火力楠輕基質(zhì)容器苗分級標準研究

黎明 吳方成 施日洲

摘要 [目的]制定火力楠輕基質(zhì)容器苗的出圃標準，為營建高效火力楠人工林奠定基礎(chǔ)。[方法]利用輕基質(zhì)培育火力楠實生苗，于6個月時測定其苗高、地徑、根體積、地上（地下）部分干質(zhì)量，計算單株干質(zhì)量和根冠比。應(yīng)用主成分分析確定火力楠輕基質(zhì)苗的分級質(zhì)量指標，采用逐步聚類分析研究其分級標準。[結(jié)果]火力楠苗木可分為3級，Ⅰ級苗：H≥59.2 cm、D≥6.03 mm，Ⅱ級苗：59.2 cm>H≥45.4 cm、6.03 mm>D≥4.82 mm，Ⅲ級苗：H<45.4 cm、D<4.82 mm。[結(jié)論]該研究可為火力楠輕基質(zhì)苗木分級提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 火力楠;輕基質(zhì)容器苗;苗木分級;主成分分析;逐步聚類分析

中圖分類號 S723.4文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）17-0108-03

Abstract [Objective]To develop the standards of light media container seedlings for Michelia macclurei and lay a foundation for the construction of efficient plantation.[Method]Taking M. macclurei seedlings in containers with light media as materials， seedling height， ground diameter， root volume， aboveground dry mass and underground dry mass were measured when the seedlings were halfyear were calculated.Then dry mass of whole plant and rootshoot ratio were calculated.Principal component analysis was used to determine the grading quality index of light media seedlings for M.macclurei，and gradual cluster analysis was used to study its grading standard.[Result]The seedlings could be divided into 3 grades， grade Ⅰ：H≥59.2 cm and D≥6.03 mm， grade Ⅱ 59.2 cm>H≥45.4 cm and 6.03 mm>D≥4.82 mm， grade Ⅲ：H<45.4 cm， D<4.82 mm.[Conclusion]The study can provide reference for light media seedling grading of M.macclurei.

Key words Michelia macclurei Dandy;Seedling from light media container;Seedling grade;Principle component analysis;Gradual cluster analysis

火力楠（Michelia macclurei Dandy）又名醉香含笑、火力蘭，為木蘭科含笑屬常綠喬木，是我國南方重要的鄉(xiāng)土闊葉珍貴優(yōu)良用材和多功能高效益樹種?；鹆﹂m應(yīng)強、生長較快，其材質(zhì)適中、易加工、美觀耐用，廣泛應(yīng)用于建筑、家具、裝飾等[1];假種皮、種子和花等器官富含植物油，提取的香精油可應(yīng)用在香料、醫(yī)藥、日化等領(lǐng)域[2-3];還是園林綠化及防火林的優(yōu)良樹種[4]。此外，火力楠與杉木、馬尾松等混交林能夠改良土壤、保持水土、涵養(yǎng)水源[5-7]。因此，火力楠頗具發(fā)展前景。

應(yīng)用輕基質(zhì)培育容器苗是國內(nèi)外林木工廠化育苗的一個發(fā)展趨勢。由于輕基質(zhì)容器苗具有側(cè)須根多、根系完整，移栽無需脫容器，應(yīng)對干旱天氣，可延長造林時間，而且能夠明顯提高造林成活率和幼林生長量等優(yōu)點[8-10]，已在山東、廣東、福建、廣西、云南、上海、新疆、浙江、湖北、湖南等多個省市推廣應(yīng)用。目前火力楠人工林所用的容器苗還沒有統(tǒng)一的質(zhì)量標準，用苗質(zhì)量參差不齊，導致火力楠人工造林成效不理想等問題，所以開展火力楠輕基質(zhì)容器苗分級研究，對提高我國火力楠人工造林質(zhì)量具有十分重要的意義。歐斌等[11]在贛南地區(qū)以地徑和苗高為主要指標，對火力楠實生苗（裸根苗）進行了分級，而輕基質(zhì)容器苗分級研究鮮見報道。筆者以6個月生火力楠輕基質(zhì)容器苗為研究對象，采用主成分分析法確定火力楠輕基質(zhì)苗木的質(zhì)量分級指標，并應(yīng)用逐步聚類法對火力楠輕基質(zhì)容器苗進行分級研究，旨在制定火力楠輕基質(zhì)容器苗的出圃標準，為營建高效火力楠人工林奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 苗圃地概況。在中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)實驗中心青山實驗場苗圃進行育苗。該圃地位于21°57′N，106°39′E，海拔300 m。屬南亞熱帶季風氣候，年均氣溫21.7 ℃，最熱月平均氣溫為28.0 ℃，極端最高溫度為39.8 ℃，最冷月平均氣溫為13.1 ℃，極端最低氣溫-1.5 ℃，年降雨量為1 379 mm，雨季（4—9月）和旱季各占半年。

1.1.2 種子和基質(zhì)。供試種子采自中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)實驗中心伏波實驗場38年生火力楠人工林，采集時間為2017年。松樹皮和鋸末在當?shù)亓謪^(qū)或木材加工廠收集。

1.2 方法

1.2.1 基質(zhì)處理與網(wǎng)袋容器制作。漚制松樹皮和漚制鋸末及炭化松樹皮的處理方法參考文獻[12]。網(wǎng)袋容器制作方法參照文獻[13]，即采用漚制松樹皮∶漚制鋸末∶炭化松樹皮體積比為6.0∶2.5∶1.5的混合基質(zhì)生產(chǎn)成基質(zhì)腸，經(jīng)消毒后制成口徑4.5 cm，高10.0 cm的網(wǎng)袋容器，置于 54 孔的塑料穴盤中，擺放到水泥磚的簡易框架上（以便底部進行空氣修根），待育苗用。

1.2.2 育苗管理。2018年4月用0.2%高錳酸鉀溶液對火力楠種子進行消毒，然后播于沙床;5月中旬待幼苗的雙子葉完全展開且轉(zhuǎn)為綠色時，移栽至輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器中，根據(jù)天氣情況對火力楠苗木進行遮陰處理。移苗后需保持基質(zhì)濕潤，一般早、晚各淋水1次。幼苗恢復(fù)生長開始施肥，淋施0.25～0.40% 尿素（氮≥46%），隨著苗木增長逐漸加大施肥量，每7 d1次;9月后每10 d施1 次0.5%復(fù)合肥（氮≥16%、五氧化二磷≥16%、氧化鉀≥16%），至11月中旬。育苗期間，加強病蟲害防治，尤其注意適時控水。

1.2.3 樣苗抽取與測定。2018 年 11 月下旬在苗圃中隨機設(shè)置5個面積為1 m×1 m的樣方，每樣方隨機抽取23 株，共計115株苗木作為樣本。測定各株的苗高和地徑，然后逐株洗除基質(zhì)后，測量其根體積（即將根系浸入水中時水面升高，測出升高部分的水體積，即可求出根系的體積）;將其置于105 ℃烘箱中殺青2 h，再在60 ℃烘干至恒重，用電子數(shù)顯天平分別稱量各樣苗的地上、地下部分干質(zhì)量，計算單株干質(zhì)量和根冠比。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理。測定數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行主成分分析。對主成分提取苗高和地徑進行數(shù)據(jù)標準化處理，提出初步分級并進行分級修訂，最終確定其臨界值。

2 結(jié)果與分析

2.1 分級質(zhì)量評價指標確定

應(yīng)用主成分分析方法對所測定樣苗的苗高、地徑、根體積、生物量等7項指標進行分析（表1）。由表1可知，苗高、地徑的特征值均達1以上，其方差貢獻率分別為71.573%和20.215%，累積方差貢獻率達91.788%，這2項指標不僅能夠反映苗木質(zhì)量，而且直觀易測，故以苗高和地徑作為火力楠輕基質(zhì)容器苗的分級質(zhì)量評價指標。

2.2 數(shù)據(jù)標準化和初步分級及修訂分級

采用公式（1）對所有樣苗的苗高、地徑測定值進行標準化，然后計算苗高和地徑標準化值的和，再將其由大到小排序，于變化明顯處將樣苗初步分為3級。為避免人為分級誤差，利用公式（2）對初步分級結(jié)果進行分級修訂[13-15]。經(jīng)過4次聚類修訂后樣苗的分級結(jié)果均保持不變，即可得到火力楠Ⅰ級苗的最終凝聚中心為（0.79，0.58），Ⅱ級苗的最終凝聚中心為（0.56，0.38），Ⅲ級苗的最終凝聚中心為（0.12，0.17）。

2.3 分級指標臨界值的確定

由圖1可知，根據(jù)逐步聚類分級的結(jié)果，以Ⅰ級苗和Ⅱ級苗的最終凝聚中心（0.79，0.58）和（0.56，0.38）為圓心，經(jīng)計算得到RⅠ=0.16、RⅡ=0.13，按照相同比例尺，將其在方格紙中旋轉(zhuǎn)成圓，在圖上可獲得Ⅰ、Ⅱ級苗的下限分別為Ⅰ′和Ⅱ′，即可讀出Ⅰ級苗的苗高和地徑標準化值下限為0.67和0.49，Ⅱ級苗的苗高和地徑標準化值下限分別為0.45和0.31。得出各級苗的實際下限值：Ⅰ級苗H≥59.2 cm，D≥6.03 mm;Ⅱ級苗59.2 cm>H≥45.4 cm，6.03 mm>D≥4.82 mm;Ⅲ級苗H<45.4 cm，D<4.82 mm。最終樣苗的分級結(jié)果，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ級苗分別為43、56和16株，其所占比例分別為37.4%、48.7%、13.9%，其中合格苗（Ⅰ、Ⅱ級苗）達86.1%;

Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ級苗的平均苗高分別為67.07、52.32和23.56 cm，其平均地徑依次為6.63、5.28和3.90 mm。

3 結(jié)論與討論

（1）通過主成分分析結(jié)果得出，苗高和地徑累積方差貢獻率達91.788%，說明這2項指標在火力楠輕基質(zhì)容器苗質(zhì)量評價中起到關(guān)鍵作用，且在實際生產(chǎn)中可操作強，因此選用苗高和地徑作為火力楠輕基質(zhì)苗木分級質(zhì)量指標。

（2）以苗高和地徑為分級指標進行逐步聚類，將6個月生火力楠苗木分為3級，最終得到的分級標準，即Ⅰ級苗為H≥59.2 cm，D≥6.03 mm;Ⅱ級苗為59.2 cm>H≥45.4 cm，6.03 mm>D≥4.82 mm;Ⅲ級苗為H<45.4 cm，D<4.82 mm。與歐斌等[11]的一年生合格苗（61 cm和7.2 mm）相比，該研究火力楠輕基質(zhì)6個月生合格苗的苗高和地徑均明顯較低，這與育苗方式、苗齡及氣候不同等多種因素有關(guān)。

（3）因立地條件和育苗經(jīng)營技術(shù)水平等的差別，在制定火力楠苗木出圃標準時，應(yīng)依據(jù)當?shù)孛缒旧L量的實際情況進行必要調(diào)整。與此同時，還應(yīng)考慮苗木的形態(tài)特征，如生長勢、通直度以及病蟲害等。此分級標準可供火力楠輕基質(zhì)苗木分級時參考。目前國內(nèi)大多數(shù)的苗木分級研究僅限于某一地點或某區(qū)域，對于不同地點不同年度的苗木分級研究將是未來研究的一種趨勢。

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