李 娟，梁瑞龍，姜 英，黃應(yīng)欽

(廣西林業(yè)科學(xué)研究院，廣西 南寧 530002)

1年生閩楠容器苗苗木質(zhì)量分級(jí)研究

李 娟，梁瑞龍，姜 英，黃應(yīng)欽

(廣西林業(yè)科學(xué)研究院，廣西 南寧 530002)

在廣西3個(gè)閩楠苗木生產(chǎn)地，采用隨機(jī)抽樣法測(cè)定1年生閩楠容器苗的苗高、地徑、長(zhǎng)度>5cmⅠ級(jí)側(cè)根數(shù)等生長(zhǎng)指標(biāo)，并采用主成分分析、K-均值聚類分析方法對(duì)苗木質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和分級(jí)。結(jié)果表明：閩楠1年生容器苗苗木質(zhì)量主要取決于苗高、地徑、單株鮮重、地上鮮重、地下鮮重、單株干重、地上干重、地下干重；根冠比、高徑比和長(zhǎng)度>5cm的Ⅰ級(jí)側(cè)根數(shù)可為輔助指標(biāo)。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，建立以苗高和地徑為質(zhì)量指標(biāo)的閩楠苗木分級(jí)體系，得到閩楠合格苗木分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即Ⅰ級(jí)苗木：苗高>31 cm，地徑>3.0 mm；Ⅱ級(jí)苗木：31 cm≥苗高≥20 cm，3.0 mm≥地徑≥2.5 mm。

閩楠；容器苗；主成分分析；K-均值聚類分析；苗木分級(jí)

苗木是造林的物質(zhì)基礎(chǔ)，苗木質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到造林的成敗。所謂的苗木質(zhì)量是在特定立地條件下能滿足其成活和生長(zhǎng)的一種狀態(tài)，并以最低成本來(lái)實(shí)現(xiàn)這種要求[1-3]，是對(duì)造林目的的適合程度。質(zhì)量?jī)?yōu)良的苗木有利于營(yíng)建速生、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的林分。苗木是一個(gè)復(fù)雜的生物體，僅憑一個(gè)指標(biāo)不能全面反映苗木的質(zhì)量，因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出以綜合指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)苗木質(zhì)量[4-8]。制定科學(xué)的苗木質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可促進(jìn)苗木產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，提高造林質(zhì)量，還可規(guī)范市場(chǎng)，減少市場(chǎng)欺騙行為和惡性競(jìng)爭(zhēng)。

閩楠(Phoebebournei)為樟科(Lauraceae)常綠喬木，樹(shù)干通直、木材結(jié)構(gòu)細(xì)密，削面光滑美觀，有香氣，為高級(jí)建筑、家具及雕刻的珍貴用材，是中國(guó)特有樹(shù)種，國(guó)家Ⅱ級(jí)野生保護(hù)植物。閩楠喜濕耐蔭，忌強(qiáng)光，主要分布在廣西、貴州、湖南、湖北、江西、浙江和福建等地[9-10]，廣西境內(nèi)主要產(chǎn)于北部的桂林、賀州、柳州，南寧市的大明山亦有自然生長(zhǎng)。近年來(lái)，隨著對(duì)閩楠用材認(rèn)識(shí)的不斷深入，人工造林已引起人們的極大興趣與關(guān)注，閩楠育苗數(shù)量不斷增加。但是，目前在廣西營(yíng)造閩楠人工林所用的苗木還沒(méi)有統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，用苗質(zhì)量參差不齊，造林效果差異明顯。為適應(yīng)培育閩楠壯苗的需要，根據(jù)廣西苗木生產(chǎn)的實(shí)際狀況，在對(duì)閩楠11個(gè)形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析的基礎(chǔ)上對(duì)閩楠1年生容器苗進(jìn)行綜合評(píng)定，同時(shí)對(duì)苗木進(jìn)行分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的研究。

1 材料與方法

1.1 材料來(lái)源

2015年在廣西賀州、桂林和南寧3個(gè)主要的閩楠苗木生產(chǎn)地區(qū)選取技術(shù)和管理水平有代表性的6個(gè)苗木生產(chǎn)基地，所有基地閩楠容器苗育苗基質(zhì)均為黃心土，容器為9 cm×12 cm的塑料育苗袋。在育苗區(qū)內(nèi)，采用機(jī)械抽樣辦法，每隔2.5 m抽取一行，抽樣比例約為5‰，測(cè)量苗高和地徑，共實(shí)地測(cè)量2938株容器苗。同時(shí)每個(gè)苗圃再另外隨機(jī)抽取50～60株苗木測(cè)定苗高、地徑、根幅、長(zhǎng)度>5 cm的Ⅰ級(jí)側(cè)根數(shù)，然后將植株的地上和地下部分用電子秤稱量后分別裝入標(biāo)記好的信封中，在實(shí)驗(yàn)室烘箱中85 ℃烘至恒質(zhì)量。烘干后稱量其干質(zhì)量，得到每植株的單株生物量、地上和地下生物量[11-12]。

1.2 數(shù)據(jù)處理

苗木質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)選?。好绺?、地徑、單株生物量、地上生物量、地下生物量、高徑比、根冠比、Ⅰ級(jí)側(cè)根數(shù)[3，8，13]。用Excel對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，用SPSS 19.0軟件對(duì)選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析、主成分分析和K-均值聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 閩楠容器苗苗木質(zhì)量指標(biāo)相關(guān)分析

采用Pearson相關(guān)系數(shù)分析法對(duì)苗木質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，并在0.05的置信水平下進(jìn)行Two-tailed檢驗(yàn)(表1)。結(jié)果表明，大部分指標(biāo)之間都存在著一定程度的相關(guān)性，其中苗高、地徑、單株鮮重、地上鮮重、地下鮮重、全株干重、地上干重、地下干重之間呈極顯著正相關(guān)，而與高徑比、根冠比、Ⅰ級(jí)側(cè)根數(shù)的相關(guān)性較弱。苗木指標(biāo)之間的相關(guān)性說(shuō)明其并非相互獨(dú)立，存在著相互影響，單獨(dú)利用某個(gè)指標(biāo)對(duì)閩楠苗木質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)是片面的，因此必須通過(guò)因子分析進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

表1 閩楠各指標(biāo)相關(guān)系數(shù)

*：**為極顯著相關(guān)。

2.2 閩楠容器苗苗木質(zhì)量指標(biāo)的主成分分析

采用主成分分析法對(duì)苗高、地徑、單株鮮重等11個(gè)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見(jiàn)表2、表3。由表2可知，苗高、地徑和單株鮮重3個(gè)指標(biāo)累積的貢獻(xiàn)率為90.593%，即這3個(gè)指標(biāo)共解釋了原有11個(gè)指標(biāo)90.593%的信息，因子分析效果比較理想。因此只需要提取3個(gè)主成分，就能比較好地分析原有變量所包含的信息。

由3個(gè)主成分的因子載荷矩陣(表3)可知，第一主成分對(duì)苗高、地徑、單株鮮重、地上鮮重、地下鮮重、單株干重、地上干重、地下干重具有較高的載荷，在0.879～0.989之間，作為苗木質(zhì)量水平的度量，能夠反映苗木生長(zhǎng)的主要狀況；第二主成分對(duì)根冠比有較高的載荷；第三主成分對(duì)高徑比和Ⅰ級(jí)側(cè)根數(shù)有較高的載荷，這2個(gè)主成分可以作為輔助參考，讓苗木質(zhì)量信息更全面。

2.3 閩楠容器苗苗木分級(jí)

通過(guò)主成分分析，說(shuō)明可選擇苗高、地徑和單株鮮重3個(gè)指標(biāo)作為閩楠容器苗苗木質(zhì)量分級(jí)的主要指標(biāo)。然而在生產(chǎn)實(shí)踐中，單株鮮重不容易測(cè)量，可操作性較差，因此本研究選擇了苗高和地徑這2個(gè)容易測(cè)量的關(guān)鍵指標(biāo)作為閩楠容器苗苗木分級(jí)的指標(biāo)。苗高和地徑的累積貢獻(xiàn)率為83.049%，已經(jīng)能夠較好地反映閩楠容器苗質(zhì)量狀況，以其作為苗木分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果比較可靠。

2.3.1 閩楠容器苗苗高和地徑與其累積分布頻率的回歸分析 根據(jù)測(cè)量結(jié)果，用Excel統(tǒng)計(jì)了苗高和地徑的累積頻率，然后分別用線性模型、二次曲線模型、三次曲線模型對(duì)閩楠1年生容器苗的苗高、地徑與其累積分布頻率進(jìn)行曲線擬合，結(jié)果(表4)表明三次曲線模型擬合程度最高。苗高三次曲線回歸方程的判定系數(shù)為0.973，地徑的三次曲線回歸方程的判定系數(shù)為0.937，F(xiàn)統(tǒng)計(jì)量對(duì)應(yīng)的P值均為0.000<0.001，說(shuō)明苗高和地徑與其累積分布頻率之間存在著高度顯著的三次函數(shù)關(guān)系。

表2 閩楠苗木質(zhì)量指標(biāo)的特征值與方差貢獻(xiàn)率

表3 因子載荷矩陣

*：a為已提取了3個(gè)成分。

表4 閩楠容器苗苗高和地徑與其累積分布頻率的回歸模型

*：I為累積分布頻率。

通過(guò)K-均值聚類法進(jìn)行聚類分析，經(jīng)過(guò)14次迭代，得出最終的聚類中心(表5)和單因方差分析結(jié)果。在測(cè)定的2938株苗中，Ⅰ類別為1212株，占總數(shù)的41.25%；Ⅱ類別為1274株，占總株數(shù)的43.36%；Ⅲ類別為452株，占總株數(shù)的15.38%。Ⅱ類和Ⅲ類苗占總株數(shù)的58.74%。

表5 閩楠容器苗的最終聚類中心

對(duì)聚類結(jié)果的類別間距離進(jìn)行方差分析，類別間距離差異的概率值均為0.000<0.001，表明聚類效果很好。

由于現(xiàn)實(shí)中存在較多的高而細(xì)、矮而粗的苗木。因此，本文按照苗高和地徑的最終聚類中心，取其間距的中值為分級(jí)界限，經(jīng)過(guò)換算得到廣西閩楠1年生容器苗的初步分類標(biāo)準(zhǔn)(表6)。為檢驗(yàn)初步分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的適宜性，用該標(biāo)準(zhǔn)反過(guò)來(lái)對(duì)調(diào)查的2938株苗木進(jìn)行分級(jí)，結(jié)果是Ⅱ級(jí)以上的合格苗木才1692株，占總數(shù)的57.59%，明顯偏低，需要進(jìn)一步調(diào)整。結(jié)合廣西苗木生產(chǎn)的自然條件、經(jīng)營(yíng)管理?xiàng)l件和閩楠栽培要求，以Ⅱ級(jí)以上合格苗木占樣苗總數(shù)的85%為基準(zhǔn)線，用閩楠苗高、地徑與其累積分布頻率的回歸分析方程，對(duì)初步分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，并參考GB 6000—1999主要造林樹(shù)種苗木質(zhì)量分級(jí)[14]，對(duì)調(diào)整結(jié)果進(jìn)行取整，以符合生產(chǎn)實(shí)際操作，最后得到廣西閩楠1年生容器苗苗木質(zhì)量的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表6)。

表6 廣西壯族自治區(qū)閩楠1年生容器苗初步分類標(biāo)準(zhǔn)和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)論

1)本文選擇苗高、地徑、單株鮮重等11個(gè)閩楠苗木質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)閩楠1年生容器苗苗木質(zhì)量主要取決于苗高、地徑、單株鮮重、地上鮮重、地下鮮重、單株干重、地上干重、地下干重。其中單株鮮重因子載荷系數(shù)最高(0.986)，但是該指標(biāo)可操作性差，不易測(cè)量；根冠比、高徑比和長(zhǎng)度>5 cm的Ⅰ級(jí)側(cè)根數(shù)量具有輔助參考意義。

2)測(cè)定指標(biāo)越多，獲得苗木質(zhì)量信息就越完整，但是相應(yīng)的工作量也越大，在實(shí)踐中的可操作性差。在實(shí)際生產(chǎn)中，采用苗高和地徑等指標(biāo)作為分級(jí)指標(biāo)可操作性更強(qiáng)[13，15]。本文通過(guò)調(diào)查測(cè)量苗木主要質(zhì)量指標(biāo)和主成分分析，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，選擇苗高和地徑作為閩楠苗木分級(jí)指標(biāo)。閩楠合格苗木分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：Ⅰ級(jí)苗木苗高>31 cm，地徑>3.0 mm；Ⅱ級(jí)苗木苗高為20～31 cm，地徑為2.5～3.0 mm。

3)閩楠合格苗木分為Ⅰ、Ⅱ 2個(gè)等級(jí)，由綜合控制條件、苗高、地徑確定。綜合控制條件達(dá)不到要求的，為不合格苗，達(dá)到要求的以苗高、地徑進(jìn)行分級(jí)。綜合條件為：無(wú)病蟲(chóng)害、色澤正常、充分木質(zhì)化、頂芽飽滿、生長(zhǎng)健壯、無(wú)機(jī)械損傷。當(dāng)苗高和地徑不屬于同一等級(jí)時(shí)，以地徑所屬等級(jí)為準(zhǔn)。

[1]王印肖，田冬.苗木質(zhì)量分級(jí)與檢測(cè)方法[J].河北林業(yè)科技，2005(8)：61-62.

[2]DavisA S，JacobsD F.Quantifying root system quality of nursery seedlings and relationship to out planting performance[J].New Forests，2005，30(2 /3)：295-311.

[3]李國(guó)雷，劉勇，祝燕，等.國(guó)外苗木質(zhì)量研究進(jìn)展[J].世界林業(yè)研究，2011，24(2)：27-35.

[4]李玲莉，郭素娟，李吉躍.兩年生柔枝松容器苗的年生長(zhǎng)規(guī)律和苗木質(zhì)量評(píng)價(jià)[J].福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，30(1)：67-72.

[5]張季，田華林，朱雁，等.貴州省南酸棗1年生實(shí)生苗的苗木質(zhì)量指標(biāo)分析與苗木分級(jí)[J].西部林業(yè)科學(xué)，2010，9(3)：47-50.

[6]龔建英，廖美蘭，杜玲，等.1年生人面子容器苗苗木質(zhì)量的分級(jí)研究[J].西部林業(yè)科學(xué)，2011，40(2)：79-83.

[7]魯敏，姜風(fēng)歧，宋軒.容器苗質(zhì)量評(píng)定指標(biāo)的研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，13(6)：763-765.

[8]唐小燕，袁位高，沈愛(ài)華，等.閩楠容器苗評(píng)價(jià)指標(biāo)及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)研究[J].浙江林業(yè)科技，2011，31(6)：39-45.

[9]中國(guó)植物志編輯委員會(huì).中國(guó)植物志：31卷[M].北京：科學(xué)出版社，1982：112.

[10]梁盛業(yè).廣西樹(shù)木志：第1卷[M].北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2012：352-353.

[11]王振興，朱錦懋，王健，等.閩楠幼樹(shù)光合特性及生物量分配對(duì)光環(huán)境的響應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32(12)：3841-3847.

[12]周云，王達(dá)明，李連芳，等.云南紅豆杉苗木生物量測(cè)定[J].廣西林業(yè)科學(xué)，2003，32(1)：32-35.

[13]彭邵鋒，陳永忠，楊小胡，等.油茶苗木質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2012，28(25)：101-105.

[14]國(guó)家林業(yè)局.GB 6000—1999主要造林樹(shù)種苗木質(zhì)量分級(jí)[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999.

[15]付玉嬪，祁榮頻，李玉媛.櫸樹(shù)容器苗苗木分級(jí)與種源研究[J].廣西林業(yè)科學(xué)，2005，34(3)：127-131.

Quality Criteria for One Year Old Container Seedling ofPhoebebournei

LI Juan，LIANG Rui-long，JIANG Ying，HUANG Ying-qing

(GuangxiForestryResearchInstitute，Nanning530002，Guangxi，China)

The one year oldPhoebebourneicontainer seedling from three provenances of Guangxi Province were random sampling of seedling height，basal diameter，length>5 cm grade number of lateral root and other growth indicators.The quality evaluation and seedling granding were studied by using the methods of principal component analysis and K-means cluster analysis.The result showed that：the seedling quality might be determined by seedling height，basal diameter，fresh weight of whole plant，fresh weight of ground，fresh weight of underground，dry weight of whole plant，dry weight of ground，dry weight of underground；the root cap ratio，height diameter ratio and length>5 cm grade number of lateral root were auxiliary indicators.Seedling height and basal diameter were proposed as the main indexes of quality for seedling grading ofPhoebebourneicontainer seedling.The quality grading standards of seedlings were obtained as following：Seedling height>31 cm，basal diameter>3.0 mm as grade I；31 cm≥Seedling height≥20 cm，3.0 mm≥basal diameter≥2.5 mm as grade Ⅱ.

Phoebebournei；container seedling；principal component analysis；K-means cluster analysis；seedling grade

2015-09-24；

2015-10-28

廣西林業(yè)科技項(xiàng)目(閩楠良種選育及優(yōu)質(zhì)高效培育技術(shù)研究與示范任豆良種選育，桂林科字[2015]第2號(hào))；廣西地方標(biāo)準(zhǔn)(閩楠容器育苗技術(shù)規(guī)程，2014-04139)；(閩楠栽培技術(shù)規(guī)程，2014-04138)

李娟(1984—)，女，廣西柳城人，廣西林業(yè)科學(xué)研究院工程師，從事鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種良種選育與栽培技術(shù)研究。E-mail：lijuan1434@163.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2016.03.044

S723.1+1；S792.24

A

1002-7351(2016)03-0208-04