小叶红豆种苗质量分级研究※

●唐健民 秦惠珍 梁 慧 韦 霄

（1.广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所 广西 桂林 541006；2.鹿儿岛大学 大学院联合农学研究科 日本 鹿儿岛 890-0065；3.广西大学林学院 广西 南宁 530004；4.广西师范大学生命科学学院 广西 桂林 541006）

小叶红豆（Ormosia microphyllaMerr∙ et L∙ Chen）是豆科红豆属植物，灌木或乔木，高3～10 m；树皮灰褐色；心材深紫红色至紫黑色，纹理通直，材质坚重，为优良珍贵用材，是制高级家具及美术工艺品的优良材料[1]。2021 年列入国家Ⅰ级野生保护植物，产于中国广西（南部和东部）、贵州（东南部）、湖南、江西。由于小叶红豆，又称“紫檀木”，十分珍贵，采伐盗挖严重，大树已很少见，且其种子萌发困难，天然状态下更新不良，已逐渐陷入濒危状态[2-3]。因此制定出小叶红豆种苗的质量分级标准，增加其规范化生产的可行性，更有效地推进小叶红豆的保护及相关行业大规模产业化进程。本文采用相关分析-K值聚类分析的方法对1 年生小叶红豆实生种苗进行质量分级，为小叶红豆规范化、规模化生产提供保障，为制定国家小叶红豆种苗标准奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地在广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所，位于25°01' N，110°17' E，属于中亚热带季风气候，海拔约180 m，全年平均气温约19∙2℃。

1.2 种苗质量相关指标的测定

本实验采用1 年生小叶红豆种苗50 株。分别测定每株小叶红豆种苗的株高、冠幅、地径、叶片数、根长、根粗、地上鲜重、地下鲜重。地径测定采用游标卡尺测量苗木地际直径，即苗干基部土痕处粗度； 株高测定采用卷尺测量自地径至顶芽基部的苗干长度；根长用卷尺测量自根茎基部到最长根须末端的长度；根粗用游标卡尺测量根基部粗度；用电子秤称量地上地下鲜重。

1.3 种苗质量分级

本文采用主成分分析——K-聚类分析法对种苗进行分级。采用SPSS Statistics 26 对各小叶红豆种苗的株高、冠幅、地径、叶片数、根长、根粗、地上鲜重、地下鲜重等8 个测量数据进行相关分析与主成分分析，确定主成分，并对种苗进行K-聚类分析，得到小叶红豆种苗聚类结果，结合实际情况制定小叶红豆种苗分级标准。

2 结果与分析

2.1 1 年生小叶红豆种苗的统计描述

对1 年生小叶红豆种苗的测定结果进行统计学描述，结果见表1。

表1 1 年生小叶红豆种苗的统计学描述

由表1可知，株高10∙00～25∙00 cm，地径1∙94～3∙66 mm，冠幅3∙85～6∙12 cm，叶片数13～31；根长7∙50～16∙00 cm，根粗2∙23～3∙22 cm，地上鲜重0∙60～2∙00 g，地下鲜重0∙20～0∙90 g。变异系数从高到低依次为地上鲜重＞地下鲜重＞根长＞株高＞叶片数＞地径＞冠幅＞根粗。

2.2 1 年生小叶红豆种苗主要参数相关性分析

对1 年生小叶红豆种苗各指标进行相关分析，结果见表2。

表2 1 年生小叶红豆种苗质量指标的相关分析

由表2 可知，株高、冠幅、地径、叶片数、地下鲜重、地上鲜重6 种参数显著相关（P＜0∙01），且相关性具有统计学意义，说明株高、冠幅、地径、叶片数、地下鲜重、地上鲜重6 个指标可以真实反应出种苗质量信息，具有代表性。

2.3 1 年生小叶红豆种苗主成分分析

对1 年生小叶红豆种苗进行主成分分析，结果见表3。

表3 1 年生小叶红豆种苗主成分变量解释

由表3 可知，株高、冠幅、地径、叶片数4个主成分累积方差贡献率达到了100%，故可认为这4 个主成分可代表全部指标信息。结合相关分析结果，确定选用株高、冠幅、地径、叶片数4 个指标进行聚类分析。

由表4 主成分矩阵内的数据计算获得的特征根，可以得到以下主成分公式：

表4 主成分的特征根

F1=株高×0∙953+地径×0∙799+冠幅×0∙957叶片数×0∙703。

因此，种苗评价因子F 计算公式为：

F = F1×0∙85 279。

计算所有种苗的评价因子F，并采用 K-聚类分析分为二等。

2.4 1 年生小叶红豆种苗的聚类分析

对1 年生小叶红豆种苗的株高、地径、冠幅3 个指标进行聚类分析，结果见表5 和表6。

表5 2 年生小叶红豆种苗聚类分析结果

表6 主成分分析结合K-聚类分析所得分级标准

由表可得出各级种苗标准如下：一级种苗株高≥19∙56 cm，地径≥3∙42 mm，冠幅≥5∙40 cm，叶片数≥28∙00；二级种苗株高≥12∙24 cm，地径≥2∙58 mm，冠幅≥4∙28 cm，叶片数≥20∙10。若其中株高、地径、冠幅、叶片数中一项未达到标准，或所有指标中多项未达到标准，则降低一级。

3 讨论与结论

近年来，种苗分级标准多采用主成分因子结合K-聚类分析法和标准差法对种苗质量进行分级[4-5]。通过对种苗主要农艺性状进行测定，株高和地径是种苗质量优劣的直观体现；根长是根系发达程度的体现，决定了栽植后对土壤中水分和营养物质吸收能力强弱；冠幅和叶片越多影响植株成活以后光合作用强弱。因此，选用这几个典型的农艺性状作为指标结合K-聚类分析制定种苗的分级标准，能达到简便、高效和易操作的目的。在最终分级标准中：1 年生小叶红豆种苗中一级种苗株高＞19∙56 cm，地径＞3∙42 mm，冠幅＞5∙4 cm，叶片数＞28 张；二级种苗株高12∙24～19∙56 cm， 地 径2∙58～3∙42 mm， 冠 幅4∙28～5∙40 cm，叶片数20∙10～28∙00 张。种苗等级划分的结果将为小叶红豆栽培标准化和小叶红豆产业规范化提供科学依据与指导。