灰色理論在金鐵鎖引種適宜區選擇中的應用

趙 菊，蘇澤春，楊麗云，陳 翠

(云南省農業科學院 高山經濟植物研究所，云南 麗江 674100)

灰色理論在金鐵鎖引種適宜區選擇中的應用

趙 菊，蘇澤春*，楊麗云，陳 翠

(云南省農業科學院 高山經濟植物研究所，云南 麗江 674100)

摘要：收集13個金鐵鎖居群的植物學性狀和氣象因子組成一個灰色系統，從兩個層面對這一系統進行了分析。從居群間的灰色關聯分析可知，玉龍雪山居群、象山居群、九河居群和六德居群的金鐵鎖綜合性狀表現較為優異；其次是期納居群、尼西居群、順州居群和鶴慶居群；表現較差的是洱源居群、松坪居群、羊坪居群、中甸居群和得榮居群。若要對金鐵鎖進行引種馴化及高產栽培，應優選與玉龍雪山居群、象山居群、九河居群和六德居群生境相似的地點進行種植。從主要植物學性狀和氣象因子與產量的灰色關聯分析可知，從植物學性狀方面可側重對根粗、根莖重和葉寬的選擇，從氣象因子方面可側重從空氣相對濕度、年降雨量和年均日照時數比較協調的地點加以選擇。

關鍵詞：金鐵鎖；灰色理論；引種馴化；適宜區

金鐵鎖(PsammosilenetunicoidesW.C.Wu et C.Y.Wu)又名獨定子、蜈蚣七、昆明沙參、對葉七、金絲矮陀陀等，為石竹科(Caryophyllaceae)金鐵鎖屬植物。金鐵鎖特產于我國西南地區，屬跌打損傷類藥物，鎮痛效果較為明顯[1-3]。金鐵鎖被首載于《滇南本草》，曰：“金鐵鎖，味辛，辣，性大溫，有小毒，吃之令人多吐。專治面寒疼，胃氣心氣疼。攻瘡癰排膿”。金鐵鎖在云南民間使用的歷史比較悠久，是多種知名中成藥，如云南白藥系列、百寶丹系列、云南紅藥膠囊等的主要成分之一。金鐵鎖屬國家二級保護植物，現已作為稀有瀕危物種列于《中國植物紅皮書》中[4-10]。近年來，金鐵鎖的使用量日益增大，資源匱乏和需求矛盾凸顯，進行金鐵鎖引種馴化，實現規模化的人工種植，是實現資源可持續利用的必由之路。本研究對麗江及周邊地區的金鐵鎖居群進行了定點研究，收集13個金鐵鎖居群的植物學性狀和農業氣象因子，組成一個灰色關聯系統，對13個居群進行了灰色關聯度分析，旨在為金鐵鎖引種馴化及高效栽培適宜區選擇提供更多的理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗材料為云南省農業科學院高山經濟植物研究所藥用中心調查的13份金鐵鎖居群(表1)。

1.2試驗方法

于2011年對13個金鐵鎖居群進行定點調查，收集植物學性狀和氣象因子組成一個灰色關聯系統(表1)。植物學性狀的調查方法是，隨機抽取各居群的20株金鐵鎖。調查葉長、葉寬、葉面積、根粗、根長、根莖重、一級分枝數和株高，每個居群選3個1 m2的面積進行測產，將產量折算成10 m2面積產量進行資料分析。各居群的氣象因子由麗江市氣象局提供。

1.3計算方法

1.3.1 居群間的灰色關聯分析灰色關聯度分析是將所有的參試居群看成一個整體，即灰色系統，每個參試居群則是該系統的子系統[11-12]。把金鐵鎖居群選擇的目標與優良性狀的上限指標結合起來，確定“參考居群”，以參考居群的各性狀指標(kj=1,2,…,m，m為性狀數)構成參考數列，記作X0；以參試居群各性狀指標(kj=1,2,…,m，m為性狀數)構成被比較數列，記作Xi(i=1,2,…,n,n為居群數)(表1)[13-14]。

為便于不同性狀間的比較，對各性狀進行無量綱化處理。本文采用的方法是用X0分別減去Xi得到一個新數列。用下列公式計算無量綱化后的標準數列X0(k)與比較數列Xi(k)相應性狀的絕對值差：

△i(k)=∣X0(k)-Xi(k)∣，i=1，2,…,24；k=1，2,…,10。

從絕對值差數列中找出各性狀的最大值max△i(k)和最小值min△i(k)，分別是1.8和0。用下列公式計算各參試居群之間的關聯系數Ei(k)和關聯度ri。

ri=∑Ei(k)

式中，ρ為分辨系數，一般取值0.5。將計算結果列于表2。

表1　參考居群和參試居群的主要性狀

表2　居群間的灰色關聯系數和關聯度

表3 　主要植物學性狀和氣象因子與產量的灰色關聯系數和關聯度

2結果與分析

各居群間的灰色關聯分析，參試居群與參考居群的關聯度及排序見表2。根據灰色關聯度分析的原則，關聯度越大的居群越接近參考居群。從分析結果可知，13份居群的關聯度排序依次是玉龍雪山>象山>九河>六德>期納>尼西>順州>鶴慶>洱源>松坪>羊坪>中甸>得榮，表明玉龍雪山居群、象山居群和九河居群的金鐵鎖綜合性狀表現較為優異，其次是六德居群、期納居群、尼西居群、順州居群和鶴慶居群，表現較差的是洱源居群、松坪居群、羊坪居群、中甸居群和德榮居群。如果要對金鐵鎖進行引種馴化及高產栽培，應優選與玉龍雪山居群、象山居群和九河居群生境相似的地點進行種植。

各主要植物學性狀和氣象因子與產量的灰色關聯度分析結果見表3。將折合10 m2產量設為參考序列，其他植物學性狀和氣象因子設為比較數列，進行灰色關聯度分析。主要植物學性狀和氣象因子之間的關聯度排序依次是根粗>根莖重>年度空氣相對濕度>年降雨量>年均日照時數>葉寬>葉面積>株高>一級分枝數>年溫差>葉長>根長>年均溫>極端低溫>≥10 ℃積溫>極端高溫>海拔。表明金鐵鎖產量是多個植物學性狀和氣象因子共同影響的結果，在引種馴化或高產栽培過程中，應結合主要植物學性狀和氣象因子與產量的灰色關聯度大小進行側重選擇，單從主要植物學性狀來看，與產量關聯度最大的是根粗、根莖重和葉寬，排前三位，其次是葉面積、株高和一級分枝數，關聯度排在最后的是葉長和根長。單從氣象因子來看，與產量關聯度最大的是年度空氣相對濕度、年降雨量和年均日照時數，排前三位，其次是年溫差、年均溫和極端低溫，關聯度排在最后的是≥10 ℃積溫、極端高溫和海拔。因此，在引種馴化或高產栽培過程中，從植物學性狀方面可側重對根粗、根莖重和葉寬的選擇，從氣象因子方面可側重從年度空氣相對濕度、年降雨量和年均日照時數比較協調的地點加以選擇。

結合各居群間的灰色關聯分析以及各主要植物學性狀和氣象因子與產量的灰色關聯度分析來看，筆者認為金鐵鎖在玉龍雪山、象山和九河表現出較理想的綜合性狀與它們所處的生態環境是密切相關的，從表1可以看出，這3個居群的年空氣相對濕度變幅大致在63%～72%之間，年降雨量在801.2～967.2 mm之間，年均日照時數在2428～2462 h之間，相對于其它的居群而言，年度空氣相對濕度、年降雨量和年均日照時數整體的變化不是很大。通過灰色關聯度分析，可以克服以往僅根據生境中某個單一性狀如海拔相似度進行引種的局限性，在引種栽培過程中，可以參考玉龍雪山、象山和九河的氣象資料，盡可能選擇與這3個居群相似的生境進行種植，在種植過程中，也應該側重對根粗、根莖重和葉寬的選擇，通過綜合協調各種因素，才能獲得穩定的產量。

3討論

灰色關聯度分析法是應用灰色理論，通過對數據進行無量綱化處理、建立參考性狀(理想解)，然后通過不同的公式計算，將各性狀與參考性狀(理想解)的差距累加起來，得出關聯度值，利用該值大小對比較項目進行排序。灰色關聯度分析克服了以往根據某個單一性狀進行評價的片面性，它綜合了各個參試居群的主要植物學性狀和氣象資料，全面地評價各個居群。該法具有直觀、準確和便捷等特點[15]。要得出正確的評價，關鍵在于參考性狀選擇的合理性。在實踐過程中，要依據試驗的目的盡可能地選擇一些有代表性的性狀加以評價，才能增強選擇的合理性和準確性。

在以往的引種試種過程中，筆者發現，僅根據生境中某個單一性狀如海拔相似度進行引種，金鐵鎖的產量都不是很穩定，通過灰色關聯理論分析可以發現，海拔與產量的關聯度是最小的，金鐵鎖的產量還受其它因素的制約，因此，在引種工作中，應盡可能地多收集原生境的各種資料，通過科學的理論對所收集的資料加以分析，這樣才能為引種工作服務、為今后的大面積推廣服務。

參考文獻：

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(責任編輯：許晶晶)

Application of Grey System Theory in Selection of Suitable Areas for Introduction and Domestication ofPsammosilenetunicoides

ZHAO Ju, SU Ze-chun*, YANG Li-yun, CHEN Cui

(Alpine Economic Plant Research Institute, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Lijiang 674100, China)

Abstract：Grey correlation analysis was adopted to study the botanical characters and meteorological factors of 13 populations of Psammosilene tunicoides. The grey correlation analysis of different populations showed that the botanical characters comprehensive performance of Yulong snow maintain, Xiangshan, Jiuhe and Liude were excellent, the next were Qina, Nixi, Shunzhou and Heqing, the Eryuan, Songping, Yangping, Zhongdian and Derong were worse. So suitable areas for introduction and domestication of Psammosilene tunicoides should be selected that the habitat such as Yulong snow maintain, Xiangshan, Jiuhe and Liude. The grey correlation analysis of yield between main botanical characters and meteorological factors showed that the root diameter, root weight and leaf wide were important botanical characters, the relative air humidity, annual rainfall and average annual sunshine duration were main meteorological factors.

Key words：Psammosilene tunicoides; Gray system theory; Introduction and domestication; Suitable areas

收稿日期：2015-10-12

基金項目：云南省應用基礎研究計劃“影響金鐵鎖總苷含量的相關因子研究”(2011FZ215)；麗江市第三批中青年學術和技術帶頭人培養項目。

作者簡介：趙菊，女，云南永勝人，實驗師，主要從事藥用植物的栽培技術研究。*通訊作者：蘇澤春。

中圖分類號：R282.71

文獻標志碼：A

文章編號：1001-8581(2016)04-0015-04