基于隸屬函數綜合評價法篩選蒙古櫟壓條繁育體系研究

doi：10.3969/j.issn.1006-8023.2024.02.003

摘" 要：蒙古櫟是集用材、園林綠化及橡實利用于一身的優良樹種。其無性繁育技術體系不健全是制約其產業發展的瓶頸問題。為完善蒙古櫟無性繁育技術體系，滿足生產上對苗木的需求，建立蒙古櫟壓條繁育技術。以2年生蒙古櫟的嫩枝為穗材，用不同質量濃度和種類的外源生長物質、不同基質及壓條方式處理，以蒙古櫟壓條苗的生長量、生物量及生根性狀為評價指標，采用隸屬函數的綜合評價法篩選處理組合。不同處理蒙古櫟壓條苗的生長量、生物量及生根性狀等指標存在顯著差異（Plt;0.05），其中，苗高和地徑均值分別為69.2 cm和7.0 mm；葉干質量、莖干質量、根干質量和單株生物量均值分別為11.20、15.70、0.21、27.70 g；生根率、偏根率、根長、根粗和根數均值分別為7.4%、80.6%、11.6 cm、1.6 mm和2.9條。蒙古櫟壓條苗在不同處理間的顯著差異為篩選較優組合提供可能，采用隸屬函數值法對不同處理進行排序，最終篩選出26#處理、13#處理、24#處理、11#處理和7#處理5個處理為蒙古櫟壓條繁育較優處理，其中，26#處理的生根率、偏根率、根數、根長和根粗生根性狀分別為27.6%、72.1%、3.5條、14.4 cm和1.5 mm，除根粗指標外，其他指標均優于參試處理均值，生根率、根數和根長分別是參試處理均值的3.73、1.21、1.24倍；其苗高和地徑等生長量指標分別為90.2 cm和8.7 mm，分別是參試處理均值的1.30、1.24倍；其根干質量、莖干質量、葉干質量和單株生物量分別為0.28 、31.8 、19.3、51.3 g，分別是參試處理均值的1.33、2.03、1.72、1.85倍。結果表明，基于隸屬函數綜合評價法篩選試驗中最優組合為26#處理，基質為河沙和園土等體積比混合基質，壓條方式為直立壓條，同時使用鐵絲進行橫縊，外源生長物質采用IBA-K（2 000 mg/L）。研究結果為完善蒙古櫟壓條育苗提供支撐，為其他樹種壓條育苗技術體系的建立提供借鑒。

關鍵詞：蒙古櫟；壓條繁育；隸屬函數；綜合評價；生根率

中圖分類號：S792.186""" 文獻標識碼：A""" 文章編號：1006-8023（2024）02-0017-10

Study on Screening Layering Breeding System of Quercus mongolica Based on

the Membership Function Comprehensive Evaluation Method

YAN Tingwu1，2， WANG Kehan3， LIU Hongliu1，2， LI Guang4， CHEN Ruonan5， FENG Jian1，2*

（1.Liaoning Academy of Forestry Science， Shenyang 110032， China; 2.Liaoning Baishilazi Forest Ecosystem National

Research Station， Dandong 118201， China; 3.Liaoning Institute of Economic Forestry， Dalian 116031， China;

4.State-owned Xiuyan Manchu Autonomous County Qingliangshan Forest Farm， Anshan 113300， China;

5.State-owned Qingyuan Manchu Autonomous County Suburban Forest Farm， Fushun 113300， China）

Abstract：Quercus mongolica is an excellent tree that integrates wood， landscaping and acorn utilization. The technical system of asexual breeding is not perfect， which restricts the development of its industry. In order to improve the asexual breeding technology system of Quercus mongolica and meet the demand of seedlings in production， the layering breeding technology of Quercus mongolica was established. In this study， the shoots of 2 a year old Quercus mongolica were taken as panicle， different concentrations and types of exogenous growth substances， different substrates and lamination methods were used as treatment indexes， the growth， biomass and rooting characters of lamination seedlings of Quercus mongolica were used as evaluation indexes， and the comprehensive evaluation method of membership function was used to screen the treatment combinations. There were significant differences in the growth amount， biomassand rooting characters of Quercus mongolica laminata seedlings under different treatments （Plt;0.05）， among which the average

收稿日期：2023-09-28

基金項目：國家重點研發計劃項目子課題（2022YFD2201004-05）；國家林草局生物安全與遺傳資源管理項目（KJZXSA202210）；遼寧省科學技術計劃（2021030309-JH2/102）；遼寧省農科院學科建設計劃（2022DD217036）；遼寧省農業科學院基本科研業務費計劃項目（2021HQ1910）。

第一作者簡介：顏廷武，碩士，正高級工程師。研究方向為森林生態。E-mail： 2004-dayan@163.com

*通信作者：馮健，博士，教授級高級工程師。研究方向為林木遺傳育種。E-mail： fengjian-0205@163.com

引文格式：顏廷武，王克瀚，劉洪柳，等.基于隸屬函數綜合評價法篩選蒙古櫟壓條繁育體系研究[J].森林工程，2024，40（2）：17-26.

YAN T W， WANG K H， LIU H L， et al. Study on screening layering breeding system of Quercus mongolica based on the membership function comprehensive evaluation method[J]. Forest Engineering， 2024， 40（2）：17-26.

seedling height and ground diameter were 69.2 cm and 7.0 mm， respectively. Leaf dry weight， stem dry weight， root dry weight and biomass per plant were 11.20 g， 15.70 g， 0.21 g and 27.70 g， respectively. The average rooting rate， partial root rate， root length， root diameter and root number were 7.4%， 80.6%， 11.6 cm， 1.6 mm and 2.9， respectively. The significant difference between different treatments of Quercus mongolica laminate seedlings provided us with the possibility of screening the optimal combination. The membership function value method was used to sort the different treatments， and finally selected as the optimal treatment of 26# treatment， 13# treatment， 24# treatment， 11# treatment and 7# treatment， among which， the rooting characters of rooting rate， partial root rate， root length， root diameter and root number of 26# treatment were 27.6%， 72.1%， 3.5， 14.4cm， and 1.5mm， respectively. Except for the root diameter index， the other indexes were better than the mean value of the test treatment， and the rooting rate， root number and root length were 3.73 times， 1.21 times and 1.24 times of the mean value of the test treatment， respectively. The growth indexes of seedling height and ground diameter were 90.2 cm and 8.7 mm， which were 1.30 times and 1.24 times of the mean value of test treatment， respectively. The root dry weight， stem dry weight， leaf dry weight and biomass per plant were 0.28 g， 31.8 g， 19.3 g and 51.3 g， respectively， which were 1.33 times， 2.03 times， 1.72 times and 1.85 times of the mean value of the test treatment. The result showed， in the screening test based on the membership function comprehensive evaluation method， the optimal composition was 26#， and the matrix was the mixed matrix with equal volume ratio of river sand and garden soil. The layering method was vertical layering， and the iron wire was used to hang horizontally. The exogenous growth material was IBA-K 2000 mg·L-1. This study provided support for improving the layering seedling cultivation of Quercus mongolica and provided reference for the establishment of layering seedling technology system of other tree species.

Keywords：Quercus mongolica；layering breeding；membership function；comprehensive evaluation；rooting rate

0" 引言

蒙古櫟（Quercus mongolica）為殼斗科櫟屬落葉喬木，樹高可達30 m。多分布于海拔200～2 100 m山地的陽坡、半陽坡，在我國主要分布于東北、華北和西北各地，我國周邊的俄羅斯、日本、蒙古及朝鮮半島也有分布。蒙古櫟木材材質堅硬，耐腐力強，是車船、建筑和坑木等優質原材料；蒙古櫟樹體高大美觀，是優良的園林綠化樹種；蒙古櫟種子含淀粉量高達47.4%以上，是優質的釀酒和飼料的原材料。目前，蒙古櫟苗木繁育多以種子繁殖為主，其無性繁育技術仍不完善，主要表現為扦插育苗生根率較低[1]，嫁接育苗砧穗親和性較差[2]，無法建立高效的無性繁育技術體系。壓條繁殖具有保持母本優良特性，方法簡單易操作等優點，是很多植物無性繁殖的常用技術，如平歐雜種榛（Corylus heterophylla×C. avellana）[3]、紅醋栗（Ribes rubrum）[4]和歐洲椴（Tilia europaea）[5]等樹種。以往研究表明，外源生長物質種類和質量濃度、基質組成及其他處理（環割、綁縛）是影響穗條能否生根及能否建立起壓條繁殖技術的關鍵。葛萌等[5]認為500 mg/L的吲哚丁酸（IBA）溶液是歐洲椴樹壓條生根的較優外源生長物質，穗條生根率、平均主根數、平均主根長、平均側根數和平均側根長分別達到80%、29.6條、19.74 cm、15.8條和8.64 cm。王文勛等[6]研究興安圓柏（Juniperus sabina var. davurica）壓條繁殖技術認為壓條前對枝條環切兩圈，可以提高單株生根條數57％，而枝條最佳埋土厚度為20 cm，單株平均生根數為30.2條。有關蒙古櫟壓條繁殖的研究鮮有報道[7]，為建立蒙古櫟壓條繁殖技術，完善蒙古櫟無性繁育技術體系，滿足生產上對苗木的需求，本研究以當年生蒙古櫟嫩枝為穗材，用不同質量濃度和種類的外源生長物質、不同基質及壓條方式處理，以蒙古櫟壓條苗的生長量、生物量及生根性狀為評價指標，采用隸屬函數的分析方法篩選最優處理組合，旨在建立高效的蒙古櫟壓條繁育技術，為蒙古櫟苗木規模化繁殖提供技術保障，為其他植物建立壓條繁育技術提供借鑒。

1" 材料與方法

1.1" 研究地概況

研究地位于遼寧省錦州市黑山縣遼寧省經濟林研究所黑山試驗基地（122°07′7.50″E，41°40′2.34″N）。該地屬中溫帶大陸性季風氣候，年均氣溫7.9 ℃，無霜期165 d，年均降水量為568.4 mm，試驗地土壤類型以沙壤土為主。

1.2" 試驗材料

以2年生蒙古櫟苗木為材料，春季樹液流動前平茬，以當年生萌生條為試驗材料，開展壓條試驗。

1.3" 試驗設計

外源生長物質種類設計ABT1生根粉和吲哚丁酸鉀（IBA-K）2個種類，質量濃度設計200、500、1 000、2 000、5 000、10 000 mg/L 6個水平，并且以清水為對照；壓條方式設計直立與水平、是否橫縊2因素2水平對比試驗，橫縊材料采用0.55 mm鐵絲綁縛蒙古櫟萌生條基部2～3 cm處；基質設計鋸末、園土、混合基質（河沙和園土等體積比混合）等3種基質，基質覆蓋高度15～20 cm。共設計26個試驗處理，每個處理壓條40叢，見表1。

1.4" 壓條時間

6月10日開展壓條試驗。

1.5" 數據調查與統計

9月18日開展調查，每個處理5次重復，每個重復調查8叢。調查壓條生根率、最長根長、最長根粗和生根數等生根指標，調查地徑、苗高等苗木生長指標，稱量根、莖和葉干鮮質量等生物量。采用Excel 2007、SPSS 22.0、R 4.3.1等數據分析軟件對數據進行統計分析，生根率方差分析及多重比較采用其反正弦旋轉數據。對各指標進行主成分分析，根據特征值≥1確定主成分個數。使用隸屬函數法對各處理的生根率、生長量和生物量進行綜合評價，某一主成分的隸屬函數值計算公式為

U（Xj ） = （Xj – Xjmin）/（Xjmax – Xjmin） 。 （1）

式中：U（Xj ） 為主成分的隸屬函數值；Xj為主成分值；Xjmin和Xjmax 分別為主成分的最小值和最大值[8]。

2" 結果與分析

2.1" 不同處理蒙古櫟壓條苗的生長特性

不同處理蒙古櫟壓條苗的苗高均值為69.2 cm，其中，6#處理苗高最大，達到99.4 cm，7#處理苗高最小，僅為26.2 cm，兩者相差73.2 cm；地徑均值為7.0 mm，其中，26#處理地徑最大，達到8.7 mm，7#處理地徑最小，僅為4.2 mm，兩者相差4.5 mm；高徑比均值為99.1，其中，6#處理高徑比最大，達到169.1。方差分析表明，不同處理間蒙古櫟壓條苗的苗高、地徑和高徑比差異顯著（Plt;0.05），詳見表2。

2.2" 不同處理蒙古櫟壓條苗的生物量特性

不同處理蒙古櫟壓條苗的葉干質量均值為11.2 g，最大值為26#處理，達到19.3 g，最小值為7#處理，僅為2.6 g，兩者相差16.7 g；莖干質量均值為15.7 g，最大值為26#處理，達到31.8 g，最小值為7#處理，僅為3.1 g，兩者相差28.7 g；根干質量均值為0.21 g，最大值為13#處理，達到0.61 g，最小值為10#處理，僅為0.08 g，兩者相差0.53 g。單株生物量均值為27.7 g，最大值為26#處理，達到51.3 g，最小值為7#處理，僅為5.8 g，兩者相差45.5 g。不同處理蒙古櫟壓條苗的葉干質量占總干質量的均值為41.6%，最大值為1#處理，占比為47.1%，最小值為2#處理，占比為36.38%；莖干質量占總干質量的均值為57.2%，最大值為2#處理，占比為63.16%，最小值為7#處理，占比為51.92%；根干質量占總干質量的均值為1.2%，最大值為7#處理，占比為4.19%，最小值為12#處理，占比為0.37%。方差分析表明，不同處理間蒙古櫟壓條苗的單株生物量、根干質量、莖干質量、葉干質量以及根干質量占總干質量的比例等指標的差異顯著（Plt;0.05），見表3。

2.3" 不同處理蒙古櫟壓條苗的生根特性

不同處理蒙古櫟壓條苗的生根率均值為7.4%，最大值為26#處理，達到27.6%，14#～16#、20#～22#生根率均為0，兩者相差27.6%；偏根率均值為80.6%，最大值為6#、8#、10#和12#，均為100%，最小值為13#，僅為38.8%；最長根長均值為11.6 cm，最大值為13#處理，達到16.7 cm，最小值為9#處理，為7.7 cm，兩者相差9 cm；最長根粗均值為1.6 mm，最大值為6#處理，達到2.4 mm，最小值為9#處理，為1.0 mm，兩者相差1.4 mm；根數均值為2.9條，最大值為13#處理號，達到7.1條，最小值為10#處理，為1.3條，兩者相差5.8條。方差分析表明，不同處理間蒙古櫟壓條苗的生根率、偏根率、生根數量、最長根長和最長根粗差異極顯著（Plt;0.01），見表4。

2.4" 不同處理下各生長指標間的相關性分析

苗高與地徑、最長根長、莖干質量和葉干質量呈極顯著正相關（Plt;0.01）；地徑與苗高、最長根長、莖干質量、葉干質量呈極顯著正相關（Plt;0.01）；生根數量與根干質量呈極顯著正相關（Plt;0.01），與生根率呈顯著正相關（Plt;0.05），與偏根率呈顯著負相關（Plt;0.05）；最長根長與苗高、地徑、莖干質量、葉干質量呈極顯著正相關（Plt;0.01）；最長根粗與其他指標無顯著相關性；根干質量與生根數量呈極顯著正相關（Plt;0.01）；莖干質量與苗高、地徑、最長根長、葉干質量呈極顯著正相關（Plt;0.01）；葉干質量與苗高、地徑、最長根長、莖干質量呈極顯著正相關（Plt;0.01）；生根率與生根數量呈顯著正相關（Plt;0.05），與偏根率呈極顯著負相關（Plt;0.01）；偏根率與生根數量呈顯著負相關（Plt;0.05），與生根率呈顯著負相關（Plt;0.05）。上述研究結果表明，生長量各指標之間、生物量各指標之間及生長量指標與生物量指標之間相關性較強；生根性狀各指標之間相關性較強，而與生長量指標、生物量指標間相關性較弱，如圖1所示。

***表示在 0.001 水平上顯著相關；**表示在 0.01 水平上顯著相關；*表示在 0.05 水平上顯著相關。

*** indicates a significant correlation at the 0.001 level; ** indicates a significant correlation at the 0.01 level; * indicates a significant association at the 0.05 level.

2.5" 基于隸屬函數的最佳處理篩選

不同外源生長物質種類和質量濃度、壓條基質和壓條方式均影響蒙古櫟壓條苗的生長量、生物量和生根性狀，采用某一個指標評價蒙古櫟壓條效果具有局限性。因此，本研究采用主成分分析和隸屬函數值法對不同壓條處理效果進行綜合評價。對蒙古櫟壓條苗的苗高、地徑、根干質量、莖干質量、葉干質量、偏根率、根數、最長根長和最長根粗9個指標進行主成分分析，結果表明，根據特征值≥1確定本試驗的主成分為3個，貢獻率分別為32.705%、25.186%、13.227%，累積貢獻率為71.118%，選取這3個主成分來反映蒙古櫟壓條育苗效果，見表5。

第1主成分為最重要的主成分，特征向量中荷載較高的為莖干質量、地徑、葉干質量和苗高；第2主成分荷載較高的是根數、偏根率、根干質量和根長；第3主成分荷載較高的是根粗。各主成分的表達式為

F1=0.698X1＋0.877X2＋0.381X3＋0.913X4＋0.77X5－0.122X6＋0.223X7＋0.212X8＋0.081X9。（2）

F2=－0.264X1－0.173X2＋0.68X3－0.141X4－0.263X5－0.748X6＋0.809X7＋0.633X8＋0.035X9。（3）

F3=－0.146X1＋0.214X2＋0.069X3－0.052X4－0.174X5＋0.206X6－0.257X7＋0.363X8＋0.919X9。（4）

式中：X1為苗高；X2為地徑；X3為根干質量；X4為莖干質量；X5為葉干質量；X6為偏根率；X7為根數；X8為根長；X9為根粗。

采用模糊數學中的隸屬函數法，選取與蒙古櫟壓條育苗相關的3個主成分，對26個壓條處理指標進行隸屬函數值（U）評價，U越大，表明蒙古櫟壓條苗生長效果最好，見表7。根據主成分分析貢獻率，U=0.460U1+0.354U2+0.186U3，式中，U1、U2、U3分別為3個主成分的隸屬函數值。最后對蒙古櫟壓條育苗生根效果進行綜合評價，生根率的權重占50%，其他指標的權重共占50%，結果表明，平均隸屬函數值排序前5名分別為26#處理、13#處理、24#處理、11#處理和7#處理，這5個處理的平均苗高、地徑、根干質量、莖干質量、葉干質量、生根率、偏根率、根數、根長和根粗分別為60.18 cm、6.7 mm、0.318 g、16.48 g、10.54 g、22.68%、64.98%、4.12條、13.52 cm和1.34 mm，分別為參試處理均值的0.87、0.96、1.51、1.05、0.94、3.06、0.81、1.42、1.17、0.84倍，見表6。

3" 結論與討論

以往研究表明，壓條繁殖技術在植物無性繁殖中的應用并不廣泛，開展相關研究較多的樹種主要有榛子[3]、蘋果（Malus）[9]、荔枝（Litchi chinensis）[10]、閔楠（Phoebe bournei）[11]和銀杏（Ginkgo biloba）[12]等樹種。在這些樹種的壓條繁育技術研究中，評價壓條是否成功的指標較單一，多以一個或者一類指標作為評價指標，如高美娜等[9]開展的絞縊對蘋果矮化砧壓條生根及相關生理指標的影響研究中，僅采用了生根率作為絞縊與對照在生根方面差異的評價指標。王克瀚等[3]開展的不同基質對平歐雜種榛壓條繁殖苗木影響研究中使用了苗高和地徑等指標作為評價指標。鄭雨盼等[11]在研究常用促根生長調節劑對閩楠高空壓條生根的影響研究中使用了生根率、根生物量等指標作為評價指標。單一指標或者單獨一類指標無法科學、全面地評價一個樹種的壓條繁育技術。在以往研究中，采用苗木生長量、生物量及根系性狀來綜合評價苗木品質的較少[13-15]。本研究在選擇評價指標體系時，既選擇決定蒙古櫟壓條繁育技術是否成功的關鍵性指標，即生根性狀指標，其中又包含生根率、偏根率、根長、最長根數和最長根粗等重要指標；又選擇了與苗木品質相關的生長量和生物量指標，其中又包含了苗高、地徑、高徑比、葉干質量、莖干質量、根干質量和單株生物量等指標。本研究結果表明，不同處理對生根性狀、生長量和生物量的影響是不同的，如6#處理，其生根率、根長、根粗和根數指標較好，生根率和根粗分別是參試處理均值的1.7倍和1.5倍，根數和最長根長指標也接近參試處理的均值；但是，其壓條苗的根干質量、莖干質量、葉干質量和單株生物量分別只有0.15、8、5.9、14.1 g，均低于參試處理均值，參試處理均值分別是6#處理的1.4、1.96、1.9、1.96倍。這一結果表明，如果單獨選擇生根性狀作為評價指標，6#處理可能是較優處理，而如果單獨選擇生物量作為評價指標，其卻不是較優處理。本研究采用多指標體系對蒙古櫟壓條不同處理進行比較，可以較系統地評價出不同處理的優劣。

采用多個指標對蒙古櫟壓條處理進行綜合評價，可較全面地評價各處理的優劣，但也出現了如何將這些指標進行綜合評價的問題。同時，研究也表明，生長量各指標之間、生物量各指標之間及生長量指標與生物量指標之間相關性較強；生根性狀指標各指標之間相關性較強，而與生長量指標、生物量指標間相關性較弱。說明各指標間具有一定的獨立性。因此，選擇一個適宜的計算方法對這些指標進行綜合評價顯得尤為重要。以往研究表明，隸屬函數法可較好地對多指標進行平衡，在實踐中也有較多應用[16-18]，如：徐珊珊等[8]研究IAA和NAA對降香黃檀（Dalbergia odorifera）扦插繁殖的影響中采用主成分和隸屬函數值綜合評價出處理12、16、5、11為較優處理，生根率分別為96.10%、97.66%、96.10%、96.88%；李曉欣等[19]研究不同處理對4種榆屬（Ulmus）植物嫩枝扦插生根的影響中采用隸屬函數值綜合判斷出處理4為最優處理，生根率和根系效果指數分別為78.7% 和0.019；孔雨光等[20]研究基質和生長調節劑對紫椴（Tilia amurensis）嫩枝扦插的影響中采用隸屬函數法對各指標進行綜合分析，5號處理的隸屬函數值最大，生根率最高，達到90.33%，且根系數量、最大根長及根幅適當，是紫椴嫩枝扦插的最佳處理。因此，本研究采用隸屬函數值法對不同處理進行排序，最終篩選出26#處理、13#處理、24#處理、11#處理和7#處理5個處理為蒙古櫟壓條繁殖較優處理，其中，26#（基質采用河沙和園土混合土，壓條方式采用直立壓條，同時使用鐵絲進行橫縊，外源激素采用2 000 mg/L吲哚丁酸鉀）處理的生根率、偏根率、根數、根長和根粗等生根性狀分別為27.6%、72.1%、3.5條、14.4 cm和1.5 mm，除根粗指標外，其他指標均優于參試處理均值，生根率、根數和根長分別是參試處理均值的3.73、1.21、1.24倍；其苗高和地徑等生長量指標分別為90.2 cm和8.7 mm，分別是參試處理均值的1.3倍和1.24倍；其根干質量、莖干質量、葉干質量和單株生物量分別為0.28、31.8、19.3、51.3 g，分別是參試處理均值的1.33、2.03、1.72、1.85倍。

綜上所述，基于隸屬函數綜合評價法篩選試驗中最優組合為26#，基質采用河沙和園土等體積比混合基質，壓條方式采用直立壓條，同時使用鐵絲進行橫縊，外源生長物質采用IBA-K（2 000 mg/L）。

【參" 考" 文" 獻】

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