福建省红锥苗木质量分级标准

吴 炜

(福建省永安林业(集团)股份有限公司，福建 永安 366000)

红锥(Castanopsishystrix)为我国南方地区珍贵阔叶乔木用材树种，具有生长速度快、木材经济效益好等特点[1-3]，在两广、闽、浙等省份常被作为建设速丰林基地或木材战略储备的重要树种[4]，已有研究显示其与杉木[5]、马尾松[6]、桉树[7]等树种混交造林均能产生良好效果，能够兼顾经济效益与生态效益，深受林业从业者及相关企事业单位的欢迎。早期红锥主要栽培区集中在闽中、闽南地区[8-9]，但随着近年来的发展，福建省内红锥栽培面积逐年递增，现已几乎遍布全省各地。

种苗是造林的物质基础，繁育良种优苗并用于造林生产是培育高效人工林、乃至实现林业现代化的必要条件。2010年之前红锥种苗长期存在良莠不齐且缺乏定量的评价标准，严重制约着红锥人工林的质量和种植效益。福建省林木种苗科技攻关项目“红锥良种选育与繁育技术研究”自2012年启动以来，项目组开展专项种苗繁育技术研发，对历年来收集的福建省内外红锥种质材料的苗期进行测定，定量化制定出适合福建省造林的苗木质量要求，对福建省内红锥种苗质量的控制及红锥人工林培育成效的提升具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 基础材料

基础数据来源于永安林业(集团)股份有限公司种苗中心、仙游满光花木苗圃专业合作社、华安金山国有林场等2012—2017年间繁育的1年生苗木调查数据；种质材料来自福建省华安、安溪、南靖、漳平、云霄等地初选的红锥优树子代和广东、广西等地引进的优良种质材料，总计203个家系，培育的苗木均为容器苗，苗木生长数据见文献[10-13]。

1.2 苗木调查测定

种子千粒重测定：播种前在室内使用天平进行称重；苗木主要性状调查测定：每年3月底出圃前，采用朱炜等[10]的方法对1年生苗木的苗高、地径、生物量比(地上部鲜重/地下部鲜重)、根幅比(侧根宽度/主根长度)、成苗率(调查的成苗数量/调查总株数)等性状指标进行调查和统计。

1.3 数据处理统计方法

苗木质量主要性状指标分析：采用主成分分析方法对苗木地径、苗高、生物量比、根幅比、成苗率、种子千粒重6个指标提取主成分，并进一步采用多维标度分析法[14-15]确定容器苗主要质量性状指标。苗木质量分级标准的定量化计算：对苗高、地径测定数据采用极差法进行标准化，采用涂利华等[16]的方法，运用聚类分析中的K-mean聚类-欧氏距离法计算3个级苗木(Ⅰ级苗、Ⅱ级苗、不合格苗)的质量分级标准。整个过程均采用SPSS 20.0统计软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 影响苗木质量的主要性状分析

一般来说，调查指标越多，获得有关苗木的信息就越多，越能完整反映苗木的质量。但在苗木出圃时，测量所有苗木的各项指标难度较大，特别是一些有关根系生长量、生物量以及生理生化的相关指标更是不可能全部调查，因此在制定分级标准时，选出的指标不仅需要能够较大程度反映苗木质量，还需要具备方便测量的特点，这样才能应用于生产实践。为筛选可以较大程度体现苗木质量的主要性状，采用主成分分析方法对红锥203个家系的1年生苗木的地径、苗高、生物量比、根幅比、成苗率、种子千粒重6个指标进行计算，结果见表1。

表1 苗木各项指标主成分分析结果

图1 多维空间尺度图

由表1可知，主成分1和主成分2的累计贡献率达到83.809%，高于80%，基本可以反映苗木质量的信息。由2个主成分中各项指标对应特征向量可知，第1主成分中苗高、地径、生物量比负荷量较大，其次是种子千粒重，说明红锥苗期个体差异主要是苗高、地径、生物量比决定的。第2主成分的因子负荷量主要是根幅比，体现了苗木根系形态对苗期差异也有影响。

2.2 苗木分级性状指标的选定

结合上述主成分分析结果，采用多维标度法对各项指标进行降维处理，进一步筛选主要性状指标，结果见图1。由图1可看出6个指标的信息关联情况，地径、生物量比、根幅比和苗高4项指标位置较为接近，说明这些指标相互间相似性强；而千粒重和成活率2项指标分别位于维数1的左侧和上侧，与其它4个指标离得较远，相似性弱。结合主成分分析结果可知，苗高、地径、生物量比、根幅比4个指标能够较好地反映不同苗木的差异性。

苗木分级性状因子的选定，在多维尺度分析的基础上，选择苗高、地径、生物量比、根幅比4个指标作为评价因子，对1年生不同家系苗的苗高、地径、生物量比和根幅比4个指标进行方差分析，结果(表2)显示，不同家系的苗高、地径、生物量比3项指标均差异显著或极显著，根幅比差异不显著。4个因子中苗高和地径F值排名第一和第二位，所占的比重达80.33%～91.96%；根幅比所占的比重只有1.37%～2.91%，或许是容器袋的原因造成；而生物量比所占比重不高且育苗生产上测定手续繁琐而通常难以做到。因此，选择苗高和地径作为红锥容器苗质量分级指标。

表2 评价因子方差分析结果

2.3 红锥苗木质量分级标准的定量化

地径和苗高2项指标的单位存在差异，因此需要对203个家系的苗木苗高、地径数据进行极差标准化转换。运用聚类分析求得每个样本与3个级别苗木(Ⅰ级苗、Ⅱ级苗、不合格苗)凝聚中心的距离，然后用最小距离法进行判别，聚类分析结果见表3。

表3 苗木性状各级聚类分析结果

表4 各级别苗木下限标准计算参数

经过计算Ⅰ级苗下限值苗高为35.20 cm，地径为0.30 cm；Ⅱ级苗下限值苗高为25.35 cm，地径为0.21 cm。为提高该分级标准在生产中的实用性，因此将苗木地径、苗高的各级别分界值临界值的苗高和地径值调为整5和整10位，得出红锥苗木分级标准，见表5。

表5 红锥苗木质量分级指标

3 小结

采用主成分和多维尺度分析法对历年来繁育的红锥1年生容器苗的地径、苗高、生物量比、根幅比、成苗率、种子千粒重6个指标的数据进行统计分析，显示影响苗木质量的主要性状指标是苗木地径、苗高、生物量比、种子千粒重。选用这4个性状指标进一步对不同种质材料的苗木质量差异进行方差分析，结果表明，苗高、地径、生物量比在苗木个体间的差异均达到极显著水平。根据方差分析的差异显著性水平并结合苗木繁育生产实际，选定苗高和地径作为红锥容器苗质量分级的性状指标，采用聚类分析和最小二乘法，计算得出Ⅰ级苗质量标准为：苗高≥35 cm，地径≥0.30 cm；Ⅱ级苗标准为苗高≥25.0 cm，地径≥0.20 cm。

本研究制定苗木分级标准的资料来源于多年来项目组在永安、仙游、华安3个苗木繁育基地进行多批次种质材料繁育的苗木调查测定数据，样本数据具有较强的广泛性、代表性和可靠性，研究得出的影响苗木质量的主要性状指标可为红锥良种选育中的苗期变异规律研究和苗期良种初选及苗木繁育生产上的苗木质量管理提供依据；制定出的苗木质量分级标准为福建省红锥良种优苗的选择提供评价依据。2017年该标准已经审定并发布实施，在生产上得到广泛应用。当然，随着良种选育研发的进程，新优品种不断推出及育苗新技术的改进与应用，苗木分级标准也应在应用中不断验证与实时修订，使之更好地服务于生产。