熱帶珍貴樹種羯布羅香苗木質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)

邱 瓊，楊德軍，張快富，鐘 萍，李金材

（1.云南省林業(yè)和草原科學(xué)院熱帶林業(yè)研究所，云南 普文 666102；2.普洱市林業(yè)和草原科學(xué)研究所，云南 普洱 665000）

羯布羅香(Dipterocarpus turbinatus Gaertn.f.）屬龍腦香科(Dipterocarpaceae)龍腦香屬（Dipterocarpus Gaertn.f.）常綠大喬木，高達(dá)50 m，胸徑達(dá)1 m，別名油樹，龍腦香，傣語叫埋拿曼養(yǎng)[1]。是我國熱帶地區(qū)大徑材類珍貴用材樹種[2]，其樹形高大，干形通直，材質(zhì)優(yōu)良，耐腐，可用于造船、造橋、地板、建筑、家具等。羯布羅香樹干分泌的樹脂，具有濃郁的香味，是一種天然香料[3]。羯布羅香樹形挺直美觀，花朵美麗芳香，也是傣族群眾喜愛的優(yōu)良四旁綠化樹種[2]。喜光樹種，幼苗期耐蔭，是亞洲熱帶雨林的典型樹種[4]，多居于喬木上層。近幾年來，羯布羅香作為熱帶雨林樹種在生態(tài)恢復(fù)實(shí)踐中得到重視和應(yīng)用，對苗木的需求量逐年增加，優(yōu)質(zhì)的苗木可以提高造林成活率和促進(jìn)林木的生長，隨著羯布羅香人工種植規(guī)模的擴(kuò)大，有必要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際來進(jìn)行苗木質(zhì)量分級。云南省林業(yè)和草原科學(xué)院熱帶林業(yè)研究所對羯布羅香的育苗和造林有多年的生產(chǎn)實(shí)踐[2,5]，但在苗木質(zhì)量分級方面的研究還未見有報(bào)道。本文選擇1年生的容器苗為研究對象，對羯布羅香苗木生長質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行篩選研究，提出羯布羅香的苗木質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)，以期為羯布羅香壯苗培育和珍貴大徑級用材林產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支持。

1 研究區(qū)概況

育苗地在西雙版納州普文鎮(zhèn)云南省林業(yè)和草原科學(xué)院熱帶林業(yè)研究所珍貴用材苗木繁育基地苗圃內(nèi)進(jìn)行。苗圃位于22°24′—26′N，101°04′—06′E 之間，屬熱帶北緣季風(fēng)氣候類型，年平均氣溫20.1 ℃，≥10 ℃積溫7459 ℃，7月均溫23.9 ℃，1月均溫13.9 ℃，極端最高氣溫38.3 ℃，極端最低溫-0.7 ℃。年降水量1655.3 mm，年平均相對濕度83 %。土壤為赤紅壤，pH 值4.3～6.3。

2 材料與方法

2.1 種子來源與處理

育苗所用的種子均采自西雙版納熱帶樹木園內(nèi)的56年生羯布羅香優(yōu)良母樹。2020年6月，羯布羅香果實(shí)成熟掉落，在樹下周圍拾撿。經(jīng)測定，果長平均3.65 cm，變幅3～4.5 cm，果寬平均為1.95 cm，變幅1.6～2.3 cm，翅長平均為13.5 cm，變幅12～15 cm。收集到的果實(shí)，剪去果翅即為種子，經(jīng)測定，新鮮種子千粒重（去翅）為4600 g，每千克去翅果實(shí)粒數(shù)為217 粒。羯布羅香種子無休眠，屬于典型的頑拗性種子[4]，種子容易失水，不宜久存，宜隨采隨播。

2.2 苗木培育

由于羯布羅香的種粒大，宜將種子直接播入已備好的容器中，育苗基質(zhì)采用79 %森林表土+20 %火燒土+1%復(fù)合肥，三者充分拌勻后裝入容器。容器采用10 cm×15 cm 無紡布袋。播種前一天將容器基質(zhì)用50%的多菌靈800 倍液消毒。播種時(shí)將削尖的筷子插入容器中央，左右搖動形成一個(gè)小洞，深度剛好與種子的大小基本一樣，然后將種子的胚芽一端向下或橫置放入洞內(nèi)，用筷子輕輕在洞邊上覆土，覆土以不見種子為宜。種子播好后立即澆透水。苗床搭建小拱棚，覆蓋薄膜和遮蔭網(wǎng)。本次育苗2500 株，苗期常規(guī)管理。

2.3 研究方法

2.3.1 分級指標(biāo)確定

在苗圃中培育的羯布羅香容器苗共擺放5 個(gè)苗床，2021年6月在每個(gè)苗床中隨機(jī)設(shè)置1 個(gè)1 m× 1 m的樣方，在每個(gè)樣方中隨機(jī)抽取10 株樣苗，總共50 株，分別測定地徑、苗高、冠幅、主根長、側(cè)根數(shù)、全株鮮重、地上部分鮮重、地下部分鮮重、全株干重、地上部份干重、地下部份干重、高徑比共11 個(gè)生長質(zhì)量指標(biāo)，考慮在生產(chǎn)實(shí)踐中的可操作性，對測定的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析[6-8]確定苗木分級的質(zhì)量指標(biāo)。

2.3.2 苗木初始分級和標(biāo)準(zhǔn)化值計(jì)算

為了使觀測指標(biāo)數(shù)據(jù)能夠在同一水平上進(jìn)行比較和計(jì)算分析，采用公式①對所確定的苗木質(zhì)量分級指標(biāo)觀測的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

采用歐氏距離公式

2.3.4 臨界值的確定

按照最終聚類獲得的分級結(jié)果，按照半徑d 的計(jì)算公式確定各級別的界限，得出最終的苗木分級。半徑d 的公式為:④，式中K = 1，S2H標(biāo)、S2D標(biāo)分別是各級苗高和地徑的標(biāo)準(zhǔn)化值的標(biāo)準(zhǔn)差。標(biāo)準(zhǔn)差公式為:⑤，式中i 為苗高或地徑，Xi 為苗高或地徑標(biāo)準(zhǔn)化值，X 為苗高或地徑標(biāo)準(zhǔn)化值的平均數(shù)，n 為苗高或地徑的個(gè)數(shù)。

2.4 數(shù)據(jù)分析

所測的數(shù)據(jù)采用Excel 和SPSS16.0 軟件進(jìn)行分析和計(jì)算。

3 結(jié)果與分析

3.1 羯布羅香苗木分級指標(biāo)的確定

對羯布羅香苗木的地徑、苗高、冠幅、主根長、側(cè)根數(shù)、全株鮮重、地上部分鮮重、地下部分鮮重、全株干重、地上部份干重、地下部份干重、高徑比12 個(gè)生長質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果見表1。

表1 羯布羅香苗木各質(zhì)量指標(biāo)間的相關(guān)距陣Table 1 Correlation matrix among quality indexes of Dipterocarpus turbinatus seedlings

從表1可以看出，全株鮮重為相關(guān)矩陣的中心，在觀測的12 個(gè)苗木質(zhì)量指標(biāo)中，全株鮮重最能體現(xiàn)苗木的質(zhì)量，且與其他各指標(biāo)間的相關(guān)性都很強(qiáng)。說明苗木質(zhì)量越大，積累的物質(zhì)越多，苗木質(zhì)量越好。因此評價(jià)苗木質(zhì)量最好的指標(biāo)是全株鮮重，但全株鮮重的測量方法運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中可操作性不強(qiáng)。

從表1中還可以看出，與全株鮮重相關(guān)極為密切的是全株干重、地上干重、地上鮮重、地下鮮重、地下干重，相關(guān)系數(shù)r 在0.844 至0.994 之間，呈強(qiáng)相關(guān)甚至全相關(guān)，即這5 個(gè)指標(biāo)也是影響苗木質(zhì)量的次重要因素，同樣在生產(chǎn)運(yùn)用中比較麻煩，可操作性不強(qiáng)。與苗木鮮重相關(guān)較為密切的是地徑和苗高，其相關(guān)系數(shù)分別為0.854 和0.601，說明地徑和苗高是影響苗木質(zhì)量的次要因素。而冠幅、主根長、側(cè)根數(shù)與苗木全株鮮重的相關(guān)性較差，高徑比是一個(gè)比值，只能描述苗木個(gè)體的均衡度，不能作為苗木分級評價(jià)指標(biāo)。而地徑和苗高作為苗木分級指標(biāo)比較直觀，容易測量，在生產(chǎn)實(shí)踐中可操作性強(qiáng)。因此選擇地徑和苗高這2 個(gè)生長指標(biāo)作為羯布羅香苗木分級的指標(biāo)。

3.2 羯布羅香苗木的初始分級

對羯布羅香樣苗按地徑（D標(biāo)）和苗高(H標(biāo))）的標(biāo)準(zhǔn)化值進(jìn)行初始分級，利用①式計(jì)算50 株樣苗的地徑和苗高的標(biāo)準(zhǔn)化值，Σ標(biāo)（Σ標(biāo)= Di標(biāo)+Hi標(biāo)，即Σ標(biāo)為地徑和苗高的標(biāo)準(zhǔn)化值之和）（見表2）。

在生產(chǎn)實(shí)踐中，出圃造林苗木的質(zhì)量通常分為Ⅲ級：Ⅰ、Ⅱ級苗是合格的造林苗；Ⅲ級苗是不合格苗，不能用于造林，要留圃繼續(xù)培養(yǎng)。

根據(jù)表2中樣苗的Σ 標(biāo)值，在一維坐標(biāo)上由大到小進(jìn)行排序（圖1），在小群距離較明顯的地方，將它們分為3 群(即3 級)，完成苗木的初始分級(表3)。

表2 羯布羅香苗木的苗高及地徑標(biāo)準(zhǔn)化值Table 2 Standardized values of seedling height and ground diameter of Dipterocarpus turbinatus seedlings

表3 羯布羅香苗木的初始分級Table 3 Initial grading of Dipterocarpus turbinatus seedlings

圖1 羯布羅香樣苗坐標(biāo)排序Figure 1 Coordinates ordering of Dipterocarpus turbinatus seedlings

3.3 羯布羅香苗木的最終分級

由于初始分級是人為按照聚群明顯來劃定的，為了避免人為的主觀因素，采用最短距離法②進(jìn)行最終的分級確定。利用公式①分別計(jì)算初始分級中各級的地徑和苗高標(biāo)準(zhǔn)化值的平均值，以此平均值作為該級的凝聚中心，利用公式③計(jì)算各樣苗與相鄰凝聚中心的距離d，樣苗距離最近的凝聚中心，即歸為這一級。每次修改后，如有變化，按新的分級結(jié)果重新計(jì)算。如此反復(fù)進(jìn)行，直到完全沒有變化，分級即結(jié)束。

第1 次修改時(shí)，羯布羅香苗木Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級的凝聚中心分別為:X1Ⅰ(0.7259，0.8375)、X1Ⅱ(0.4892，0.4542)、X1Ⅲ(0.2224，0.2255)(注:括號內(nèi)的數(shù)字分別為地徑、苗高的標(biāo)準(zhǔn)化值)。從初始分級的臨界線開始，逐次計(jì)算羯布羅香各樣苗與相鄰凝聚中心的距離，再根據(jù)距離的遠(yuǎn)近，應(yīng)將10 號歸為Ⅲ級苗。第2 次修改后，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級的凝聚中心分別為:X2Ⅰ(0.7259，0.8375)、X2Ⅱ(0.5088，0.4463)、X2Ⅲ(0.2167，0.2502)。經(jīng)過再次計(jì)算，各級苗均沒有發(fā)生變化，即第2 次修改為最終分級結(jié)果，見表4。

表4 羯布羅香苗木的最終分級Table 4 Final grading of Dipterocarpus turbinatus seedlings

將羯布羅香苗木的最終分級結(jié)果代入公式④和⑤，先計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)差，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算得出d Ⅰ=0.1764；d Ⅱ=0.1984，并分別以此為半徑，Ⅰ、Ⅱ級的凝聚中心為中心在坐標(biāo)上繪制圓點(diǎn)，過大的苗木在Ⅰ級苗的上方，過小的苗木則在Ⅱ級苗的下方，因此只要求出Ⅰ、Ⅱ級苗的下限，就可準(zhǔn)確地確定各級別的界限。如圖2所示。

圖2 臨界值確定Figure 2 Critical Value detemination

依次在圓中求出Ⅰ、Ⅱ級苗的下限點(diǎn)。得出Ⅰ級下限坐標(biāo)為（0.6104，0.7040）、Ⅱ級下限坐標(biāo)為（0.3597，0.3155），代入公式①中，得出各級苗的下限值為:Ⅰ級: D≥0.58 cm H≥42.38 cm，Ⅱ級: D≥0.47 cm，H≥25.53 cm。通過以上分析，羯布羅香苗木最終分級結(jié)果為： Ⅰ級苗：D≥0.58 cm，H≥42.38 cm；Ⅱ級苗：0.47 cm>D≥0.58 cm，25.53＞H≥42.38 cm；Ⅲ級苗：D<0.47 cm，H<25.53 cm。

4 結(jié)論與討論

通過測定羯布羅香苗木的地徑、苗高、冠幅、主根長、側(cè)根數(shù)、全株鮮重、地上鮮重、地下鮮重、全株干重、地上干重、地下干重、高徑比12 個(gè)生長指標(biāo)，進(jìn)行相關(guān)分析并結(jié)合在生產(chǎn)實(shí)踐中的直觀性和可操作性，選擇了地徑和苗高作為羯布羅香苗木質(zhì)量分級的主要指標(biāo)。通過逐步聚類分析得出羯布羅香苗木的分級標(biāo)準(zhǔn)，即Ⅰ級苗：D≥0.58 cm，H≥42.38 cm；Ⅱ級苗：0.47 cm＞D≥0.58 cm，25.53＞H≥42.38 cm；Ⅲ級苗：D＜0.47 cm，H＜25.53 cm。

苗高和地徑這2 個(gè)形態(tài)指標(biāo)是反映苗木品質(zhì)最直觀和最易操作的指標(biāo)[9-10]，在苗木質(zhì)量分級中應(yīng)用最廣泛[11-13]。方發(fā)之[14]，馬躍[15]，郭俊杰[16]分別對熱帶珍貴樹種坡壘、望天樹和青梅進(jìn)行苗木質(zhì)量分級研究，并提出了分級標(biāo)準(zhǔn)。

目前，對熱帶珍貴樹種羯布羅香的研究僅見對其種子保存[17]、引種栽培[2,3]，化學(xué)成分[3]和地理分布[18]的研究，關(guān)于羯布羅香的苗木分級，沒有制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。本研究通過多年的育苗實(shí)踐，提出了西雙版納州羯布羅香的苗木質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)。在生產(chǎn)實(shí)際中，由于各個(gè)地方育苗的條件不同,培育出圃苗木的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也不一樣，各地應(yīng)視具體情況分析研究,以上分級標(biāo)準(zhǔn)僅供各地在培育羯布羅香造林苗木出圃時(shí)參考。