桑樹葉片著生節(jié)位與其質(zhì)量變化的灰色關(guān)聯(lián)度分析

金方倫 韓世玉 羅朝斌 王賢玉 吳康云 黎 明

(貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所，貴州貴陽 550009)

桑樹是蠶絲業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，全身都是寶，桑果營養(yǎng)價值豐富，是最佳保健果品之一[1]；桑葉是家蠶的唯一飼料，其產(chǎn)量的高低和質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到家蠶的生長發(fā)育及繭絲的產(chǎn)量與品質(zhì)[2]。桑樹適應(yīng)性較強，在農(nóng)業(yè)種植業(yè)中效益較高，是發(fā)展生態(tài)旅游和退耕還林的優(yōu)選樹種之一。我國是桑樹的起源中心，現(xiàn)已經(jīng)收集保存了3 000多份桑樹種質(zhì)資源，據(jù)統(tǒng)計，我國桑樹現(xiàn)有15個種，4個變種，是世界桑樹品種最多的國家[3]。貴州省地處貴州高原，位于長江以南，緯度適中，海拔適中，生態(tài)環(huán)境和自然資源優(yōu)勢為包括桑樹在內(nèi)的落葉樹生長提供了良好的條件，桑樹在貴州復(fù)雜的地理環(huán)境和立體氣候條件下,演化形成了多種類型，貴州省目前保育的桑樹種質(zhì)資源已達(dá)到400多個，在全國占有重要地位[4]。在20世紀(jì)90年代后期，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，桑樹在貴州省的種植面積不斷擴大，其產(chǎn)量也有所上升。桑樹的葉片著生節(jié)位直接關(guān)系到葉片的大小，而桑樹葉片大小又直接影響到桑樹的光合利用效率，間接影響到桑葉的產(chǎn)質(zhì)量，因此在桑樹的生理生化、遺傳發(fā)育、栽培特性研究與桑葉產(chǎn)量的估算中，桑樹葉片面積是一項重要的性狀指標(biāo)。研究顯示，桑樹葉片的生長發(fā)育除受品種、樹體強弱、母枝粗細(xì)等內(nèi)部因素的影響外，還受氣候條件、土壤條件和栽培管理條件、伐條方式和剪梢程度等外部因素的影響；雖然，在桑樹育種和栽培技術(shù)等方面的研究上，許多研究者對桑樹育種、桑樹引種栽培、生長發(fā)育動態(tài)、栽培技術(shù)和桑葉生長等方面的研究報道較多[1-17]，如胡世葉等[11]研究表明，赤牌尿素+過磷酸鈣組合與綠原康牌多肽尿素+過磷酸鈣組合對桑樹的單株枝條長、葉片數(shù)、產(chǎn)葉量等產(chǎn)量性狀影響存在著顯著性差異；鄧真華等[12]研究表明，在相同立地條件和培肥管理條件下，米條長產(chǎn)葉量是影響桑樹秋季產(chǎn)葉量的主要因子，米條長產(chǎn)葉量與株產(chǎn)葉量的相關(guān)性達(dá)到極顯著水平；于翠等[13]研究表明，全年1次雙側(cè)溝施有機-無機桑樹專用復(fù)混肥，可提高桑樹光合效率和產(chǎn)葉量；楊勝特等[14]研究表明，9個桑樹品種的秋季米條長產(chǎn)葉量與秋季株產(chǎn)葉量和年株產(chǎn)葉量均呈顯著正相關(guān)關(guān)系，但春季米條長產(chǎn)葉量與年株產(chǎn)葉量的相關(guān)關(guān)系未達(dá)到顯著水平。但對桑樹葉片著生節(jié)位與其質(zhì)量變化的灰色關(guān)聯(lián)度分析還未見報道。鑒于此，本研究在貴州土壤、氣候條件下，對桑樹葉片著生節(jié)位與其質(zhì)量變化的灰色關(guān)聯(lián)度進行調(diào)查分析，以期探討出影響桑葉產(chǎn)量和質(zhì)量等方面的相關(guān)因素，為貴州省推廣優(yōu)質(zhì)桑葉的桑樹栽培技術(shù)、桑葉產(chǎn)量的估算和合理安排養(yǎng)蠶布局提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試桑品種為農(nóng)桑14號，從浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶桑研究所引進，栽植于貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所(貴州省遵義市紅花崗區(qū)新蒲鎮(zhèn)官莊基地)桑園，7～8年生。桑樹栽植株行距為寬窄行，寬行行距為2.5 m，窄行行距為1.5 m，株距為0.7 m～0.8 m。樹型養(yǎng)成，采用中低干拳式樹型，桑苗定植后，主干留20～25 cm定干，萌芽后選留3個健壯的芽，且要求分布均勻，多余的芽全部抹掉，當(dāng)年采取常規(guī)管理，自然生長；當(dāng)年冬季樹液停止流動后，對所留的3根枝條進行10～15 cm剪枝，萌芽后每根母枝選留3～4個健壯的芽，且要求分布均勻，多余的芽全部抹掉，該年采取常規(guī)管理，自然生長。這樣定植2年后形成中低干拳式樹型，以后依據(jù)養(yǎng)蠶布局或進行伐條(冬伐或夏伐，對所要求的枝條在基部留1～2 cm進行伐條)或進行留60～70 cm剪枝處理，養(yǎng)成常年單株9～12根產(chǎn)葉枝的豐產(chǎn)樹型。

1.2 試驗地概況

試驗地在貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所官莊基地桑園，東經(jīng)27°43′，北緯106°55′，海拔880 m，年平均溫度14.9 ℃，夏季最高溫度38.4 ℃，最熱月(7月)平均溫度25.8 ℃；冬季最低溫度-3.0 ℃，最冷月(1月)平均溫度3.0 ℃，≥10.0 ℃的有效積溫4 938.0 ℃；年降雨量l 040 mm，主要分布在夏季。土壤為南方典型黃壤，pH 值為6.2，堿解氮含量93.0 mg/kg，速效磷含量67.9 mg/kg，速效鉀含量165.0 mg/kg，有機質(zhì)含量6.2%，土層深厚，一般都在1.0 m以上，灌溉水源主要靠雨水。

1.3 試驗方法

在貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所官莊基地桑園內(nèi)，隨機選取3株桑樹為1個小區(qū)，3個重復(fù)，分別于2016—2018年連續(xù)3年于7月上旬每個小區(qū)隨機調(diào)查樹體上部3根春梢上6節(jié)位至20節(jié)位的葉片長度、葉片寬度、葉柄長度、葉柄寬橫徑和葉柄厚橫徑等葉片性狀指標(biāo)，以及葉片質(zhì)量、葉柄質(zhì)量和葉片凈質(zhì)量等3個葉片質(zhì)量指標(biāo)；于9月上旬調(diào)查3個重復(fù)小區(qū)9株桑樹的春梢(同前春梢)上21節(jié)位至50節(jié)位的葉片所有春梢上葉片長度、葉片寬度、葉柄長度、葉柄寬橫徑和葉柄厚橫徑等葉片性狀指標(biāo)，以及葉片質(zhì)量、葉柄質(zhì)量和葉片凈質(zhì)量等3個葉片質(zhì)量指標(biāo)。并按葉片著生節(jié)位分為9組：分組1，即X1，從春梢基部6～10節(jié)位；分組2，即X2，從春梢基部11～15節(jié)位；分組3，即X3，從春梢基部16～20節(jié)位；分組4，即X4，從春梢基部21～25節(jié)位；分組5，即X5，從春梢基部26～30節(jié)位；分組6，即X6，從春梢基部31～35節(jié)位；分組7，即X7，從春梢基部36～40節(jié)位；分組8，即X8，從春梢基部41～45節(jié)位；分組9，即X9，從春梢基部46～50節(jié)位。

1.4 統(tǒng)計分析方法

1.4.1 計算公式 計算葉片著生節(jié)位葉片性狀度量值的平均值；葉片凈質(zhì)量=葉片質(zhì)量-葉柄質(zhì)量；葉形指數(shù)=葉片長度÷葉片寬度。

2 結(jié)果與分析

2.1 確定反映葉片最優(yōu)值標(biāo)準(zhǔn)性狀特征的參考數(shù)列和影響葉片性狀特征的比較數(shù)列

反映葉片著生節(jié)位葉片最優(yōu)值標(biāo)準(zhǔn)性狀特征組成的數(shù)據(jù)序列，稱為參考數(shù)列；影響葉片著生節(jié)位葉片性狀特征組成的數(shù)據(jù)序列，稱為比較數(shù)列。也就是計算各分組的葉片性狀平均值組成比較數(shù)列，用Xi(k)(i=1～9;k=1～11)表示；以各分組的葉片性狀平均值中最大值組成參考數(shù)列(X0)，用X0(k)(k=1～11)[18-19]表示。得到一個包含參考數(shù)列的新比較數(shù)列(表1)。

表1 包含參考數(shù)列的葉片性狀比較數(shù)列

葉片著生節(jié)位葉片葉柄長度/cm寬度/cm長度+寬度/cm長度×寬度/cm2葉形指數(shù)質(zhì)量/g凈質(zhì)量/g長度/mm寬橫徑/mm厚橫徑/mm質(zhì)量/gX127.2523.4850.73639.831.1616.1614.0167.306.955.752.15X226.6321.7848.41580.001.2214.1811.9078.186.935.552.28X325.8820.9846.86542.961.2313.0811.1872.756.555.531.90X423.7319.8543.58471.041.2011.559.4778.307.005.132.08X521.2016.0037.20339.201.337.756.3768.156.484.681.38X620.2315.0535.28304.461.346.885.7552.135.354.201.13X720.5516.7537.30344.211.237.756.8059.085.133.980.95X824.4820.6845.16506.251.189.508.0559.806.084.801.45X925.6320.7846.41532.591.2510.509.3054.155.984.531.20X027.2523.4850.73639.831.3416.1614.0178.307.005.752.28

X1為分組1，從春梢基部6～10節(jié)位；X2為分組2，從春梢基部11～15節(jié)位；X3為分組3，從春梢基部16～20節(jié)位；X4為分組4，從春梢基部21～25節(jié)位；X5為分組5，從春梢基部26～30節(jié)位；X6為分組6，從春梢基部31～35節(jié)位；X7為分組7，從春梢基部36～40節(jié)位；X8為分組8，從春梢基部41～45節(jié)位；X9為分組9，從春梢基部46～50節(jié)位；X0為從春梢基部1～9節(jié)位；葉片凈質(zhì)量=葉片質(zhì)量-葉柄質(zhì)量，葉形指數(shù)=葉片長度÷葉片寬度。表2-5相同。

2.2 比較數(shù)列中數(shù)據(jù)的無量綱化處理及極差

由于系統(tǒng)中各性狀計量單位不同，為了保證分析中X0(k)與Xi(k)的單位的一致性，在關(guān)聯(lián)分析前必需進行無量綱化處理，用Xj(k)=Xi(k)÷X0(k)(j=0～9,i=1～9,k=1～11),得到一個數(shù)據(jù)無量綱化處理后的新數(shù)列(表2)。

表2 數(shù)據(jù)無量綱化處理后的數(shù)列

葉片著生節(jié)位葉片葉柄長度/cm寬度/cm長度+寬度/cm長度×寬度/cm2葉形指數(shù)質(zhì)量/g凈質(zhì)量/g長度/mm寬橫徑/mm厚橫徑/mm質(zhì)量/gX11.001.001.001.000.871.001.000.860.991.000.94X20.980.930.950.910.910.880.851.000.990.971.00X30.950.890.920.850.920.810.800.930.940.960.83X40.870.850.860.740.900.710.681.001.000.890.91X50.780.680.730.530.990.480.450.870.930.810.61X60.740.640.700.481.000.430.410.670.760.730.50X70.750.710.740.540.920.480.490.750.730.690.42X80.900.880.890.790.880.590.570.760.870.830.64X90.940.890.910.830.930.650.660.690.850.790.53

數(shù)據(jù)無量綱化處理后的極差及各數(shù)列的二級最小差和二級最大差中X0(k)與Xi(k)各對應(yīng)點的絕對值就是極差(表3)。從表3可以看出，△min二級最小差為0，△max二級最大差為0.59。

表3X0(k)與Xi(k)各對應(yīng)點的極差及各數(shù)列的二級最小差和二級最大差

︳X0(k)-Xn(k)︳葉片葉柄長度寬度長度+寬度長度×寬度葉形指數(shù)質(zhì)量凈質(zhì)量長度寬橫徑厚橫徑質(zhì)量△min△max︳X0(k)-X1(k)︳0.000.000.000.000.130.000.000.140.010.000.060.000.14︳X0(k)-X2(k)︳0.020.070.050.090.090.120.150.000.010.030.000.000.15︳X0(k)-X3(k)︳0.050.110.080.150.080.190.200.070.060.040.170.050.20︳X0(k)-X4(k)︳0.130.150.140.260.100.290.320.000.000.110.090.000.32︳X0(k)-X5(k)︳0.220.320.270.470.010.520.550.130.070.190.390.010.55︳X0(k)-X6(k)︳0.260.360.300.520.000.570.590.330.240.270.500.000.59︳X0(k)-X7(k)︳0.250.290.260.460.080.520.510.250.270.310.580.080.58︳X0(k)-X8(k)︳0.100.12 0.110.210.120.410.430.240.130.170.360.100.43︳X0(k)-X9(k)︳0.060.110.090.170.070.350.340.310.150.210.470.060.47

k=1～11。

2.3 葉片著生節(jié)位與其葉片性狀的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)

由公式ξi(k)=(△min+ζ△max)/(△0i(k)+ζ△max)=(0.00+0.50×0.59)/(△0i(k)+0.50×0.59)，得出葉片著生節(jié)位與其葉片性狀的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)(表4)。ξi(k)為灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)；ζ為分辨系數(shù)，一般取值0.5。

表4 葉片著生節(jié)位與其葉片性狀的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)

葉片著生節(jié)位葉片葉柄長度寬度長度+寬度長度×寬度葉形指數(shù)質(zhì)量凈質(zhì)量長度寬橫徑厚橫徑質(zhì)量X11.000 01.000 01.000 01.000 00.694 11.000 01.000 00.678 20.967 21.000 00.831 0X20.936 50.808 20.855 10.766 20.766 20.710 80.662 91.000 00.967 20.907 71.000 0X30.855 10.728 40.786 70.662 90.786 70.608 20.596 00.808 20.831 00.880 50.634 4X40.694 10.662 90.678 20.531 50.746 80.504 30.479 71.000 01.000 00.728 40.766 2X50.572 80.479 70.522 10.385 60.967 20.362 00.349 10.694 10.808 20.608 20.430 7X60.531 50.450 40.495 80.362 01.000 00.341 00.333 30.472 00.551 40.522 10.371 1X70.541 30.504 30.531 50.390 70.786 70.362 00.366 50.541 30.522 10.487 60.337 1X80.746 80.710 80.728 40.584 20.710 80.418 40.406 90.551 40.664 10.634 40.424 5X90.831 00.728 30.766 20.634 40.808 20.457 40.464 60.487 60.662 90.584 20.385 6

2.4 葉片著生節(jié)位與其質(zhì)量變化的灰色關(guān)聯(lián)度及其排序

表5 葉片著生節(jié)位與其質(zhì)量變化的灰色關(guān)聯(lián)度排序及方差分析

葉片著生節(jié)位灰色關(guān)聯(lián)度排序X10.933 682 a1X20.822 773 b2X30.743 464 c3X40.708 373 cd4X50.561 791 fg7X60.493 691 h8X70.488 282 hi9X80.598 245 ef6X90.612 127 e5

表中數(shù)據(jù)后面的不同英文小寫字母代表差異顯著(P<0.05)。

桑樹采葉時葉片著生節(jié)位與其質(zhì)量變化之間的灰色關(guān)聯(lián)度，就是葉片著生節(jié)位與其質(zhì)量變化之間的貼近程度，也是對葉片質(zhì)量變化的影響程度。從表5可以看出，9個分組的葉片著生節(jié)位分別與其質(zhì)量變化之間的灰色關(guān)聯(lián)度由大到小依次為X1>X2>X3>X4>X9>X8>X5>X6>X7，即葉片著生節(jié)位為X1、X2、X3和X4與其質(zhì)量變化之間的灰色關(guān)聯(lián)度大，其灰色關(guān)聯(lián)度分別在0.93、0.82、0.74、0.70以上，對葉片質(zhì)量變化的影響程度大，其葉片的質(zhì)量最好，其中以X1的灰色關(guān)聯(lián)度為最大，以后依次是X2、X3和X4；其次是X9、X8和X5的葉片著生節(jié)位的灰色關(guān)聯(lián)度，其灰色關(guān)聯(lián)度分別在0.61、0.59、0.56以上，對葉片質(zhì)量變化的影響程度次大，其葉片的質(zhì)量次好；最后是X6和X7的葉片著生節(jié)位與其質(zhì)量變化的灰色關(guān)聯(lián)度，其灰色關(guān)聯(lián)度分別在0.49以上和0.48以上，其葉片質(zhì)量差。由此說明葉片著生節(jié)位與其質(zhì)量變化之間的灰色關(guān)聯(lián)度越大，則對其葉片質(zhì)量變化的影響程度也越大，即桑樹葉片著生節(jié)位與其質(zhì)量變化之間灰色關(guān)聯(lián)度越大，則越接近于參考葉片著生節(jié)位，葉片質(zhì)量的綜合性狀越好。

對桑樹葉片著生節(jié)位與其質(zhì)量變化之間的灰色關(guān)聯(lián)度方差分析結(jié)果：X1和X2、X2和X3、X4和X9、X5和X9、X5和X6之間的葉片著生節(jié)位與其質(zhì)量變化的灰色關(guān)聯(lián)度差異顯著；X3和X4、X8和X9、X5和X8、X6和X7之間的葉片著生節(jié)位與其質(zhì)量變化的灰色關(guān)聯(lián)度差異不顯著。

3 小結(jié)與討論

桑樹產(chǎn)葉量與其植物學(xué)性狀或農(nóng)藝性狀特征指標(biāo)相關(guān)，即桑樹產(chǎn)葉量與枝條性狀[17](母枝直徑、長度和葉片在春梢上著生節(jié)位等)、葉片性狀(葉片長度、葉片寬度和葉柄長度等)和葉片產(chǎn)量性狀(葉片質(zhì)量、葉柄質(zhì)量和葉片凈質(zhì)量等)中的一個指標(biāo)相關(guān)或多個指標(biāo)共同相關(guān)。本次調(diào)查研究結(jié)果進一步證明，灰色關(guān)聯(lián)度由大到小依次為分組1>分組2>分組3>分組4>分組9>分組8>分組5>分組6>分組7，即分組1的桑樹葉片著生節(jié)位對葉片質(zhì)量變化的灰色關(guān)聯(lián)度(r>0.93)最大，其次是分組2的桑樹葉片著生節(jié)位對葉片質(zhì)量變化的灰色關(guān)聯(lián)度(r>0.82)，再次是分組3(r>0.74)和分組4(r>0.70)的桑樹葉片著生節(jié)位對葉片質(zhì)量變化的灰色關(guān)聯(lián)度，其它分組的桑樹葉片著生節(jié)位對葉片質(zhì)量變化的灰色關(guān)聯(lián)度(r﹤0.70)相對較小?？梢?，桑樹采葉時葉片著生節(jié)位是影響葉片質(zhì)量變化的主要因素之一，這與胡世葉等的研究結(jié)果[11-14]相似。當(dāng)然影響葉片質(zhì)量的因素除品種外，還有立地條件(氣候、土壤、坡向和坡度等)、樹體狀況(樹齡、樹勢強弱、結(jié)桑果量和產(chǎn)葉量)、春梢特征(春梢長度、春梢直徑和著生位置等)、葉片特征(長度、寬度、質(zhì)量和葉面狀態(tài)等)、葉片生長發(fā)育動態(tài)(時期等)、栽培管理水平(肥水管理、樹體管理、伐條時間和短梢水平等)和采葉(時期和方法等)等7大因素(22個以上小因素)中的1個或多個因素共同影響或各個因素不同程度地影響其葉片質(zhì)量的變化[7-17]。灰色關(guān)聯(lián)度分析[18-22]結(jié)果表明，桑樹采葉時葉片著生節(jié)位直接影響葉片質(zhì)量變化的灰色關(guān)聯(lián)度，其灰色關(guān)聯(lián)度越大，對葉片質(zhì)量的影響程度越大，其葉片質(zhì)量的綜合性狀越好，即表現(xiàn)為桑樹葉片著生節(jié)位在春梢基部，即葉片著生在6～25節(jié)位的與其質(zhì)量變化的灰色關(guān)聯(lián)度大，對葉片質(zhì)量的影響程度也大；著生節(jié)位在春梢頂部，即葉片著生在41～50節(jié)位的與其質(zhì)量變化的灰色關(guān)聯(lián)度次大，對葉片質(zhì)量的影響程度次大；著生節(jié)位在春梢中部，即葉片著生在26～40節(jié)位的與其質(zhì)量變化的灰色關(guān)聯(lián)度小，對葉片質(zhì)量的影響程度也小。進一步說明桑樹葉片著生節(jié)位是衡量葉片質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。這可能與桑樹春梢的內(nèi)在因素有關(guān)，原因是春梢葉片著生節(jié)位不同，必然存在春梢內(nèi)部條件的不同，引起葉片內(nèi)部營養(yǎng)成分和葉片特征也有所不同，進一步說明葉片質(zhì)量等相關(guān)指標(biāo)的變化也有所不同。所以將本研究結(jié)果運用于田間采葉時，建議在選擇采葉節(jié)位時，首先應(yīng)選擇春梢6～10節(jié)位上的葉片，其次選擇11～15節(jié)位上的葉片，再次選擇16～20節(jié)位的葉片，最后選擇21～25節(jié)位的葉片，能夠保證葉片質(zhì)量。至于其它方法分析桑樹葉片著生節(jié)位與葉片質(zhì)量變化的關(guān)系還需要進一步研究。