小葉紅豆種苗質量分級研究※

●唐健民 秦惠珍 梁 慧 韋 霄

（1.廣西壯族自治區(qū)中國科學院廣西植物研究所 廣西 桂林 541006；2.鹿兒島大學 大學院聯(lián)合農學研究科 日本 鹿兒島 890-0065；3.廣西大學林學院 廣西 南寧 530004；4.廣西師范大學生命科學學院 廣西 桂林 541006）

小葉紅豆（Ormosia microphyllaMerr? et L? Chen）是豆科紅豆屬植物，灌木或喬木，高3～10 m；樹皮灰褐色；心材深紫紅色至紫黑色，紋理通直，材質堅重，為優(yōu)良珍貴用材，是制高級家具及美術工藝品的優(yōu)良材料[1]。2021 年列入國家Ⅰ級野生保護植物，產于中國廣西（南部和東部）、貴州（東南部）、湖南、江西。由于小葉紅豆，又稱“紫檀木”，十分珍貴，采伐盜挖嚴重，大樹已很少見，且其種子萌發(fā)困難，天然狀態(tài)下更新不良，已逐漸陷入瀕危狀態(tài)[2-3]。因此制定出小葉紅豆種苗的質量分級標準，增加其規(guī)范化生產的可行性，更有效地推進小葉紅豆的保護及相關行業(yè)大規(guī)模產業(yè)化進程。本文采用相關分析-K值聚類分析的方法對1 年生小葉紅豆實生種苗進行質量分級，為小葉紅豆規(guī)范化、規(guī)?；a提供保障，為制定國家小葉紅豆種苗標準奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地在廣西壯族自治區(qū)中國科學院廣西植物研究所，位于25°01' N，110°17' E，屬于中亞熱帶季風氣候，海拔約180 m，全年平均氣溫約19?2℃。

1.2 種苗質量相關指標的測定

本實驗采用1 年生小葉紅豆種苗50 株。分別測定每株小葉紅豆種苗的株高、冠幅、地徑、葉片數(shù)、根長、根粗、地上鮮重、地下鮮重。地徑測定采用游標卡尺測量苗木地際直徑，即苗干基部土痕處粗度； 株高測定采用卷尺測量自地徑至頂芽基部的苗干長度；根長用卷尺測量自根莖基部到最長根須末端的長度；根粗用游標卡尺測量根基部粗度；用電子秤稱量地上地下鮮重。

1.3 種苗質量分級

本文采用主成分分析——K-聚類分析法對種苗進行分級。采用SPSS Statistics 26 對各小葉紅豆種苗的株高、冠幅、地徑、葉片數(shù)、根長、根粗、地上鮮重、地下鮮重等8 個測量數(shù)據(jù)進行相關分析與主成分分析，確定主成分，并對種苗進行K-聚類分析，得到小葉紅豆種苗聚類結果，結合實際情況制定小葉紅豆種苗分級標準。

2 結果與分析

2.1 1 年生小葉紅豆種苗的統(tǒng)計描述

對1 年生小葉紅豆種苗的測定結果進行統(tǒng)計學描述，結果見表1。

表1 1 年生小葉紅豆種苗的統(tǒng)計學描述

由表1可知，株高10?00～25?00 cm，地徑1?94～3?66 mm，冠幅3?85～6?12 cm，葉片數(shù)13～31；根長7?50～16?00 cm，根粗2?23～3?22 cm，地上鮮重0?60～2?00 g，地下鮮重0?20～0?90 g。變異系數(shù)從高到低依次為地上鮮重＞地下鮮重＞根長＞株高＞葉片數(shù)＞地徑＞冠幅＞根粗。

2.2 1 年生小葉紅豆種苗主要參數(shù)相關性分析

對1 年生小葉紅豆種苗各指標進行相關分析，結果見表2。

表2 1 年生小葉紅豆種苗質量指標的相關分析

由表2 可知，株高、冠幅、地徑、葉片數(shù)、地下鮮重、地上鮮重6 種參數(shù)顯著相關（P＜0?01），且相關性具有統(tǒng)計學意義，說明株高、冠幅、地徑、葉片數(shù)、地下鮮重、地上鮮重6 個指標可以真實反應出種苗質量信息，具有代表性。

2.3 1 年生小葉紅豆種苗主成分分析

對1 年生小葉紅豆種苗進行主成分分析，結果見表3。

表3 1 年生小葉紅豆種苗主成分變量解釋

由表3 可知，株高、冠幅、地徑、葉片數(shù)4個主成分累積方差貢獻率達到了100%，故可認為這4 個主成分可代表全部指標信息。結合相關分析結果，確定選用株高、冠幅、地徑、葉片數(shù)4 個指標進行聚類分析。

由表4 主成分矩陣內的數(shù)據(jù)計算獲得的特征根，可以得到以下主成分公式：

表4 主成分的特征根

F1=株高×0?953+地徑×0?799+冠幅×0?957葉片數(shù)×0?703。

因此，種苗評價因子F 計算公式為：

F = F1×0?85 279。

計算所有種苗的評價因子F，并采用 K-聚類分析分為二等。

2.4 1 年生小葉紅豆種苗的聚類分析

對1 年生小葉紅豆種苗的株高、地徑、冠幅3 個指標進行聚類分析，結果見表5 和表6。

表5 2 年生小葉紅豆種苗聚類分析結果

表6 主成分分析結合K-聚類分析所得分級標準

由表可得出各級種苗標準如下：一級種苗株高≥19?56 cm，地徑≥3?42 mm，冠幅≥5?40 cm，葉片數(shù)≥28?00；二級種苗株高≥12?24 cm，地徑≥2?58 mm，冠幅≥4?28 cm，葉片數(shù)≥20?10。若其中株高、地徑、冠幅、葉片數(shù)中一項未達到標準，或所有指標中多項未達到標準，則降低一級。

3 討論與結論

近年來，種苗分級標準多采用主成分因子結合K-聚類分析法和標準差法對種苗質量進行分級[4-5]。通過對種苗主要農藝性狀進行測定，株高和地徑是種苗質量優(yōu)劣的直觀體現(xiàn)；根長是根系發(fā)達程度的體現(xiàn)，決定了栽植后對土壤中水分和營養(yǎng)物質吸收能力強弱；冠幅和葉片越多影響植株成活以后光合作用強弱。因此，選用這幾個典型的農藝性狀作為指標結合K-聚類分析制定種苗的分級標準，能達到簡便、高效和易操作的目的。在最終分級標準中：1 年生小葉紅豆種苗中一級種苗株高＞19?56 cm，地徑＞3?42 mm，冠幅＞5?4 cm，葉片數(shù)＞28 張；二級種苗株高12?24～19?56 cm， 地 徑2?58～3?42 mm， 冠 幅4?28～5?40 cm，葉片數(shù)20?10～28?00 張。種苗等級劃分的結果將為小葉紅豆栽培標準化和小葉紅豆產業(yè)規(guī)范化提供科學依據(jù)與指導。