3. WYNIKI BADAŃ I DYSKUSJA
3.5. Prognozowanie plonu cukru technologicznego 1. Wyodrębnianie czynników głównych
3.5.2. Wyznaczanie zbiorów o zbliżonych wielkościach plonu cukru technologicznego
Tabela 46. Wartości czynników głównych oraz plony technologiczne cukru dla wy-odrębnionych skupień
Table 46. Values of principal components and white sugar yields for separated clusters
Czynniki główne Principal components Nr
sku-pienia No. of clusters
Udział Share
% I II III IV V VI
Plon cukru Sugar yield Z 1
1 44,4 -0,34 0,58 -0,32 -- -- -- 7,94 2 24,5 -0,06 -1,42 -0,07 -- -- -- 9,13
3 31,0 0,54 0,29 0,51 -- -- -- 10,75
Z 2
1 32,8 -1,27 -0,01 0,19 0,11 0,18 0,02 8,76 2 45,3 0,75 -0,07 0,53 0,03 -0,04 0,00 8,93 3 21,9 0,35 0,15 -1,37 -0,23 -0,18 -0,04 9,58
Z 3
1 35,7 0,82 0,62 0,03 0,04 -0,07 0,01 8,39 2 32,5 0,06 -1,25 -0,16 0,02 0,27 -0,06 9,14 3 31,8 -0,98 0,59 0,13 -0,06 -0,19 0,05 9,62
Z 4
1 20,9 -0,40 -1,08 -0,12 -- -- -- 7,13 2 24,4 -0,77 0,27 -0,63 -- -- -- 8,46 3 20,3 1,23 -0,46 -0,19 -- -- -- 9,03 4 22,8 -0,31 0,27 1,08 -- -- -- 10,48 5 11,6 0,80 1,66 -0,25 -- -- -- 10,58
Posługując się zestawem Z1 wyodrębniono trzy skupienia plonów cukru buraka.
Czynnik I i II pozwalał na wyróżnienie skupienia 3 o największych plonach cukru.
0 2 4 6 8 10 12 14
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
Czynnik I, Factor I
Plon cukru, Sugar yield Mg ha-1
Skupienie 1 Skupienie 2 skupienie 3
0 2 4 6 8 10 12 14
-3 -2 -1 0 1 2
Czynnik II, Factor II
Plon cukru, Sugar yield Mg ha-1
Skupienie 1 Skupienie 2 skupienie 3
0 2 4 6 8 10 12 14
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
Czynnik III, Factor III
Plon cukru, Sugar yield Mg ha-1
Skupienie 1 Skupienie 2 skupienie 3 a)
c)
b)
Rys. 21. Rozkład skupień względem plonu cukru technologicznego i czynników związanych z zestawem Z1: a) czynnik I, b) czynnik II, c) czynnik III Fig. 21. Distribution of clusters according to white sugar yield and Z1 group: a)
factor I, b) factor II, c) factor III
Wysoki poziom plonowania w tym skupieniu był proporcjonalnie związany z największymi wartościami czynnika I (cz.spł., Corg, kationy wymienne) oraz czyn-nika II (Nmin). Najliczniejsze było skupienie 1, dla którego otrzymano najmniejsze
plony cukru. Maksymalna różnica w przeciętnym plonie cukru między skrajnymi skupieniami wynosiła 35,4% (tab.46). Obydwa czynniki nie pozwalały jednak na jednoznaczne rozdzielenie skupień o najmniejszych i największych plonach cukru.
0 2 4 6 8 10 12 14
-3 -2 -1 0 1 2
Czynnik I, Factor I
Plon cukru, Sugar yield Mg ha-1
Skupienie 1 Skupienie 2 Skupienie 3 a)
0 2 4 6 8 10 12 14
-3 -2 -1 0 1 2
Czynnik III, Factor III
Plon cukru, Sugar yield Mg ha-1
Skupienie 1 Skupienie 2 Skupienie 3 b)
Rys. 22. Rozkład skupień względem plonu cukru technologicznego i czynników związanych z zestawem Z2: a) czynnik I, b) czynnik II
Fig. 22. Distribution of clusters according to white sugar yield and Z2 group:
a) factor I, b) factor II
Z kolei czynnik II wyraźnie rozdzielał dwa skupienia, o małych (1) i średnich plonach (2). Pomimo to, największy plon cukru stwierdzono w skupieniu 3. Zebra-ne w nim gleby charakteryzowały się odczyZebra-nem lekko kwaśnym (pH 6,2). W
sku-pieniu 2 spadek plonowania buraka wiązał się ze wzrostem kwasowości gleby.
Uregulowany odczyn gleb był jednak cechą drugorzędna w kształtowaniu plonu buraka, o czym świadczy przesunięcie skupienia 1 w kierunku większych wartości czynnika II (rys.21).
Analiza skupień w oparciu o drugi zestaw danych (Z2) umożliwiła wyznacze-nie rówwyznacze-nież trzech skupień. Jednak w porównaniu do pierwszego zestawu różnice między przeciętnymi wartościami plonów cukru były mniejsze i wynosiły maksy-malnie 9,4% (tab.46).
Czynnik I, reprezentujący przede wszystkim zawartość potasu w fazie BBCH16, umożliwił wyróżnienie skupienia 3 o największych plonach cukru. Nie-wiele mniejszy plon otrzymano dla skupienia 2, w którym zebrane obiekty wyróż-niały się największą przeciętną zawartością potasu. Pod względem zawartości po-tasu, skupienie to było wyraźnie oddalone od skupienia 1. Jednocześnie skupienie 2 różniło się od skupienia 3 i 1 mniejszą zawartością sodu w roślinach (rys.22).
Dla wskaźników Z3 uzyskano również trzy skupienia. Jednak w porównaniu do poprzedniego zestawu, czynniki związane z wartościami Vx bardziej różnicowa-ły plon cukru technologicznego (tab.46). Różnica w plonie cukru między skupie-niem 1 a 3 wynosiła 14,4%. Żaden z czynników nie oddalał w wyraźny sposób uzyskanych skupień (rys.23).
W odróżnieniu od zestawu Z2, największą rolę odgrywał czynnik związany z zawartością sodu, a dokładnie relacją tego pierwiastka z innymi (VNa). Największy plon uzyskano dla skupienia 3. Grupa ta skupiała punkty pomiarowe, w których zanotowano największą przeciętną zawartość sodu, a jednocześnie umiarkowaną zawartość potasu (rys.23). Jak wykazano w badaniach, duża zawartość sodu, a ma-ła potasu także ujemnie wpływama-ła na plon cukru. Skupienia o najmniejszych i naj-większych plonach cukru charakteryzowały się zbliżonymi wartościami VK. Jednak skupienie 1 obejmowało rośliny o najmniejszej wartości VNa (zawartości sodu).
W odniesieniu do „czystych zawartości” interesujące jest to, że nie tyle stosunek K/Na układał się proporcjonalnie do wyodrębnionych skupień, co suma równo-ważników obu składników (tab.47).
Tabela 47. Zawartość sodu i potasu w zależności od skupienia Table 47. Sodium and potassium content in relation to cluster
Parametry, Parameters
Na K K/Na ∑KNa VNa VK
Skupienie
Cluster Plon cukru, Sugar yield
g kg-1 g kg-1 eq kg-1
1 Mały, Low 9,3 50,1 5,4 1,66 -1,23 1,15 2 Średni, Medium 7,3 66,3 9,1 1,97 -0,94 0,77 3 Duży, High 15,2 60,8 4,0 2,18 -0,60 1,04
Dla zestawu wskaźników (Z4) związanych z nagromadzeniem składników w liściach i korzeniach buraka w fazie BBCH49 wyodrębniono pięć skupień. Rozkład skupień względem czynników oraz plonu technologicznego cukru zamieszczono na
rys.24, a ich wartości oraz przyporządkowane im plony cukru w tabeli 46. Maksy-malna różnica w plonie cukru między skupieniami wynosiła 48,4%. Dwa pierwsze czynniki wyraźnie rozdzielały skupienia 1 i 4. Z kolei czynnik 3 najbardziej odda-lał od siebie obiekty 1 i 5. Najbardziej liniowy charakter zależności stwierdzono między plonem cukru i czynnikiem II, reprezentującym nagromadzenie sodu, pota-su oraz azotu w korzeniach buraka. Wpływ nagromadzenia wapnia w roślinach był najmniej jednoznaczny w kształtowaniu plonów cukru (rys.24).
2 4 6 8 10 12 14
-3 -2 -1 0 1 2 3
Czynnik I, Factor I
Plon cukru, Sugar yield Mg ha-1
Skupienie 1 Skupienie 2 Skupienie 3
0 2 4 6 8 10 12 14
-3 -2 -1 1 2 3
Czynnik II, Factor II
Plon cukru, Sugar yield Mg ha-1
Skupienie 1 Skupienie 2 Skupienie 3 a)
b)
Rys. 23. Rozkład skupień względem plonu cukru technologicznego i czynników związanych z zestawem Z3: a) czynnik I, b) czynnik II
Fig. 23. Distribution of clusters according to white sugar yield and Z3 group:
a) factor I, b) factor II
2
Plon cukru, Sugar yield Mg ha-1
skupienie 1
Plon cukru, Sugar yield Mg ha-1
skupienie 1
Czynnik III, Factor III
Plon cukru, Sugar yield Mg ha-1
skupienie 1
Rys. 24. Rozkład skupień względem plonu cukru technologicznego i czynników związanych z zestawem Z4: a) czynnik I, b) czynnik II , c) czynnik III Fig. 24. Distribution of clusters according to white sugar yield and Z4 group:
a) factor I, b) factor II, c) factor III
W celu oceny współzależności miedzy badanymi wskaźnikami a plonem technolo-gicznym cukru przeprowadzono dodatkowo grupowanie obiektów metoda hierar-chiczną według Warda (rys.25). Do analizy wybrano zmienne związane z właści-wościami gleby oraz zawartością składników. Plon technologiczny cukru został
zaklasyfikowany w skupieniu obejmującym takie cechy jak zawartość sodu w li-ściach wskaźnikowych w fazie BBCH43 oraz zawartość potasu wymiennego. W porównaniu do poprzedniej procedury wyodrębniania czynników głównych i sku-pień, metoda Warda w większym stopniu podkreśla podobieństwo zawartości pota-su w glebie do zmienności plonu technologicznego cukru. Rola sodu w liściach w fazie BBCH43 wynikała z regulacji gospodarki wodnej w fazie krytycznej. Warto zwrócić uwagę, że drugie skupienie przy odległości wiązania około 30 obejmowało także zawartość sodu w fazie BBBCH16, a także azotu w ogonkach 5 liścia (rys.25).
Ryc. 25. Analiza skupień wg metody Warda (plon cukru)
Fig. 25. Clusters analysis according to Ward method (sugar yield)
4. PODSUMOWANIE
4.1 Wybór i kalibracja testu zawartości przyswajalnego sodu w glebie