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苗木是造林的基础,其质量是保证造林绿化效果的前提[1]。 苗木质量分级是行政部门依法开展种苗质量监督的基础,也是苗木交易实行按质论价、优质优价的依据[2]。在分级指标上,主要包括形态指标、生理指标及性能指标[3],其中,形态指标不仅是生产上最常采用的,还是苗木质量评价最主要的依据[4]。在分级方法上,主要有正态分布法、K-均值聚类法、逐步聚类法、系统聚类法、平均值±标准差法等,尤以正态分布法和K-均值聚类法应用较多且操作简便和快捷[5-12]。众多的分级方法,大多局限于各个指标独立分析得出分级临界值[5-9],按照国家和省级标准中苗木质量判定方法[13-14],将合格苗划分为Ⅰ和Ⅱ级苗,且以最低指标值确定苗木等级。因此分析得出的指标临界值是否符合实际,有必要进行拟合验证,并进行不断的修正和调整[10-12],使Ⅰ、Ⅱ级苗木比例分别控制在30 %、50 %左右[15]。
山桐子(Idesia polycarpa Maxim.)是大风子科山桐子属落叶乔木,为速生阳性树种,其适应性强、耐旱、耐贫瘠,但其苗木生长受环境因素影响较大[16]。山桐子在我省主要分布在海拔2500 m以下的区域,尤以盆周边缘山地及四川盆地分布集中[17-18],其果肉含油率43 %左右,种子含油率29 %左右,干果出油率30 %左右,是高产优质的木本油料树种,俗称“树上的油库”,亦是优良的速生材用、绿化观赏、生物能源和生态树种,还具有治疗心血管疾病和高血压的医疗保健作用[19]。近年来,山桐子已成为我省木本油料产业发展和造林绿化主推的乡土树种,但目前国家和地方苗木质量标准均未将该树种纳入,且对该树种苗木质量分级标准的相关研究尚属空白。
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本研究选取盆周边缘山地、四川盆地2个山桐子适宜栽培区分别设置试验地2个,试验地间的气候特征特别是年均日照时数和降水量存在较大差异,土壤类型也有明显不同。每个试验地选取山桐子苗圃1个,苗木种类为播种裸根苗,苗龄为0.3-0.7。由于四川盆地的安州区试验地苗木培育采用了截根技术,苗木长势明显优于其他3个试验地,其调查测定数据代表性不强。为保证标准的普适性和客观性,故将安州试验地的数据不纳入统计分析。用于分析的3个试验地概况见表1。
表 1 试验地概况
Table 1. The general situation of experimental field
编号 育苗自然类型区 试验地点 气候特征(历年均值) 土壤类型 播种时间 移植时间 测定时间 检测数量/株 1 盆周
边缘山地巴中市通江县
广纳镇万轮村气温16.6 ℃,
日照时数1318.4 h,
降水量1193.8 mm。黄壤 2020-12-28 2021-04-08 2021-12-30 150 2 盆周
边缘山地雅安市芦山县
庐阳镇黎明村气温15.7 ℃,
日照时数653.5 h,
降水量1538.5 mm。暗棕壤 2020-12-25 2021-04-03 2022-01-05 150 3 四川盆地 南充市西充县
占山乡梨树沟村气温16.8 ℃,
日照时数1302.5 h,
降水量959.2 mm。紫色土 2021-01-04 2021-04-10 2022-01-03 150 注:表格中气候特征数据来源于中国知网的《中国年鉴网络出版总库》栏目中通江年鉴2020(P45)、雅安年鉴2020(P55-57)、西充年鉴2020(P25)。 -
对2个区域苗木质量进行差异显著性分析,结果见表2。由表2可见,盆周边缘山地的地径、苗高、主根长、Ⅰ级侧根数均在0.05水平显著高于四川盆地,高径比虽低于四川盆地,但在0.05水平上差异不显著。说明盆周边缘山地苗木质量优于四川盆地。这可能与气候、土壤差异(见表1)有关,同时也印证了杜阳平等得出的四川盆中丘陵区为山桐子一般适宜区的结论[17]。因此,山桐子苗木质量分级标准应分区域分别制定。在指标选取上,因地径、苗高、主根长、Ⅰ级侧根数4个指标在区域间均表现出显著性差异,结合国家和省级标准中苗木质量的判定指标,故将地径、苗高、主根长、≥5 cm的Ⅰ级侧根数4个指标作为山桐子苗木质量的分级指标。
表 2 不同区域苗木生长情况
Table 2. Seedling growth in different areas
育苗自然类型区 地径/cm 苗高/cm 主根长/cm Ⅰ级侧根数/株 高径比 盆周边缘山地 0.78±0.34a 58.07±20.29a 15.74±3.68a 6.12±1.99a 78.31±15.70a 四川盆地 0.64±0.27b 48.86±18.30b 14.73±3.53b 5.11±2.26b 79.21±14.75a 注:“±”表示平均值±标准差,每一列的不同小写字母表示不同区域山桐子生长指标在0.05水平上差异具有显著性,相同字母表示差异不显著。 -
运用两种方法确定的指标临界值及计算得出的苗木合格率见表3。由表3可以看出,K-均值聚类法的苗高、地径临界值均高于正态分布法。K-均值聚类法的苗木合格率分别为65%、56%,正态分布法为82%、77%。说明用正态分布法确定的指标临界值比K-均值聚类法低。究其原因是在苗木生产中,育苗密度往往会偏大,苗木个体之间存在激烈竞争,大规格苗木会偏少,使得相关指标分布频率不完全符合标准的正态分布,实际上会偏右[5]。若按照K-均值聚类法分级,山桐子苗木合格率会偏低,平均合格率仅60%,与生产实际不吻合。综上,山桐子苗木质量分级采用正态分布法划分的分级区间更合理,对生产才更具有指导意义[20]。
表 3 两种分级方法对比
Table 3. Comparison of two grading methods
分级方法 育苗
自然类型区苗木
等级地径/cm 苗高/cm 主根长/cm Ⅰ级侧根数/根 Ⅰ、Ⅱ级苗
比例/%正态分布法 盆周边缘山地 Ⅰ >1.00 >78 >18 >8 82 Ⅱ 0.46-1.00 36-78 ≥12 ≥4 四川盆地 Ⅰ >0.85 >66 >18 >7 77 Ⅱ 0.38-0.85 30-66 ≥11 ≥3 K-均值聚类法 盆周边缘山地 Ⅰ >1.08 >79 >16 >7 65 Ⅱ 0.59-1.08 51-79 ≥14 ≥5 四川盆地 Ⅰ >0.94 >72 >18 >8 56 Ⅱ 0.56-0.94 47-72 ≥8 ≥5 -
采用国家标准的判定方法,对所有样本苗木进行逐株判定,首次拟合结果见表4。由表4可知,盆周边缘山地、四川盆地合格苗比例分别82%、77%,符合80%左右的要求,这表明Ⅱ苗临界值设置比较合理。但两个区域的Ⅰ级苗比例均偏低,不足10%。因此,需对Ⅰ级苗临界值进行修正,降低其标准值。具体修正方法为,以地径、主根长、Ⅰ级侧根数“平均值+0.X倍标准差”作为新的临界值,以地径新临界值乘以平均高径比作为苗高新临界值,临界值确定后,再依次对450株苗木进行逐株判定。通过反复拟合修正,最终确定山桐子苗木质量分级指标临界值,拟合修正后结果见表5。
表 4 苗木分级指标首次拟合结果
Table 4. Results of the first fitting revision of seedling grading standards
类型区 苗木等级 地径/cm 苗高/cm 主根长/cm Ⅰ级侧根数/根 比例/% 合格率/% 盆周边缘山地 Ⅰ >1.00 >78 >18 >8 4 82 Ⅱ 0.46-1.00 36-78 ≥12 ≥4 78 四川盆地 Ⅰ >0.85 >66 >18 >7 7 77 Ⅱ 0.38-0.85 30-66 ≥11 ≥3 69 表 5 反复拟合修正后山桐子苗木质量分级结果
Table 5. Quality grading results of Idesia polycarpa Maxim seedling after repeated preparation and correction
适用范围 苗木
类型苗龄 苗木
等级地径/cm 苗高/cm 主根长/cm Ⅰ级侧根数/根 拟合修正
后比例/%Ⅰ、Ⅱ级苗
百分率/%盆周边缘山地 播种苗 0.3-0.7 Ⅰ >0.75 >59 >15 >6 31 80 播种苗 03-0.7 Ⅱ 0.45-0.75 36-59 ≥12 ≥4 50 四川盆地 播种苗 0.3-0.7 Ⅰ >0.65 >52 >15 >5 32 75 播种苗 03-0.7 Ⅱ 0.35-0.65 30-52 ≥11 ≥3 45
Study on Grading Standard of Idesia polycarpa Maxim. Seedling Quality
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摘要: 以盆周边缘山地和四川盆地2个育苗自然类型区内苗龄0.3-0.7的山桐子播种苗为研究对象,测定其苗高、地径、主根长、Ⅰ级侧根数4个指标。采用“正态分布法”和“K-均值聚类法”进行分级研究,指出山桐子苗木质量分级采用正态分布法更符合生产实际。结合国家和省级标准相关要求,对分级结果进行拟合修正,最终分区域将山桐子苗木质量划分为2个等级。盆周边缘山地:Ⅰ级苗苗高>59 cm、地径>0.75 cm、主根长>15 cm、Ⅰ级侧根数>6根,Ⅱ级苗苗高36 cm~59 cm、地径0.45 cm~0.75 cm、主根长≥12 cm、Ⅰ级侧根数≥4根;四川盆地:Ⅰ级苗苗高>52 cm、地径>0.65 cm、主根长>15 cm、Ⅰ级侧根数>5根,Ⅱ级苗苗高30 cm~52 cm、地径0.35 cm~0.65 cm、主根长≥11 cm、Ⅰ级侧根数≥3根。Abstract: The seedlings of Idesia polycarpa Maxim. with seedling age of 0.3-0.7 in the two naturaleedling raising types of marginal mountains around Sichuan Basin and Sichuan Basin were used as research object. The four indexes of seedling height, ground diameter, main root length and number of grade I lateral roots were measured. Using “normal distribution method” and “K-means clustering method” to study the classification, it is pointed out that the normal distribution method is more in line with the production practice. Combined with the relevant requirements of national and provincial standards, the classification results were fitted correction, and the quality of Idesia polycarpa Maxim. seedlings was finally divided into two grades by region. Marginal mountains around Sichuan Basin: Grade I seedling height > 59 cm, ground diameter > 0.75 cm, taproot length > 15 cm, number of grade I lateral roots > 6, grade II seedling height 36 cm~59 cm, ground diameter 0.45 cm~0.75 cm, taproot lengt≥12 cm, number of grade I lateral roots ≥ 4; Sichuan Basin: Grade I seedling height > 52 cm, ground diameter > 0.65 cm, taproot length > 15 cm, number of grade I lateral roots > 5, grade II seedling height 30 cm~52 cm, ground diameter 0.35 cm~0.65 cm, taproot length ≥11 cm, number of grade I lateral roots≥3.
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表 1 试验地概况
Tab. 1 The general situation of experimental field
编号 育苗自然类型区 试验地点 气候特征(历年均值) 土壤类型 播种时间 移植时间 测定时间 检测数量/株 1 盆周
边缘山地巴中市通江县
广纳镇万轮村气温16.6 ℃,
日照时数1318.4 h,
降水量1193.8 mm。黄壤 2020-12-28 2021-04-08 2021-12-30 150 2 盆周
边缘山地雅安市芦山县
庐阳镇黎明村气温15.7 ℃,
日照时数653.5 h,
降水量1538.5 mm。暗棕壤 2020-12-25 2021-04-03 2022-01-05 150 3 四川盆地 南充市西充县
占山乡梨树沟村气温16.8 ℃,
日照时数1302.5 h,
降水量959.2 mm。紫色土 2021-01-04 2021-04-10 2022-01-03 150 注:表格中气候特征数据来源于中国知网的《中国年鉴网络出版总库》栏目中通江年鉴2020(P45)、雅安年鉴2020(P55-57)、西充年鉴2020(P25)。 表 2 不同区域苗木生长情况
Tab. 2 Seedling growth in different areas
育苗自然类型区 地径/cm 苗高/cm 主根长/cm Ⅰ级侧根数/株 高径比 盆周边缘山地 0.78±0.34a 58.07±20.29a 15.74±3.68a 6.12±1.99a 78.31±15.70a 四川盆地 0.64±0.27b 48.86±18.30b 14.73±3.53b 5.11±2.26b 79.21±14.75a 注:“±”表示平均值±标准差,每一列的不同小写字母表示不同区域山桐子生长指标在0.05水平上差异具有显著性,相同字母表示差异不显著。 表 3 两种分级方法对比
Tab. 3 Comparison of two grading methods
分级方法 育苗
自然类型区苗木
等级地径/cm 苗高/cm 主根长/cm Ⅰ级侧根数/根 Ⅰ、Ⅱ级苗
比例/%正态分布法 盆周边缘山地 Ⅰ >1.00 >78 >18 >8 82 Ⅱ 0.46-1.00 36-78 ≥12 ≥4 四川盆地 Ⅰ >0.85 >66 >18 >7 77 Ⅱ 0.38-0.85 30-66 ≥11 ≥3 K-均值聚类法 盆周边缘山地 Ⅰ >1.08 >79 >16 >7 65 Ⅱ 0.59-1.08 51-79 ≥14 ≥5 四川盆地 Ⅰ >0.94 >72 >18 >8 56 Ⅱ 0.56-0.94 47-72 ≥8 ≥5 表 4 苗木分级指标首次拟合结果
Tab. 4 Results of the first fitting revision of seedling grading standards
类型区 苗木等级 地径/cm 苗高/cm 主根长/cm Ⅰ级侧根数/根 比例/% 合格率/% 盆周边缘山地 Ⅰ >1.00 >78 >18 >8 4 82 Ⅱ 0.46-1.00 36-78 ≥12 ≥4 78 四川盆地 Ⅰ >0.85 >66 >18 >7 7 77 Ⅱ 0.38-0.85 30-66 ≥11 ≥3 69 表 5 反复拟合修正后山桐子苗木质量分级结果
Tab. 5 Quality grading results of Idesia polycarpa Maxim seedling after repeated preparation and correction
适用范围 苗木
类型苗龄 苗木
等级地径/cm 苗高/cm 主根长/cm Ⅰ级侧根数/根 拟合修正
后比例/%Ⅰ、Ⅱ级苗
百分率/%盆周边缘山地 播种苗 0.3-0.7 Ⅰ >0.75 >59 >15 >6 31 80 播种苗 03-0.7 Ⅱ 0.45-0.75 36-59 ≥12 ≥4 50 四川盆地 播种苗 0.3-0.7 Ⅰ >0.65 >52 >15 >5 32 75 播种苗 03-0.7 Ⅱ 0.35-0.65 30-52 ≥11 ≥3 45 -
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