全 文 ：2007年 7月 防 护 林 科 技 Jul.2007
第 4期(总 79期) ProtectionForestScienceandTechnology No.4(SumNo.79)
文章编号:1005-5215(2007)04-0019-03
收稿日期:2006-12-19
基金项目:国家科技攻关计划子专题(2005BA517A01)、
甘肃省荒漠化防治重点实验室开放基金(KD200604)
作者简介:张德魁(1970 -), 男 , 甘肃武威人 , 硕士 , 高
级工程师 , 主要从事荒漠化防治研究工作.
灰色系统理论在柽柳属植物扦插繁殖筛选中的应用
张德魁 , 马全林 , 刘有军
(甘肃省荒漠化防治重点实验室 ,甘肃省治沙研究所 ,甘肃武威 733000)
摘 要:采用灰色系统关联度分析方法 , 分析并计算了 8个柽柳属植物种之间的关联度以及它们扦插繁殖中的 7
个观测指标值间的关联度大小 ,结果表明:柽柳枝条扦插繁殖观测指标间的关联度大小顺序是茎粗 >地上生物量
>主根长 >株高 >侧根数 >一级分枝数;柽柳种间的关联度大小顺序是中国柽柳 >甘肃柽柳 >甘蒙柽柳 >刚毛柽
柳 >短穗柽柳 >长穗柽柳 >紫杆柽柳 >多枝柽柳 ,关联度的大小可以反映出柽柳种间及扦插繁殖观测指标间的主
次顺序。
关键词:柽柳属;观测指标;关联度;植物筛选
中图分类号:S723.132.1 文献标识码:A
ApplicationofGreySystematicTheoryinCutting
PropagationSelectionofTamarixspp.
ZHANGDe-kui, MAQuan-lin, LIUYou-jun
(KeyLab.ofCombatingDesertification, GansuProv., GansuDesertControlResearchInst., Wuwei733000, Gansu, China)
Abstract:Applyingtherelationdegreeanalysisofgraysystem, 8 Tamarixspp.varietiesrelationdegreeandtheir7 evalua-
tionindexesrelationdegreewereanalyzed.Theresultsshowthattheorderofrelationdegreeofcuttingpropagationselection
isstemdiameter>groundbiomass>mainrootlength>plantheight>lateralrootnumbers>firstorderbranchnumber,
andorderofTamarixL.relationdegreeisTamarixchinensis>Tamarixgansuensis>Tamarixaustromongolica>Tamarix
hispida>Tamarix1axa>Tamarixelongata>Tamarixandrossowii>Tamarixramosissima.Relationdegreesizecanreflect
primaryandsecondaryorderofTamarixL.varietiesandobservationindexesofcutingpropagation.
Keywords:Tamarixspp.;observationindex;relationdegree;plantselection
柽柳科(Tamaricaceae)柽柳属(TamarixLinn.)
植物全世界有 90余种 ,分布广泛 ,主要分布在温带
和亚热带的荒漠 、半荒漠 、草原及盐碱地带 。我国有
20余种 ,主要分布在西北荒漠 、半荒漠地区 ,以新
疆 、青海 、甘肃三省区居多[ 1] 。柽柳属植物绝大多
数为落叶灌木或小乔木 ,耐干旱 、盐碱 ,适应能力强 ,
是优良的水土保持和固沙造林树种 ,条件适宜和修
剪得当时 ,个别种可成乔木 。目前对于柽柳属的研
究已进行了大量的工作 ,积累了丰富的资料 ,如对柽
柳属植物的种类资源 、形态特征 ,生物学 、生态学特
性进行过研究[ 2] ;柽柳属树种的分布调查研究 [ 3] ;
对个别柽柳种的显微构造和纤维形态也有过研
究 [ 4] ;对柽柳属植物的引种栽培研究 [ 5, 6, 7] 、抗旱性
研究[ 8, 9] 、耐盐性研究 [ 10, 11]等均有相关的研究报道 ,
但对柽柳属不同种的快繁筛选方面缺乏研究 。本文
根据近年的工作 ,并结合他人的资料 ,从柽柳属不同
种和扦插后的观测指标入手 ,利用数学分析方法 ,对
8种在民勤沙生植物园栽培及引种成功的柽柳属植
物进行了扦插快繁筛选研究 ,对柽柳种的扦插快繁
生长指标和不同柽柳种的生长适宜性进行了排序 ,
进而为柽柳属植物材料的筛选与快繁研究方面提供
一定的理论参考依据。
1 自然概况
试验区位于腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠交汇处
的甘肃省民勤沙生植物园内 , 北纬 102°59′,东经
38°34′。年平均降水量 115 mm,雨季集中在 7、8、9
三个月;干燥度 5.3,年潜在蒸发量 2 643.9 mm,是
降水的 23倍 ,风沙日 139 d,沙暴日 37 d,年平均气
温 7.8 ℃,极端最高气温 38.1℃,极端最低气温 -
28.8 ℃,无霜期 139 d,土壤为风成沙土 。
DOI :10.13601/j.issn.1005-5215.2007.04.006
2 材料与方法
2.1 材料
选用的柽柳种共 8个 ,分别是长穗柽柳 、短穗柽
柳 、多枝柽柳 、甘蒙柽柳 、甘肃柽柳 、刚毛柽柳 、紫杆
柽柳和中国柽柳 ,这些柽柳种中除中国柽柳在甘肃
没有自然分布外 ,其余种均在甘肃省内有自然分布 。
试验的插穗采自民勤沙生植物园。
2.2 方法
不同柽柳种的繁殖采用枝条扦插法 ,选用 1年
生的枝条做扦插条 ,插穗长度 20 cm,将插穗的下切
口用水浸泡 12h后再扦插 , [ 12]扦插深度 17 cm,地
上保留 3 cm。扦插株距 20 cm,行距 50 cm,每个柽
柳种扦插 300株 ,分 3次重复 ,随机排列 ,扦插后灌
足水 ,保持田间水分并注意防除杂草 。
2.3 观测指标
目前柽柳属植物的快速繁殖主要是采用枝条扦
插进行的。扦插后主要观测指标有扦插当年一个生
长季内插穗的成活率 、新萌发枝条的茎粗 、一级分枝
数量 、地上生物量干质量 、主根长度和侧根数量 。
2.4 分析方法
采用灰色系统关联度分析法[ 13] ,分析各观测指
标值(表 1)。
计算公式:
ξi(K)=i
minkmin x0(k)-Ki(k)+ρi
maxkmax x0(k)-Ki(k)
x0(k)-Ki(k)+ρi
maxkmax x0(k)-Ki(k)
(1)
式中:ρ为分辨系数 ,一般取值为 0.5。
ri(k)=(ξi(k))/n (2)
式中:ri为关联度。
2.4.1 柽柳种各观测指标值的关联度分析 选择
柽柳插条的成活率做参考序列 x0 ,以株高 x1 、茎粗
x2 、一级分枝数 x3 、地上生物量干质量 x4 、主根长度
x5 、侧根数量 x6为比较序列 ,计算出参考序列和比
较序列在各点变化上的差异性 ,即关联系数。关联
系数大 ,表示差异小 ,接近性好;反之 ,则差异大 ,接
近性差[ 14] 。依此来分析出各指标值对柽柳扦插成
活率影响的大小。
2.4.2 柽柳属种间的关联度分析 构造一个理想
柽柳种 y0 ,理想柽柳种的各指标值取理想期望值 ,
依据所选择指标的期望目标人为确定 ,与参试长穗
柽柳 y1、短穗柽柳 y2 、多枝柽柳 y3 、甘蒙柽柳 y4 、甘
肃柽柳 y5 、刚毛柽柳 y6 、紫杆柽柳 y7 、中国柽柳 y8比
较分析 ,计算出各柽柳种与理想柽柳种之间的关联
系数 [ 15] ,分析出 8个柽柳种与理想种之间的接近情
况 ,从而按要求筛选出较适宜的柽柳种 。
3 结果与分析
3.1 各评价指标值间的关联度结果与讨论
按公式 xi(k)=(x′i(k)- xi(k))/si,将表 1中
的数据做差异标准化处理 ,式中 x′i(k)为各原始数
据 , xi(k)为同一特性指标值的平均数 , si为同一特性
指标值标准差 , xi(k)为各原始数据标准化处理后的
结果 。然后求出 x0和 xi各对应点的绝对值 Δi(k)
= x0(k)-xi(k),利用上面所给的公式(1)和(2)
求出比较序列与参考序列在各点的关联系数 、关联
度及其排序 ,结果见表 2。
表 1 柽柳各观测指标值
柽柳种 成活率 x0(%)
株高 x
1(cm)
茎粗 x
2(cm)
一级分枝数x
3(个)
地上生物量 x
4(g)
主根长度 x
5(cm)
侧根数量 x
6(个)
长穗柽柳 y1 14.0 30.4 0.36 4.8 39.22 55.8 6.0
短穗柽柳 y
2 24.6 51.5 0.43 5.2 52.67 67.3 6.4
多枝柽柳 y3 26.4 27.3 0.28 3.5 34.26 44.3 3.3
甘蒙柽柳 y4 56.7 65.8 0.56 4.1 97.35 90.5 7.9
甘肃柽柳 y5 66.9 68.8 0.57 4.7 89.85 99.7 8.4
刚毛柽柳 y6 21.7 60.5 0.54 4.1 68.86 79.5 6.1
紫杆柽柳 y7 5.2 37.8 0.33 3.0 40.43 49.3 3.9
中国柽柳 y
8 83.1 80.2 0.71 3.7 99.89 89.7 7.9
理想柽柳种 y0 100 100 1 6 100 100 8 从表 2看出 ,各观测指标值与插条成活率的关
联度由大到小的顺序依次是茎粗 、地上生物量 、主根
长 、株高 、侧根数 、一级分枝数。关联度大的表示该
指标值对柽柳插条的成活率影响大 ,由此可知茎粗
与柽柳插条的成活率关联度最大 ,其次是地上生物
量 、主根长 、株高 、侧根数;而一级分枝数与其关联度
最小。
茎粗在各评价指标中的关联度最大 ,这与柽柳
的生态适应性有相当大的关系 ,柽柳在生长发育过
程中形成 2种枝条:一种是木质化的长枝;另一种是
密生鳞片叶的绿色营养小枝 ,小枝上密生的鳞片状
叶被认为是适应沙漠或荒漠干旱生境下的一种旱生
性器官[ 16] ,可有效防止高温对叶的灼伤 ,同时防止
风沙对叶的伤害。多数柽柳种为灌木或小乔木 ,对
20 防 护 林 科 技 2007年
茎粗生长的要求与其生长的环境有关 。
表 2 各观测指标值与综合分值的关联系数矩阵和关联度及其序位
柽柳种 关 联 系数 矩阵x1 x2 x3 x4 x5 x6
y1 0.779 8 0.947 4 0.393 3 0.910 3 0.954 2 0.614 8
y2 0.745 0 0.874 9 0.371 9 1.000 0 0.833 0 0.676 1
y3 0.549 2 0.550 2 0.704 6 0.604 1 0.546 6 0.488 4
y4 0.985 9 0.924 6 0.602 7 0.705 5 0.857 6 0.854 8
y5 0.832 2 0.742 8 0.795 1 0.875 2 0.810 9 0.923 6
y6 0.540 7 0.525 0 0.690 3 0.621 5 0.551 4 0.700 0
y7 0.751 8 0.866 6 0.741 6 0.824 7 0.951 1 0.921 8
y8 0.838 0 0.988 4 0.334 9 0.749 9 0.587 7 0.601 1
关联度 ri 0.752 8 0.802 5 0.579 3 0.786 4 0.761 6 0.722 6
序位 4 1 6 2 3 5
3.2 各柽柳种与理想柽柳种的关联度结果与讨论
将构造的理想柽柳种 y0作参考序列 ,其它参试
柽柳种作对比序列 ,将原始数据利用公式进行标准
化处理 ,将数据压缩在 [ 0, 1]之间 ,再利用上面给出
的公式求出它们的关联系数和关联度 ,结果见表 3。
从表 3可以看出 ,参试的 8个柽柳种与构造的
理想柽柳种的关联度大小顺序依次是:中国柽柳 、甘
肃柽柳 、甘蒙柽柳 、刚毛柽柳 、短穗柽柳 、长穗柽柳 、
紫杆柽柳 、多枝柽柳 。关联度的大小反映了参试的
各柽柳品种与理想品种的接近程度 ,关联度越大 ,表
示参试柽柳种与构造的理想柽柳种接近程度越近 ,
反之 ,参试柽柳品种就与理想品种的接近程度越
远[ 17] ,因此本试验中中国柽柳与构造的理想柽柳种
最相接近 ,多枝柽柳与之最不相接近。
表 3 参试柽柳种与理想柽柳种的关联系数矩阵和关联度及其序位
柽柳种 关 联系 数矩 阵x0 x1 x2 x3 x4 x5 x6 关联度ri 序位
y1 0.356 1 0.406 1 0.426 5 0.704 9 0.439 2 0.518 7 0.656 2 0.501 1 6
y2 0.386 9 0.495 4 0.455 1 0.782 3 0.501 5 0.593 1 0.704 9 0.559 9 5
y3 0.392 6 0.395 6 0.397 9 0.533 4 0.419 9 0.460 8 0.447 6 0.435 4 8
y4 0.523 8 0.582 2 0.519 8 0.600 9 0.949 3 0.835 0 0.976 6 0.712 5 3
y5 0.590 2 0.604 5 0.525 6 0.687 9 0.825 5 0.996 0 0.906 7 0.733 8 2
y6 0.378 0 0.546 7 0.508 7 0.600 9 0.604 9 0.699 7 0.667 7 0.572 4 4
y7 0.334 1 0.433 5 0.415 3 0.487 8 0.444 1 0.484 3 0.481 6 0.440 1 7
y8 0.738 9 0.707 0 0.621 9 0.554 2 1.000 0 0.823 4 0.976 6 0.774 6 1
4 结论
4.1 采用灰色系统理论关联度分析方法 ,综合评
价柽柳属植物扦插繁殖性状指标和种的适应性认为
是一种可行的方法 ,能够对柽柳种扦插繁殖的各观
测指标之间及柽柳种之间的多个影响因子进行综合
分析 ,并且要求的样本数量比较少 ,得出的结果可比
性好 ,提高了柽柳属植物扦插繁殖筛选的准确性和
有效性 ,克服了依靠单一性状(如成活率)筛选柽柳
属任意植物的弊端 ,可客观反映供试柽柳植物诸多
性状在扦插繁殖过程上的综合表现 ,不会因某一植
物的某一性状表现优而认可该植物或某一性状表现
差而否定该植物 。
4.2 选择的柽柳扦插繁殖观测的 7个评价指标 ,经
灰色系统理论关联度分析计算后 ,依据关联度大小 ,
各指标的排列顺序为:茎粗 >地上生物量 >主根长
>株高 >侧根数 >一级分枝数 ,关联度大 、排序在前
的指标为影响柽柳扦插繁殖的主要指标因子 ,关联
度小而排序在后的指标为影响柽柳扦插繁殖的次要
指标因子 。
4.3 通过对本试验中选择的 8个柽柳属植物种之
间的关联度分析 ,结果是中国柽柳与构造的理想柽
柳种的指标性状最为接近 ,其次是甘肃柽柳和甘蒙
柽柳 ,这一结果可以用于当地柽柳属植物在扦插繁
殖生产中对柽柳属植物种的筛选 ,因为灰色关联分
析中的关联系数是定性分析和定量分析相结合的产
物 ,其抽象思维的准则为规范性 、偶对对称性 、整体
性 、接近性 ,可以对各参试种的所有性状进行综合定
量评价 ,准确地判别种的优劣 。
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21 第 4期 张德魁 等 灰色系统理论在柽柳属植物扦插繁殖筛选中的应用
五种处理进行对比 ,结果如表 1。
表 1 不同基质配比的水分状况和对苗木生长的影响
处理 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
含水率(%) 6.1 9.6 13.8 15.1 17.2
凋萎含水率 (%) 1.6 3.4 5.3 6.9 8.2
有效含水率 (%) 3.9 6.3 8.9 9.8 11.1
平均苗高生长量(cm) 7.6 10.5 15.7 15.6 15.7
注:处理Ⅰ ,草炭∶沙壤土为 1∶4;处理Ⅱ , 草炭∶沙壤土为 1∶2;处理
Ⅲ ,草炭∶沙壤土为 1∶1;处理Ⅳ, 草炭∶沙壤土为 2∶1;处理Ⅴ , 草炭
∶沙壤土为 3∶1。平均苗高生长量是 30株彰武松容器苗培育后第 2
年的高生长量的均值
从表 1可以看到 ,处理Ⅴ的含水率 、凋萎含水率 、
有效含水率 、平均苗高生长量分别为 17.2%、8.2%、
11.1%、15.7cm,分别为处理Ⅰ的 2.8倍 、5.1倍 、2.8
倍 、2.1倍。可见基质中草炭所占的比例越大 ,基质
的保水能力也相应提高 ,弥补了沙壤土保水能力差的
缺点;另外草炭基质含有丰富的养分 ,所以彰武松平
均苗高生长量也大幅提高。当草炭∶沙壤土为 1∶1
时 ,高生长量达到最大值(15.7cm),此后平均苗高生
长量不再随草炭比例的增大而增加 ,原因是草炭含量
过多会导致基质透气性降低 ,所以从经济角度讲 ,基
质最佳配比应该选择草炭∶沙壤土为 1∶1。
3.2 施肥试验
在以基质最佳配比(草炭∶沙壤土为 1∶1)的基础
上 ,对樟武松容器苗进行施肥试验。处理 1:草炭∶沙
壤土∶三元素(N、P、K)复合肥为 1∶1∶0.05;处理 2:草
炭∶沙壤土∶尿素为 1∶1∶0.05;处理 3:草炭∶沙壤土∶过
磷酸钙为 1∶1∶0.05。 3个处理分别选取 30株标准株
进行苗高调查。经计算 , 3个处理平均苗高生长量分
别为 28.4、19.6、15.6 cm。由此可以看出 ,施三元素
复合肥的彰武松容器苗高生长量大于施尿素的 ,更大
于施过磷酸钙的。处理 1的高生长量为处理 2的
144.8%,为处理 3的 182.1%。进行方差分析结果
(表 2)表明处理间差异极显著;Q检验结果(表 3)
表明处理 1的苗高生长量与处理 2、处理 3的差异
极显著 。所以最适彰武松容器苗高生长的基质配比
为草炭∶沙壤土∶三元素复合肥为 1∶1∶0.05。
表 2 苗高生长量方差分析结果
变差来源 自由度 离差平方和 均方 均方比 F0.01
组间 2 2 579.5 1 289.8 144.9 4.86
组内 87 771.9 8.9
表 3 苗高生长量 Q检验结果
处理相互检验 处理 1与 3 处理 1与 2 处理 2与 3
苗高生长量 2.490＊＊ 1.470＊＊ 1.020＊＊
4 结论与讨论
4.1 彰武松容器苗容器袋内基质配比以草炭∶沙壤
土∶三元素复合肥为 1∶1∶0.05最佳 。
4.2 从容器苗的质量上看 ,由于草炭基质较轻 ,用
上面提到的规格的容器袋 ,连苗平均质量 1 000 g,
如果纯用沙壤土则平均质量 1 500 g。按载量为 2 t
的四轮车运费 60元计 ,用草炭基质的容器苗运费为
0.03元·株 -1 ,而用纯沙壤土基质的容器苗运费为
0.045元 ·株 -1。可见采用草炭基质可节约运费。
4.3 从造林效果看 ,彰武松容器苗造林成活率一般
可达 85%,并有较高的保存率 ,而且造林后生长状
况比较稳定 ,适应能力强 ,抗逆性也强。容器苗没有
明显的缓苗现象 ,因而造林初期幼树生长量高于非
容器苗造林 ,并缩短幼林抚育期 。彰武松容器苗造
林当年生长量是彰武松非容器苗生长量的 1.5 ～ 2
倍 ,加上非容器苗造林只能在春季进行 ,而容器苗造
林可在春 、雨 、秋三季进行 ,这样彰武松容器苗可缩
短幼林抚育期 2 ～ 2.5 a,从而降低了造林成本 ,在生
产实践中具有很大的实用性 。
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