金絲李種苗質量分級研究

陳泰國 顧春姣 余洪濤 楊一山 唐健民 鄒 蓉 韋 霄

金絲李種苗質量分級研究

陳泰國1,2顧春姣1,2余洪濤1,2楊一山1,2唐健民1鄒 蓉1韋 霄1

（1.廣西壯族自治區中國科學院廣西植物研究所 廣西植物功能物質研究與資源持續利用重點實驗室 廣西桂林 541006； 2.桂林醫學院藥學院 廣西桂林 541004）

為了研究制定金絲李種苗質量分級標準，從而為繁育金絲李優質種苗和規范化生產奠定基礎，分別采集兩年生、四年生、六年生金絲李種苗各35株，在測定株高、冠幅、地徑、主根長、主根粗、地上鮮重、地下鮮重、地上干重、地下干重質量指標的基礎上，采用主成分分析-K均值聚類分析法對種苗進行質量分級。結果顯示：兩年生金絲李種苗中，Ⅰ級種苗株高≥37.00 cm，地徑≥0.27 cm，冠幅≥24.82 cm；Ⅱ級種苗株高24.30 cm～37.00 cm，地徑0.18 cm～0.27 cm，冠幅19.72 cm～24.82 cm。四年生金絲李種苗中，Ⅰ級種苗株高≥47.12 cm，地徑≥0.48 cm，冠幅≥28.38 cm；Ⅱ級種苗株高35.36 cm～47.12 cm，地徑0.45 cm～0.48 cm，冠幅25.39 cm～28.38 cm。六年生金絲李種苗中，Ⅰ級種苗株高≥77.46 cm，地徑≥0.64 cm，冠幅≥40.84 cm；Ⅱ級種苗株高60.00 cm～77.46 cm，地徑0.51 cm～0.64 cm，冠幅35.18 cm～40.84 cm。

金絲李；種苗；質量分級；統計描述；聚類分析

金絲李（）系藤黃科（Guttiferae）藤黃屬（）常綠喬木，與格木、鐵力木、枧木并稱廣西“四大硬木”[1]，屬國家二級重點保護野生植物和瀕危物種。其質地堅韌致密，耐腐、耐磨、耐水性特強[2]。金絲李主要分布于廣西南部、西部、東北部和云南東南部海拔194 m～830 m坡度較陡的石灰巖地貌山地上，為石山特有樹種[3-4]。金絲李分布區狹窄，零星生長，由于過度采伐，大樹已很少見，且其種子萌發比較困難，天然狀態下更新不良，已逐漸陷入瀕危狀態[5]。因而制定出金絲李的質量分級標準，增加其規范化生產的可行性，可以更加有效地推進金絲李相關行業大規模產業化進程。本文采用主成分分析-K均值聚類分析法對兩年生、四年生、六年生金絲李種苗進行質量分級，旨在為金絲李規范化、規模化生產提供參考，為制定國家金絲李種苗分級標準奠定基礎。

1 材料來源

本實驗選用中國科學院廣西植物研究所種植園兩年生、四年生、六年生金絲李種苗各35株，共計140株。中國科學院廣西植物研究所種植園位于北緯25°01′，東經110°17′，當地屬于中亞熱帶季風氣候，海拔約180 m，全年平均氣溫約19.2 ℃。

2 研究方法

2.1 種苗質量相關指標的測定

分別測定每株金絲李種苗的株高、冠幅、地徑、主根長、主根粗、地上鮮重、地下鮮重、地上干重和地下干重。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，主根長用卷尺測量自根莖基部到最長根須末端的長度，主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和地上地下干重。

2.2 種苗質量分級

本文采用主成分分析-K均值聚類分析法對種苗進行分級。先采用SPSSStatistics 26對各金絲李種苗的株高、冠幅、地徑、主根長、主根粗、地上鮮重、地下鮮重、地上干重、地下干重9個質量指標的測量數據進行相關性分析與主成分分析，提取出主成分，并根據結果對種苗進行K均值聚類分析，得到金絲李種苗聚類結果，結合實際情況制定金絲李種苗分級標準。

3 結果與分析

3.1 兩年生金絲李種苗的質量分級

3.1.1 兩年生金絲李種苗的統計描述

對兩年生金絲李種苗的質量指標測定結果進行統計學描述，結果見表1。由表1可知，各指標變異程度分別為株高18.50 cm～44.50 cm，地徑0.11 cm～0.47 cm，冠幅15.20 cm～34.06 cm，主根長15.00 cm～25.00 cm，主根粗0.13 cm～0.23 cm，地上鮮重2.55 g～6.83 g，地上干重2.30 g～5.80 g，地下鮮重0.97 g～3.90 g，地下干重0.70 g～2.70 g。

3.1.2 兩年生金絲李種苗主要指標的相關性分析

對兩年生金絲李種苗各指標進行兩兩相關性分析，結果見表2。由表2可知，株高、冠幅、地徑三個指標兩兩顯著相關（＜0.05），且相關性具有統計學意義，說明株高、冠幅、地徑三個指標可以真實反映出種苗質量信息，具有代表性。

表1 兩年生金絲李種苗的統計學描述

表2 兩年生金絲李種苗質量指標的相關性分析結果

注：**表示在0.01水平下e雙尾）顯著相關；*表示在0.05水平下（雙尾）顯著相關。

3.1.3 兩年生金絲李種苗主成分分析

兩年生金絲李種苗主成分分析結果如表3所示。由表3可知，株高、冠幅、地徑3個主成分的累積方差貢獻率達到了96.253%，故可認為這3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3個指標進行聚類分析。

表3 兩年生金絲李種苗主成分變量解釋

3.1.4 兩年生金絲李種苗的聚類分析

使用SPSSStatistics 26對兩年生金絲李種苗的株高、地徑、冠幅3個指標的數據進行聚類分析，結果如表4所示。由表4可得出，各級兩年生金絲李種苗指標值范圍如下：Ⅰ級種苗株高≥37.00 cm，地徑≥0.27 cm，冠幅≥24.82 cm；Ⅱ級種苗株高24.30 cm～37.00 cm，地徑0.18 cm～0.27 cm，冠幅19.72 cm～24.82 cm。若株高、地徑、冠幅中有一項未達到標準，或所有指標中多項未達到標準，則降低一級。Ⅲ級種苗為不合格苗。

表4 兩年生金絲李種苗聚類分析結果

3.2 四年生金絲李種苗的質量分級

3.2.1 四年生金絲李種苗的統計描述

對四年生金絲李種苗的質量指標測定結果進行統計學描述，結果見表5。由表5可知，各指標變異程度分別為株高30.00 cm～55.00 cm，地徑0.20 cm～0.65 cm，冠幅16.97cm～38.34 cm，主根長20.00 cm～40.00 cm，主根粗0.21 cm～0.41 cm，地上鮮重15.54 g～22.61 g，地上干重9.70 g～14.00 g，地下鮮重3.16 g～4.61 g，地下干重2.20 g～3.10 g。

表5 四年生金絲李種苗的統計學描述

3.2.2 四年生金絲李種苗主要參數的相關性分析

對四年生金絲李種苗各指標進行相關性分析，結果見表6。由表6可知，株高、冠幅、地徑三個指標兩兩顯著相關（＜0.05），且相關性具有統計學意義，說明株高、冠幅、地徑三個指標可以真實反映出種苗質量信息，具有代表性。

表6 四年生金絲李種苗質量指標的相關性分析結果

注：**表示在0.01水平下（雙尾）顯著相關；*表示在0.05水平下（雙尾）顯著相關。

3.2.3 四年生金絲李種苗主成分分析

四年生金絲李種苗主成分分析結果如表7所示。由表7可知，株高、冠幅、地徑3個主成分的累積方差貢獻率達到了95.876%，故可認為這3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3個指標進行聚類分析。

表7 四年生金絲李種苗主成分變量解釋

3.2.4 四年生金絲李種苗的聚類分析

使用SPSSStatistics 26對四年生金絲李種苗的株高、地徑、冠幅3個指標的數據進行聚類分析，結果如表8所示。由表8可得出，各級四年生金絲李種苗指標值范圍如下：Ⅰ級種苗株高≥47.12 cm，地徑≥0.48 cm，冠幅≥28.38 cm；Ⅱ級種苗株高35.36 cm～47.12 cm，地徑0.45 cm～0.48 cm，冠幅25.39 cm～28.38 cm。若株高、地徑、冠幅中有一項未達到標準，或所有指標中多項未達到標準，則降低一級。Ⅲ級種苗為不合格苗。

表8 四年生金絲李種苗聚類分析結果

3.3 六年生金絲李種苗的質量分級

3.3.1 六年生金絲李種苗的統計描述

對六年生金絲李種苗的質量指標測定結果進行統計學描述，結果見表9。由表9可知，各指標變異程度分別為株高45.00 cm～90.00 cm，地徑0.39 cm～0.87 cm，冠幅28.28 cm～54.92 cm，主根長15.00 cm～47.00 cm，主根粗0.68 cm～0.81 cm，地上鮮重45.53 g～72.70 g，地上干重25.40 g～43.20 g，地下鮮重7.60 g～15.92 g，地下干重4.90 g～10.90 g。

表9 六年生金絲李種苗的統計學描述

3.3.2 六年生金絲李種苗主要參數的相關性分析

對六年生金絲李種苗各指標進行相關分析，結果見表10。由表10可知，株高、冠幅、地徑三個指標兩兩顯著相關（＜0.05），且相關性具有統計學意義，說明株高、冠幅、地徑三個指標可以真實反映出種苗質量信息，具有代表性。

表10 六年生金絲李種苗質量指標的兩兩相關分析

注：**表示在0.01水平下（雙尾）顯著相關；*表示在0.05水平下（雙尾）顯著相關。

3.3.3 六年生金絲李種苗主成分分析

六年生金絲李種苗主成分分析結果如表11所示。由表11可知，株高、冠幅、地徑3個主成分的累積方差貢獻率達到了91.792%，故可認為這3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3個指標進行聚類分析

表11 六年生金絲李種苗主成分變量解釋

3.3.4 六年生金絲李種苗的聚類分析

使用SPSSStatistics 26對六年生金絲李種苗的株高、地徑、冠幅3個指標的數據進行聚類分析，結果如表12所示。由表12可得出，各級六年生金絲李種苗指標值范圍如下：Ⅰ級種苗株高≥77.46 cm，地徑≥0.64 cm，冠幅≥40.84 cm；Ⅱ級種苗株高60.00 cm～77.46 cm，地徑0.51 cm～0.64 cm，冠幅35.18 cm～40.84 cm。若株高、地徑、冠幅中有一項未達到標準，或所有指標中多項未達到標準，則降低一級。Ⅲ級種苗為不合格苗。

表12 六年生金絲李種苗聚類分析結果

4 不同年份金絲李生物量變化及質量分級標準

綜上，得到不同年份金絲李生物量變化及質量分級標準，如表13、表14、表15、表16所示。

表13 兩年生、四年生和六年生金絲李生物量變化

表14 兩年生金絲李質量分級標準

表15 四年生金絲李質量分級標準

表16 六年生金絲李質量分級標準

5 結論與討論

本文選擇兩年生、四年生、六年生金絲李種苗的株高、冠幅、地徑、主根長、主根粗等9個指標作為質量分級指標，得出質量分級標準如下：（1）兩年生金絲李種苗中，Ⅰ級種苗株高≥37.00 cm，地徑≥0.27 cm，冠幅≥24.82 cm；Ⅱ級種苗株高24.30 cm～37.00 cm，地徑0.18 cm～0.27 cm，冠幅19.72 cm～24.82 cm。（2）四年生金絲李種苗中，Ⅰ級種苗株高≥47.12 cm，地徑≥0.48 cm，冠幅≥28.38 cm；Ⅱ級種苗株高35.36 cm～47.12 cm，地徑0.45 cm～0.48 cm，冠幅25.39 cm～28.38 cm。（3）六年生金絲李種苗中，Ⅰ級種苗株高≥77.46 cm，地徑≥0.64 cm，冠幅≥40.84 cm；Ⅱ級種苗株高60.00 cm～77.46 cm，0.51 cm～0.64 cm，冠幅35.18 cm～40.84 cm。

本文測定了不同年份金絲李種苗的地徑、株高、冠幅等9個質量指標數據，進行質量指標的相關性分析和聚類分析，結合金絲李種苗生產實際，將種苗地徑、株高、冠幅作為金絲李種苗質量分級的指標，既直觀容易測量，又簡化了分級流程，在生產中具有一定的可操作性[7]。其中聚類分析法是一種比較簡單、方便、可靠的種苗分級方法[8-9]。有研究證明[10-13]，不同等級的種苗對藥材生長、產量和質量有顯著影響。因此，在實際種植過程中應觀察金絲李種苗質地是否堅實，樹皮是否有光澤，有無損傷、病斑、霉爛、蟲蛀等狀況[14]。本實驗所得到的種苗等級劃分結果，旨在為金絲李栽培標準化和金絲李產業規范化提供科學依據與指導。

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S792.99

A

2095-1205(2022)12-18-06

10.3969/j.issn.2095-1205.2022.12.06

國家自然科學基金項目（31760085）；廣西自然科學基金（2020GXNSFAA259029）；廣西林業科技推廣示范項目[2022]GT23；中央引導地方專項科技創新基地建設類項目（桂科ZY21195035）；廣西植物功能物質研究與利用重點實驗室項目（ZRJJ2020- 6）

陳泰國（1997- ），男，漢族，遼寧大連人，碩士研究生，研究方向為藥用植物開發與可持續利用。

鄒蓉（1982- ），女，漢族，廣西桂林人，本科，副研究員，研究方向為保護生物學及可持續利用。