李婷, 余水, 馮德賓, 黃銳, 陳斌, 蘇萬楷, 何超, 張玉林, 柯蘭姿

1.四川省林草種苗站，四川 成都 610081；

2.領水縣萬峰山國有林場，四川 鄰水 638500；

3.四川中海茂農業(yè)開發(fā)有限公司，四川 成都 610016；

4.成都中醫(yī)藥大學，四川 成都 611130

苗木是造林的基礎，其質量是保證造林綠化效果的前提[1]。 苗木質量分級是行政部門依法開展種苗質量監(jiān)督的基礎，也是苗木交易實行按質論價、優(yōu)質優(yōu)價的依據[2]。在分級指標上，主要包括形態(tài)指標、生理指標及性能指標[3]，其中，形態(tài)指標不僅是生產上最常采用的，還是苗木質量評價最主要的依據[4]。在分級方法上，主要有正態(tài)分布法、K-均值聚類法、逐步聚類法、系統(tǒng)聚類法、平均值±標準差法等，尤以正態(tài)分布法和K-均值聚類法應用較多且操作簡便和快捷[5-12]。眾多的分級方法，大多局限于各個指標獨立分析得出分級臨界值[5-9]，按照國家和省級標準中苗木質量判定方法[13-14]，將合格苗劃分為Ⅰ和Ⅱ級苗，且以最低指標值確定苗木等級。因此分析得出的指標臨界值是否符合實際，有必要進行擬合驗證，并進行不斷的修正和調整[10-12]，使Ⅰ、Ⅱ級苗木比例分別控制在30 %、50 %左右[15]。

山桐子（Idesia polycarpaMaxim.）是大風子科山桐子屬落葉喬木，為速生陽性樹種，其適應性強、耐旱、耐貧瘠，但其苗木生長受環(huán)境因素影響較大[16]。山桐子在我省主要分布在海拔2 500 m以下的區(qū)域，尤以盆周邊緣山地及四川盆地分布集中[17-18]，其果肉含油率43 %左右，種子含油率29 %左右，干果出油率30 %左右，是高產優(yōu)質的木本油料樹種，俗稱“樹上的油庫”，亦是優(yōu)良的速生材用、綠化觀賞、生物能源和生態(tài)樹種，還具有治療心血管疾病和高血壓的醫(yī)療保健作用[19]。近年來，山桐子已成為我省木本油料產業(yè)發(fā)展和造林綠化主推的鄉(xiāng)土樹種，但目前國家和地方苗木質量標準均未將該樹種納入，且對該樹種苗木質量分級標準的相關研究尚屬空白。

1 試驗地概況

本研究選取盆周邊緣山地、四川盆地2個山桐子適宜栽培區(qū)分別設置試驗地2個，試驗地間的氣候特征特別是年均日照時數和降水量存在較大差異，土壤類型也有明顯不同。每個試驗地選取山桐子苗圃1個，苗木種類為播種裸根苗，苗齡為0.3-0.7。由于四川盆地的安州區(qū)試驗地苗木培育采用了截根技術，苗木長勢明顯優(yōu)于其他3個試驗地，其調查測定數據代表性不強。為保證標準的普適性和客觀性，故將安州試驗地的數據不納入統(tǒng)計分析。用于分析的3個試驗地概況見表1。

表1 試驗地概況Tab.1 The general situation of experimental field

2 研究方法

2.1 調查測定方法

采用典型樣方和隨機抽樣相結合的方法，在3個山桐子試驗地苗圃中分別設置3×3 m典型樣方1個，在樣方內隨機抽取苗木，按照《主要造林樹種苗木質量分級》[13]要求，測定其苗高、地徑、主根長、I級側根數等4個形態(tài)指標。苗高、主根長使用鋼卷尺測量，精度為1 cm，地徑使用游標卡尺測量，精度為0.05 cm。Ⅰ級側根數計數長度大于5 cm的Ⅰ級側根。

2.2 數據分析軟件

采用Microsoft Office Excel 2016和IBM SPSS Statistics 23。

2.3 分級方法

“正態(tài)分布”法：計算出高徑比、各指標平均值和標準差，將其中大于或小于平均數加減3倍標準差的樣株剔除后，重新計算平均值和標準差。以地徑、主根長、Ⅰ級側根數平均值+0.8倍標準差為Ⅰ級苗臨界值，平均值減1倍標準差為Ⅱ級苗臨界值，地徑臨界值乘高徑比平均值為苗高的臨界值[5]。

“K-均值聚類”法：運用SPSS軟件進行K-均值聚類算法的多次迭代收斂，確定最終聚類中心，對聚類結果進行方差分析，以聚類中心值作為等級劃分參考值，以聚類中心值—標準差來確定苗木臨界值[8]。

3 結果與分析

3.1 區(qū)域劃分和指標確定

對2個區(qū)域苗木質量進行差異顯著性分析，結果見表2。由表2可見，盆周邊緣山地的地徑、苗高、主根長、Ⅰ級側根數均在0.05水平顯著高于四川盆地，高徑比雖低于四川盆地，但在0.05水平上差異不顯著。說明盆周邊緣山地苗木質量優(yōu)于四川盆地。這可能與氣候、土壤差異（見表1）有關，同時也印證了杜陽平等得出的四川盆中丘陵區(qū)為山桐子一般適宜區(qū)的結論[17]。因此，山桐子苗木質量分級標準應分區(qū)域分別制定。在指標選取上，因地徑、苗高、主根長、Ⅰ級側根數4個指標在區(qū)域間均表現(xiàn)出顯著性差異，結合國家和省級標準中苗木質量的判定指標，故將地徑、苗高、主根長、≥5 cm的Ⅰ級側根數4個指標作為山桐子苗木質量的分級指標。

3.2 分級方法對比

運用兩種方法確定的指標臨界值及計算得出的苗木合格率見表3。由表3可以看出，K-均值聚類法的苗高、地徑臨界值均高于正態(tài)分布法。K-均值聚類法的苗木合格率分別為65%、56%，正態(tài)分布法為82%、77%。說明用正態(tài)分布法確定的指標臨界值比K-均值聚類法低。究其原因是在苗木生產中，育苗密度往往會偏大，苗木個體之間存在激烈競爭，大規(guī)格苗木會偏少，使得相關指標分布頻率不完全符合標準的正態(tài)分布，實際上會偏右[5]。若按照K-均值聚類法分級，山桐子苗木合格率會偏低，平均合格率僅60%，與生產實際不吻合。綜上，山桐子苗木質量分級采用正態(tài)分布法劃分的分級區(qū)間更合理，對生產才更具有指導意義[20]。

表2 不同區(qū)域苗木生長情況Tab.2 Seedling growth in different areas

表3 兩種分級方法對比Tab.3 Comparison of two grading methods

3.3 擬合修正

采用國家標準的判定方法，對所有樣本苗木進行逐株判定，首次擬合結果見表4。由表4可知，盆周邊緣山地、四川盆地合格苗比例分別82%、77%，符合80%左右的要求，這表明Ⅱ苗臨界值設置比較合理。但兩個區(qū)域的Ⅰ級苗比例均偏低，不足10%。因此，需對Ⅰ級苗臨界值進行修正，降低其標準值。具體修正方法為，以地徑、主根長、Ⅰ級側根數“平均值＋0.X倍標準差”作為新的臨界值，以地徑新臨界值乘以平均高徑比作為苗高新臨界值，臨界值確定后，再依次對450株苗木進行逐株判定。通過反復擬合修正，最終確定山桐子苗木質量分級指標臨界值，擬合修正后結果見表5。

4 討論

研究表明，在盆周邊緣山地和四川盆地區(qū)采用相同技術培育的山桐子苗木，其生長具有明顯差異性，故山桐子苗木質量分級指標臨界值應分區(qū)域確定。運用正態(tài)分布法和K-均值聚類法對苗木質量形態(tài)指標進行分級研究，結果表明正態(tài)分布法分級得出的苗木總合格率比K-均值聚類法更接近生產實際。由于苗木各形態(tài)指標并非標準正態(tài)分布，通過樣本擬合判斷發(fā)現(xiàn)，劃分的I級苗比例偏低。因此有必要對I級苗指標臨界值進行多次擬合修正，在不改變整體合格率前提下，將I級苗比例調控到30%左右，最終確定了1年生山桐子播種苗質量分級指標臨界值?？紤]到山桐子苗木在規(guī)?；a時密度往往會偏大，特別是大規(guī)格苗木和留床苗的空間競爭加劇，建議在山桐子苗圃地中適當減少單位面積播種量或適時進行間苗, 合理降低苗木栽植密度, 同時加強水肥撫育管理, 以緩解個體間競爭狀況[21]。本研究側重于形態(tài)指標分級的分析，在實際制定苗木標準時，還應在苗木質量等級判定中充分考慮苗木的頂芽、植株色澤、有無機械損傷和病蟲害等綜合控制指標。

表4 苗木分級指標首次擬合結果Tab.4 Results of the first fitting revision of seedling grading standards

表5 反復擬合修正后山桐子苗木質量分級結果Tab.5 Quality grading results of Idesia polycarpa Maxim seedling after repeated preparation and correction