全 文 ：福 建 林 业 科 技 2 0 ( 3 ) : s一 13 1 99 3
北u : o f F u j ia n F o r e s t r y s e i & T e e h
长序榆苗木生长规律的研究
张纪卯 ’ 陈巧女` 赖文胜2
(l 福建省来舟林业试验场 , ’ 南京林业大学 )
摘要 本文以长序榆种子育苗为对象 , 研究苗木年生长规律 。 采用有序样本聚类分析法划分苗
木的生长时期 . 拟合了高 、 径生长的 109 妞 ic 方程 , 找出苗木高 、 径及主根生长的最优回归方程 ,
了解苗木各部分生长的相关关系 . 多元回归分析表明 ; 气温是影响苗木生长的主导因子 .
关键词 长序榆 , 苗高 , 地径 ; 根
长序榆 (u zm : ; 。 zo n g 。 ta ) 是 8 0 年代在我国新发现的愉属新种 。 隶属愉科 ( U I二 a c e a e )
偷属 ( U z二 : s) 长序榆组 ( c 吞。 “ oP 以ae ) , 濒危种山 , 仅在浙江 、 福建 、 江西部分地区残存少
数大树 , 树高可达 25 一 35 m , 干形通直园满 , 生长迅速 , 材质优良 , 是一个有发展前途的优
良速生用材树种。 长序愉的研究列为林业部的推广项 目 , 由南京林业大学和福建省来舟林业
试验场共同承担 , 迅速扩大繁殖是实现推广的前提 , 为此在福建省来舟林业试验场进行长序
榆繁殖技术的研究 , 经过 l 年的育苗试验已取得部分成果 , 本文将播种苗年生长节律的研究
报道如下 。
卜
1 材料与方法
卜 1 试验地概况
试验在来舟林业试验场进行 , 该场位于北纬 2 6 0 3 81 , 东经 1 1 7· 57 ` , 年平均气温 19 . 4℃ ,
年降雨量 1 8 O0m m , 绝对最低温一 6 . 5℃ , 无霜期 3 0 天 。 试验地设在该场后坑苗圃 , 海拔
10 m
, 圃地地势平坦 , 地下水位适中 , 土壤为砂壤土 , p H 值 刁. 5 , 肥力中等 , 土层较厚 , 是
理想的试验场所 。
L Z 材料和方法
长序榆种子采自零散分布在南平市来舟镇东山村海拔 5 20 m 黄壤山地上的母树 , 该母树
树高 3 2 m , 枝下高 I Om , 长势茂盛 。
本试验 4 月 12 日采集种子 , 13 日播种 。 播种前作好苗床并用 3%eF s O . 溶液消毒土壤 , 播
种后覆盖火烧土 , 以不见种子为宜 , 再盖稻草 、 喷水 。 苗出土 40 %时即可揭草 , 在苗木生长
期间 , 及时除草 (拔草〕 、 浇水和防病虫 , 并定期进行施肥 。 、
幼苗基本出土整齐时开始定株 、 定期观测各项指标 。
1
.
3 苗木生长量测定
1
.
3
.
1 在试验区内每 10 天测定苗高和地径 , 而根系生长量的测定则从 5一 12 月每隔 l 个月
取样一次 , 每次取样需取标准苗 3一 5 株 , 挖取前床面浇透水 , 以便取得完整根系 , 冲洗干净 ,
测量主根及侧根 。
。
3
.
2 苗高用钢卷尺 , 地径用游标卡尺 , 数据处理用电子计算机运算 。
第 3期 张纪卯等 : 长序榆苗木生长规律的研究
。
3
。
3
3
.
4
〔2〕
O
气象资料摘抄于南平市气象局当年数据 。
苗木质量 、 产量调查及计算方法参考林业部造林经营司育苗处制定的苗木调查方
2 结果与分析
2
.
1 全年长序榆苗高生长过程
长序偷结实时间短 , 从升花到种子成熟仅一个月 , 即 3 月中旬开花 4 月中旬果实成熟并
开始脱落 。 种子细小 , 千粒重 13 . 3 8 3 5 9 , 净度 95 % , 发芽率 76 % 。 随采随播 , 13 日播种 , 5
月 1 日幼苗基本出齐 , 5 月 21 日开始观测直到 12 月 1 日苗高 、 地径生长基本停止 . 因此从种
子播种到幼苗出土约 19 天 , 出土幼苗一直到生长结束约经 2 14 天 , 经全年苗高生长的定期观
测结果如表 1。
表 1 1年生长序榆播种苗高生长观测结果
序 ,号 。 1 2 3 4 5 6 一 7 8 9
时 间 ( 日 /月 ) 2 1 / 5 1 / 6 1 1 / 6 2 1 / 6 2 / 7 1 1 / 7 2 2 / 7 . 1 / 5 11 / 5 2 1 / 8
生长夭数 (天 ) 2 0 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 81 9 2 1 02 1 12
连续生长量 ( e m ) 4 . 1 9 4 . 9 8 6 . 2 4 5 . 9 7 1 1 . 3 2 1 4 . 0 0 1 6 . 1 7 1 9 . 5 4 25 . 99 33 . 7 8
净生长量 ( e m ) 一 0 . 7 1 . 1 6 2 . 8 3 2 . 3 5 2 . 6 8 2 . 1 7 3 . 6 7 6 . 1 5 7 . 2 9
续表 1
序 号 10 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1一 7 18 19
时 间 ( 日 /月 ) 1 / 9 1 1 / 9 2 1 / 9 1 / 1 0 1 1 / 1 0 2 1 / 1 0 1 / 1 1 1 1 / 1 1 2 1 / 1 1 1 / 1 2
生长夭数 (天 ) 1 2 3 1 3 3 1 4 3 1 5 3 1 63 1 7 4 18 4 1 94 2 0 4 2 1 4
连续生长量 ( e m ) 42 . 6 9 5 2 . 45 6 4 . 0 9 7 5 . 2 7 8 1 . 8 6 5 7 . 1 3 8 9 . 3 7 9 0 . 2 5 9 0 . 6 8 9 0 . 7 0
净生长量 ( e m ) 8 . 9 1 9 . 7 6 1 1. 6 4 1 1 . 1 8 6 . 5 9 5 . 2 7 2 . 2 4 0 . 8召 0 . 刁3 0 . 0 2
2
.
1
.
1 长序榆播种苗生长时期的划分 本文用有序样本聚类分析法即对 1 年生长序偷播种
苗的生长期进行划分 , 通过电子计算机计算及聚类结果 , 其 1年生高生长可划分为 4 个生长
时期详见表 2 。 从聚类结果可以显示长序愉 出苗期较短 , 种子萌发出土较快 , 出苗时间相对集
中 ; 生长初期的持续时间较长 , 在此期生长缓慢 , 生长量仅占全年总生长量的 18 %左右 。 生
长盛期约为全年总生长时期的 1 / 3 , 但生长量极大约占全年总生长量的 3 4/ 左右 。
表 2 长序榆各生长时期的划分
生长时期 起止 日期 累计时间 (天 ) 净生长量 (。 m ) 占总生长量 (纬 )
出 苗 期 4 月 1 3 日一 5 月 l 日 1 8 3 · 4 4 ’ 3· 7 9
生长初期 5 月 2 日一 8 月 l 日 9 2 1 6 . 4 0 1 8 . 0 8
生长盛期 8 月 2 日一 10 月 2 1 日 8 1 6 7 · 2 9 7 4 · 1 9
生长后期 10 月 2 日一 1 2 月 1 日 ` · 打 3 . 57 3 . 94
2
.
1
.
2 长序榆播种苗苗高生长过程的拟合 肠 植物的高生长过程可用各种数学模型来模拟`们 ,
但一般认为用 log i s it c 方程能够较好地拟合植物生长过程 (四川大 叶樟 1年生播种苗年生长规
律的研究 , 南京林业大学、 硕士论文片 ’ ; . 一
福 建 林 业 科 技 第 20 卷
lo g i s t i e
式中 , y
其中 ,
方程的数学表达式为 :
k
y = i千砂而 i
为苗高累积生长量 , t
( l )
为生长天数 ; a 、 b 为待定常数 , k 为苗木生长的极限高度 。
H圣 ( H : + H : ) 一 ZH , H : H 3
H盖一 H , H 3 ( 2 )
(2 ) 式中 , H : 、 H : 、 H : 分别表示苗木高生长始点 、 中点及终点的累积生长量 , 故 H : ~
4
.
19 e m
,
H : ~ 3 8
.
2 4e m
, H : = 9 0
.
7 0e m
, 求得 k = 1 0 1 . 3 5 4 6 。
对 ( l )式进行回归曲线直线化 , 并用最小二乘法解得 : a = 3 . 9 5 2 5 , b = 0 . 0 3 10 , R 二 0 . 9 9 r 6 .
所以 , 拟合的 一o g is t se 方程为 :
1 0 1
.
3 5 4 6
y = 下户子受器豢裁丽 ( 3 )
l +
e 人 “ “ z卜 U· “ J l t
F = 17 18
.
8 0 7 4 ) F
` 0 1二 8 . 2 9
上述表明方程回归性达到极显著水平 , 这意味着摸拟 log i s it 。 曲线与实测曲线间的符合
程度较高 , 用回归值来推测实际值具有较高的准确性 (图 1 ) 。
2
.
1
.
3 定期 日平均生长量拟合 1
年生长序愉播种苗定期平均生长量
随时间变化可用多项式拟合曲线来
拟合 , 经 拟合其结果为 : y ~ 一
0
.
8 8 7 5 + 2
.
6 5 4 7 X 1 0一 , t 一 1 . 0 5 6 7
X 1 0一 t Z
R二 = 0 . 8 5 9 8
F = 15
.
5 1 6 4> F o
.
o l = 6
.
2 3
若令 , 霎一 。 , 则可求得 t 为生
~
、 ’ d t 一 ’ 2材 一 刁 , 一 ’ , ’ 产碑一
长速度最快的时间 , 计算结果 t 为
1 2 6 夭 (取 5 月 l 日的 t二 0 ) 即生长
速度最快日期为 9 月 4 日 。
2
.
1
.
4 连 日生长量的拟合 对 l。 -
ig st i。 曲线方程求 一阶导数可得连
日生长量曲线方程 :
1090朋70
的s0们3(`)暇平州郎喊椒佃
2 0 4 0 ` 0 启0 10 0 . 2 0 14 0 1 6 0 1 8 0 2 0 0 2 2 0 2 4 0
生长夭数
业二
d t
b k e一。 t
( l + e一 b , ) 2 ( 4 )
图 1 一年生长序愉播种苗苗高累积生长且曲线
与拟合 l og ist ic 曲线
将 “ ) 式两边对 t 求一阶导数 , 得 :
d Zy b Zk e一 6 , ( e一 ,一 l )
d t Z ( l+ e一加 ) ,
, 人 d Zy 。 。 J一小 , 冲 。 ` . , . 。 一品` , 止 a 翻翻 , , ~ 一 , ~ 。 r; 、一小 , ~ ,再令苍舌一 O则可求得连日生长量最大的时间为 : t = 若 。根据张纪林等推导 tSJ 和求算可得 :’ j 、 d t弓 一 , 材 一 J , 、 ’ , 一 曰 一 一~ ~ 产 、 ” J 一心 ’ 一 ,J ~ ` ’ b . ’ ” ~ J 协~ lrI 一 、 J J少 , ” n , 、 ~ 一 J ` ,J ’
t ~ 1 2 9
,
t , = 8 6
, t : = 1 7 1
, 当取 5 月 l 日 t ~ 0 时则 t 为 9 月 7 日 , t : 是 7 月 2 6 日 , t : 为 1 0月
1 8 日 。
t ,
、
t : 是连 日生长量变化速率最快的两个点 , 如果把 t : 、 t , 分别作为划分生长初期与生长
第 3 期 张纪卯等 : 长序愉苗木生长规律的研究
盛期的分界点和生长盛期与生长后期的分界点 , 则其划分与前述的聚类分析结果是基本一致
的 。 且由连日生长量曲线方程推算的连日生长量出现最大值的时间 t 与二次多项式拟合的定
期日平均生长量出现最大值的时间也是基本吻合的 , 这就说明了用 log ist ic 曲线方程来拟合
长序愉苗高生长过程是较合适的 。
2
.
2 长序榆播种苗全年苗地径生长变化过程
2
.
2
.
1 地径旬生长量的季节变化 地径旬生长量的季节变化与苗高有直接的相关关系 ,地径
生长一年出现了三次高峰 , 第一次高峰在 8 月上旬前后 , 即在苗高生长高峰之前 ; 第二次高
峰在 9 月上旬左右 , 比苗高生长高峰略提前 ; 第三次高峰则在 10 月上旬一直到 1 月上旬 , 时
经 1个月左右 。 高与径生长停止的时间基本是相近的 , 但地径生长在苗高生长逐渐下降以后
仍会维持一段时间的旺盛生长过程 。
2
.
2
.
2 苗木地径生长过程 的拟合 仍采用 l o g is it 。 方程对地径生长进行拟合 。
即 l o g ss t i e 方程为 :
k
地 径
苗 高
ǎE之督华州叹忆扫扔3’能封韶20161
吕`
主报长
0286峨`。0`月,`。卜,ùLL.I众氏
(日`)训琳州叹哪裂(。`)州归琳叹嵘形
y = 1千巨e “ ,
式中 y 为地径累积生长量 , t
为生长天数 , a 、 卜、 k 为待定常数 ,
经过运算求得 ; a 值为 25 . 13 4 7 , b
值为一 0 . 0 2 5 3 , k = 0 · 7 4 1 0 , R =
0
.
9 9 8 6
。
则地径生长的 log is it c 方程
为 :
0
。
7 4 1 0
y = 1千2 5 . 13 4 7 e 一。· ” 2 , , ,
F = 6 3 7 3
.
6 5 4 1> F o
.
o l
= 8
.
2 9
上述表明方程回归性达极显
著水平 , 意味着地径生长与时间 图 2 根系 、 苗高 、 地径月生长变化
之间存在着极显著的相关 , 地径的生长进程用 log ist ic 方程来拟合也是很合适的 。
2
.
3 长序榆播种苗根系生长年变化规律
2
.
3
.
1 根系月生长量 苗木在生长初期主根伸长迅速 , 月增长量达 6 . 6 c9 m , 为全年主根生长
的高峰 , 随后主根伸长减缓 , 10 月前后又出现一次高峰 , 并一直延续到 12 月 , 根系生长与地
上部分的高 、 径生长表现出明显的交替现象 , 如图 2 所示 。
2
.
3
.
2 根系生长与地上部分生长 的相关性 根系月增长量变化及相应的地上部分月增长量
经 7 次测定 , 结果如表 3 。
从图 2 及表 3 很容易看出主根伸长高峰均早于苗高和地径生长高峰 , 这表明幼苗生长初
期光合产物大部分运到根部以满足根系生长的需要 , 促使根系加速生长 。 到 8一 9 月根系生长
渐趋缓慢 , 此时正是茎 、 叶迅速增长期 , 光合产物主要转入地上部分的生长 . 到生长后期高
生长基本停止 , 此时光合产物主要用于地径的增粗和根系的生长 , 因此出现了 10 一 12 月根系
生长又趋活跃 , 地径的增长也较快 。
据 (伊兰 , 油松容器苗质量评定方法的研究 , 南京林业大学研究生硕士论文 ) , 找出苗高 、
地径及主根生长之间的最优回归方程〔幻 , 通过回归分析即 :
福 建 林 业 科 技 第 20 卷
苗高 ( H ) 与地径 (D ) 生长的最优回归方程 : H ~ 8 . 7 2 3 3D `·娜唱 , R ’ . 二 0 . 9 9 6 6 。
苗高 ( H )与主根 ( L )生长的最优回归方程 : H = 0 . 2 3 7 2 L ’ · ’ “ 8 , R ” = 0 . 9 6 2 7 。
地径 ( D )与主根 ( L )生长的最优回归方程 : n ~ 0 . 0 6 9 3 L ` · 3 , ` . , R . ` = 0 . 9 5峨2 。
上述各式的相关系数均达到极显著水平 。 显然苗木各部分的生长存在着密切相关 , 由此
可以认为苗木各部分生长是一个相互促进 , 相互制约 , 相互交替的过程 , 了解各部分生长的
相关性 , 可为合理制定经营措施 , 培育优质壮苗提供科学依据 , 总之保证主根的良好生长是
苗木整体健壮生长的基础 。
表 3 长序愉 1年生播种苗各月根系和地上部分的生长里
调查 地 上 部 分 根 系
日期 苗 高 月增长量 地 径 月增长量 叶面积 月增长量 主根长 月增长量
(月 、 日 . ) 一 ( e m ) ( e m ) ( m m ) (m m ) ( e m Z ) ( e m 七) ( e m ) ( e m )
5
、
3 0
.
4
.
63 一 0 . 6 8 一 1 4 . 0 3 一 4 . 6 4 一
6
、
2 8
.
1 0
.
8 0 6
.
17 1
.
0 8 0
.
4 0 2 8
,
9 9 14
.
9 6 9
.
25 4
.
6 1
7
、
2 8
.
1 7
.
7 9 6
.
99 1
.
7 1 0
.
63 5 4
.
36 2 5
.
37 1 5
.
9 4 6
.
69
8
、
2 8
.
4 3
.
2 6 25
.
4 7 3
.
16 1
.
45 3 29
.
05 2 7 4
.
69 19
.
2 6 3
.
32
9
、
2 6
.
7 8
.
3 9 3 5
.
1 3 4
.
8 4 1
.
6 8 8 4 0
.
1 2 5 11
.
07 2 1
.
5白 2 . 33
1 0
、
2 6
.
8 8
.
6 3 1 0
.
2 4 6
.
0 2 1
.
1 8 9 8 3
.
2 8 1 43
.
1 6 2 5
.
3 2 3
.
7 3
12
、
5
.
9 0
.
6 2 2
.
0 4 6
.
2 7 0
.
2 5 一 一 26 。 6 4 1 . 32
, 长序榆为落叶树种 . 从 12 月起已开始落叶 , 故未测其叶面积 .
2
.
4 苗木年生长规律与气象因子的关系
植物生长是综合环境因子与植物生理过程相互作用的结果 , 但是作用于植物的各个因子
其影响植物生长的效果并不是相同的 , 其中有些是主导因子有些是次要因子 , 为此运用多元
回归模型分析各气象因子与植物生长的相关性 , 筛选其主导因子 , 以进一步探讨苗木生长规
律与气象因子的关系 。 据前人研究分析 , 气象因子同生长量之间的关系以线性回归效果为最
好闭 , 故设回归模型为 :
y = b
。
+ b 一x
:
+ b
2 x 2
+ b
3 x 3
+ b
` x 一+ b o x
。
其中 x l 为旬平均气温 , x Z为旬平均相对湿度 , x , 为旬降雨量 , x ; 为旬 10c m 处平均土温 ,
x 。 为旬 日照时数 ; b 。 、 b ; 、 b Z 、 b 3 、 b 。和 b s 均为待定常数 , y 为苗高或地径生长量 。
通过计算机运算 , 可求得气象因子与苗高生长的回归方程为 :
y = 5 2
.
4 2 1 9+ 0
.
9 9 0 7 x
: 一 0 . 7 9 5 4x 2一 4 . 3 3 1 3 X 1 0一 3 x : + 0 . 0 1 1 2x ;一 0 . 17 3 l x 。
R
.
= 0
.
8 8 16
气象因子与地径的回归方程为 :
y 二 0 . 2 5 1 5+ 0 . O5 3 9 x l一 0 . 0 3 8 6x : + 4 . 3 2 4 X 10一x ,一 0 . 0 15 2x ;一 2 . 9 6 7 X 1 0一 x s
R
.
= 0
.
8 7 0 3
复相关数均达到显著水平 , 因此气象因子对苗木高 、 径生长的影响是达到显著水平 , 而
在这些因子中均以旬平均气温对高 、 径的影响为最明显 , 偏相关数分别为 0 . 8 3 2。 和 0 . 8 2” ,
达到显著水平 , 其余 4个因子都未达到显著水平 , 由此可知 , 气象因子中气温是影响长序愉
苗木生长的主导因子 。
3
,小结
用有序样本聚类分析法将长序榆播种苗的年生长过程划分为出苗期 、 生长期 、 生长盛期
第 3 期 张纪卯等 : 长序榆苗木生长规律的研究
和生长后期四个时期 , 生长盛期仅为全年总生长时期的 1 3/ , 但生长量占全年总生长量的 3/
4左右 。 用 l og ist i。 方程拟合苗高 、 地径的年生长过程其回归性均达到极显著水平 , 因此可预
测生长期内高 、 径的生长量 , 用 log is it 。 方程求导数找出连日生长量变化速率最快点 , 用所求
得点的时间来划分长序愉生长期与有序样本聚类分析的结果是相吻合的 。 苗木不同生长期存
在着各自的生长中心 , 生长初期主要是主根伸长 , 盛期是苗高 、 地径的快速生长 , 后期是根
系的增粗和茎干的充实 , 光合产物优先分配给这些生长中心 。 通过多元回归分析认为气温是
影响长序榆高 、 径生长的主要因子 。
参 考 文 献
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S t u d i e s o n t h e G r o w t h R h y t h m o f U I , T下u s
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s e e d l i n g s
·
T h e g r o w t h P e r i o d s w e r e d i v id e d f o r t h e s e e d l i n g s b y a d o P t i n g e l u s t e r
a n a l y s e s o f o r d e r e d s a m P l e s
, t h e l o g i s t i e e q u a t i o n s w e r e f i t t e d f o r t h e g r o w t h o f
h e ig h t a n d d ia m e t e r
, t h e o P t im u m r e g r e s s i o n e q u a t i o n w a s f o u n d fo r t h e g r o w t h
o f s e e d l i n g h e ig h t
,
d i a m e t e r a n d m a i n r o o t
, a n d t h e r e l a t i o n s o f e a e h P a r t g r o w t h
o f t h e s e e d l i n g s w e r e k n o w n
·
T h e m u l t i v a r i a t e r e g r e s s i o n a n a l y s i s r e ve a l e d t h a t
t h e t e m P e r a t u r e w a s th e m a i n fa C t o r i n f l u e n c i n g t h e g r
o w t h o f U
·
e l o ” g a t a
s e e d l i n g s
.
K e y w o r d s U I仍封 5 e l o 称g a t a ; h e ig h t o f s e e d l i n g s ; g r o u n d d i a m e t e r ; r o o t