小葉紅豆種苗質(zhì)量分級(jí)研究※

●唐健民 秦惠珍 梁 慧 韋 霄

（1.廣西壯族自治區(qū)中國(guó)科學(xué)院廣西植物研究所 廣西 桂林 541006；2.鹿兒島大學(xué) 大學(xué)院聯(lián)合農(nóng)學(xué)研究科 日本 鹿兒島 890-0065；3.廣西大學(xué)林學(xué)院 廣西 南寧 530004；4.廣西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)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(zhì)堅(jiān)重，為優(yōu)良珍貴用材，是制高級(jí)家具及美術(shù)工藝品的優(yōu)良材料[1]。2021 年列入國(guó)家Ⅰ級(jí)野生保護(hù)植物，產(chǎn)于中國(guó)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(yán)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(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，增加其規(guī)范化生產(chǎn)的可行性，更有效地推進(jìn)小葉紅豆的保護(hù)及相關(guān)行業(yè)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。本文采用相關(guān)分析-K值聚類分析的方法對(duì)1 年生小葉紅豆實(shí)生種苗進(jìn)行質(zhì)量分級(jí)，為小葉紅豆規(guī)范化、規(guī)模化生產(chǎn)提供保障，為制定國(guó)家小葉紅豆種苗標(biāo)準(zhǔn)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

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

1.2 種苗質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定

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

1.3 種苗質(zhì)量分級(jí)

本文采用主成分分析——K-聚類分析法對(duì)種苗進(jìn)行分級(jí)。采用SPSS Statistics 26 對(duì)各小葉紅豆種苗的株高、冠幅、地徑、葉片數(shù)、根長(zhǎng)、根粗、地上鮮重、地下鮮重等8 個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析與主成分分析，確定主成分，并對(duì)種苗進(jìn)行K-聚類分析，得到小葉紅豆種苗聚類結(jié)果，結(jié)合實(shí)際情況制定小葉紅豆種苗分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 1 年生小葉紅豆種苗的統(tǒng)計(jì)描述

對(duì)1 年生小葉紅豆種苗的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)描述，結(jié)果見表1。

表1 1 年生小葉紅豆種苗的統(tǒng)計(jì)學(xué)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(zhǎng)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(zhǎng)＞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(guān)性分析

對(duì)1 年生小葉紅豆種苗各指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果見表2。

表2 1 年生小葉紅豆種苗質(zhì)量指標(biāo)的相關(guān)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(guān)（P＜0?01），且相關(guān)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明株高、冠幅、地徑、葉片數(shù)、地下鮮重、地上鮮重6 個(gè)指標(biāo)可以真實(shí)反應(yīng)出種苗質(zhì)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(duì)1 年生小葉紅豆種苗進(jìn)行主成分分析，結(jié)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(gè)主成分累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到了100%，故可認(rèn)為這4 個(gè)主成分可代表全部指標(biāo)信息。結(jié)合相關(guān)分析結(jié)果，確定選用株高、冠幅、地徑、葉片數(shù)4 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行聚類分析。

由表4 主成分矩陣內(nèi)的數(shù)據(jù)計(jì)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(píng)價(jià)因子F 計(jì)算公式為：

F = F1×0?85 279。

計(jì)算所有種苗的評(píng)價(jià)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(duì)1 年生小葉紅豆種苗的株高、地徑、冠幅3 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行聚類分析，結(jié)果見表5 和表6。

表5 2 年生小葉紅豆種苗聚類分析結(jié)果

表6 主成分分析結(jié)合K-聚類分析所得分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

由表可得出各級(jí)種苗標(biāo)準(zhǔn)如下：一級(jí)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(jí)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(xiàng)未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，或所有指標(biāo)中多項(xiàng)未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，則降低一級(jí)。

3 討論與結(jié)論

近年來，種苗分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)多采用主成分因子結(jié)合K-聚類分析法和標(biāo)準(zhǔn)差法對(duì)種苗質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)[4-5]。通過對(duì)種苗主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行測(cè)定，株高和地徑是種苗質(zhì)量?jī)?yōu)劣的直觀體現(xiàn)；根長(zhǎng)是根系發(fā)達(dá)程度的體現(xiàn)，決定了栽植后對(duì)土壤中水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收能力強(qiáng)弱；冠幅和葉片越多影響植株成活以后光合作用強(qiáng)弱。因此，選用這幾個(gè)典型的農(nóng)藝性狀作為指標(biāo)結(jié)合K-聚類分析制定種苗的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，能達(dá)到簡(jiǎn)便、高效和易操作的目的。在最終分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中：1 年生小葉紅豆種苗中一級(jí)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(jí)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(jí)劃分的結(jié)果將為小葉紅豆栽培標(biāo)準(zhǔn)化和小葉紅豆產(chǎn)業(yè)規(guī)范化提供科學(xué)依據(jù)與指導(dǎo)。