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，為優良珍貴用材，是制高級家具及美術工藝品的優良材料[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，且其種子萌發困難，天然狀態下更新不良，已逐漸陷入瀕危狀態[2-3]。因此制定出小葉紅豆種苗的質量分級標準，增加其規范化生產的可行性，更有效地推進小葉紅豆的保護及相關行業大規模產業化進程。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，為小葉紅豆規范化、規模化生產提供保障，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、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、根長、根粗、地上鮮重、地下鮮重等8 個測量數據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計描述

對1 年生小葉紅豆種苗的測定結果進行統計學描述，結果見表1。

表1 1 年生小葉紅豆種苗的統計學描述

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。變異系數從高到低依次為地上鮮重＞地下鮮重＞根長＞株高＞葉片數＞地徑＞冠幅＞根粗。

2.2 1 年生小葉紅豆種苗主要參數相關性分析

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、地下鮮重、地上鮮重6 種參數顯著相關（P＜0?01），且相關性具有統計學意義，說明株高、冠幅、地徑、葉片數、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4 個指標進行聚類分析。

由表4 主成分矩陣內的數據計算獲得的特征根，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×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≥28?00；二級種苗株高≥12?24 cm，地徑≥2?58 mm，冠幅≥4?28 cm，葉片數≥20?10。若其中株高、地徑、冠幅、葉片數中一項未達到標準，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劣的直觀體現；根長是根系發達程度的體現，決定了栽植后對土壤中水分和營養物質吸收能力強弱；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＞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規范化提供科學依據與指導。