絲棉木1年生實生苗生長發(fā)育規(guī)律

盧 芳， 王榮華， 徐小林

(江蘇師范大學(xué)地理測繪與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，江蘇徐州 221116)

絲棉木(Euonymusbungeanus)為落葉小喬木，葉對生，小枝四棱形，花淡綠色，聚傘花序腋生，蒴果4深裂，粉紅色，種子具橘紅色假種皮。其分布北起遼寧，南至長江以南各地，西至甘肅、陜西、四川[1]。絲棉木秋季粉紅色果實掛滿枝梢，開裂后露出桔紅色假種皮，甚為美觀，宜植于林緣、草坪、路旁、湖邊及溪畔，也是荒山造林綠化的良好樹種[2]。絲棉木是嫁接衛(wèi)矛屬許多種類的砧木，如北海道黃楊、扶芳藤、大葉黃楊等[3]。目前，對絲棉木的研究主要集中在育苗技術(shù)[4-6]、引種研究[7-8]、嫁接其他衛(wèi)矛屬樹種[9-10]等方面，這些方面的研究促進了絲棉木在園林綠化中的應(yīng)用，但對絲棉木1年生播種苗生長發(fā)育規(guī)律的研究還未見報道。研究絲棉木1年生苗苗高和地徑的生長規(guī)律，能為絲棉木的1年生實生苗的苗期管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于江蘇省如東縣的曹埠鎮(zhèn)孫窯居委會，屬于北亞熱帶海洋氣候，境內(nèi)地勢平坦。土壤發(fā)育于長江三角洲沉積物上，為灰潮土[11]，肥力中等，pH值7.5。

1.2 種子

供試驗的絲棉木種子于2013年11月5日采自安徽省蕭縣的黃藏峪。將采集來的蒴果攤開晾干，待果皮開裂后揉搓脫出帶橙紅色假種皮的種子。然后將帶假種皮的種子立即用清水浸泡漚制，每天換水2次，待種皮軟化后用手搓去假種皮，得純凈種子，自然風(fēng)干后得到純凈的種子。將該批種子用布袋盛裝，在室內(nèi)干燥通風(fēng)條件下貯藏。該批種子凈度為88.5%，千粒質(zhì)量為20.43 g。2014年1月28日在室外背陰處進行了層積催芽處理。在該日同時在種子發(fā)芽箱中進行了發(fā)芽試驗，該批種子發(fā)芽率為48.5%，發(fā)芽率偏低。

1.3 播種與苗期管理

于2014年3月11日將層積催芽38 d的絲棉木種子(有少量開口露白)進行播種。播種前1周苗床拌入1.5 g/m2的50%多菌靈可濕性粉劑，進行土壤消毒。苗床寬70 cm，苗床之間開深溝寬25 cm，深25 cm，以利排水。種子采用條播，每床3行，行距20 cm，覆淺土。每10 m播種行播種20 g。4月底出苗后，及時除草、間苗、定苗，定苗株行距為15 cm×20 cm。在1年生苗木生長期間按常規(guī)進行了松土鋤草和病蟲害管理，未進行施肥管理。

1.4 研究方法

自5月1日起，隨機抽取了120株掛牌標(biāo)記作為測定生長量的固定標(biāo)準(zhǔn)株，測量苗高時使用鋼卷尺(精度0.1 cm)測量，測量地徑時使用電子游標(biāo)卡尺(精度0.01 mm)測量，在生長期內(nèi)每10 d分別測量苗高和地徑1次。直到10月28結(jié)束，共19次調(diào)查，取120株的平均值作為觀測指標(biāo)進行統(tǒng)計，高生長和地徑生長平均值觀測結(jié)果見表1。

表1 絲棉木苗高、地徑生長定期觀測結(jié)果

1.5 數(shù)據(jù)處理

其他用Excel 2012軟件進行數(shù)據(jù)整理并作圖，采用DPS 3.01分析軟件進行聚類分析，用Logistic方程擬合生長曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 苗高年生長規(guī)律

從表1可見，從3月11日種子開口露白播種直到10月28日結(jié)束觀測止，發(fā)現(xiàn)10月18日之后苗高停長，從播種到生長結(jié)束約230 d。苗高生長過程表現(xiàn)為“慢-快-慢”的節(jié)律。5—6月絲棉木幼苗高生長量較小，7—8月生長量較大，7月底出現(xiàn)生長高峰，此后生長量逐漸減小，直到10月18日以后苗高生長基本停止。

2.1.1 苗高生長時期的劃分 采用有序樣本聚類分析方法[12]對絲棉木1年生播種苗高生長的時期進行劃分，對凈高生長量的18個數(shù)值進行聚類，通過DPS 3.01軟件運算聚類結(jié)果表明，苗高生長時期分為3個階段：

第1個階段為苗高生長初期：從5月1日至7月10日，歷時約70 d，日平均生長量為0.25 cm；第2個階段為苗高生長盛期：從7月10日至8月29日，歷時50 d，苗高生長量最大，日平均生長量達到0.93 cm；第三個階段為苗高生長末期：從8月29日至10月28日，苗高生長速度明顯下降直至停止，歷時60 d，日平均生長量為0.11 cm。

2.1.2 苗高生長過程的擬合 絲棉木1年生苗苗高的生長量曲線為“S”形生長曲線(圖1)，因而可用Logistic方程作為擬合其生長過程的數(shù)學(xué)模型[13]。該模型的方程式為

y=k/(1+ae-bx)。

(1)

式中：y為隨著生長時間而發(fā)生變化的苗高累積生長量，k為生長終級量，x為生長時間(d)，a、b為待定常數(shù)。

求絲棉木高生長終級量k，表1列出苗高生長時間x與苗高累積生長量y的數(shù)據(jù)記錄，根據(jù)指數(shù)曲線的原理推導(dǎo)出：

馬鈴薯皮薄、肉嫩、含水量高，易碰撞損傷，多病害，易腐爛。對環(huán)境非常敏感，冷了容易凍傷，凍傷后不能保管，食味變差，嚴重凍傷的不能食用；熱了容易生芽，生芽的馬鈴薯產(chǎn)生毒素，影響人體健康。空氣干燥時，水分蒸發(fā)快，薯塊皺縮；空氣潮濕又容易發(fā)汗，造成大量腐爛。

k=[2y1y2y3-y22(y1+y3)]/(y1y3-y22)。

(2)

式中：y1、y2、y3分別為3個等距離橫坐標(biāo)值x1、x2、x3下對應(yīng)的縱坐標(biāo)值，選取的x1、x2、x3值分別為第1、10、19次測量數(shù)據(jù)，即x1=10，y1=2.6、x2=100，y2=43.0、x3=190，y3=72.6。將x1、x2、x3和y1、y2、y3分別代入(2)式求得k=73.972 1。

對該模型方程式移項并求對數(shù)，有l(wèi)n[(k-y)/y]=lna-bx，令y′=ln[(k-y)/y]，則有y′=lna-bx。

經(jīng)轉(zhuǎn)換成的苗高生長量(y′)與生長時間(x)之間呈線性關(guān)系，可按一般的直線相關(guān)方法求出a和b。利用SPSS 20.0軟件擬合的苗高生長Logistic方程為

y=73.972 1/(1+70.049 9e-0.046 3x)。

R=0.990 8>R0.01=0.575，該方程回歸性達到顯著水平，說明模擬苗高生長的Logistic方程曲線與實測曲線符合程度很高，利用該方程的回歸擬合值來推測苗高的實際值具有很高的準(zhǔn)確性(圖1)。

2.1.3 苗高年生長階段的劃分 將Logistic方程y=73.972 1/(1+70.049 9e-0.046 3x)的兩側(cè)對x求一階導(dǎo)數(shù)，可得累積生長量隨時間變化的方程；其二階導(dǎo)數(shù)為日生長量的變化速率曲線，再將y=73.972 1/(1+70.049 9e-0.046 3x)對x進行二階求導(dǎo)，令d2y/dx2=0，則得苗高累積生長量最大時的x：x=ln70.049 9/0.046 3。將y=73.972 1/(1+70.049 9e-0.046 3x)對x進行三階求導(dǎo)，并令其等于0，可求得累積生長量變化速率最快的2個點，x1和x2，即高生長由開始加速到生長頂峰及由頂峰轉(zhuǎn)入緩慢生長的分界點，x1～x2為生長盛期。x1=(ln70.049 9-1.317)/0.046 3；x2=(ln70.049 9+1.317)/0.046 3。求得苗高累積生長量最大時的x=92 d，x1=63 d，x2=120 d。以5月1日苗高觀測起始日為計算起點，則苗木高生長頂峰出現(xiàn)在8月1日，由高生長加速開始轉(zhuǎn)入速生的拐點出現(xiàn)在7月3日，由生長頂峰轉(zhuǎn)到緩慢生長的拐點出現(xiàn)在8月29日。根據(jù)擬合及計算結(jié)果可將絲棉木1年生苗的苗高生長時期大致劃分為4個階段，即出苗期、生長初期、生長盛期、生長后期，詳細日期見表2。從表2可見，該劃分與聚類分析結(jié)果基本吻合，說明用Logistic曲線方程來擬合絲棉木的苗高生長過程是非常合適的。

表2 絲棉木1年生苗的苗高和地徑生長期劃分

2.2 地徑年生長規(guī)律

2.2.1 地徑生長過程的擬合 由圖2可見，絲棉木地徑的生長曲線也呈“S”形。用Logistic方程擬合絲棉木地徑的年生長情況，得絲棉木地徑的生長曲線方程為y=8.934 5/(1+17.372 9e-0.025 8x)。

R=0.998 7>R0.01=0.575，上述方程回歸性達到極顯著水平，說明模擬地徑Logistic曲線與地徑實測曲線間的符合程度很高，用此方程的回歸擬合值來推測絲棉木1年生實生苗地徑的實際值具有較高的準(zhǔn)確性(圖2)。

見，相比苗高生長的苗期劃分，地徑生長盛期和苗高生長盛期到來的時間差不多，但地徑生長盛期要長，在苗高生長停止后地徑仍在繼續(xù)生長。

3 結(jié)論與討論

絲棉木1年生播種苗的高生長和地徑生長符合“S”形生長規(guī)律，用Logistic方程擬合苗高、地徑的年生長過程，回歸性均達到極顯著水平，因此可以對絲棉木1年生播種苗進行生長期內(nèi)高、徑生長的階段劃分。采用數(shù)學(xué)模型將1年生苗劃分為出苗期、生長初期、生長盛期和生長后期4個時期，苗高的生長盛期在7月4日至8月29日，地徑的速生期在6月30日至10月10日。

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