全 文 ：丹 参 壮 苗 指 数 及 其 模 拟 模 型*
黄淑华1 摇 徐福利2 摇 王渭玲1**摇 杜俊波1 摇 汝摇 梅1 摇 王摇 静1 摇 曹鲜艳1
( 1西北农林科技大学生命科学学院, 陕西杨凌 712100; 2西北农林科技大学 /中国科学院 /水利部水土保持研究所, 陕西杨凌
712100)
摘摇 要摇 通过对丹参幼苗各数量性状及比值与幼苗质量的相关性分析,确定有代表性的可以
反映幼苗质量的数量性状指标,同时结合关联度分析确定适于丹参幼苗的壮苗指数,并依据
丹参壮苗指数与气温、光辐射和空气湿度的关系,建立了基于环境影响因子积的丹参幼苗壮
苗指数模拟模型,再利用不同播期和试验地试验资料对模型进行检验. 结果表明: 根粗、茎
粗、地上部干质量、根干质量和全株干质量等数量性状与其他性状相关性显著,而且性状稳
定,容易测量,可以作为衡量壮苗的指标性状.丹参幼苗的壮苗指数= (茎粗 /根粗+根干质量 /
地上部干质量)伊全株干质量.其中,全株干质量、根干质量、地上部干质量和茎粗与壮苗指数
的关联度较大,该壮苗指数可以较好地反映丹参幼苗质量.壮苗指数模型对丹参壮苗指数的
预测值与实测值之间基于 1 颐 1 直线的 R2 = 0. 95,RMSE = 0. 15,模型能较为准确地反映实际
壮苗指数与环境因子之间的定量关系.
关键词摇 丹参摇 壮苗指数摇 相关分析摇 关联度分析摇 模拟模型
文章编号摇 1001-9332(2012)10-2779-07摇 中图分类号摇 S567. 7摇 文献标识码摇 A
Seedling index of Salvia miltiorrhiza and its simulation model. HUANG Shu鄄hua1, XU Fu鄄li2,
WANG Wei鄄ling1, DU Jun鄄bo1, RU Mei1, WANG Jing1, CAO Xian鄄yan1 ( 1 College of Life Sci鄄
ences, Northwest A & F University, Yangling 712100, Shaanxi, China; 2 Institute of Soil and Water
Conservation, Chinese Academy of Sciences / Ministry of Water Resource / Northwest A & F University,
Yangling 712100, Shaanxi, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2012,23(10): 2779-2785.
Abstract: Through the correlation analysis on the quantitative traits and their ratios of Salvia milti鄄
orrhiza seedlings and seedling quality, a series of representative indices reflecting the seedling qual鄄
ity of the plant species were determined, and the seedling index suitable to the S. miltiorrhiza seed鄄
lings was ascertained by correlation degree analysis. Meanwhile, based on the relationships between
the seedling index and the air temperature, solar radiation and air humidity, a simulation model for
the seedling index of S. miltiorrhiza was established. The experimental data of different test plots
and planting dates were used to validate the model. The results showed that the root diameter, stem
diameter, crown dry mass, root dry mass, and plant dry mass had significant positive relationships
with the other traits, and could be used as the indicators of the seedling爷s health. The seedling in鄄
dex of S. miltiorrhiza could be calculated by (stem diameter / root diameter + root dry mass / crown
dry mass) 伊 plant dry mass. The stem diameter, root dry mass, crown dry mass and plant dry mass
had higher correlations with the seedling index, and thus, the seedling index determined by these
indicators could better reflect the seedling爷s quality. The coefficient of determination (R2) between
the predicted and measured values based on 1:1 line was 0. 95, and the root mean squared error
(RMSE) was 0. 15, indicating that the model established in this study could precisely reflect the
quantitative relationships between the seedling index of S. miltiorrhiza and the environmental fac鄄
tors.
Key words: Salvia miltiorrhiza; seedling index; correlation analysis; correlation degree analysis;
simulation model.
*“十二五冶国家科技支撑计划项目(2011BAD29B04)和陕西省科技创新工程项目(2011KTCL02鄄02)资助 郾
**通讯作者. E鄄mail: ylwwl@ 163郾 com
2012鄄04鄄05 收稿,2012鄄07鄄24 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2012 年 10 月摇 第 23 卷摇 第 10 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Oct. 2012,23(10): 2779-2785
摇 摇 丹参幼苗健壮与否直接关系到其移栽后成活率
的高低和整个植株长势的好坏,也直接影响丹参的
最终产量和品质;培育壮苗,不仅有利于其群体合理
发展、个体稳健生长,而且是单株分根多、分根大以
及主根长、主根粗的基础[1] . 壮苗指数是衡量幼苗
素质的数量指标,它与作物的早熟、优质、丰产有密
切关系[2] .作物幼苗形态指标因观察容易、测量简
单,常用作壮苗指标,目前,相关研究较多,并提出了
一些计算壮苗指数的方法[2] . 然而,这些壮苗指数
的计算方法是否适合于丹参幼苗,目前尚未有报道.
环境因素在壮苗培育过程中起着重要作用,通
过研究环境因素对幼苗生长的影响可以阐明环境对
培育作物壮苗的影响机理,对于进行培育壮苗具有
重要的指导作用. 前人已就温度[3]、光辐射[4]、水
分[5-6]、肥料[7]等环境因素对丹参生长进行了大量
研究,但多是关于单个环境因素对丹参生长的影响,
而且是相对静态的描述,未就多个环境因素对丹参
幼苗生长的动态变化过程进行分析. 本文以商洛紫
花丹参为试材,采用相关分析[2]和灰色关联分析方
法[8],确定适于丹参幼苗的壮苗指数,并利用回归
法分析丹参幼苗生长与温度、光照和空气湿度等环
境因素的关系,建立丹参壮苗指数模拟模型,为合理
的丹参温室育苗提供科学依据.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试材料
供试丹参品种为紫花丹参(Salvia miltiorrhiza),
为陕西商洛地区主栽品种,其种子由陕西商洛天士
力植物药业有限公司提供.
1郾 2摇 试验设计
试验于 2011 年 4—11 月在西北农林科技大学
水土保持研究所试验区和杨凌现代农业示范园
(34毅20忆 N,108毅04忆 E)进行. 将土地深翻 20 cm 以
上,施微生物菌肥 500 g,耙细整平,作畦宽 2 m,长 3
m.起垄,垄高 10 cm,垄顶宽 15 cm,每垄播 1 行,垄
面做成中间略高、两边呈缓坡形状. 条播,开浅沟深
0郾 5 ~ 1 cm,宽 5 cm,行距 20 cm,种子用量 30 ~ 45郾 8
kg·hm-2 .播种后盖草或遮阴网以保墒、保温,每日
洒水,保证土壤湿润,出苗后揭去盖草.
在子叶充分展开时第 1 次间苗,苗距 1 ~ 1郾 5
cm;在 2 叶时进行第 2 次间苗,苗距 2 ~ 3 cm;当苗
高 6 cm时,进行第 3 次间苗,苗距 3 ~ 4 cm.出苗后
长到 4 ~ 5 片叶时,结合浇水追肥一次,施二铵 4
kg·hm-2 .出苗后 60 d 左右,苗高 10 cm,叶片数 10
个,主根长 15 cm、粗 4 mm以上,进行移栽.
试验 1 和 2 均在西北农林科技大学水土保持研
究所试验区进行.试验 1 于 2011 年 4 月 23 日—7 月
12 日进行,条播,盖草保墒;试验 2 于 2011 年 8 月
18 日—11 月 7 日进行,起垄条播,覆盖遮阴网.试验
3 在陕西杨凌现代农业示范园进行,于 2011 年 8 月
18 日—11 月 7 日进行,条播,盖麦秆保墒.试验 1 和
2 的数据用于模型建立,试验 3 的数据用于模型检
验.
1郾 3摇 研究方法
1郾 3郾 1 幼苗生长数据采集摇 待幼苗子叶展平后,每 7
d随机选取 10 株进行破坏性取样,3 次重复,到第
10 片真叶完全展开时(即移栽大田时)结束取样.采
用叶面积仪(YA鄄1241)测量叶面积,用游标卡尺测
量幼苗根长、根粗、株高和茎粗,用千分之一天平测
根鲜质量、地上部鲜质量和叶鲜质量,于 105 益杀青
30 min,60 益下烘至恒量,测根干质量、地上部干质
量、叶干质量和全株干质量.
1郾 3郾 2 环境数据采集 摇 从幼苗子叶展平到第 10 片
真叶完全展开,采用 Port Log便携式气象站,测定试
验地上方 2 m处的太阳辐射、大气温度、大气湿度,
采集频率为每分钟 1 次,取 1 h的平均值.
累积日温差(TD):
TD =移
n
i = 1
Ti max - Ti minæ
è
ç
ö
ø
÷
2
(1)
式中:Ti max和 Ti min分别为第 i 天的最高温度和最低
温度(益).
累积光辐射(PR):
L=L1+L2+…+L24 (2)
PR =移
n
i = 1
Li (3)
式中:L为日总光辐射;L1、L2、…、L24为 1 d内1:00—
24:00 的平均光辐射(w·m-2);Li为第 i 天的日总
光辐射.
累积空气湿度(AH):
AH =移
n
i = 1
AHi (4)
式中:AHi为第 i天的空气湿度(% ).
环境影响因子积(EF)表征了综合环境因子对
丹参壮苗指数的影响,根据多因子积效原理[9],其
计算式为:
EF=TD·PR·AH (5)
1郾 4摇 数据处理
采用 Excel 2007 软件对数据进行统计分析和作
0872 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
图,采用 DPS v7郾 05 软件对数据进行相关分析,和关
联度分析采用 LSD 法进行差异显著性检验( 琢 =
0郾 05).
2摇 结果与分析
2郾 1摇 丹参壮苗指数与苗期性状的相关分析
分别于出苗后 30 d(四叶一心期)、50 d(六叶
一心期)、60 d(八叶一心期)3 个时期,随机选取 10
株丹参幼苗,对主根长、根粗、根鲜质量、根干质量、
株高、茎粗、地上部鲜质量、地上部干质量、叶鲜质
量、叶面积、叶干质量、全株干质量等性状进行测量
(表 1).
摇 摇 对表 1 中各苗期性状进行相关分析. 由表 2 可
以看出,根粗、茎粗、叶面积、地上部鲜质量、地上部
干质量、根干质量和全株干质量与其他性状相关性
显著,而且性状稳定,容易测量,因此可以作为衡量
壮苗的指标性状.
表 1摇 丹参幼苗生物学性状
Table 1摇 Biological traits of Salvia miltiorrhiza seedlings
性状
Trait
四叶一心期
A center
leaf and
four functional
leaves
六叶一心期
A center
leaf and
six functional
leaves
八叶一心期
A center
leaf and
eight functional
leaves
x1 (cm) 6郾 72 13郾 31 17郾 15
x2 (cm) 6郾 21 9郾 88 16郾 53
x3 (mm) 1郾 68 3郾 31 3郾 95
x4 (mm) 0郾 95 2郾 99 4郾 08
x5 (cm2) 10郾 94 74郾 21 128郾 80
x6 (g) 0郾 53 5郾 60 12郾 04
x7 (g) 0郾 05 0郾 44 0郾 91
x8 (g) 0郾 02 0郾 65 1郾 39
x9 (g) 0郾 02 0郾 08 0郾 25
x10 (g) 0郾 04 0郾 73 1郾 64
x1:株高 Shoot height; x2:主根长Main root length; x3:茎粗 Stem diam鄄
eter; x4:根粗 Root diameter; x5:叶面积 Leaf area; x6:地上部鲜质量
Crown fresh mass; x7:根鲜质量 Root fresh mass; x8:地上部干质量
Crown dry mass; x9:根干质量 Root dry mass; x10:全株干质量 Plant
dry mass. 下同 The same below郾
表 2摇 丹参幼苗各数量性状间的相关关系
Table 2摇 Correlation of quantitative traits of Salvia miltiorrhiza seedlings
苗龄
Seedling age
性状
Trait
x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9
四叶一心期 x2 -0郾 02
A center leaf and x3 -0郾 10 0郾 05
four functional x4 0郾 05 0郾 14 0郾 81**
leaves x5 0郾 06 0郾 06 0郾 72** 0郾 82**
x6 0郾 10 0郾 06 0郾 73** 0郾 83** 0郾 89**
x7 -0郾 16 0郾 13 0郾 46 0郾 63** 0郾 25 0郾 26
x8 0郾 24 0郾 04 0郾 66** 0郾 81** 0郾 93** 0郾 94** 0郾 24
x9 0郾 24 -0郾 25 0郾 31 0郾 22 0郾 57** 0郾 28 0郾 30 0郾 27
x10 0郾 27 0郾 00 0郾 67** 0郾 80** 0郾 93** 0郾 94** 0郾 27 0郾 99** 0郾 40
六叶一心期 x2 0郾 36
A center leaf and x3 -0郾 39 0郾 04
six functional x4 0郾 36 0郾 27 0郾 76**
leaves x5 0郾 38 0郾 10 0郾 64** 0郾 74**
x6 0郾 42 0郾 09 0郾 69** 0郾 80** 0郾 97**
x7 0郾 36 0郾 12 0郾 88** 0郾 38 0郾 56* 0郾 45
x8 0郾 41 0郾 78** 0郾 86** 0郾 87** 0郾 90** 0郾 96** 0郾 95**
x9 0郾 37 0郾 08 0郾 08 0郾 42 0郾 85** 0郾 85** 0郾 46 0郾 44
x10 0郾 41 0郾 08 0郾 80** 0郾 88** 0郾 89** 0郾 55* 0郾 96** 0郾 93** 0郾 95**
八叶一心期 x2 0郾 04
A center leaf and x3 0郾 19 -0郾 10
eight functional x4 0郾 51* 0郾 19 0郾 63**
leaves x5 0郾 28 0郾 03 0郾 58* 0郾 72**
x6 0郾 38 -0郾 02 0郾 62** 0郾 90** 0郾 96**
x7 0郾 47 0郾 26 0郾 70** 0郾 46 0郾 49 0郾 37
x8 0郾 34 0郾 00 0郾 63** 0郾 81** 0郾 98** 0郾 98** 0郾 78**
x9 0郾 43 0郾 69** 0郾 36 0郾 40 0郾 63** 0郾 67** 0郾 97** 0郾 70**
x10 0郾 38 0郾 08 0郾 68** 0郾 87** 0郾 95** 0郾 96** 0郾 86** 0郾 99** 0郾 80**
*P<0郾 05; **P<0郾 01郾
187210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 黄淑华等: 丹参壮苗指数及其模拟模型摇 摇 摇 摇 摇
表 3摇 丹参幼苗部分数量性状的比值
Table 3摇 Ratio of various quantitative traits of Salvia miltiorrhiza seedlings
苗龄
Seedling age
x9 / x8 x5 / x8 x3 / x8 x1 / x8 x3 / x4 x3 / x5 x7 / x8 x1 / x3
四叶一心
A center leaf and four functional leaves
0郾 31a 172郾 90a 26郾 61a 106郾 20a 1郾 78a 0郾 15a 0郾 86a 3郾 99a
六叶一心
A center leaf and six functional leaves
0郾 13b 134郾 80b 7郾 22b 29郾 65b 1郾 15b 0郾 06b 0郾 49b 7郾 33b
八叶一心
A center leaf and eight functional leaves
0郾 18b 114郾 90c 3郾 70c 13郾 83c 1郾 10b 0郾 02c 5郾 11c 5郾 69c
不同小写字母表示差异显著(P<0郾 05) Different small letters meant significant difference at 0郾 05 level郾
2郾 2摇 丹参幼苗各数量性状间的比值与幼苗质量的
关系
虽然幼苗各数量性状之间存在显著的相关性,
但如果用某一数量性状作为衡量幼苗质量的指标,
难免存在偏差,因此,有必要分析各相关性显著的数
量性状的比值与幼苗质量的关系,从中找出能够反
映幼苗质量的比值作为壮苗指标.
摇 摇 由表 3 可以看出,根干质量 /地上部干质量(x9 /
x8),茎粗 /根粗(x3 / x4)在六叶一心期和八叶一心期
差异不显著,与其他数量性状间比值相比相对稳定,
可以较好地反映壮苗情况.
在与本试验中种植作物、品种、施肥、耕作过程
等基本一致的育苗条件下,丹参幼苗的健壮程度可
用壮苗指数( I)表示:
I=(D / R+RM / SM)伊M (6)
式中:D为茎粗;R为根粗;RM为根干质量;SM为地
上部干质量;M为全株干质量.
2郾 3摇 丹参壮苗指数与苗期性状的关联度分析
为了明确影响丹参壮苗指数的主导影响因子,
以壮苗指数作为参考数列,以与壮苗指数相关的性
状作为比较数列,对成苗(八叶一心期)进行各数量
性状与壮苗指数关联度及关联序数计算(表 4).
表 4摇 丹参幼苗各性状对壮苗指数的关联度和关联序数
Table 4摇 Correlative degree and correlative series of vari鄄
ous traits to seedling index of Salvia miltiorrhiza seedlings
性状
Trait
关联度
Correlative degree
关联序数
Correlative series
x1 0郾 64 10
x2 0郾 71 8
x3 0郾 77 6
x4 0郾 70 9
x5 0郾 76 7
x6 0郾 77 4
x7 0郾 78 3
x8 0郾 84 2
x9 0郾 77 5
x10 0郾 90 1
摇 摇 在各数量性状与壮苗指数的关联度分析中,关
联度的大小反映因子的重要性.关联度越大,表明因
子对壮苗指数的作用越大,评价壮苗的指标也就越
明确.由表 4 可以看出,所调查的 10 个数量性状对
壮苗指数影响最大的是全株干质量,其次是地上部
干质量.根鲜质量、地上部鲜质量和根干质量的关联
度十分接近,属于同一级关联度.其他性状与壮苗指
数的关联度大小依次为:茎粗>叶面积>主根长>根
粗>株高.可见,关联度分析结果与各数量性状的相
关性分析结果基本一致.这表明,由茎粗、根粗、根干
质量、地上部干质量和全株干质量等数量性状构成
的丹参壮苗指数表达式(6),可以稳定地反映丹参
幼苗各数量性状与壮苗的关系.
2郾 4摇 丹参壮苗指数模拟模型的建立
由表 5 可以看出,壮苗指数随着累积日温差、累
表 5摇 丹参幼苗生长过程中累积日温差、累积光辐射、累积
空气湿度、环境影响因子积和壮苗指数
Table 5摇 Accumulated daily range of temperature (TD),
accumulated photo鄄radiation ( PR), accumulated air hu鄄
midity (AH), product environmental effect factors (EF)
and seedling index ( I) during Salvia miltiorrhiza seedling
growth process
项目
Item
日期
Date
TD
(益)
PR
(w·m2)
AH
(% )
EF
(伊1010)
I
试验 1 05鄄04—05鄄10 21郾 00 20454 11165 0郾 48 0郾 05
Test 1 05鄄11—05鄄17 43郾 75 48975 21504 4郾 61 0郾 06
05鄄18—05鄄24 61郾 25 76559 34120 16郾 00 0郾 15
05鄄25—05鄄31 81郾 00 110474 47213 42郾 25 0郾 16
06鄄01—06鄄07 103郾 50 144200 58176 86郾 83 0郾 32
06鄄08—06鄄14 126郾 00 179091 69585 157郾 02 0郾 64
06鄄15—06鄄21 139郾 75 199919 83216 232郾 50 1郾 17
06鄄22—06鄄28 159郾 00 237077 96210 362郾 67 1郾 79
06鄄29—07鄄05 174郾 75 263609 109276 503郾 39 1郾 98
07鄄06—07鄄12 191郾 75 294491 122525 691郾 88 2郾 19
试验 2 08鄄30—09鄄05 18郾 40 17089 14883 0郾 47 0郾 05
Test 2 09鄄06—09鄄12 34郾 20 30584 30986 3郾 24 0郾 18
09鄄13—09鄄19 46郾 35 37975 47120 8郾 29 0郾 20
09鄄20—09鄄26 77郾 75 66326 61064 31郾 49 0郾 25
09鄄27—10鄄03 97郾 50 84229 75834 62郾 28 0郾 33
10鄄04—10鄄10 127郾 80 104683 90554 121郾 15 0郾 34
10鄄11—10鄄17 163郾 90 125137 104025 213郾 35 0郾 76
10鄄18—10鄄24 182郾 85 138197 118487 299郾 41 1郾 07
10鄄25—10鄄31 203郾 10 151515 133071 409郾 49 1郾 70
11鄄01—11鄄07 210郾 15 154010 167713 572郾 81 2郾 14
2872 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
积光辐射和累积空气湿度的增加逐渐增大,在不同
播期的试验中,丹参壮苗指数并不随着累积日温差、
累积光辐射或累积空气湿度中任一因子的增加而成
比例地增大,这充分说明了丹参壮苗指数受到多个
环境因素的共同作用. 在培育丹参壮苗时除应关注
水肥因素外,也应关注环境温度、光辐射和空气湿度
等对壮苗指数的构成因子,如茎粗、根粗、幼苗干物
质积累等的影响.
摇 摇 以环境影响因子积(EF)为横坐标,以壮苗指数
(I)为纵坐标作图(图 1). 由图 1 可以看出,随着环
境影响因子积的增大,壮苗指数不断增大,当环境影
响因子积增大到一定值后,增幅减慢,并趋于稳定.
摇 摇 根据图 1 散点图,采用 Johnson鄄Schumacher 模
型表达壮苗指数与环境影响因子积的关系式,可得:
I = a 伊 exp - b / TD 伊 PR 伊 AH
10( )10[ ]+ c (7)
式中:I为壮苗指数;TD 为累积日温差(益);PR 为
累积光辐射(w·m- 2);AH 为累积空气湿度(% );a
为最大壮苗指数影响参数;b 为温度、光辐射和空气
湿度三者的最大影响参数;c 为其他因素的影响参
数.
利用试验 1 和 2 的数据对 Johnson鄄Schumacher
模型进行回归分析,并估算模型中的参数.可得,a =
4郾 3893,b = 522郾 2226,c = 124郾 5955,R2 = 0郾 97,通过
检验,F=269郾 27,达到显著水平(P<0郾 01).由此,模
拟模型为:
I=4郾 3893伊e(
-522郾 2226
EF / 1010
+124郾 5955) (8)
2郾 5摇 丹参壮苗指数模拟模型的检验
利用试验 3 的数据对所建立的丹参壮苗指数模
拟模型进行验证.首先,依据丹参幼苗生长发育过程
中环境影响因子积和丹参壮苗指数间的数学关系式
图 1摇 壮苗指数与环境影响因子积的关系
Fig. 1摇 Relationships between seedling index and product envi鄄
ronmental effect factors郾
图 2摇 丹参幼苗壮苗指数的模型验证
Fig. 2摇 Validation of Salvia miltiorrhiza seedling index model郾
(8),反演计算出丹参的壮苗指数,得到预测值. 然
后,对丹参壮苗指数的预测值与实测值基于 1 颐 1 直
线,检验预测值(y)与实测值(x)之间的线性相关.
摇 摇 由图 2 可知,丹参壮苗指数的预测值与实测值
间线性关系斜率接近 1,截距接近 0,R2 = 0郾 95,说明
预测值与实测值的一致性较好.
采用国际上通用的 RMSE检验模型预测值与实
测值的符合度. RMSE值越小,表明预测值与实测值
的一致性越好,模型的预测结果越准确、可靠. RMSE
的计算式为:
RMSE =
移
n
i = 1
(OBSi - SIMi) 2
n (9)
当 n=10 时,丹参壮苗指数的预测值与实测值
的 RMSE=0郾 15,与实测值相比 RMSE 值较小,说明
该模型可较准确地预测丹参壮苗指数.
3摇 讨摇 摇 论
利用植株幼苗观察容易且测量简单的形态指标
作为壮苗指标描述植株的生长状况,是学术界广泛
认可的一种方法[10],但目前尚鲜见有关适于丹参壮
苗指标的研究报道. 本研究通过采用相关分析和灰
色关联度分析方法,对丹参幼苗各性状进行了分析,
研究结果表明,根粗、茎粗、叶面积、地上部鲜质量、
地上部干质量、根干质量和全株干质量与其他性状
相关性显著,而且性状稳定,容易测量,可以作为壮
苗指标;各性状与壮苗指数的相关系数大小与本文
的关联度分析结果基本一致,但又不完全相同,这是
由于数量性状间关系复杂,容易受外界环境影响所
致.综合两种分析结果,可以认为全株干质量、地上
部干质量、根干质量、茎粗与壮苗指数的相关性大,
根粗、株高等与壮苗指数的相关性较小.孟凡枝和杨
387210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 黄淑华等: 丹参壮苗指数及其模拟模型摇 摇 摇 摇 摇
鹏鸣[11]选用“地茎 / (株高伊全株干质量)冶作为三色
堇幼苗壮苗指数表达式;张菊平和张兴志[12]选用
“茎粗 /茎高伊全株干质量冶作为辣椒壮苗指数表达
式;韩素芹等[2]选用“(茎粗 /株高+根干质量 /地上
部干质量)伊全株干质量冶作为甜椒穴盘苗壮苗指数
表达式;崔秀敏[13]选用“(根 /冠+茎粗 /株高) 伊总质
量冶作为甜椒穴盘苗壮苗指数表达式. 参考前人研
究结果[2]我们选用“(茎粗 /根粗+根干质量 /地上部
干质量)伊全株干质量冶作为丹参幼苗壮苗指数表达
式.
幼苗生长模型是作物整体模型的一部分,也是
精准农业体系中温室生产智能化操作与管理软件的
重要组成部分[14],但是目前关于作物壮苗指数模拟
模型的研究还很少,关于丹参壮苗指数模拟模型的
研究还未见报道.本研究综合考虑了累积日温差、累
积光辐射和累积空气湿度 3 个环境因子,建立了基
于温光和空气湿度的丹参壮苗指数模拟模型并利用
独立的试验数据对模型进行了检验.结果表明,预测
值与实测值的 R2接近于 1,但相对丹参幼苗早期来
讲 RMSE值偏大,这可能是由于采样时对丹参幼苗
出苗时间的划定出现误差所致.
李永秀等[15]综合考虑温度和光辐射对黄瓜生
长的影响,建立了由辐热积驱动的温室黄瓜干物质
分配与产量预测模拟模型. 李建明等[9]综合考虑了
有效积温、光辐射累积和日温差累积,建立了温光驱
动的甜瓜壮苗指数模拟模型,除对甜瓜幼苗生长初
期时的壮苗指数预测性较差外,该模型可以较准确
地模拟甜瓜的壮苗指数.有研究表明,较大的温差和
光辐射有利于丹参干物质积累,使茎粗增大,易形成
壮苗,而较小的温差易形成徒长苗[16];当土壤水分
充足,并且空气的相对湿度较小时,植物蒸腾较旺
盛,植物生长较好[17-18],若空气湿度较长时间处于
饱和状态,植物生长将受到抑制[19] .因此,本研究除
温度和光辐射外,还考虑了空气相对湿度对丹参幼
苗壮苗指数的影响,提高了对丹参幼苗壮苗指数的
预测度.
幼苗在生长过程中受多种因素的影响,如大气
CO2浓度[20-21]、土壤水分[22-23]、土壤养分[24-25]、土壤
温度[26]等,而模型中只考虑了大气温度、光辐射和
空气湿度的影响,假设其他因素为充分条件,因此具
有较大的局限性.而且模型仅以商洛紫花丹参为模
拟对象,以陕西杨凌的气候环境为基础,由于丹参的
品种类型丰富[27],种植范围广泛[28-29],育苗地的气
候生态条件各异,育苗方式也不同[1,25] .模型未能在
不同品种特性、不同气候生态条件下进行模拟验证.
因此,在今后的研究工作中,首先,需要根据实际生
产中不同的育苗方式和环境条件,经过试验找出符
合实际的壮苗指数;其次,增强模型的普适性,充分
考虑品种特性、气候因子、土壤养分、病虫害的综合
影响,使模型对不同气候状况、不同品种特性都有一
定的模拟精度.
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作者简介摇 黄淑华,男,1986 年生,硕士研究生.主要从事药
用植物规范化栽培研究. E鄄mail: hsh813@ 126. com
责任编辑摇 孙摇 菊
587210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 黄淑华等: 丹参壮苗指数及其模拟模型摇 摇 摇 摇 摇