丝棉木1年生实生苗生长发育规律

卢 芳， 王荣华， 徐小林

(江苏师范大学地理测绘与城乡规划学院，江苏徐州 221116)

丝棉木(Euonymusbungeanus)为落叶小乔木，叶对生，小枝四棱形，花淡绿色，聚伞花序腋生，蒴果4深裂，粉红色，种子具橘红色假种皮。其分布北起辽宁，南至长江以南各地，西至甘肃、陕西、四川[1]。丝棉木秋季粉红色果实挂满枝梢，开裂后露出桔红色假种皮，甚为美观，宜植于林缘、草坪、路旁、湖边及溪畔，也是荒山造林绿化的良好树种[2]。丝棉木是嫁接卫矛属许多种类的砧木，如北海道黄杨、扶芳藤、大叶黄杨等[3]。目前，对丝棉木的研究主要集中在育苗技术[4-6]、引种研究[7-8]、嫁接其他卫矛属树种[9-10]等方面，这些方面的研究促进了丝棉木在园林绿化中的应用，但对丝棉木1年生播种苗生长发育规律的研究还未见报道。研究丝棉木1年生苗苗高和地径的生长规律，能为丝棉木的1年生实生苗的苗期管理提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于江苏省如东县的曹埠镇孙窑居委会，属于北亚热带海洋气候，境内地势平坦。土壤发育于长江三角洲沉积物上，为灰潮土[11]，肥力中等，pH值7.5。

1.2 种子

供试验的丝棉木种子于2013年11月5日采自安徽省萧县的黄藏峪。将采集来的蒴果摊开晾干，待果皮开裂后揉搓脱出带橙红色假种皮的种子。然后将带假种皮的种子立即用清水浸泡沤制，每天换水2次，待种皮软化后用手搓去假种皮，得纯净种子，自然风干后得到纯净的种子。将该批种子用布袋盛装，在室内干燥通风条件下贮藏。该批种子净度为88.5%，千粒质量为20.43 g。2014年1月28日在室外背阴处进行了层积催芽处理。在该日同时在种子发芽箱中进行了发芽试验，该批种子发芽率为48.5%，发芽率偏低。

1.3 播种与苗期管理

于2014年3月11日将层积催芽38 d的丝棉木种子(有少量开口露白)进行播种。播种前1周苗床拌入1.5 g/m2的50%多菌灵可湿性粉剂，进行土壤消毒。苗床宽70 cm，苗床之间开深沟宽25 cm，深25 cm，以利排水。种子采用条播，每床3行，行距20 cm，覆浅土。每10 m播种行播种20 g。4月底出苗后，及时除草、间苗、定苗，定苗株行距为15 cm×20 cm。在1年生苗木生长期间按常规进行了松土锄草和病虫害管理，未进行施肥管理。

1.4 研究方法

自5月1日起，随机抽取了120株挂牌标记作为测定生长量的固定标准株，测量苗高时使用钢卷尺(精度0.1 cm)测量，测量地径时使用电子游标卡尺(精度0.01 mm)测量，在生长期内每10 d分别测量苗高和地径1次。直到10月28结束，共19次调查，取120株的平均值作为观测指标进行统计，高生长和地径生长平均值观测结果见表1。

表1 丝棉木苗高、地径生长定期观测结果

1.5 数据处理

其他用Excel 2012软件进行数据整理并作图，采用DPS 3.01分析软件进行聚类分析，用Logistic方程拟合生长曲线。

2 结果与分析

2.1 苗高年生长规律

从表1可见，从3月11日种子开口露白播种直到10月28日结束观测止，发现10月18日之后苗高停长，从播种到生长结束约230 d。苗高生长过程表现为“慢-快-慢”的节律。5—6月丝棉木幼苗高生长量较小，7—8月生长量较大，7月底出现生长高峰，此后生长量逐渐减小，直到10月18日以后苗高生长基本停止。

2.1.1 苗高生长时期的划分 采用有序样本聚类分析方法[12]对丝棉木1年生播种苗高生长的时期进行划分，对净高生长量的18个数值进行聚类，通过DPS 3.01软件运算聚类结果表明，苗高生长时期分为3个阶段：

第1个阶段为苗高生长初期：从5月1日至7月10日，历时约70 d，日平均生长量为0.25 cm；第2个阶段为苗高生长盛期：从7月10日至8月29日，历时50 d，苗高生长量最大，日平均生长量达到0.93 cm；第三个阶段为苗高生长末期：从8月29日至10月28日，苗高生长速度明显下降直至停止，历时60 d，日平均生长量为0.11 cm。

2.1.2 苗高生长过程的拟合 丝棉木1年生苗苗高的生长量曲线为“S”形生长曲线(图1)，因而可用Logistic方程作为拟合其生长过程的数学模型[13]。该模型的方程式为

y=k/(1+ae-bx)。

(1)

式中：y为随着生长时间而发生变化的苗高累积生长量，k为生长终级量，x为生长时间(d)，a、b为待定常数。

求丝棉木高生长终级量k，表1列出苗高生长时间x与苗高累积生长量y的数据记录，根据指数曲线的原理推导出：

马铃薯皮薄、肉嫩、含水量高，易碰撞损伤，多病害，易腐烂。对环境非常敏感，冷了容易冻伤，冻伤后不能保管，食味变差，严重冻伤的不能食用；热了容易生芽，生芽的马铃薯产生毒素，影响人体健康。空气干燥时，水分蒸发快，薯块皱缩；空气潮湿又容易发汗，造成大量腐烂。

k=[2y1y2y3-y22(y1+y3)]/(y1y3-y22)。

(2)

式中：y1、y2、y3分别为3个等距离横坐标值x1、x2、x3下对应的纵坐标值，选取的x1、x2、x3值分别为第1、10、19次测量数据，即x1=10，y1=2.6、x2=100，y2=43.0、x3=190，y3=72.6。将x1、x2、x3和y1、y2、y3分别代入(2)式求得k=73.972 1。

对该模型方程式移项并求对数，有ln[(k-y)/y]=lna-bx，令y′=ln[(k-y)/y]，则有y′=lna-bx。

经转换成的苗高生长量(y′)与生长时间(x)之间呈线性关系，可按一般的直线相关方法求出a和b。利用SPSS 20.0软件拟合的苗高生长Logistic方程为

y=73.972 1/(1+70.049 9e-0.046 3x)。

R=0.990 8>R0.01=0.575，该方程回归性达到显著水平，说明模拟苗高生长的Logistic方程曲线与实测曲线符合程度很高，利用该方程的回归拟合值来推测苗高的实际值具有很高的准确性(图1)。

2.1.3 苗高年生长阶段的划分 将Logistic方程y=73.972 1/(1+70.049 9e-0.046 3x)的两侧对x求一阶导数，可得累积生长量随时间变化的方程；其二阶导数为日生长量的变化速率曲线，再将y=73.972 1/(1+70.049 9e-0.046 3x)对x进行二阶求导，令d2y/dx2=0，则得苗高累积生长量最大时的x：x=ln70.049 9/0.046 3。将y=73.972 1/(1+70.049 9e-0.046 3x)对x进行三阶求导，并令其等于0，可求得累积生长量变化速率最快的2个点，x1和x2，即高生长由开始加速到生长顶峰及由顶峰转入缓慢生长的分界点，x1～x2为生长盛期。x1=(ln70.049 9-1.317)/0.046 3；x2=(ln70.049 9+1.317)/0.046 3。求得苗高累积生长量最大时的x=92 d，x1=63 d，x2=120 d。以5月1日苗高观测起始日为计算起点，则苗木高生长顶峰出现在8月1日，由高生长加速开始转入速生的拐点出现在7月3日，由生长顶峰转到缓慢生长的拐点出现在8月29日。根据拟合及计算结果可将丝棉木1年生苗的苗高生长时期大致划分为4个阶段，即出苗期、生长初期、生长盛期、生长后期，详细日期见表2。从表2可见，该划分与聚类分析结果基本吻合，说明用Logistic曲线方程来拟合丝棉木的苗高生长过程是非常合适的。

表2 丝棉木1年生苗的苗高和地径生长期划分

2.2 地径年生长规律

2.2.1 地径生长过程的拟合 由图2可见，丝棉木地径的生长曲线也呈“S”形。用Logistic方程拟合丝棉木地径的年生长情况，得丝棉木地径的生长曲线方程为y=8.934 5/(1+17.372 9e-0.025 8x)。

R=0.998 7>R0.01=0.575，上述方程回归性达到极显著水平，说明模拟地径Logistic曲线与地径实测曲线间的符合程度很高，用此方程的回归拟合值来推测丝棉木1年生实生苗地径的实际值具有较高的准确性(图2)。

见，相比苗高生长的苗期划分，地径生长盛期和苗高生长盛期到来的时间差不多，但地径生长盛期要长，在苗高生长停止后地径仍在继续生长。

3 结论与讨论

丝棉木1年生播种苗的高生长和地径生长符合“S”形生长规律，用Logistic方程拟合苗高、地径的年生长过程，回归性均达到极显著水平，因此可以对丝棉木1年生播种苗进行生长期内高、径生长的阶段划分。采用数学模型将1年生苗划分为出苗期、生长初期、生长盛期和生长后期4个时期，苗高的生长盛期在7月4日至8月29日，地径的速生期在6月30日至10月10日。

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