福建省紅錐苗木質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)

吳 煒

(福建省永安林業(yè)(集團(tuán))股份有限公司，福建 永安 366000)

紅錐(Castanopsishystrix)為我國南方地區(qū)珍貴闊葉喬木用材樹種，具有生長速度快、木材經(jīng)濟(jì)效益好等特點[1-3]，在兩廣、閩、浙等省份常被作為建設(shè)速豐林基地或木材戰(zhàn)略儲備的重要樹種[4]，已有研究顯示其與杉木[5]、馬尾松[6]、桉樹[7]等樹種混交造林均能產(chǎn)生良好效果，能夠兼顧經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益，深受林業(yè)從業(yè)者及相關(guān)企事業(yè)單位的歡迎。早期紅錐主要栽培區(qū)集中在閩中、閩南地區(qū)[8-9]，但隨著近年來的發(fā)展，福建省內(nèi)紅錐栽培面積逐年遞增，現(xiàn)已幾乎遍布全省各地。

種苗是造林的物質(zhì)基礎(chǔ)，繁育良種優(yōu)苗并用于造林生產(chǎn)是培育高效人工林、乃至實現(xiàn)林業(yè)現(xiàn)代化的必要條件。2010年之前紅錐種苗長期存在良莠不齊且缺乏定量的評價標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重制約著紅錐人工林的質(zhì)量和種植效益。福建省林木種苗科技攻關(guān)項目“紅錐良種選育與繁育技術(shù)研究”自2012年啟動以來，項目組開展專項種苗繁育技術(shù)研發(fā)，對歷年來收集的福建省內(nèi)外紅錐種質(zhì)材料的苗期進(jìn)行測定，定量化制定出適合福建省造林的苗木質(zhì)量要求，對福建省內(nèi)紅錐種苗質(zhì)量的控制及紅錐人工林培育成效的提升具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 基礎(chǔ)材料

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于永安林業(yè)(集團(tuán))股份有限公司種苗中心、仙游滿光花木苗圃專業(yè)合作社、華安金山國有林場等2012—2017年間繁育的1年生苗木調(diào)查數(shù)據(jù)；種質(zhì)材料來自福建省華安、安溪、南靖、漳平、云霄等地初選的紅錐優(yōu)樹子代和廣東、廣西等地引進(jìn)的優(yōu)良種質(zhì)材料，總計203個家系，培育的苗木均為容器苗，苗木生長數(shù)據(jù)見文獻(xiàn)[10-13]。

1.2 苗木調(diào)查測定

種子千粒重測定：播種前在室內(nèi)使用天平進(jìn)行稱重；苗木主要性狀調(diào)查測定：每年3月底出圃前，采用朱煒等[10]的方法對1年生苗木的苗高、地徑、生物量比(地上部鮮重/地下部鮮重)、根幅比(側(cè)根寬度/主根長度)、成苗率(調(diào)查的成苗數(shù)量/調(diào)查總株數(shù))等性狀指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查和統(tǒng)計。

1.3 數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計方法

苗木質(zhì)量主要性狀指標(biāo)分析：采用主成分分析方法對苗木地徑、苗高、生物量比、根幅比、成苗率、種子千粒重6個指標(biāo)提取主成分，并進(jìn)一步采用多維標(biāo)度分析法[14-15]確定容器苗主要質(zhì)量性狀指標(biāo)。苗木質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)的定量化計算：對苗高、地徑測定數(shù)據(jù)采用極差法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，采用涂利華等[16]的方法，運(yùn)用聚類分析中的K-mean聚類-歐氏距離法計算3個級苗木(Ⅰ級苗、Ⅱ級苗、不合格苗)的質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)。整個過程均采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 影響苗木質(zhì)量的主要性狀分析

一般來說，調(diào)查指標(biāo)越多，獲得有關(guān)苗木的信息就越多，越能完整反映苗木的質(zhì)量。但在苗木出圃時，測量所有苗木的各項指標(biāo)難度較大，特別是一些有關(guān)根系生長量、生物量以及生理生化的相關(guān)指標(biāo)更是不可能全部調(diào)查，因此在制定分級標(biāo)準(zhǔn)時，選出的指標(biāo)不僅需要能夠較大程度反映苗木質(zhì)量，還需要具備方便測量的特點，這樣才能應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。為篩選可以較大程度體現(xiàn)苗木質(zhì)量的主要性狀，采用主成分分析方法對紅錐203個家系的1年生苗木的地徑、苗高、生物量比、根幅比、成苗率、種子千粒重6個指標(biāo)進(jìn)行計算，結(jié)果見表1。

表1 苗木各項指標(biāo)主成分分析結(jié)果

圖1 多維空間尺度圖

由表1可知，主成分1和主成分2的累計貢獻(xiàn)率達(dá)到83.809%，高于80%，基本可以反映苗木質(zhì)量的信息。由2個主成分中各項指標(biāo)對應(yīng)特征向量可知，第1主成分中苗高、地徑、生物量比負(fù)荷量較大，其次是種子千粒重，說明紅錐苗期個體差異主要是苗高、地徑、生物量比決定的。第2主成分的因子負(fù)荷量主要是根幅比，體現(xiàn)了苗木根系形態(tài)對苗期差異也有影響。

2.2 苗木分級性狀指標(biāo)的選定

結(jié)合上述主成分分析結(jié)果，采用多維標(biāo)度法對各項指標(biāo)進(jìn)行降維處理，進(jìn)一步篩選主要性狀指標(biāo)，結(jié)果見圖1。由圖1可看出6個指標(biāo)的信息關(guān)聯(lián)情況，地徑、生物量比、根幅比和苗高4項指標(biāo)位置較為接近，說明這些指標(biāo)相互間相似性強(qiáng)；而千粒重和成活率2項指標(biāo)分別位于維數(shù)1的左側(cè)和上側(cè)，與其它4個指標(biāo)離得較遠(yuǎn)，相似性弱。結(jié)合主成分分析結(jié)果可知，苗高、地徑、生物量比、根幅比4個指標(biāo)能夠較好地反映不同苗木的差異性。

苗木分級性狀因子的選定，在多維尺度分析的基礎(chǔ)上，選擇苗高、地徑、生物量比、根幅比4個指標(biāo)作為評價因子，對1年生不同家系苗的苗高、地徑、生物量比和根幅比4個指標(biāo)進(jìn)行方差分析，結(jié)果(表2)顯示，不同家系的苗高、地徑、生物量比3項指標(biāo)均差異顯著或極顯著，根幅比差異不顯著。4個因子中苗高和地徑F值排名第一和第二位，所占的比重達(dá)80.33%～91.96%；根幅比所占的比重只有1.37%～2.91%，或許是容器袋的原因造成；而生物量比所占比重不高且育苗生產(chǎn)上測定手續(xù)繁瑣而通常難以做到。因此，選擇苗高和地徑作為紅錐容器苗質(zhì)量分級指標(biāo)。

表2 評價因子方差分析結(jié)果

2.3 紅錐苗木質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)的定量化

地徑和苗高2項指標(biāo)的單位存在差異，因此需要對203個家系的苗木苗高、地徑數(shù)據(jù)進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換。運(yùn)用聚類分析求得每個樣本與3個級別苗木(Ⅰ級苗、Ⅱ級苗、不合格苗)凝聚中心的距離，然后用最小距離法進(jìn)行判別，聚類分析結(jié)果見表3。

表3 苗木性狀各級聚類分析結(jié)果

表4 各級別苗木下限標(biāo)準(zhǔn)計算參數(shù)

經(jīng)過計算Ⅰ級苗下限值苗高為35.20 cm，地徑為0.30 cm；Ⅱ級苗下限值苗高為25.35 cm，地徑為0.21 cm。為提高該分級標(biāo)準(zhǔn)在生產(chǎn)中的實用性，因此將苗木地徑、苗高的各級別分界值臨界值的苗高和地徑值調(diào)為整5和整10位，得出紅錐苗木分級標(biāo)準(zhǔn)，見表5。

表5 紅錐苗木質(zhì)量分級指標(biāo)

3 小結(jié)

采用主成分和多維尺度分析法對歷年來繁育的紅錐1年生容器苗的地徑、苗高、生物量比、根幅比、成苗率、種子千粒重6個指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，顯示影響苗木質(zhì)量的主要性狀指標(biāo)是苗木地徑、苗高、生物量比、種子千粒重。選用這4個性狀指標(biāo)進(jìn)一步對不同種質(zhì)材料的苗木質(zhì)量差異進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，苗高、地徑、生物量比在苗木個體間的差異均達(dá)到極顯著水平。根據(jù)方差分析的差異顯著性水平并結(jié)合苗木繁育生產(chǎn)實際，選定苗高和地徑作為紅錐容器苗質(zhì)量分級的性狀指標(biāo)，采用聚類分析和最小二乘法，計算得出Ⅰ級苗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為：苗高≥35 cm，地徑≥0.30 cm；Ⅱ級苗標(biāo)準(zhǔn)為苗高≥25.0 cm，地徑≥0.20 cm。

本研究制定苗木分級標(biāo)準(zhǔn)的資料來源于多年來項目組在永安、仙游、華安3個苗木繁育基地進(jìn)行多批次種質(zhì)材料繁育的苗木調(diào)查測定數(shù)據(jù)，樣本數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的廣泛性、代表性和可靠性，研究得出的影響苗木質(zhì)量的主要性狀指標(biāo)可為紅錐良種選育中的苗期變異規(guī)律研究和苗期良種初選及苗木繁育生產(chǎn)上的苗木質(zhì)量管理提供依據(jù)；制定出的苗木質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)為福建省紅錐良種優(yōu)苗的選擇提供評價依據(jù)。2017年該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)審定并發(fā)布實施，在生產(chǎn)上得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)然，隨著良種選育研發(fā)的進(jìn)程，新優(yōu)品種不斷推出及育苗新技術(shù)的改進(jìn)與應(yīng)用，苗木分級標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)在應(yīng)用中不斷驗證與實時修訂，使之更好地服務(wù)于生產(chǎn)。