毛竹和金佛山方竹一年生容器苗分級標準研究

朱瀟 代朝霞 王燈 劉艷江 茍光前

摘 要：采用隨機抽樣調(diào)查方法，以杯為單位，對貴州省紫云縣和桐梓縣培育的一年生的毛竹和金佛山方竹容器苗的苗高、地徑、株數(shù)、根長、筍芽數(shù)和總鮮重等6項苗木質(zhì)量指標進行了測定。通過主成分分析和聚類分析，確定了以每杯竹苗中最大苗高Hmax和最大地徑Dmax作為苗木分級的質(zhì)量指標，并制定出其3級分級標準，1年生毛竹容器苗，I 級苗：Hmax≥44 cm， Dmax≥0.19cm;II級苗：31cm≤Hmax<44cm，0.15cm≤Dmax<0.19cm;III級苗：Hmax<31cm，Dmax<0.15cm。1年生金佛山方竹容器苗，I級苗：Hmax≥41cm，Dmax≥0.21cm;II級苗：29cm≤Hmax<41cm，0.13cm≤Dmax<0.21cm;III級苗：Hmax<29cm，Dmax<0.13cm。本研究結(jié)果可為毛竹與金佛山方竹苗木生產(chǎn)和開發(fā)利用提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：金佛山方竹;毛竹;容器苗;苗木分級

中圖分類號：S795.9

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0457（2021）03-0048-06

國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2021.03.008

Study on the Grading Standard of Annual Container Seedlings of Phyllostachys edulis and Chimonobambusa utilis

ZHU Xiao1，DAI Zhaoxia2*，WANG Deng2，LIU Yanjiang1，GOU Guangqian1，3

（1.College of Life Sciences/Agricultural Bioengineering Research Institute，Key Laboratory of Mountain Plant Resources Protection and Germplasm Innovation of Ministry of Education，Collaborative Innovation Center for Mountain Ecology and Agricultural Bioengineering，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China;2.College of Forestry，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China;3.Guizhou University Bamboo Research Institute，Guiyang，Guizhou 550025，China）

Abstract：

Six seedling quality indexes such as seedling height，ground diameter，number of clusters，root length，number of shoots and total fresh weight of one-year-old Phyllostachys edulis and Chimonobambusa utilis container seedlings were measured by random sampling survey method in Ziyun and Tongzi counties of Guizhou province.The results showed that the maximum seedling height and the maximum ground diameter of bamboo seedling in each cup were determined as the quality indexes of seedling grading，through principal component analysis and cluster analysis.Then their three-grade grading standard was formulated： container seedling of one-year-old Phyllostachys edulis，grade I seedling： Hmax≥ 44cm，Dmax ≥ 0.19cm; grade II seedling： 31cm≤Hmax < 44cm，0.15cm≤Dmax < 0.19cm，grade III seedling： Hmax < 31cm，Dmax < 0.15cm.Container seedlings of One-year-old Chimonobambusa utilis，grade I seedling： Hmax ≥ 41cm，Dmax ≥ 0.21cm; grade II seedling： 29cm≤Hmax < 41cm，0.13cm≤Dmax < 0.21cm，grade III seedling： Hmax < 29cm，Dmax < 0.13cm.The results could provide a certain reference basis for the production，development and utilization of Phyllostachys edulis and Chimonobambusa utilis seedlings.

Keywords：

Chimonobambusa utilis;Phyllostachys edulis;container seedlings;seedling grading

金佛山方竹（Chimonobabusa utilis）為我國特有竹種之一，屬竹亞科寒竹屬，是復(fù)軸混生型中小徑竹[1]。其筍期在九月左右，因筍肉鮮嫩，營養(yǎng)豐富，遠銷中外，故稱為“竹類之冠”[2]。其纖維含量決定了竹材的價值，為竹材制造產(chǎn)業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的原材料，可為當?shù)貛砜捎^的經(jīng)濟收益[3]。毛竹Phyllostachys edulis屬禾本科竹亞科剛竹屬植物，具有材質(zhì)良好、生長速度快、使用范圍廣、收益高等優(yōu)點，是我國利用價值最高、用處最為廣泛的經(jīng)濟竹種[4]。

隨著容器育苗技術(shù)發(fā)展的日趨成熟，該方法在林業(yè)發(fā)達的國家應(yīng)用廣泛[5]，是一條加速中國綠化造林的重要技術(shù)措施[6]。苗木生長發(fā)育所需要的條件可以人為控制，能夠在一定程度上擺脫時間地點的限制。當前，我國在大規(guī)模造林生產(chǎn)實踐中還是以裸根苗移植的方式為主。隨著容器苗的出現(xiàn)，許多研究表明，容器苗造林對季節(jié)和立地條件要優(yōu)于裸根苗。近些年陳庭合等[7]在對木荷Schima superba裸根苗與容器苗造林效果進行比較分析，結(jié)果表明其裸根苗造林的存活率和保存率均顯著低于容器苗。劉方春等[8]在對鹽分脅迫下白蠟樹Fraxinus chinensis的容器苗與裸根苗生長響應(yīng)的研究中表明，容器苗積累物質(zhì)的速率優(yōu)于裸根苗，且其容器苗更有利于中低鹽堿地造林。王全森[9]對樟子松容器苗在造林中的研究表明，只要裝運和卸載方式恰當，就能延長造林時間，擺脫樟子松只能在春季造林的限制。在立地條件差的區(qū)域采用裸根苗移植的方式進行造林會受到極大的局限。關(guān)于加速立地條件較差的地區(qū)植被重建與恢復(fù)工作，應(yīng)充分注重采用容器苗進行造林的優(yōu)勢，這對我國生態(tài)保護具有舉足輕重的作用[10]。

竹類植物種子的收集只能集中在一段時間，且數(shù)量有限，故造林時還是沿用移栽母竹的方法，而在整個移栽過程中需耗費大量物力和人力資源，且移栽后不適應(yīng)立地環(huán)境等因素在一定程度上制約了母竹移栽技術(shù)。毛竹和金佛山方竹近年來陸續(xù)開花，讓該地區(qū)百姓看到其種子可轉(zhuǎn)化成經(jīng)濟效益的契機，故積極地投入到育苗銷售工作中。竹苗品質(zhì)直接影響造林的效果[11]，而苗木分級已經(jīng)發(fā)展成為苗木造林前衡量其質(zhì)量優(yōu)劣的有效措施，采取這項技術(shù)手段能較全面地評價苗木質(zhì)量和性能[12]。從苗木的眾多衡量因子中篩選出可將苗木準確分級而又便于操作的因子，是苗木分級研究的首要任務(wù)[13]。鄭道權(quán)等[14]對金佛山方竹裸根苗木質(zhì)量進行了分級研究，幾年前，本課題組也曾對金佛山方竹1年和2年生幼苗進行了分級界定[15]，但隨著近些年林業(yè)生產(chǎn)中容器苗大量的涌現(xiàn)，使得對竹類植物容器苗的研究迫在眉睫。因此，本文在參考他人苗木質(zhì)量分級標準的資料后收集了影響金佛山方竹和毛竹容器苗質(zhì)量的相關(guān)指標的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上確定這兩個竹種容器苗的分級標準，旨在為這兩個竹種造林提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

毛竹容器苗試驗地選擇在安順市紫云縣貓營鎮(zhèn)，該鎮(zhèn)地處25°21′～26°3′ N，105°55′～106°29′ E，年平均溫度約為15.3℃，年無霜時間約為288 d，年均日照時長1 455 h，年均降雨量1 337mm，相對濕度平均達到79%。氣候的垂直差異較大，山區(qū)小氣候尤為突出。該地是中亞熱帶和北亞熱帶的過渡帶，屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤型氣候。

金佛山方竹容器苗試驗地選擇在桐梓縣獅溪鎮(zhèn)，地處27°57′～28°54′ N，106°26′～107°17′ E，海拔最高處達2 227 m，最低處為614 m，是典型的石灰?guī)r地貌。氣候溫和，年平均溫度約為14.6℃，雨量充沛，年平均降雨量為1 038.8mm;雖然部分高海拔區(qū)有顯而易見的暖溫帶氣候特點，但其基帶氣候?qū)儆谥衼啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候。

1.2 調(diào)查方法

分別從兩實驗苗圃地中隨機抽取毛竹和金佛山方竹300杯苗木（杯的規(guī)格為：徑9cm×高10cm）。測量苗木高度時用精度為0.1cm的鋼卷尺，用精度為0.01mm的數(shù)顯游標卡尺測量地徑。再連根把苗木挖出，確定其株數(shù)和筍芽數(shù)，并除去泥土，洗凈后自然晾干。然后用精度為0.1cm的鋼卷尺測量根長，用精度為0.01 g的電子天平稱量全株總鮮重。以這6項指標為質(zhì)量分級提取因子進行計算，初步處理原始數(shù)據(jù)時使用EXCEL 2007統(tǒng)計表，可計算出每杯的平均苗高和地徑，然后使用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件進行相關(guān)分析、主成分分析，計算的同時應(yīng)結(jié)合另外4項指標，以此確定出最具代表性的質(zhì)量指標，為準確對每杯苗木進行分級，還需使用聚類分析法加以分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 苗木質(zhì)量指標統(tǒng)計學(xué)特征

2017年12月，分別在試驗地測量了金佛山方竹和毛竹的一年生容器苗每杯苗木的6項質(zhì)量因子數(shù)據(jù)，各300杯，并計算出每項質(zhì)量因子的統(tǒng)計學(xué)特征值：最小值、最大值、均值及標準差（結(jié)果見表1）。其均值可表明：金佛山方竹每杯的平均苗高、地徑分別為28.89cm、1.57mm、每杯約為6株和4個筍芽、根長為11.89cm，整杯的總鮮重為17.46 g。

毛竹每杯的平均苗高、地徑分別為26.18 cm、1.32 mm、每杯約為6株和6個筍芽、根長為13.59 cm，整杯的總鮮重為28.87 g。從以上數(shù)據(jù)中可清楚得知，這兩種竹類容器苗雖然各自生存的環(huán)境差不多，但各苗木間的生物量明顯有較大差距，同時1年生毛竹容器幼苗較金佛山方竹的生物量大，這可能與不同竹種間遺傳多樣性有著緊密的聯(lián)系。

2.2 苗木質(zhì)量指標的主成分分析

在進行苗木分級標準制定時，應(yīng)該盡可能多的測量苗木的質(zhì)量指標，這樣得到的分級標準才會更具有可信度。但由于條件限制，要將這些指標全部進行測量是不現(xiàn)實的，所以一般選擇簡單易測的指標，這些指標不但具有代表性，而且能直觀的反映苗木的質(zhì)量狀況。應(yīng)用相關(guān)分析法計算每盆苗木的最大苗高、地徑，根長及總鮮重等6項質(zhì)量因子，可得出影響金佛山方竹和毛竹容器苗質(zhì)量的主要因子。結(jié)果顯示，兩種容器苗苗木的這6個質(zhì)量指標間都存在一定的相關(guān)關(guān)系（表2）。由竹苗總鮮重可知物質(zhì)積累量的多少，生長量也能從總鮮重得到體現(xiàn)，能較全面地反映竹苗的質(zhì)量。把相關(guān)中心定為容器苗的總鮮重，可知金佛山方竹每杯苗木總鮮重與另外5項因子呈顯著相關(guān)，而毛竹每杯苗木總鮮重與另外4項因子也呈顯著相關(guān)，只與根長的相關(guān)性最弱，證明這6項因子都可以作為容器苗苗木分級的質(zhì)量指標。為找出反映竹苗質(zhì)量的主要指標，需再進行主成分分析。

從表3可知，金佛山方竹和毛竹每杯苗木最大地徑、高度的特征值均大于1，分別達到了2.602、2.023和2.893、1.537。這表明，可把這兩項質(zhì)量因子當做主要指標來評價金佛山方竹和毛竹每盆苗木的質(zhì)量。通常苗高可反映葉量多少，相對來說苗木高的葉量較多，光合能力以及蒸騰面積大。地徑和根系大小與苗木的抗逆性密切相關(guān)，其中主要的指標是地徑，地徑大的苗木在支持力、抗彎曲、抗旱、耐高溫、防蟲害等方面有較好的抵抗力，更能適應(yīng)惡劣的環(huán)境，而地徑小的在這些方面較弱。使用平均地徑、高度為評價的主要指標也與林業(yè)生產(chǎn)上習(xí)慣使用的因子相符合。并且金佛山方竹每杯的平均地徑與高度的累積方差貢獻率為63.281%，毛竹每杯苗木兩者的累積方差貢獻率為66.068%，可知這兩項指標能表達苗木生物量信息，說明本試驗中所測量的6個指標的全部信息也能得到表達。

2.3 苗木質(zhì)量指標聚類分析及其苗木分級

聚類分析法是對多種指標進行統(tǒng)計的技術(shù)，我們研究的各個指標之間存在一定的相關(guān)性，根據(jù)這些指標得到能夠說明它們之間相關(guān)度的統(tǒng)計量，并以此為劃分依據(jù)。把相似度高的屬性歸為一種類型，其他相似度高的又聚合成一類，直到歸類完畢[16]。對金佛山方竹與毛竹容器苗的等級劃分來說，苗農(nóng)常在容器苗的苗高到達某一高度后出圃造林。因此我們利用每杯苗木的最大高度Hmax和地徑Dmax來進行苗木分級，更貼合實際生產(chǎn)。林業(yè)生產(chǎn)中習(xí)慣把苗木質(zhì)量分為3個等級，所以對金佛山方竹和毛竹的最大地徑、苗高進行聚類分析時直接聚成3類。其中地徑大小和苗高大于平均值的為I級苗或優(yōu)質(zhì)，地徑大小和苗高約等于平均值的為II級苗或合格苗，高度或地徑未達到標準的為III級苗或不合格苗，需要留下繼續(xù)培養(yǎng)。由表4可知，金佛山方竹I級容器苗的最大高度和地徑的聚類中心分別為46.30 cm、3.22mm，II級的分別為32.90 cm、1.95mm;而毛竹苗木I級的最大高度和地徑的最終聚類中心分別為49.12 cm、2.27mm，II級的分別為34.45 cm、2.01mm。

2.4 苗木分級標準的確定

苗木臨界值的確定通常采用聚類分級臨界點法或者聚類中心標準差法，有學(xué)者研究得到后者更符合實際生產(chǎn)應(yīng)用[17]，故本次研究使用聚類中心標準差法。聚類后的各級苗木標準差的統(tǒng)計量見表5，此方法是把部分I級苗降為II級苗，而一些II級苗就會變成III級苗，這樣少量III級苗就不包括在等級之中，因此分級標準的臨界值相對較高。這種苗木分級法和眾多學(xué)者的做法是相符的[18-20]。而這些被劃分出界限的以及過于弱小的III級苗，應(yīng)繼續(xù)培育達到合格標準再移栽造林，這也更符合林業(yè)生產(chǎn)需求。

由表6可得到毛竹和金佛山方竹一年生容器苗的分級標準。按照此分級標準，可知本次測量的300杯毛竹容器苗中，I 級苗90杯，占比30%，II級苗150杯，占比50%，III級苗60杯，占比20%;300杯金佛山方竹容器苗中，I 級苗130杯，占比43.3%，II級苗109杯，占比36.3%，III級苗61杯，占比20.3%。

3 結(jié)論與討論

鑒于金佛山方竹和毛竹竹苗在營養(yǎng)杯中生長分蘗后，形成多枝，根部盤繞交錯，原來杯中雖然播種的是幾粒種子（果實），竹苗長成時卻不能分成單株。同時，生產(chǎn)上也是以杯為單位進行計算和造林，故以杯為單位進行竹苗的分級。生物量是評價苗木質(zhì)量的主要指標，測量生物量需要將苗木烘干，測量后的苗木不能再用于造林，所以一般選擇與生物量緊密關(guān)聯(lián)的苗高和地徑兩個因子作為主要指標，這與王竣等[21]對杉木容器苗分級的結(jié)果一致。每杯中竹苗的高度與地徑為比較直觀的指標，且與竹苗根長總數(shù)、株數(shù)總數(shù)、筍芽總數(shù)和總鮮重的質(zhì)量指標相關(guān)性顯著。故將最大高度和地徑確定為劃分金佛山方竹和毛竹一年生容器苗質(zhì)量的主要指標。這兩個指標方便測量，同時也符合生產(chǎn)上的需要。I 、II級苗木達到出圃造林的需求，出圃后應(yīng)及時進行造林，造林后需精心管護。未達到出圃條件的III級苗，應(yīng)適當增加施肥劑量，加強病蟲害防治，等到第二年成為2年生留床II級容器苗，再進行出圃栽種。

應(yīng)用聚類中心標準差法分析后，可得以下分級標準。毛竹：I 級：Hmax≥43.97cm，Dmax≥1.89mm;II級：31.05cm≤Hmax<43.97cm，1.46mm≤Dmax<1.89mm;III級：Hmax<31.05cm，Dmax<1.46mm。金佛山方竹：I級：Hmax≥40.51cm，Dmax≥2.07mm;II級：29.44cm≤Hmax<40.51cm，1.34mm≤Dmax<2.07mm;III級：Hmax<29.44cm，Dmax<1.34mm。取整數(shù)更符合生產(chǎn)習(xí)慣（單位：cm）。處理以上數(shù)據(jù)，可得：1年生毛竹容器苗，I 級苗：Hmax≥44cm，Dmax≥0.19cm; II級苗：31cm≤Hmax<44cm，0.15cm≤D<0.19cm;III級苗：Hmax<31cm，Dmax<0.15cm。1年生金佛山方竹容器苗，I級苗：Hmax≥41cm，Dmax≥0.21cm;II級苗：29cm≤Hmax<41cm，0.13cm≤Dmax<0.21cm;III級苗：Hmax<29cm，Dmax<0.13cm。

毛竹廣泛生長于南方多個省區(qū)，由于采樣地的限制，本文中毛竹苗木分級的數(shù)據(jù)不能視為所有地區(qū)的標準，各地需因地制宜，結(jié)合當?shù)孛缒旧L情況來選取優(yōu)質(zhì)毛竹苗造林，本文的毛竹分級標準僅作為參考。金佛山方竹目前生長于黔北、滇東北和川渝地區(qū)的南部，本文中金佛山方竹的試驗地貴州省桐梓縣獅溪鎮(zhèn)，毗鄰于該竹種模式產(chǎn)地重慶南川金佛山，所以本文金佛山方竹的容器苗分級標準可作為上述地區(qū)的育苗、造林的參考標準。為確保造林的成活率及生長量，除參考上述兩個指標，還應(yīng)結(jié)合苗木鮮度、發(fā)育程度、木質(zhì)化程度、病蟲害損傷等指標進行綜合分析。

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