杉木1年生扦插苗苗木質量分級新方法研究

崔子佳，歐 斌,2*，韓 璐，李遠章

(1.江西環境工程職業學院，江西 贛州341000； 2.江西環境工程職業學院種苗研究所，江西 贛州341000；3.贛州市森源科技種苗場，江西 安遠342100)

杉木（Cunninghamia lanceolata），裸子植物，為杉科杉木屬常綠喬木[1]。是我國特有的速生商品材樹種，其生長快，材質好，木材紋理通直，結構均勻，不翹不裂，且木材中含有“杉腦”，能抗蟲耐腐，是各行各業的優質用材[2]。杉木在南方林業戰略發展中具有非常重要的地位[3]。

苗木是造林的基礎，苗木質量的優劣直接決定著造林成敗[4]。采用優質苗木造林不但可提高造林的成活率、保存率，也能大幅度地提高林分的整齊度和生長量[5]。因此，苗木質量分級是否合理，對造林成效具有不可忽視的作用。經過近60年的苗木質量分級研究與探索，提出了可以從苗木形態、生理與性能3 個方面進行苗木質量分級[6-8]，但目前實際生產中主要還是依賴形態指標（特別是苗高、地徑2 項指標）進行分級[9]，但在分級時測量苗高、地徑需攜帶測量工具，既不方便又降低了效率，此前已有研究報道杉木播種苗的苗高地徑與輪枝數、分枝數的相關性顯著[10]，但杉木扦插苗的鮮見報道。因此，本試驗對杉木1年生扦插苗苗高、地徑、輪枝數、總分枝數等質量指標進行相關性分析，并進一步依據輪枝數與總分枝數對苗木質量分級標準進行探究，旨在為各地杉木1年生扦插苗苗木質量分級提供參考依據，提高苗木分級效率，促進杉木苗木產業的發展。

1 材料與方法

試驗地設在安遠縣牛犬山贛州市森源科技種苗場種子園工區，地處115°09′—115°37′E，24°52'—25°36'N，年平均氣溫18.7℃，年降雨量1612.8 mm，無霜期為282 d，年均日照時數為1579 h。試驗育苗地前茬作物為水稻，壤土、肥力中上、排水良好；四面環山，空氣濕度相對較高。2015年4月15日進行扦插育苗，試驗共布設1m×1m 樣方3 個，扦插穗條來源于贛南杉木種子園優良家系母本，采用黃心土為扦插基質，塑料薄膜密封的方法扦插育苗，期間做好苗期水肥及病蟲害防治管理

2016年3月26日分別從每個樣方各隨機抽取20 株苗進行苗高、地徑、輪枝數、總分枝數等4 個指標的測定。采用SPSS 19.0 及Excel 2007 進行數據處理與相關性分析，通過聚類分析的數據分析方法進行分級，最終確認出杉木1年生扦插苗的分級標準。

2 結果與分析

2.1 杉木1年生扦插苗質量評價指標的相關性分析

對杉木1年生扦插苗木各質量生長指標（苗高、地徑、輪枝數、總分枝數）進行相關性分析，結果表明（表1）：苗高與地徑的相關系數為0.841，苗高與輪枝數的相關系數為0.566，苗高與總分枝數的相關系數為0.620，地徑與輪枝數的相關系數為0.579，地徑與總分枝數的相關系數為0.736，輪枝數與總分枝數的相關系數為0.872，且各質量指標（苗高、地徑、輪枝數、總分枝數）之間均表現出極顯著正相關性（P＜0.01）（表1）。因此可以將輪枝數與總分枝數作為苗木質量分級的重要指標。

表1 杉木1年生扦插苗各質量指標相關性分析Table 1 Correlation analysis of quality indicators of 1-year-old cutting seedlings of Cunninghamia lanceolata

2.2 苗木初始分級

經過上述分析，發現輪枝數與總分枝數存在顯著正相關，說明輪枝數越多，總分枝數也越多，因此這二者之間存在一定的線性關系，可以根據有序樣本對苗木進行初始分級。綜合考慮，按照NB標（輪枝數）與TB標（總分枝數）的“Σ標”值進行苗木質量初始分級，將各樣本的“Σ標”值，按“大→小”順序繪制在一維坐標上。在一維坐標圖上，通過群距位置的判斷，將苗木質量分為3 級，即為初始分級（表2）。

表2 杉木1年生扦插苗苗木初始分級結果Table 2 Initial classification results of 1-year-old cutting seedlings of Cunninghamia lanceolata

續表2

2.3 苗木修正分級

為了避免苗木初始分級中人為的錯誤，必須利用數學公式對其進行修改按照初始分級結果，分別計算各級輪枝數、總分枝數的平均數，并以此平均數作為該級的凝聚中心，計算各樣苗與相鄰凝聚中心的距離d，樣苗距離哪個凝聚中心的距離最近，即判為那一級(最短距離法)。每次修改后，如有變化，需按新的分級重新計算凝聚中心和距離。如此反復進行，直到完全沒有變化時，分級即結束。

經聚類分級研究，計算出杉木扦插苗的原始凝聚中心為X0Ⅰ（4.68，10.65）、X0Ⅱ（3.00，6.64）、X0Ⅲ（2.08，3.50），其后，經過3 次修正完成杉木扦插苗苗木質量分級。第1 次修正后，13 號樣苗劃為Ⅰ級苗，7號、30 號、38 號、50 號、58 號、59 號劃為Ⅱ級苗，凝聚中心變為X1Ⅰ（4.65，10.97）、X1Ⅱ（3.32，6.58）、X1Ⅲ（1.90，3.20）；第2 次修正后，13 號、47 號樣苗劃為Ⅱ級苗，凝聚中心變為X2Ⅰ（4.70，11.03）、X2Ⅱ（3.24，6.67）、X2Ⅲ（1.89，2.89）；第3 次修正后，14 號樣苗劃為Ⅱ級苗，凝聚中心變為X3Ⅰ（4.70，11.03）、X3Ⅱ（3.18，6.59）、X3Ⅲ（1.88，2.63），此后經計算各級苗木均無變動，聚類分級結束。

2.4 苗木級別臨界值確定

苗木級別臨界值通過以各級苗木最終凝聚中心為圓心，以距離為半徑的圓來確定。測量值過大的苗木分布在Ⅰ級苗上方，測量值過小的苗木則分布在Ⅱ級苗的下方。所以，利用Ⅰ、Ⅱ級苗的下限值，來精確求算各級苗木的界限值。半徑d 的計算公式為：d=（其中K=1，SNB標、STB標分別為輪枝數、總分枝數的標準差）。

表3 杉木1年生扦插苗苗木最終分級結果Table 3 Final classification results of 1-year-old cutting seedlings of Cunninghamia lanceolata

表4 杉木1年生扦插苗Ⅰ、Ⅱ級苗輪枝數與總分枝數的下限值Table 4 The lower limit of the number of roulettes and the total number of branches of the 1-year-old cutting seedlings of Cunninghamia lanceolata

系統聚類分析結果顯示，Ⅰ級苗的最終聚類中心是 （4.70，11.03），Ⅱ級苗的最終聚類中心是（3.18，6.59），dⅠ=1.87，dⅡ=1.29，將dⅠ和dⅡ代入Ⅰ、Ⅱ級苗的最終聚類中心，可以得到Ⅰ級苗的下限為（3.97，9.31），Ⅱ級苗的下限為（2.62，5.43）。

3 結語

參試杉木1年生扦插苗苗高、地徑、輪枝數、總分枝數之間均呈現出極顯著正相關性，說明輪枝數與總分枝數也是反映苗木質量的重要指標，可作為苗木質量分級的依據。因此以輪枝數與總分枝數兩項指標通過逐步聚類分析法對杉木1年生扦插苗進行苗木質量分級研究，分級結果為：Ⅰ級苗—輪枝數≥4 輪，總分枝數≥9 輪；Ⅱ級苗—輪枝數≥3 輪，總分枝數≥5 輪；Ⅲ級苗—輪枝數＜3 輪，總分枝數＜5 輪（輪枝數與總分枝數均取整數）；輪枝數、總分枝數中有任一項達不到等級標準則降一級。當然，由于各地區立地條件及苗木培育技術存在差異，因此本試驗結果僅供同行參考，具體分級標準還需結合當地實際情況綜合考慮。