

Вторая часть факторного анализа предоставляет возможность классифицировать изучаемые об'екты. Такого рода классификационная задача была рассчитана по шестой выборке с привлечением 11 признаков , в том числе признаков-индикаторов основных из полученных ранее плеяд.

Ротированная факторная матрица свидетельствует о выделении четырех факторов, отражающих 91.1% суммарной дисперсии признаков. Признаком-индикатором первого фактора является суммарный показатель декоративности. Высокие коэффициенты корреляции с этим фактором имеют таг же общая эстетическая оценка и окраска цветка. Это фактор декоративности.Из количественных характеристик значительную нагрузку по первому фактору имеет неповреждаемость. Необходимо отметить, что неповреждаемость, по существу дела, наиболее безусловный из всех рассмотренных ранее хозяйственно-биологических признаков. Первый фактор отражает около 50% суммарной дисперсии признаков,следовательно уровень декоративности - чрезвычайно важная линия варьирования для изучаемой совокупности сортов. В силу названных выше причин, первый фактор можно рассматривать как ось качества сортов.

Второй фактор имеет максимальные коэффициенты корреляции с диаметром и ориентацией цветка. По существу дела, это фактор цветка, уже рассмотренный нами ранее. Третий фактор, определяемый общностью с высотой растения и продуктивностью цветения, совпадает с описанным ранее фактором общих размеров. Четвертый фактор, имею-

щий наиболее высокие коэффициенты корреляции с началом цветения и ориентацией цветка близок к фактору цветения.

Наибольший интерес для нашего исследования представляет первый фактор, являющийся своеобразной осью качества, и второй фактор, отражающий специфические особенности варьирования количественных признаков в изучаемом комплексе сортов. Распределение 120 сортов в плоскости этих двух факторов выявляет границу разделения всех об'ектов наблюдения по первому фактору на две группы, так что представляется логичным использовать эту границу для размежевания сортов на менее и более качественные. Возможно, область этого разделения является естественным порогом качества.Интересно отметить, что этому порогу соответствует избранный нами ранее как эталонный - сорт 'Connecticut King' , а также близкий к последнему по происхождению сорт 'Hornback's Gold'.

К группе, имеющей повышенное качество, относятся в общей сложности 61 сорт. Это сорта как зарубежные, так и отечественные, преимущественно поздних лет селекции (1970-ые, 19&~-ые годы). Самые высокие показатели по первому фактору (выше 1.5 ед.) имеют сорта, тяготеющие к правой части распределения: 'Willowwood', 'Diplomat', 'Bianka', 'Beige Beauty', 'Morning Mist', 'Sterling Star', 'Colleen', 'Amalija', 'Вишенка', 'Ласточка'.

5.2. Алгоритм группировки и отбора сортов

Предложенный выше способ определения уровня качества не снимает вопроса о поиске сортов по разным признакам в зависимости от запросов пользователя. Это требование может быть выполнено, если использовать систему кодирования информации. Код должен быть, во-первых, универсальным, единым для всех сортов, в противном случае невозможно корректно провести перегруппировку. Во-вторых, соответствующим реальной изменчивости в изу-

чаемой совокупности сортов. В-третьих, в силу тою, что код будет выполнять функции иероглифа, отражающего сущность сорта, - в меру лаконичным, простым для чтения и запоминания. Для обеспечения многократной перегруппировки коды следует записать на карточках, перфокартах или занести в память ЭВМ.

Автором был разработан такой код для азиатских сортов лилии на основе признаков, выделенных в предыдущем исследовании. Закодированные данные о сорте записаны в строгом порядке так, чтобы каждой смысловой позиции соответствовал бы определенный род информации. Первые пять позиций занимают название сорта, фамилия оригина-тора, год регистрации сорта, группа сорта по садовой классификации и, наконец, литературный источник, из которого почерпнуты эти сведения. Шестая позиция отражает цвет горловины, или преобладающий цвет нижней половины лепестка. Она заполняется только в том случае, если цвет горловины контрастный по отношению к верхней половине лепестка; В седьмой позиции указывается преобладающий цвет верхней половины лепестка, именно по ней проводится группировка сортов по окраске. В восьмой позиции в скобках приводится информация о рисунке в основании лепестка.. В девятой позиции указывается группа сорта по времени начала цветения, в десятой группа по высоте растения, в одиннадцатой - по диаметру цветка. Полностью код сорта выглядит так: August Gold Craig 1983 S3,5 В-С /Y(s) L 3 2

Полученная база данных позволяет легко отыскать все сорта с заданным набором признаков, например, - ранние низкие сорта с розовыми цветками: этому набору признаков будут соответствовать сорта 'Amalija' , 'Carol Jean'. Комплексная оценка предполагает два основные звена: группировку и собственно оценку. Группировка дает возможность разделить сорта по признаку на несколько категорий и при необходимости выбрать нужную категорию. Оценка же позволяет ранжировать сорта по признаку от худших к лучшим

и сравнивать сорта по одному и по нескольким (по сумме баллов) признакам. Для проведения сравнительной оценки необходимо заполнить другую классификационную таблицу, состоящую из балльных оценок сортов. Набор оценочных признаков и их доля в общей оценке (табл.3) были установлены на основе изложенных в предыдущих главах исследований. Обе таблицы должны работать как единая система.

Алгоритм группировки на основе баз данных позволяет пользователю самому задавать критерии отбора сортов, т.е. проводить комплексную оценку с целевой направленностью. Значение такого метода возрастает, если он используется с помощью ЭВМ.

Заключение

Настоящая работа представляет собой первый опыт решения проблем оценки сортов декоративных растений ква-лиметрическими методами.Нами были предложены и опробованы методы, позволяющие обосновать выбор, во-первых, оценочных сортовых признаков, во-вторых, лиц для работы в экспертных комиссиях. Предложен принцип систематизации информации применительно к нуждам сортооценки. В процессе работы мы пришли к убеждению, что качество сорта определяют не столько отдельные высокие показатели, сколько наилучшее соотношение разных признаков.

Представляется, что квалиметрия декоративных растений весьма перспективное направление для дальнейших исследований в области декоративного цветоводства. Квалиметрия декоративных растений может быть развита в двух направлениях: путем усовершенствования теоретической и практической базы и за счет приложения ее методов к другим культурам декоративных растений. Целесообразно более глубокое освоение аппарата теоретической квалиметрии и достижений разных отраслей прикладной квалиметрии, а также изучение под углом зрения квалиметрической проблематики и приложения возможностей многих научных дисцип-

лип: теоретической биологии, эстетики, математической статистики, теории систем, информатики, типологии.

Особенно важными на данном этапе развития квалимет-рии-декоративных растений мы считаем две задачи. Первая - поиск системных показателей, отражающих качество сорта как единое целое. Вторая - отработка экспресс-методик оценки, что связано с быстрыми изменениями ассортимента.

Верификация методов квалиметрии на примере разных культур декоративных растений даст, во-первых, более надежное основание тем общим выводам, которые сделаны в предлагаемой диссертации. Во-вторых, предоставит исследователю возможность рассмотреть несколько сравнимых вариантов оценочных систем, что послужит к усовершенствованию последних.

Выводы:

1.Становлению видового разнообразия рода лилия присущи, по крайней мере, две независимые линии варьирования признаков: первая - размеров цветка и листа, вторая -общих размеров растения.

2. Связи между признаками высота растениядлина цветоножки, число цветков, продуктивность, длина листа, а также признаками диаметр цветка, высота цветка, длина листа, ширина листа, неповреждаемость, начало вегетации имеют генотипическую основу.

3. Факторный анализ соотношения количественных сортовых признаков указывают на то, что первый фактор, фактор цветка, выявляет особенности сортов, связанные с различиями предковых форм на уровне секций, а три последующие фактора: общих размеров, пропорций растения и пропорций цветка отражают различия более низкого таксономического уровня - между исходными видами.

4Анализ соотношения количественных сортовых признаков и признаков, отражающих декоративность сортов лилии, показывает, что последняя группа признаков образует

обособленную ось варьирования, к которой из количественных характеристик в наибольшей степени близка неповреждаемость.

5.Проведенные исследования подтверждают соответствие общепринятой садовой классификации азиатских гибридов изменчивости в этом сортовом комплексе: классификация основана на признаке "ориентация цветка", близком к основной линии варьирования этих сортов,к фактору цветка.

6. Для предварительной диагностики неповреждаемости могут быть использованы тесно связанные с последней характеристики: широкие листья и ранний срок начала вегетации.

7. Декоративность сорта не может быть оценена по элементарным количественным признакам, а только по прнзна-кам-соотношениям.

8. Согласно полученным данным информативная ценность оценки по общему впечатлению, или общей эстетической оценки не ниже информативной ценности интегральной оценки, об'единяющей несколько отдельных показателей, поэтому правомерно использовать первую вместо последней или, по крайней мере, необходимо включать общую эстетическую оценку в число признаков, характеризующих декоративные достоинства сортов.

9.Корреляционный анализ данных опроса свидетельствует об общности восприятия разными лицами декоративности растений, что. говорит о правомерности проведения экспертных оценок сортов.

Практнческиерскомендации

1.Для выявления соотносительной информативной ценности признаков по разным культурам декоративных растений целесобразно рассматривать соотношение признаков методами корреляционного и факторного анализов.

2Для кратких описаний азиатских сортов могут быть рекомендованы признаки: ориентация цветха, окраска цвет-

ка, высота растения, время начало цветения. Для оценки хозяйственно-биологического достоинства сортов - признаки: продуктивность цветения, неповреждаемость, продолжительность цветения, один из коэффициентов размножения (соответствующий способу размножения, применяемому в конкретном хозяйстве). Для оценки декоративности сортов -признаки: общая эстетическая оценка, общие пропорции растения, окраска цветка, форма соцветия, форма цветка, окраска и форма стебля и листьев.

3.При описании азиатских сортов рекомендуем использовать принцип классификации форм соцветий по числу ярусов цветоножек, принцип классификации форм околоцветников по ориентации лепестков по отношению к оси цветоножки . При работе с количественными характеристиками азиатских сортов предлагаем использовать сигмапьные шкалы, при работе с признаками, отражающими декоративность, - семантические шкалы.Все названные шкалы приведены в диссертации.

4.Для проведения группировки и сравнительной оценки сортов может быть использована классификационная таблица, значение которой возрастает при использовании ее с помощью ЭВМ. Предложенный алгоритм отбора сортов особенно ценен тем, что предоставляет пользователю возможность изменять критерии выбора сортов в соответствии с поставленной целью.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1.0рленко МЛ. Применение факторного анализа при изучении экотипической изменчивости будры нлющевидной //Бюлл. Гл.бот.сада 1989. - Вып. 153. - С.35-40.

2.3айцева E.H., Железняк Ф.М., Орленко МЛ. Статистический анализ многолетних наблюдений по началу цветения сортов лилии // Бюлл.Гл. бот. сада.- 1991.-Вып.163.

З.Орленко МЛ. Лилии в Вашем саду //Русский Вестник. - 1991. -7 июня.