全 文 :收稿日期:2014-06-17
基金项目:贵州省中药现代科技产业研究开发专项项目,黔南州中药材产业现代化项目。
作者简介:江嬴(1983-),男,贵州瓮安人,工程师,主要从事营林生产、种苗培育、园林绿化等工作。
*通迅作者:欧国腾(1974-),男,贵州黎平,高级工程师,主要从事营林生产、种苗、检疫、林业推广等工作。
文章编号:1002-2724(2014)04-0056-05
米槁实生苗苗木分级研究
江 嬴1,陈 江1,周世敏1,高尔刚2,覃东红1,欧国腾1*,叶升亮3
(1.贵州省罗甸县林业局,贵州 罗甸550100;2.贵州省黎平县林业局;3.贵州省罗甸宏都农林开发有限公司)
摘要:对苗圃内生长1年的米槁实生苗进行出圃前的质量调查,在调查精度为95%的基础上,分析了影响米槁苗木质量
的相关因子。以苗高、地径为分级指标,运用SPSS17.0软件进行聚类分析得出米槁实生苗苗木分级标准,Ⅰ级苗为D≥0.83
cm、H≥87.6cm,Ⅱ级苗为0.83cm≥D≥0.57cm、87.6cm≥H≥76.4cm,Ⅲ级苗为D<0.57cm、H<76.4cm。为米槁苗木生产
中的质量判别和分级拣选提供了科学的依据。
关键词:米槁;实生苗;苗木分级;聚类分析
中图分类号:S723.4 文献标识码:A
A Study on the Seedling Classification of Cinnamomum migao H.W.Li.
JIANG Ying1,CHEN Jiang1,ZHOU Shimin1,GAO Ergang2,QIN Donghong1,OU Guoteng1,YE Shengliang3
(1.Forestry Bureau of Luodian County,Luodian,Guizhou 550100;2.Forestry Bureau of Liping County;
3.Guizhou Hongdu Agriculture and Forestry Development Co.,Ltd)
Abstract:Just before outplanting,one-year-old seedlings of Cinnamomum migao H.W.Li.were investigated for their
qualities in the field and,with accuracy of 95%,the limiting factors for the seedling quality were analyzed.Then,the grading
criteria of the seedlings were discussed with the method of cluster analysis by using SPSS17.0software.As the result,the
seedling height(H)and the ground diameter(D)were proposed as the quality indicators,based on which 3quality classes were
divided:The criteria for class I were D≥0.83cm and H≥87.6cm;the criteria for class II were 0.83cm≥D≥0.57cm and 87.6
cm≥H≥76.4cm;the criteria for class III were D<0.57cm and H<76.4cm.Results of the study provide strong supports for
the quality evaluation and quality-based selection of C.migao seedlings in the practice.
Key words:Cinnamomum migao;seedlings;seedling classification;cluster analysis
米槁 (Cinnamomum migao H.w.Li)。樟科
樟属,别名大果木姜子,1978年由李锡文鉴定为樟
科、樟属新种。1986年载入《贵州植物志》第 3
卷[1]。米槁在我国主要分布在广西西部、云南南部、
贵州北部等地区海拔300~700m的沟谷阔叶林中。
贵州省内主要分布在遵义、凤冈、荔波、三都、罗甸、
榕江、从江、望谟等县、市[2]。2000年贵州省科技厅
和贵阳中医药研究所将米槁确定为贵州省地道中药
材[3]。相关医学研究证明,米槁对冠心病、心绞痛有
着明显的疗效,因此,在民族制药领域,米槁是生产
治疗冠心病、心绞痛药物的主要药材[4]。制药市场
的需求催生了米槁种植业的发展,近年,贵州益佰制
药、宏宇药业等民族制药企业先后建立米槁药源种
植基地。种植业的发展离不开苗木生产,据调查,
2013年全省生产米槁苗木的苗圃场2家,全年生产
苗木近30万株,苗木供不应求,同时市场需求量还
在逐年增加。本次研究通过对出圃前的米槁苗木进
行苗木质量调查与分级,希望通过科学的方法探索
影响米槁苗木质量的相关指标,进而尝试对苗木质
量进行分级研究,为米槁苗木的实际生产提供可靠
的质量标准,为米槁中药材种植业的发展奠定良好
的基础。
1 试验地概况
试验地点位于罗甸县逢亭镇祥林村宏都苗圃
场,该苗圃场2012年开始批量生产米槁实生苗,主
要供苗方向为罗甸县中药材产业化扶贫项目、林业
产业种植项目及制药企业药源基地建设。该区属于
·65·
山东林业科技 2014年第4期 总213期 SHANDONG FORESTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY 2014.No.4
亚热带湿润型气候,全年日照时数1300~1500小
时,年辐射量3768~4312兆焦耳/m2,年平均温度
16.59~20.5℃,≥10℃年总积温6000℃以上,最热
月7月均温为27℃,最冷月1月均温10.1℃,极端
最低温3.5℃,最高温40.5℃;无霜期300~340天,
年降雨量1000~1400mm。
2 苗木调查与精度分析
苗木调查 对苗圃内生长1年出圃前的苗木进
行质量调查,按1/100的比例设置样方,然后将样方
均匀布设于调查地上,样方面积1m×1m[5]。对样
方内的苗木分别测量地径、苗高、侧枝数、主根长、≥
5cm侧根数及根幅等6个指标,每个样地实测苗高、
地径、叶片数、最长根长4个指标。测得200株样
苗,在获得完整数据后对测得数据进行精度分析以
保证调查精度达95%以上。计算方法如下:
平均值:珡X =
n
i=1
Xi
n
(2)………………………
标准差:S=
n
i=1
X2i -n珡X2
n-槡 1 (3)…………
标准误差:S珡X = S
槡n
(4)……………………
精度:P=1-S
珡X
珡X .100%
(5)………………
式中Xi为第i个测定值,n为测定的个数,i=
1,2,3,4……n。
对测量数据进行精度分析,结果如下。
表1 苗木质量调查精度分析结果
分析指标 地径 苗高 侧枝数 主根长
≥5cm
侧根数
根幅
平均值珡X 0.707 83.344 5.530 19.976 7.650 9.298
标准差S 0.206 19.994 3.533 5.489 3.538 3.570
标准误差S珡X 0.015 1.414 0.250 0.388 0.250 0.252
精度P 0.979 0.983 0.955 0.981 0.967 0.973
精度分析结果表明,各项因子均符合要求,精度
达95%以上。
3 苗木分级
裸根苗的质量指标可以由苗木的地径、苗高、主
根长、侧根数量、根系完整程度、木质化程度、苗木新
鲜程度、生长健康状况、叶与茎部色泽等体现,在实
际生产中,苗木批量出圃时,以复杂的分级指标拣选
分级难以实现,因此需要制定既能代表苗木质量水
平,又便于检验人员操作的质量指标,其余指标可作
为参照性指标进行应用。本次分级选用地径、苗高、
侧枝数、主根长、≥5cm侧根数及根幅等6个易于量
化、便于操作的质量指标进行分析,通过相关分析选
择2~3个代表性强的指标作为最终分级指标进行
分级运算。
3.1 确定苗木分级指标
对200株苗木的观测数据进行相关性分析。
表2 米槁实生苗各测量指标间的相关矩阵
地径 苗高 侧枝数 主根长 侧根数 根幅
地径 1 0.622**0.752**0.360**0.288** 0.390**
苗高 0.622** 1 0.657**0.368**0.272** 0.290**
侧枝数 0.752**0.657** 1 0.327**0.200** 0.333**
主根长 0.360**0.368**0.327** 1 0.327** 0.186**
侧根数 0.288**0.272**0.200**0.327** 1 0.171*
根幅 0.390**0.290**0.333**0.186** 0.171* 1
**.在0.01水平(双侧)上显著相关,*.在0.05水平
(双侧)上显著相关。
从关性分析中可以看出,地径、苗高、侧枝数、主
根长、≥5cm侧根数及根幅等6个指标表现出不同
程度的相关性,在对相关系数显著性分析后,都达到
显著相关;6个指标中,地径、苗高在实际生产应用
中具有易于量化、人为的主观影响小的优点,是判断
苗木质量等级的主要指标;侧枝数是描述苗木长势
的指标,虽然直观,但容易受人为主观判断的影响,
分级结果往往不准确;根系发达程度是影响苗木质
量的重要因素,但在大量苗木分级的过程中过于繁
琐不便操作,因此本次分级选用地径、苗高两个因子
作为分级指标进行分析讨论。
3.2 苗木分级
参考近年各类苗木分级研究方法,采用逐步聚
类分析方法进行苗木分级:对相关分析后确定的苗
木指标,采用逐步聚类分析的数学方法进行分
级[6~7]。
分级方法为聚类分析法,运用SPSS17.0软件
中的K-均值聚类,通过欧氏距离计算苗木间的相
似程度,逐步迭代计算最终将所有苗木按相似程度
归为3类,即苗木生产中常用的3级标准,1、2级苗
木为合格苗木,3级苗木为不合格苗木。
3.2.1 苗木数据标准化
分析前对测得的各项数据进行标准化处理。计
·75·
山东林业科技 江 嬴等:米槁实生苗苗木分级研究 2014年第4期
算式如下:
Zij=
(xij-xi(min))
(xi(max)-xi(min))
(6)…………………
式中Zij代表标准化数据,i代表苗高、地径等
测量指标,j指所观测的样苗号(1,2,3,……,200),
Xi(max)、Xi(min)表示所观测的总体样本中的苗高或地
径的最大值、最小值。
表3 米槁苗木分级标准化数据
苗号 地径 苗高 苗号 地径 苗高 苗号 地径 苗高 苗号 地径 苗高 苗号 地径 苗高 苗号 地径 苗高
1 0.7 0.81 36 0.28 0.55 71 0.44 0.67 106 0.47 0.81 141 0.53 0.72 176 0.74 0.74
2 0.55 0.68 37 0.17 0.11 72 0.69 0.72 107 0.57 0.73 142 0.69 0.78 177 0.52 0.66
3 0.69 0.89 38 0.19 0.11 73 0.63 0.62 108 0.51 0.79 143 0.91 0.88 178 0.41 0.79
4 0.49 0.62 39 0.19 0.1 74 0.39 0.52 109 0.66 0.84 144 0.87 0.9 179 0.35 0.4
5 0.77 0.55 40 0.71 0.01 75 0.34 0.36 110 0 0.53 145 0.6 0.67 180 0.33 0.47
6 0.74 0.71 41 0.52 0.75 76 0.26 0.49 111 0.69 0.9 146 0.54 0.81 181 0.73 0.83
7 0.3 0.72 42 0.56 0.62 77 0.52 0.62 112 0.63 0.46 147 0.38 0.62 182 1 0.81
8 0.73 0.6 43 0.61 0.67 78 0.46 0.56 113 0.38 0.86 148 0.45 0.7 183 0.66 0.69
9 0.26 0.39 44 0.35 0.34 79 0.5 0.33 114 0.42 0.74 149 0.75 0.92 184 0.59 0.66
10 0.46 0.68 45 0.45 0.5 80 0.86 0.7 115 0.55 0.89 150 0.45 0.9 185 0.52 0.68
11 0.43 0.65 46 0.9 0.76 81 0.71 0.58 116 0.49 0.84 151 0.62 0.83 186 0.61 0.75
12 0.74 0.63 47 0.32 0.4 82 0.57 0.59 117 0.63 0.83 152 0.44 0.73 187 0.48 0.62
13 0.24 0.3 48 0.3 0.45 83 0.77 0.67 118 0.39 0.64 153 0.71 0.78 188 0.64 0.71
14 0.15 0.03 49 0.27 0.2 84 0.63 0.51 119 0.4 0.73 154 0.48 0.81 189 0.77 0.71
15 0.61 0.65 50 0.18 0.09 85 0.78 0.69 120 0.36 0.6 155 0.52 0.57 190 0.68 0.74
16 0.32 0.58 51 0.18 0.11 86 0.53 0.59 121 0.52 0.8 156 0.52 0.66 191 0.61 0.77
17 0.52 0.65 52 0.39 0.42 87 0.46 0.45 122 0.35 0.78 157 0.62 0.85 192 0.44 0.64
18 0.46 0.63 53 0.35 0.19 88 0.48 0.49 123 0.55 0.79 158 0.36 0.63 193 0.71 0.72
19 0.18 0.43 54 0.39 0.54 89 0.35 0.45 124 0.53 0.86 159 0.24 0.31 194 0.77 0.7
20 0.39 0.61 55 0.79 0.67 90 0.63 0.72 125 0.38 0.7 160 0.29 0 195 0.51 0.71
21 0.33 0.33 56 0.69 0.77 91 0.28 0.53 126 0.47 0.63 161 0.47 0.65 196 0.77 0.74
22 0.67 0.72 57 0.59 0.64 92 0.26 0.32 127 0.5 0.83 162 0.44 0.56 197 0.69 0.71
23 0.49 0.69 58 0.26 0.54 93 0.56 0.63 128 0.65 0.95 163 0.47 0.55 198 0.83 0.71
24 0.48 0.65 59 0.44 0.64 94 0.35 0.41 129 0.71 1 164 0.76 0.65 199 0.49 0.72
25 0.37 0.7 60 0.38 0.34 95 0.35 0.42 130 0.45 0.81 165 0.6 0.73 200 0.34 0.55
26 0.42 0.47 61 0.72 0.79 96 0.44 0.43 131 0.49 0.7 166 0.68 0.74
27 0.78 0.81 62 0.56 0.66 97 0.61 0.58 132 0.93 0.91 167 0.65 0.6
28 0.72 0.72 63 0.6 0.71 98 0.42 0.55 133 0.41 0.94 168 0.65 0.7
29 0.52 0.63 64 0.34 0.34 99 0.52 0.68 134 0.72 0.99 169 0.62 0.71
30 0.76 0.73 65 0.57 0.63 100 0.41 0.47 135 0.76 0.84 170 0.79 0.75
31 0.42 0.42 66 0.7 0.71 101 0.58 0.89 136 0.52 0.78 171 0.89 0.74
32 0.55 0.62 67 0.76 0.62 102 0.44 0.94 137 0.7 0.93 172 0.77 0.83
33 0.21 0.28 68 0.52 0.65 103 0.47 0.71 138 0.77 0.86 173 0.84 0.73
34 0.64 0.53 69 0.3 0.54 104 0.88 0.93 139 0.54 0.86 174 0.61 0.62
35 0.28 0.57 70 0.62 0.61 105 0.53 0.7 140 0.7 0.92 175 0.77 0.67
3.2.2 聚类分析结果
SPSS经过18次迭代计算,聚类中心内没有改
动或改动较小而达到收敛。分析数据聚类为3类,
聚类结果如下:
·85·
山东林业科技 2014年第4期
表4 米槁苗木分级结果
Ⅰ级样苗苗号 Ⅱ级样苗苗号 Ⅲ级样苗苗号
1、3、5、6、8、12、22、27、28、30、46、55、56、61、
66、67、72、80、81、83、85、90、101、104、109、
111、115、117、128、129、132、134、135、137、
138、140、142、143、144、149、151、153、157、
164、166、168、169、170、171、172、173、175、
176、181、182、183、186、188、189、190、191、
193、194、196、197、198
2、4、7、10、11、15、16、17、18、20、23、24、25、29、32、34、
41、42、43、45、54、57、59、62、63、65、68、70、71、73、74、
77、78、82、84、86、88、93
97、98、99、102、103、105、106、107、108、112、113、114、
116、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、
130、131、133、136、139、141、145、146、147、148、150、
152、154、155、156、158、161、162、163、165、167、174、
177、178、184、185、187、192、195、199、200
9、13、14、19、21、26、31、33、35、36、
37、38、39、40、44、47、48、49、50、51、
52、53、58、60、64、69、75、76、79、87、
89、91、92、94、95、96、100、110、159、
160、179、180
分级后Ⅰ级样苗66株、Ⅱ级样苗92株、Ⅲ级样
苗42株,3个类别苗木聚类中心如下:
表5 最终凝聚中心
Ⅰ级 聚类中心Ⅱ级 Ⅲ级
地径 0.73 0.49 0.31
苗高 0.77 0.68 0.34
3.2.3 临界值确定
聚类分级的结果是各级苗木的聚集落入以该级
最终凝聚中心为圆心,以d为半径的圆内。过大的
苗木在I级苗的上方,过小的苗木在II级苗的下
方[7],将聚类中心及以d为半径的圆绘制成图即可
在图中读出Ⅰ、Ⅱ级苗木的下限临界值。半径求算
公式如下:
d= KS2H′+S2槡 D′ (7)…………………………
式中d为圆半径,SH′和SD′分别为各级苗中苗
高、地径标准化值的标准差,K 值取1。经计算d1=
0.13,d2=0.13。
图1 米槁苗木分级临界值确定
在图中可读出Ⅰ级苗以(0.64,0.68)为下
限,Ⅱ级苗以(0.41,0.57)为下限,在取得苗木标准
化值下限后,按照式(6)求算Ⅰ、Ⅱ级苗木下限的苗
高和地径,Ⅰ级苗为D≥0.83cm、H≥87.6cm,Ⅱ级
苗为D≥0.57cm、H≥76.4cm,Ⅲ级苗为D<0.57
cm、H<76.4cm。
4 结论与讨论
(1)本文运用聚类分析的数学统计方法通过对
出圃前的米槁苗木的质量进行调查和分级研究,得
出分级结果,Ⅰ级苗为D≥0.83cm、H≥87.6cm,Ⅱ
级苗为 0.83cm≥D≥0.57cm、87.6cm≥H≥
76.4cm,Ⅲ级苗为D<0.57cm、H<76.4cm。
(2)目前关于米槁的相关研究尚无米槁苗木分
级方面的标准,作为贵州省地道中药材之一,米槁在
中药材市场有很大的发展空间,近年各大民族制药
企业相继发展中药材种植基地,对米槁种植业将有
着极大的推动作用。苗木生产是种植业产业化发展
的基础,对米槁苗木制定一个科学实用的质量分级
标准,对种植业的健康发展有着积极的意义。
(3)分析结果表明,对于米槁实生苗,除苗高、地
径两个生产中常用的量化指标外,苗木侧枝生长情
况、主根长度、侧根生长是否旺盛、根幅等都是判断
苗木质量好坏的重要因子,因此,在实际分级拣选
时,除把握好量化指标外,建议将其余4个指标做为
苗木质量分辨的参考性因素进行考虑。
(4)米槁种植近年才开始规模化发展,本次分析
得到的分级标准还需在实际栽培中进一步的进行印
证,同时,本次调查在地域上还有一定的限制,因此
关于米槁苗木的分级标准,还应在生产中不断摸索
和总结。
参考文献:
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·95·
山东林业科技 江 嬴等:米槁实生苗苗木分级研究 2014年第4期
蓄积量为0.699m3·hm-2。
3.2 补植造林4年后不同树种生长差异
表4 补植造林4年后不同树种生长量方差分析
指标
差异
源
离差平
方和
自由
度
均方差 F值 伴随概率α
组间 223.2952 3 74.43173 120.079**F(3,156)0.05=2.663
地径 组内 96.69725 156 0.619854 F(3,156)0.01=3.909
总计 319.9924 159
组间 5.525188 3 1.841729 22.000**
树高 组内 13.05925 156 0.083713
总计 18.58444 159
组间 496.1896 3 165.3965 108.178**
蓄积量组内 238.5137 156 1.528934
总计 734.7033 159
由补植造林4年后不同树种的生长数据方差分
析可见(表4),13年生柳杉、木荷与4年生火炬松、
马尾松的地径、树高和蓄积量均达到极显著差异,F
值分别为120.079,22和108.178,均大于F0.05和
F0.01。
表5 补植造林4年后不同树种生长量及多重检验
树种
地径/cm 树高/m 蓄积量/m3·hm-2
平均值 标准差 平均值 标准差 平均值 标准差
柳杉 5.62c 0.952 1.75b 0.298 4.08 1.847
木荷 2.59a 0.398 1.5a 0.215 0.2 0.085
火炬松 5.33c 0.98 2c 0.383 3.62 1.63
马尾松 4.61b 0.675 1.62ab 0.23 0.5 0.201
由补植造林4年后不同树种的生长数据可见
(表5),不同树种的地径生长为13年生柳杉>4年
生火炬松>4年生马尾松>13年生木荷,Duncan法
多重检验表明,除柳杉与火炬松的平均地径无显著
差异外,其他树种间均差异显著;不同树种的树高生
长为4年生火炬松>13年生柳杉>4年生马尾松>
13年生木荷,Duncan法多重检验表明,木荷与马尾
松、马尾松与柳杉的树高生长差异不显著,其他树种
间的树高生长均达到显著差异。考虑保存率的情况
下,13年生柳杉的蓄积量为4.08±1.847m3·
hm-2,13年生木荷的蓄积量为0.2±0.085m3·
hm-2,4年生火炬松的蓄积量为3.62±1.63m3·
hm-2,4年生马尾松的蓄积量为0.5±0.201m3·
hm-2,林分总蓄积量为8.4m3·hm-2。
4 结论
高海拔山地气候条件恶劣,立地条件差,造林难
度大,本试验通过对永春县高海拔山地营造的9年
生柳杉×木荷混交林补植火炬松、马尾松4年后的
生长数据进行调查发现,4年生火炬松的地径生长
与13年生柳杉已无显著差异,树高已显著高于13
年生柳杉,远大于木荷,与马尾松相比,同林龄火炬
松的树高和地径生长均显著大于马尾松,补植造林
后,林分蓄积量得到了显著提高。可见,在高海拔特
殊立地条件下,火炬松可用来作为快速绿化的先锋
树种,对改善高海拔山地的生态脆弱性,提高生态系
统抗逆性和生物多样性具有显著效果。
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山东林业科技 陈得水:不同树种在高海拔山地造林中的生长表现 2014年第4期