‘金焰彩栾’嫁接苗年生长规律研究

董筱昀，黄利斌

（江苏省林业科学研究院，江苏 南京 211153）

‘金焰彩栾’嫁接苗年生长规律研究

董筱昀，黄利斌

（江苏省林业科学研究院，江苏 南京 211153）

基于‘金焰彩栾’嫁接苗苗高和径粗的定株、定期观测数据，采用Logistic方程对其生长过程进行拟合，根据其中参数分析生长规律。结果表明：（1）苗高和径粗的生长均复合“S”型曲线，呈现“慢－快－慢”节律。（2）根据生长量变化规律，苗高生长过程分为生长初期（5月23日以前）、速生期（5月24日至9月3日）和生长后期（9月4日至11月23日），速生期为100 d，速生期的生长量占整个生长量的57.74%；（3）径粗生长过程分为生长初期（8月22日以前）、速生期（8月23日至10月28日）和生长后期（10月29日至11月23日），速生期为68 d，其速生期的生长量占整个生长量的62.25%。

‘金焰彩栾’；Logistic方程；嫁接苗；生长规律

栾树俗称灯笼树，为无患子科（Sapindaceae）栾树属（Koelreuteria）落叶乔木。栾树属共有4种，除1种产于斐济群岛外，我国分布有3个种和1个变种，即栾树（K．paniculata）、复羽叶栾树（K．bipinnata）、台湾栾树（K．elegans）及全缘叶栾树（黄山栾树K．bipinnatavarintegrifoliola）［1］。栾树在我国的自然分布范围很广，有南栾和北栾之分。北栾一般指栾树，分布区北起东北辽宁，经中部至西南部的云南。南栾指复羽叶栾树或黄山栾树，主要分布于我国南方的广东、广西、江西、贵州、湖南、湖北、江苏、浙江、安徽等省区。台湾栾为我国特有种，仅分布于台湾省，被列为世界十大观赏名木之一。栾树树形优美、树干通直、夏季满树金黄花冠、秋季红色蒴果累累，形似灯笼，具有很高的园林观赏价值，且适应性强，病虫害少，移栽容易。由于栾树树形优美，枝、叶有杀菌作用，可提取黄酮和拷胶，花为优良的蜜源，种子含不饱和脂肪酸，且抗污染、适应性强，是具有较高经济价值的多用途树种，对栾树的研究与开发利用已越来越引起人们的关注。目前对栾树的研究多集中在引种及栽培技术上［2－4］。卢芳等［5］和林武星等［6］分别研究报道了黄山栾树和台湾栾树播种苗的年生长规律。‘金焰彩栾’是由江苏省林业科学研究院选育的黄山栾树彩叶观赏新品种，已获得了国家林业植物新品种权保护。‘金焰彩栾’的繁育主要依靠嫁接方法，研究其嫁接苗的生长发育规律，可以揭示该新品种的生长发育特性，为生产上该品种的种苗繁育推广提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地设在江苏省林业科学研究院苗圃地，地处江苏省南京市南郊，约北纬31°51′，东经118°46′。试验地气候属于北亚热带季风气候，年平均气温15.4℃，极端最高气40.7℃，极端最低气温－14.0℃，年降雨量1 031 mm，年均相对湿度77%，无霜期227 d。地势平坦，土壤为黄棕土，土质较粘重，pH5～6，土壤肥力中等。

1.2 试验材料

于2011年3月用地径2 cm左右的黄山栾树裸根苗定植，株行距1.0 m×1.0 m。定植后平茬。当年8月下旬，以平茬后萌发的枝条为砧木进行嫁接。采用方块芽接法，取‘金焰彩栾’当年生芽体饱满的枝条为接穗，嫁接高度为离地50 cm左右。嫁接后的芽当年不萌发，于翌年3月中下旬萌芽前在接芽上部2 cm处剪砧，以接芽当年萌发抽梢形成的苗木为观测对象。将嫁接后没有成活，剪砧后在相同部位萌发形成的苗木作对照。

1.3 数据调查

随机选取30株作为固定的样株，观测记录接芽萌动、展叶、抽梢、落叶时间，以及枝条和叶片的色彩变化。生长过程采用定株、定期、定位的调查方法，目标植株挂牌标记，苗高使用标准测高塔尺（精确0.1 cm），径粗使用电子游标卡尺（精确0.01 cm）测定；苗高为用塔尺测量的从嫁接处至顶芽的高度，径粗固定在嫁接芽5 cm高度处的直径。4月13日待大部分的嫁接苗都萌发后开始进行第1次测量，以后每20 d定期测定标准株的苗高和径粗；直至12月13日结束，调查期240 d，调查12次，然后将所得的数据使用Excel2007、DPS v14.10软件进行统计及分析。

1.4 数据分析方法

1.4.1 有序样本聚类分析 根据2012年13次调查的结果，将各调查时间段内的净生长量连续编号，分别为对这12个有序样本进行聚类，利用有序样本聚类分析法，通过计算机运算将12个有序样本分类。

1.4.2 Logistic方程拟合法 选用Logistic方程对‘金焰彩栾’苗期生长进行拟合。

式中k，a，b3个参数在DPS v14．10统计分析平台上运用麦考特算法进行同步估计［7－8］。此法能动态估算k，a，b的值，避免了3点法、4点法等方法估算a，b时对k值精确的依赖，且参数的残差平方和最小，使得方程拟合精度更高［9］。对（1）式进行二阶、三阶求导，即可了解生长曲线在时间轴上的瞬时变化情况［10］。

首先，对式（1）求二阶导数，且令其为0t1，t2分别表示生长量累积由慢变快、由快到慢的时间；t1～t2之间为速生期［11］。

2 结果与分析

2.1 嫁接苗的物候与生长量

据观测，‘金焰彩栾’秋季嫁接后，翌年3月20日左右芽体开始膨大；3月23日左右开始展叶抽梢，新梢枝叶的颜色呈桔红色，4月上中旬为春叶最佳观赏期。4月底至5月初后叶色转为黄绿色；至10月上旬芽封顶，高生长逐渐停止，叶片颜色开始转变为金黄色；11月底开始叶片脱落，至12月上旬叶片全部脱落，秋季黄叶观赏期长45 d以上。‘金焰彩栾’的萌芽展叶物候期与对照基本相同，全年苗高生长期历时约210 d，苗高生长停止期比对照提早约15 d，秋季黄叶变色期提早约60 d，落叶期提早约15 d。‘金焰彩栾’当年生嫁接苗的平均苗高生长为175.4 cm，径粗生长为2.52 cm，最大单株苗高生长量可达185.3 cm，径粗生长达2.68 cm。‘金焰彩栾’苗高和地径的平均生长量略低于对照，分别比对照减少11.6%和4.2%（见表1）。

表1 ‘金焰彩栾’1年生嫁接苗的苗高和径粗生长量

2.2 有序样本聚类分析法对苗高生长期的划分

利用有序样本聚类分析法，通过计算机运算，将12个有序样本分成3类：｛x1，x2，x3｝，｛x4，x5，x6，x7，x8，｝，｛x9，x10，x11，x12｝。即可将‘金焰彩栾’1年生嫁接苗的苗高生长期划分为3个时期。生长初期的持续时间60 d，生长量仅占全年生长量的22.44%，速生期时间100 d，约占全年总生长期的41.7%，生长量却占全年总生长量的59.12%；生长后期持续时间约80 d，生长量仅占全年生长量的18.24%（见表2）。

表2 有序样本聚类分析法对苗高生长期的划分

2.3 苗期生长过程的曲线拟合

‘金焰彩栾’1年生嫁接苗全年的苗高和径粗生长过程基本呈现“慢—快—慢”的规律，利用Logistic方程对苗高和径粗生长过程进行拟合，得到苗高生长拟合曲线方程为YH＝186.414 353／（1＋e（2.8910008－0.0262818t）），回归方程的决定系数R2＝0.997，回归方差F值为（P＜0.01）；径粗生长拟合曲线方程为YD＝2.722 473／1＋e（7.094512－0.038981t），回归方程的决定系数R2＝0．991，回归方差F值为（P＜0.01）。上述两个回归方程的决定系数和F值均达极显著水平，说明使用Logistic方程对‘金焰彩栾’1年生嫁接苗的苗高和径粗年生长节律进行拟合具有较高的准确性（见图1）。

2.4 Logistic曲线拟合对苗期生长阶段的划分

对拟合的Logistic方程曲线求二价和三价导数，可以确定生长曲线的拐点［12－13］。从而找出‘金焰彩栾’1年生嫁接苗全年苗高和径粗生长过程中的速生期开始日、结束日以及最大速生点。由曲线的拟合方程得到a，b相对应的数值，分别代入公式（2）～（4）计算出速生最大点（t0）、速生始日（t1）、速生终日（t2）所对应的生长天数，从而确定出苗木生长的3个时期，即生长前期（t1以前）、速生期（t1～t2）和生长后期（t2～11月23日）。

图1 ‘金焰彩栾’1年生嫁接苗的苗高、径粗生长实际值和Logistic方程拟合曲线

表3 ‘金焰彩栾’1年生嫁接苗的苗高和径粗生长阶段的划分

由表3可知，‘金焰彩栾’1年生嫁接苗木的高生长，划分为3个时期：生长前期（5月23日以前）、速生期（5月24日至9月3日）生长后期（9月4日至11月23日）。苗高速生期累计100 d，苗高累积生长量最大为107.63 cm，占理论值上限值的比例为57.74%；生长前期和生长后期的累积生长量分别为39.39，33.86 cm，对总生长量的累积贡献不足40%。9月以后，苗高生长渐趋缓慢，从11月中旬开始，高生长近趋停止，‘金焰彩栾’嫁接苗叶片开始落叶，到12月上旬叶片基本落光。

由表3可知‘金焰彩栾’1年生嫁接苗木的径粗生长，划分为3个时期：生长初期（8月22日以前）、速生期（8月23日至12月28日）、生长后期（10月29日至11月23日）。径粗速生期累计68 d，比苗高速生期要短32 d，生长初期时间相对延长。速生期的径粗累积生长量最大为1.69 cm，占理论值上限值的比例为62.25%；生长前期和生长后期的累积生长量分别为0.54，0.29 cm，对总生长量的累积贡献仅30%。与苗高相比，地径的生长前期历时长于速生期，生长后期最短，各时期持续时间依次为148，68，24 d。生长前期、速生期和生长后期日平均量依次是0.004，0.025，0.004 cm。

3 结论与讨论

（1）采用方块芽接法培育的‘金焰彩栾’嫁接苗，当年苗高生长量较大，平均苗高生长为175.4 cm，径粗生长为2.52 cm，最大单株苗高生长量可达185.3 cm，径粗生长达2.68 cm。苗高和地径的生长量略低于普通黄山栾树。‘金焰彩栾’1年生嫁接苗的苗高、径粗生长符合“S”型生长曲线，使用Logistic生长方程进行拟合具有较高的精度。

（2）采用有序样本聚类法和Logistic模型分析法可将‘金焰彩栾’1年生嫁接苗的苗高和径粗的生长期划分为生长初期、速生期、生长后期3个时期。2种方法划分的结果基本相同。‘金焰彩栾’嫁接苗的苗高速生期大致在6～8月，生长量占全年生长量近60%；径粗生长的速生期大致在9～10月，较苗高的速生期晚80 d左右，持续时间短32 d。确定苗高和径粗的生长速生期，可为生产上在水、肥等方面更好地管理苗木提供了依据：苗高生长旺盛时期增加水肥供给，促进高形态建成；径粗生长旺盛期减少水分供给，以促进茎干生长和木质化。

（3）苗木的年生长规律是苗木本身的遗传特性与外部环境条件的综合反映。本文中的试验苗木为当年嫁接苗，苗木的生长除本身的遗传性状外，还与砧木的营养、嫁接芽体的取材部位等有一定的关系。因此，需对‘金焰彩栾’不同年龄嫁接苗的生长规律继续进行观测，才能得出更加科学的结论，为绿化大苗的培育推广提供理论支持。

［1］ 中国植物志编委会.中国植物志［M］.北京：科学出版社，1985：47，54-58.

［2］ 窦全琴，袁惠红.栾树研究的现状及展望［J］.江苏林业科技，1999，26（2）：52-54.

［3］ 庹祖权，陈万章，岳金平，等.黄山栾树引种试验初报［J］.江苏林业科技，2003，30（1）：9-10，13.

［4］ 李秀芹，张欢亭，张国斌，等.黄山栾树大苗培育技术［J］.林业实用技术，2006（12）：38-39.

［5］ 卢 芳，岳 媛，周瑞玲.黄山栾树1年生播种苗生长发育规律［J］.安徽农业科学，2010（32）：18202-18203，18215.

［6］ 林武星，李秀明，叶功富，等.台湾栾树苗木生长规律和育苗技术研究［J］.防护林科技，2009（5）：3-5.

［7］ 邢黎峰，法永乐，陈文周，等.Richards林木生长模型及其适用性［J］.山东林业科技，1997（5）：16-19.

［8］ 郑立飞，赵惠燕，刘光祖.Richards模型的推广研究［J］.西北农林科技大学学报：自然科学版，2004，32（8）：107-110.

［9］ 程毛林.Richards模型参数估计及其模型应用［J］.数学的实践与认识，2010，40（12）：139-143.

［10］唐启义，冯明光.实用统计分析及其DPS数据处理系统［M］.北京：科学出版社，2002.

［11］王莽莽，李典谟.用麦夸方法最优拟合逻辑斯谛曲线［J］.生态学报，1986，6（2）：142-147.

［12］李秋元，孟德顺.Logistic曲线的性质及其在植物生长分析中的应用［J］.西北林学院学报，1993，8（3）：81-86.

［13］魏 巍，许玉兰，李根前，等.一年生云南松苗期生长动态规律研究［J］.西北林学院学报，2012.27（1）：75-80.

Growth rhythm of grafting seedling of Koelreuteria bipinnata var integrifoliola‘Jinyancailuan’

DONG Xiao-yun，HUANG Li-bin
（Jiangsu Academy of Forestry，Nanjing 211153，China）

Based on the data of height and diameter growth of grafting seedling ofKoelreuteria bipinnatavarintegrifoliola‘Jinyancailuan’，the growth rhythm was analyzed by the Logistic equation.The results showed as follows：（1）The height and diameters growth exhibited a“S－shaped”curve as“slow－fast－slow”.（2）The growth period of seedling height could be divided into three stages：the initial growth stage（before the twenty－third of May），the rapid growth stage（from the twenty－fourth of May to the third of Sep.）and the late growth stage（from the fourth of Sep.to the twenty－third of Nov.）.The duration of rapid growth stage was 100 d.The production of the rapid growth stage was about 57.74%of biomass in whole year.（3）The growth period of seedling diameters could be divided into three stages：the initial growth stage（before the twenty－second of August），the rapid growth stage（from twenty－third of August to the twenty－eighth of Oct.）and the late growth stage（from the twenty－ninth of Oct.to the twenty－third of Nov.）.The duration of rapid growth was 76 d.The production of the rapid growth stage was about 57.52%of biomass in whole year.

‘Jinyancailuan’；Logistic equation；Grafting seedling；Growth rhythm

Q949.755.5

A

10.3969／j.issn.1001－7380.2014.02.005

1001－7380（2014）02－0020－04

2014-03-20；

2014-03-26

江苏省农业自主创新项目［CX（12）2042］和江苏省农业科技支撑项目（BE2013450）研究内容

董筱昀（1983－），女，河南正阳人，硕士，研究方向：经济林木优良品种选育。