杉木1年生扦插苗苗木质量分级新方法研究

崔子佳，欧 斌,2*，韩 璐，李远章

(1.江西环境工程职业学院，江西 赣州341000； 2.江西环境工程职业学院种苗研究所，江西 赣州341000；3.赣州市森源科技种苗场，江西 安远342100)

杉木（Cunninghamia lanceolata），裸子植物，为杉科杉木属常绿乔木[1]。是我国特有的速生商品材树种，其生长快，材质好，木材纹理通直，结构均匀，不翘不裂，且木材中含有“杉脑”，能抗虫耐腐，是各行各业的优质用材[2]。杉木在南方林业战略发展中具有非常重要的地位[3]。

苗木是造林的基础，苗木质量的优劣直接决定着造林成败[4]。采用优质苗木造林不但可提高造林的成活率、保存率，也能大幅度地提高林分的整齐度和生长量[5]。因此，苗木质量分级是否合理，对造林成效具有不可忽视的作用。经过近60年的苗木质量分级研究与探索，提出了可以从苗木形态、生理与性能3 个方面进行苗木质量分级[6-8]，但目前实际生产中主要还是依赖形态指标（特别是苗高、地径2 项指标）进行分级[9]，但在分级时测量苗高、地径需携带测量工具，既不方便又降低了效率，此前已有研究报道杉木播种苗的苗高地径与轮枝数、分枝数的相关性显著[10]，但杉木扦插苗的鲜见报道。因此，本试验对杉木1年生扦插苗苗高、地径、轮枝数、总分枝数等质量指标进行相关性分析，并进一步依据轮枝数与总分枝数对苗木质量分级标准进行探究，旨在为各地杉木1年生扦插苗苗木质量分级提供参考依据，提高苗木分级效率，促进杉木苗木产业的发展。

1 材料与方法

试验地设在安远县牛犬山赣州市森源科技种苗场种子园工区，地处115°09′—115°37′E，24°52'—25°36'N，年平均气温18.7℃，年降雨量1612.8 mm，无霜期为282 d，年均日照时数为1579 h。试验育苗地前茬作物为水稻，壤土、肥力中上、排水良好；四面环山，空气湿度相对较高。2015年4月15日进行扦插育苗，试验共布设1m×1m 样方3 个，扦插穗条来源于赣南杉木种子园优良家系母本，采用黄心土为扦插基质，塑料薄膜密封的方法扦插育苗，期间做好苗期水肥及病虫害防治管理

2016年3月26日分别从每个样方各随机抽取20 株苗进行苗高、地径、轮枝数、总分枝数等4 个指标的测定。采用SPSS 19.0 及Excel 2007 进行数据处理与相关性分析，通过聚类分析的数据分析方法进行分级，最终确认出杉木1年生扦插苗的分级标准。

2 结果与分析

2.1 杉木1年生扦插苗质量评价指标的相关性分析

对杉木1年生扦插苗木各质量生长指标（苗高、地径、轮枝数、总分枝数）进行相关性分析，结果表明（表1）：苗高与地径的相关系数为0.841，苗高与轮枝数的相关系数为0.566，苗高与总分枝数的相关系数为0.620，地径与轮枝数的相关系数为0.579，地径与总分枝数的相关系数为0.736，轮枝数与总分枝数的相关系数为0.872，且各质量指标（苗高、地径、轮枝数、总分枝数）之间均表现出极显著正相关性（P＜0.01）（表1）。因此可以将轮枝数与总分枝数作为苗木质量分级的重要指标。

表1 杉木1年生扦插苗各质量指标相关性分析Table 1 Correlation analysis of quality indicators of 1-year-old cutting seedlings of Cunninghamia lanceolata

2.2 苗木初始分级

经过上述分析，发现轮枝数与总分枝数存在显著正相关，说明轮枝数越多，总分枝数也越多，因此这二者之间存在一定的线性关系，可以根据有序样本对苗木进行初始分级。综合考虑，按照NB标（轮枝数）与TB标（总分枝数）的“Σ标”值进行苗木质量初始分级，将各样本的“Σ标”值，按“大→小”顺序绘制在一维坐标上。在一维坐标图上，通过群距位置的判断，将苗木质量分为3 级，即为初始分级（表2）。

表2 杉木1年生扦插苗苗木初始分级结果Table 2 Initial classification results of 1-year-old cutting seedlings of Cunninghamia lanceolata

续表2

2.3 苗木修正分级

为了避免苗木初始分级中人为的错误，必须利用数学公式对其进行修改按照初始分级结果，分别计算各级轮枝数、总分枝数的平均数，并以此平均数作为该级的凝聚中心，计算各样苗与相邻凝聚中心的距离d，样苗距离哪个凝聚中心的距离最近，即判为那一级(最短距离法)。每次修改后，如有变化，需按新的分级重新计算凝聚中心和距离。如此反复进行，直到完全没有变化时，分级即结束。

经聚类分级研究，计算出杉木扦插苗的原始凝聚中心为X0Ⅰ（4.68，10.65）、X0Ⅱ（3.00，6.64）、X0Ⅲ（2.08，3.50），其后，经过3 次修正完成杉木扦插苗苗木质量分级。第1 次修正后，13 号样苗划为Ⅰ级苗，7号、30 号、38 号、50 号、58 号、59 号划为Ⅱ级苗，凝聚中心变为X1Ⅰ（4.65，10.97）、X1Ⅱ（3.32，6.58）、X1Ⅲ（1.90，3.20）；第2 次修正后，13 号、47 号样苗划为Ⅱ级苗，凝聚中心变为X2Ⅰ（4.70，11.03）、X2Ⅱ（3.24，6.67）、X2Ⅲ（1.89，2.89）；第3 次修正后，14 号样苗划为Ⅱ级苗，凝聚中心变为X3Ⅰ（4.70，11.03）、X3Ⅱ（3.18，6.59）、X3Ⅲ（1.88，2.63），此后经计算各级苗木均无变动，聚类分级结束。

2.4 苗木级别临界值确定

苗木级别临界值通过以各级苗木最终凝聚中心为圆心，以距离为半径的圆来确定。测量值过大的苗木分布在Ⅰ级苗上方，测量值过小的苗木则分布在Ⅱ级苗的下方。所以，利用Ⅰ、Ⅱ级苗的下限值，来精确求算各级苗木的界限值。半径d 的计算公式为：d=（其中K=1，SNB标、STB标分别为轮枝数、总分枝数的标准差）。

表3 杉木1年生扦插苗苗木最终分级结果Table 3 Final classification results of 1-year-old cutting seedlings of Cunninghamia lanceolata

表4 杉木1年生扦插苗Ⅰ、Ⅱ级苗轮枝数与总分枝数的下限值Table 4 The lower limit of the number of roulettes and the total number of branches of the 1-year-old cutting seedlings of Cunninghamia lanceolata

系统聚类分析结果显示，Ⅰ级苗的最终聚类中心是 （4.70，11.03），Ⅱ级苗的最终聚类中心是（3.18，6.59），dⅠ=1.87，dⅡ=1.29，将dⅠ和dⅡ代入Ⅰ、Ⅱ级苗的最终聚类中心，可以得到Ⅰ级苗的下限为（3.97，9.31），Ⅱ级苗的下限为（2.62，5.43）。

3 结语

参试杉木1年生扦插苗苗高、地径、轮枝数、总分枝数之间均呈现出极显著正相关性，说明轮枝数与总分枝数也是反映苗木质量的重要指标，可作为苗木质量分级的依据。因此以轮枝数与总分枝数两项指标通过逐步聚类分析法对杉木1年生扦插苗进行苗木质量分级研究，分级结果为：Ⅰ级苗—轮枝数≥4 轮，总分枝数≥9 轮；Ⅱ级苗—轮枝数≥3 轮，总分枝数≥5 轮；Ⅲ级苗—轮枝数＜3 轮，总分枝数＜5 轮（轮枝数与总分枝数均取整数）；轮枝数、总分枝数中有任一项达不到等级标准则降一级。当然，由于各地区立地条件及苗木培育技术存在差异，因此本试验结果仅供同行参考，具体分级标准还需结合当地实际情况综合考虑。