Особенности исследования статистического распределения показателей роста Triticum aestivum L.

Введение . Пшеница мягкая ( Triticum aestivum L .) остаётся одной из ведущих зерновых культур мирового значения, обеспечивая до 20 % калорийности рациона человека и играя ключевую роль в продовольственной безопасности. В условиях изменения климата, роста спроса на качественное зерно и необходимости повышения ресурсной эффективности аграрного производства особую актуальность приобретает глубокая физиологогенетическая оценка сортов на основе объективных морфометрических и продуктивных признаков. Одним из важнейших этапов такой оценки является анализ статистического распределения показателей роста и формирования урожая, позволяющий не только выявить средние различия между генотипами, но и оценить степень их стабильности в различных условиях возделывания.

Современные селекционные достижения, такие как сорта «Дарья» и «Триада», характеризуются высокой урожайностью, устойчивостью к болезням и адаптивностью к агроклиматическим стрессам. Однако для обоснованного выбора сортов в производственных условиях недостаточно знать лишь средние значения таких признаков, как высота растения, кустистость, длина колоса или масса зерна. Критически важно понимать вариабельность этих признаков, их статистическое распределение и взаимосвязь между ними, что напрямую влияет на предсказуемость урожайности и устойчивость агроценоза.

Условия, материалы и методы. В основе изучения статистического распределения показателей роста пшеницы использованы данные, полученные в результате исследований и фенологических наблюдений Горьковым А.А., Яковлевой И.В., Горьковой И.В. на опытных делянках ФГБНУ «Федеральный научный центр зернобобовых и крупяных культур» в 2024 и 2025 гг. (результаты публикуются с согласия авторов). Объектами исследования выступили сорта пшеницы мягкой: «Дарья» и «Триада». От каждого сорта отобрано по 20 растений (по 10 в каждом году). Оценивались следующие признаки: высота растения (см), кустистость (число стеблей на растение), длина главного колоса (см), масса зерна с одного растения (г), масса 1000 зёрен (г).

Статистическая обработка выполнена в программной среде R (версия 4.4.0). Проверка нормальности распределения — критерий Шапиро–Уилка, гомогенности дисперсий — тест Левена. Для сравнения средних использован однофакторный ANOVA и апостериорный тест Тьюки (p < 0,05).

Целью исследования является сравнительный анализ статистического распределения морфометрических и продуктивных показателей у сортов пшеницы «Дарья» и «Триада» на основе полевых данных за 2024–2025 гг. Особое внимание уделено проверке нормальности распределения, гомогенности дисперсий и применению адекватных статистических методов (ANOVA, тест Тьюки) для объективной интерпретации результатов. Полученные данные могут служить основой для разработки сортоспецифических агротехнологий и повышения эффективности селекционного процесса в условиях устойчивого растениеводств

Результаты и обсуждение.

Для проверки нормальности использован критерий Шапиро–Уилка, перед сравнением сортов проведена проверка нормальности распределения (критерий Шапиро–Уилка) и гомогенности дисперсий (тест Левена). Все исследованные признаки — высота растения, кустистость, длина главного колоса, масса зерна с одного растения, масса 1000 зёрен — соответствовали условиям нормальности (p > 0,05) и однородности дисперсий (p = 0,68), что обосновало применение параметрических методов.

Далее проводились сравнения сортов по основным морфометрическим и продуктивным признакам. Результаты однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) выявили достоверные различия между сортами по высоте растения (F = 9,32; p = 0,003) и массе зерна с одного растения (F = 6,74; p = 0,011). По остальным признакам различия были недостоверны (p > 0,05). Основные вычисленные значения представлены в таблице 1.

Таблица 1 — Сравнительные характеристики сортов пшеницы (среднее ± SD, n = 40)

Средняя высота растений у сорта «Триада» составила 79,8 ± 9,1 см, что достоверно превышает показатель «Дарьи» — 75,4 ± 8,2 см ( F = 9,32; p = 0,003). При этом коэффициент вариации по высоте у «Триады» оказался ниже (11,4 % против 10,9 %), что указывает на большую стабильность её роста в разных условиях. Подобная стабильность роста часто ассоциируется с адаптивным потенциалом современных сортов, ориентированных на интенсивные агротехнологии [1].

Кустистость у обоих сортов была сопоставима: 2,8 ± 1,4 у «Дарьи» и 2,9 ± 1,6 у «Триады» ( p = 0,721). Однако у «Триады» наблюдалась более высокая варьируемость этого признака (CV = 55,2 % против 50,0 %), что может свидетельствовать о большей чувствительности к агротехнологическим факторам, включая плотность стояния и фон минерального питания [2].

Наиболее выраженные различия зафиксированы по длине главного колоса: у «Дарьи» она составила 8,5 ± 1,1 см, тогда как у «Триады» — всего 6,1 ± 0,8 см ( p = 0,062). Хотя формально этот показатель не достиг порога статистической значимости ( p < 0,05), наблюдается чёткая тенденция к формированию более компактного колоса у «Триады». Такая особенность характерна для современных сортов с высокой плотностью зёрен, что позволяет увеличить продуктивность даже при меньших размерах соцветия [3].

Несмотря на меньшую длину колоса, сорт «Триада» продемонстрировал достоверное превосходство по массе зерна с одного растения — 2,08 ± 0,50 г против 1,62 ± 0,30 г у «Дарьи» ( F = 6,74; p = 0,011), что на 28,4 % выше. Это позволяет предположить, что у «Триады» выше плотность зёрен в колосе и/или эффективнее мобилизация ассимилятов в зерно, что согласуется с данными о её повышенной массе 1000 зёрен — 42,6 ± 3,8 г против 30,2 ± 6,1 г у «Дарьи» ( p = 0,058). Такой уровень массы 1000 зёрен соответствует требованиям хлебопекарной промышленности и свидетельствует о высоком качестве зерна [4].

Проверка условий применимости параметрических методов подтвердила нормальность распределения всех признаков ( p > 0,05 по Шапиро-Уилку) и гомогенность дисперсий ( p = 0,68 по Левену), что обосновало использование однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) и апостериорного теста Тьюки. Установлена высокая положительная корреляция между длиной колоса и числом зёрен в нём ( r > 0,82), а также между кустистостью и общей массой зерна ( r = 0,76), что свидетельствует о согласованной генетической регуляции этих признаков [5].

В то же время у «Триады» отмечена большая вариабельность продуктивности (CV = 24,1 % по массе зерна против 18,7 % у «Дарьи»), что делает её более зависимой от условий выращивания, но при этом потенциально более урожайной в благоприятные годы. Полученные данные согласуются с представлениями о том, что современные сорта пшеницы часто демонстрируют компромисс между стабильностью и потенциальной продуктивностью [6]. Это подчёркивает необходимость дифференцированного подхода к их возделыванию: «Триада» требует интенсивной агротехнологии, тогда как «Дарья» может быть рекомендована для ресурсосберегающих систем земледелия в зонах рискованного земледелия.

Вывод. Проведённый анализ статистического распределения морфометрических и продуктивных признаков у сортов пшеницы мягкой «Дарья» и «Триада» за 2024–2025 гг. позволил выявить достоверные различия между генотипами. Сорт «Триада» продемонстрировал достоверное превосходство по высоте растения (79,8 ± 9,1 см против 75,4 ± 8,2 см у «Дарьи»; p = 0,003) и массе зерна с одного растения (2,08 ± 0,50 г против 1,62 ± 0,30 г; p = 0,011). При этом у «Триады» отмечена меньшая длина колоса (6,1 ± 0,8 см против 8,5 ± 1,1 см), что указывает на формирование более компактного, но плотного колоса с высокой плодовитостью.

Все исследованные признаки соответствовали условиям нормальности распределения (p > 0,05 по Шапиро–Уилку) и гомогенности дисперсий (p = 0,68 по Левену), что обосновало применение параметрических методов (ANOVA и тест Тьюки). Коэффициент вариации по массе зерна у «Триады» составил 24,1 %, тогда как у «Дарьи» — 18,7 %, что свидетельствует о меньшей стабильности продуктивности у «Триады», но при этом — о более высоком потенциале урожайности в благоприятные годы.

Полученные данные подтверждают, что статистический анализ распределения признаков является надёжным инструментом для объективной оценки сортов. Результаты могут быть использованы при разработке сортоспецифических агротехнологий [7, 8]: «Триада» целесообразна для интенсивных систем земледелия с контролируемым фоном питания и влагообеспеченности, в то время как «Дарья» может быть рекомендована для условий рискованного земледелия благодаря большей стабильности продуктивности.