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园林树种金黄熊猫1年生播种苗生长规律研究

2021-01-29吴建宇

江西农业学报 2021年1期
关键词:速生苗高回归方程

吴建宇

(莆田市生物工程研究所,福建 莆田 351100)

金黄熊猫(Xanthostemonchrysanthus)又名金蒲桃、金丝蒲桃、澳洲黄花树,桃金娘科(Myrtaceae)蒲桃属常绿小乔木,原产于澳大利亚东北部沿海雨林[1],是澳洲特有的雨林特色风情树种。金黄熊猫性喜温暖湿润、光照充分的环境,对栽培土质选择不严,耐瘠薄,植株长势良好,树形挺拔优美,叶色亮丽,全年有花,生长迅速,病虫害较少,是一种优良的花色特殊的珍奇花木[2],适宜做园林景观树木、行道树、盆栽等[3]。金黄熊猫树木质坚硬,可用于板材加工及工艺品制作等[3],因此具有较高的经济开发价值,越来越受到市场的青睐。

目前,对金黄熊猫的研究仅见广东、福建等地的引种栽培[4-5]、育苗技术[2,6,7]等方面的报道,而对金黄熊猫播种苗生长规律的研究未见报道。为培育优质苗木,本研究拟通过Logistic曲线方程拟合金黄熊猫实生苗的生长曲线,研究苗木动态发育规律的变化,提高金黄熊猫苗木的生长质量,为金黄熊猫育苗管理提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在莆田市仙游县大济镇山岑村仙游县满光花木苗圃专业合作社,地处北纬25°21′38.97″,东经118°38′13.46″,属于亚热带海洋性季风气候,年平均气温20.3 ℃,年平均降雨量1610.2 mm,年平均相对湿度76.4%,年平均无霜期318.4 d。年均日照时数1847.6 h,夏秋有台风,年平均风速1.7 m/s,最多风向为东北偏东风。

1.2 试验材料

金黄熊猫种子采自莆田市仙游县大济镇山岑村的仙游县满光花木苗圃专业合作社。

1.3 试验设计

苗圃内整地作苗床,育苗床高0.2 m,宽1.2 m。播种前1周用0.5%高锰酸钾溶液对苗床地土壤消毒。育苗基质用透气性好、保水保肥性能好、湿润的沙壤土,播种前用0.5%高锰酸钾溶液消毒。

3月20日金黄熊猫播种,播种前种子处理以20 ℃常温水浸泡4 h。播种采取撒播,播种后覆1~2 cm厚的沙壤土,立即淋透水,让种子和基质紧密接触,用塑料薄膜搭小拱棚,以保温保湿和减少杂草、病虫危害。出土成苗后及时除草、淋水,做好病虫害防治等。

1.4 调查方法

5月1日开始,随机抽取金黄熊猫播种苗50株,并用塑料牌记号做固定样株,每隔15 d测量固定样株的苗高和地径,用卷尺测量苗高,用游标卡尺测量地径,11月30日完成测量调查。

1.5 数据处理

用Excel 2003软件整理数据,用SPSS 19.0软件拟合苗高、地径的Logistic生长曲线[8]。

2 结果与分析

2.1 苗高的年生长规律

播种25 d后开始发芽,4月30日出齐苗,苗高生长量变化见表1。金黄熊猫播种苗高在5~6月份生长较慢,7~9月份生长明显加快,之后生长又逐渐减慢,直到11月26日苗高停止生长。

2.1.1 苗高生长过程拟合 Logistic方程是常用于林业上描述植物生长的数学模型,一般认为用Logistic方程能够较好地拟合植物的生长过程[9]。用Logistic曲线方程拟合,建立苗高与生长天数的回归方程。具体拟合模型见公式(1):

y=k/(1+ea-bx)

(1)

式(1)中,y为苗高连续生长量;x为生长天数;k为生长量极限值,a、b为待定参数。

根据表1的金黄熊猫播种苗高生长变化情况,用Logistic曲线方程拟合金黄熊猫播种苗株高生长量与生长天数,具体回归方程见式(2):

y=45.135/(1+e4.321-0.038x),R2=0.999,P<0.01

(2)

通过显著性检验可知,金黄熊猫播种苗高生长量与生长天数存在非线性回归,说明模拟Logistic曲线与实际测量曲线符合程度较高,用回归值推测实际值具有较高的准确性。金黄熊猫苗高生长曲线拟合情况见图1,苗高拟合生长曲线和实际观测生长曲线基本吻合,表明两者的生长曲线拟合度非常高,因此,用Logistic曲线方程较适合拟合金黄熊猫苗高生长曲线。

表1 金黄熊猫苗高生长量的变化情况

2.1.2 苗高生长动态规律分析 将回归方程两边对x二阶求导,可得苗高日生长量的变化速率曲线,令方程等于0,可得苗高生长速增点,即x=a/b=113 d(8月7日)。三阶求导,令方程等于0,可得苗高日生长量变化速率最快的2个点x1、x2,分别是生长初期到速生期、速生期到生长后期的分界点,x1、x2之间是速生期。通过计算可得:x1=(a-1.317)/b,x2=(a+1.317)/b,代入a、b求得x1=79 d,x2=149 d。

根据图2可得,金黄熊猫播种苗高生长期呈“S”型曲线,根据方程计算,并结合实际观测,金黄熊猫播种苗高生长期可分为出苗期、生长初期、速生期和生长后期。由表2可知,金黄熊猫播种苗高的速生期生长时间占总生长时间的27.78%,净生长量却占总生长量的64.73%,而出苗期、生长初期和生长后期净生长量分别占总生长量的3.25%、18.10%和13.92%。

图1 苗高生长曲线的拟合情况

表2 金黄熊猫播种苗高生长期的划分

2.2 地径的年生长规律

地径生长量变化见表3。由此可知,金黄熊猫播种苗的地径生长规律和苗高都呈“慢-快-慢”变化,在生长初期生长较慢,7~9月份生长明显加快,之后生长又逐渐减慢,直到11月26日地径停止生长。

2.2.1 地径生长过程拟合 根据表2金黄熊猫播种苗的地径生长变化情况,用Logistic曲线方程拟合金黄熊猫播种苗的地径生长量与生长天数,具体回归方程见公式(3):

y=6.066/(1+e3.378-0.031x),R2=0.998,P<0.01

(3)

通过显著性检验可知,金黄熊猫播种苗地径生长量与生长天数也存在非线性回归,说明模拟Logistic曲线与实际测量曲线符合程度较高,用回归值推测实际值具有较高的准确性。金黄熊猫播种苗的地径生长曲线拟合情况见图2,地径拟合生长曲线和实际观测生长曲线基本吻合,表明两者的生长曲线拟合度非常高,因此用Logistic曲线方程较适合拟合金黄熊猫播种苗的地径生长曲线。

表3 金黄熊猫播种苗地径生长量的变化情况

2.2.2 地径生长动态分析 将回归方程两边对x二阶求导,可得地径日生长量的变化速率曲线,令方程等于0,可得地径日生长量最大的时间值,即x=a/b=109 d。三阶求导,令方程等于0,可得苗高日生长量变化速率最快的2个点x1、x2,分别是生长初期到速生期、速生期到生长后期的分界点,x1、x2之间是速生期。通过计算可得x1=(a-1.317)/b,x2=(a+1.317)/b,代入a、b求得x1=66 d,x2=152 d。

根据图2可得,金黄熊猫播种苗地径生长期呈“S”型曲线,根据方程计算,结合实际观测,金黄熊猫播种苗地径生长期可分为出苗期、生长初期、速生期和生长后期。金黄熊猫播种苗地径在出苗66 d开始进入生长速生期,比苗高早9 d进入速生期,速生期持续时间为90 d,占总生长时间的35.71%,净生长量占总生长量的63.94%,在生长151 d开始进入生长后期,比苗高晚2 d进入生长后期(表4)。

表4 金黄熊猫播种苗地径生长期的划分

图2 地径生长曲线的拟合情况

3 讨论与结论

植物苗木生长规律由过去的定性研究发展到现在的定量的数学模拟[10]。金黄熊猫播种苗高和地径生长期呈“S”型曲线,通过Logistic曲线方程拟合金黄熊猫播种苗高和地径生长曲线,回归性达到极显著水平,说明Logistic曲线方程适合拟合金黄熊猫生长曲线,可以用该方程准确地估测金黄熊猫播种苗高和地径生长变化,从理论上指导育苗实践[11]。

根据Logistic曲线方程计算结果,结合实际观测,可以将金黄熊猫播种苗高和地径生长期分为出苗期、生长初期、速生期和生长后期。金黄熊猫播种苗高在出苗第79天开始进入生长速生期,速生期持续时间为75 d,9月14日开始进入生长后期。地径在出苗第66天开始进入生长速生期,持续时间为90 d,9月14日开始进入生长后期。地径的速生期比苗高提前,这与邓绍勇[12]、黄家滂[13]、张琰[9]等的研究结果一致。

金黄熊猫播种苗高和地径的速生期生长时间大约占总生长时间的30%,生长量却占总生长量的60%以上,所以速生期是树木生长的关键时期[14]。根据生长期的划分,加强金黄熊猫育苗期的管理。生长初期,及时除草并追施复合肥,以促进根系生长;速生期,应加强水肥管理,以施用氮肥为主,促进苗木的快速生长;生长后期,施用磷肥、钾肥,促进苗木木质化,从而提高其抗性。

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