Застосування теорії експерименту ч. Хікса в екологічних дослідженнях

У вітчизняній літературі практично відсутня інформація про біологічні досліди, виконані за методами теорії експерименту. Як відомо, теорія експерименту дає можливість зменшити об’єм експерименту і повніше використати об’єм інформації, одержаної при експерименті. 
       Нами представлена оригінальна методика оцінки впливу екологічних факторів на прирости кількісних і якісних морфометричних параметрів рослин в культурі in vitro. Для обчислень використані комп’ютерні програми обробки даних повних 1-і 2- факторних експериментів, складені нами на мові програмування Delphi. Дисперсійний аналіз виконано за методом, викладеним у роботах  Ч. Хікса, який  базується на ортогональних поліномах П.Л. Чебишева.
       Алгоритм методики включає 5 послідовних етапів.
       На першому етапі результати приростів морфометричних параметрів (різниця між вимірами на досліджуваному етапі і моментом посадки в культуру in vitro) заносяться у комп’ютер і вводяться у програму з файла. 
       На другому етапі проводиться дисперсійний аналіз, в результаті якого відбираються тільки істотні ефекти факторів і розраховуються коефіцієнти за допомогою методу ортогональних поліномів. Дослідження проведено за планом повного двофакторного експерименту з факторами, які мають кількісні і рівновіддалені рівні. Вивчено приріст різних морфометричних параметрів мікроклонів Arnica montana L. за дії часу вирощування в умовах in vitro (T), у днях і короткохвильового ультрафіолету (R), у Дж/м2 чи алюмінію (А), у моль/л. Вимірювання морфометричних параметрів мікроклонів здійснювали протягом циклу культивування (27 днів) через кожні дев’ять днів. Опромінення УФ-С проводили щоденно разовими дозами (21, 22, 23, 24, 25 і 26)•21 Дж/м2. Алюміній у вигляді хлориду алюмінію додавали у поживне середовище у концентраціях 10-7, 10-6, 10-5, 10-4, 10-3 і 10-2 моль/л. 
       Математична модель двофакторного експерименту за Ч. Хіксом з фактором Т на I рівнях та фактором F (R чи A) на J рівнях при K повторностях для кожної комбінації рівнів факторів має вигляд
 ,  ;                           (1)
де Xijk – результат експерименту на i-му рівні фактора T і j-му рівні фактора F у k-й повторності; µ – середнє значення всіх результатів вимірів; Ti і Fj – головні ефекти факторів T і F на i-му і j-му рівнях відповідно, а TFij – їх взаємодія; ?k(ij) – похибка експерименту при вказаному поєднанні факторів.
       Оскільки обидва фактори є кількісними, то для них можна виділити лінійний, квадратичний, кубічний і т.д. ефекти в залежності від кількості рівнів фактора або розкласти ефекти за ортогональними поліномами Чебишева:
 .             (2)
       Тут ti, fj – нормовані цілочислові значення рівнів факторів T і F; Pp(ti) – значення ортогонального полінома ступеня p при значенні фактора T, рівному ti (для фактора F – аналогічно). Коефіцієнт cpq є коефіцієнтом розкладу за ортогональними поліномами, що визначається як ефект із виконаного дисперсійного аналізу. Ефект cp0 є головним ефектом фактора Т ступеня p, ефект c0q – головним ефектом фактора F ступеня q, а інші – взаємодіями факторів T ступеня p і F ступеня q.
       На третьому етапі отримуємо рівняння залежності досліджуваного приросту рослин від істотних ефектів факторів. Отримане регресійне рівняння дозволяє прогнозувати значення приростів досліджуваного морфометричного показника при будь-яких заданих дозах УФ-С чи концентраціях хлориду алюмінію на визначений, конкретний день. 
       На четвертому етапі за регресійним рівнянням розраховуємо узагальнені на 95 чи 99% – му рівні значимості значення приростів морфометричних параметрів мікроклонів.
       На п’ятому етапі отримані значення приростів, узагальнені на відповідному рівні значимості вводяться у файл для побудови графіків.
 
Застосування теорії експерименту ч. Хікса в екологічних дослідженнях / Руденко С.С., Филипчук Т.В. // І-й Всеукраїнський з’їзд екологів: міжнар. наук.-техн. конф., 4–7 жовтня 2006 р.: тези допов. – Вінниця, 2006. – С. 68.
МНПК “Перший Всеукраїнський з’їзд екологів”,  4-7 жовтня, 2006 р. 
Вінницький національний технічний університет
Секція 2 “ Моделювання і моніторинг довкілля. Геоінформаційні системи і технології”.
Скачати в форматі pdf: 
Оцінка: 
0
No votes yet