张孟亮， 彭 超， 彭凌云， 杨 明， 刘玉平， 何珊珊， 艾文胜
(1. 永州市林业科学研究所， 湖南 永州 425000；
2.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004)
苗木是人工造林的基础，优质的苗木不仅能显著提高造林成活率，同时能保证造林植株的整齐度和生长量，减少个体生长分化[1]。确定性状评价指标及标准是对苗木质量评价的关键[2-4]。目前，已针对不同的苗木品种开展了质量评价的报道[5-6]。所涉及的指标一般包括形态和生理两个方面，形态指标主要包括苗高、地径、顶芽状况、病虫害发生率、物理损伤情况等[6-8]；
而生理指标主要包括光合效率、有机物质储量、根生长潜力、植株水势等[9]。形态指标由于操作简单被广泛应用于生产实践，然而在实践过程中，生理指标并不适用，因此多数研究仍以形态指标为主。
苗木质量分级的方法主要有国家标准分级方法、聚类分析法、主成分分析法、标准差法、综合应用分析法5种常用的方法[4]，其中国家标准分级方法及其过程较繁锁，主成分分析法、聚类分析法、综合应用分析法相对简单但专业性较强，标准差法尽管精度不够，但操作简单易掌握，因此在基层科技人员中广泛使用[10]。目前，我国已建立了国家标准《主要商品竹苗质量分级》GB/T 35242-2017，该标准主要从母株株数、年龄、土球直径、健壮芽数、保留枝叶和起苗时间6个方面进行了详细的等级划分，为竹苗质量分级提供了指标参考，但所涉及的质量分级指标具体到单一竹种时可能存在很大的质量差异。本研究旨在通过1年生阔叶箬竹容器苗开展苗木质量评价研究，为阔叶箬竹良种苗木出圃提供分级标准指导。
1.1 试验地概况
试验地位于湖南省株洲市炎陵县十都镇青石岗村。该村地理坐标为114°1′—114°3′ E，26°31′—26°33′ N，平均海拔636 m。属亚热带季风湿润气候，无霜期288 d，年平均温度12.1～17.2 ℃，平均太阳辐照度86.6～105.0 kcal·cm-1，平均降雨量1 761.5 m。该地区土壤为典型的黄棕壤，土层深厚但石砾含量较高，土壤呈弱酸性。试验苗圃地位于16年生厚朴(Magnoliaofficinalis)人工林林下，林分平均郁闭度0.90，厚朴株行距2 m× 3m，林分平均高度9.6 cm，平均胸径7.9 cm，能为容器苗生长提供必要的遮光降温条件。
1.2 育苗方法
1.2.1 供试材料 采用黑色聚乙烯塑料材质的营养杯，高15 cm×直径18 cm。营养基质肥由湖南农业大学湘晖农业技术研究所提供，基质肥pH值 5.5～7.0，有机质含量≥20%。
1.2.2 分株育苗 选择土壤条件良好的林地表土(0～10 cm土层)破碎后建堆，与营养基质肥按体积比1∶1混合均匀备用。将阔叶箬竹按照每盆种植2株，育苗时将采挖的苗木用枝剪截秆和剪除所有枝叶，保留2节，剪除多余鞭根，保留母株鞭长15 cm。打泥浆后移植入营养杯中后压实，整齐摆放于苗圃地中，最后浇定根水。在生长期加强除草、浇水和除虫管护。
1.3 数据采集与分析
以1年生阔叶箬竹分株扩繁容器苗为研究对象，在苗圃地随机抽取500株，调查其新叶数(LN)、新竹数(BN)、鞭径(RD)、鞭长(RL)和萌鞭数(RN)，其中新叶以叶片展开为标准；
新竹以出土为标准；
鞭径以接近萌鞭基部测定。然后从母株基部剪断所有新鞭根，放入自封袋中带回实验室，在65 ℃恒温干燥箱中烘干至恒重，称取后作为鞭根生物量。
鞭径比(LDR)=RL/RD
(1)
鞭总生物量(RTB)=∑RB
(2)
式(1)(2)中，RB为单鞭生物量。
采用因子分析与标准差法相结合的方法。在因子分析之前，首先对样本数据进行KMO检验和Bartlett’s 球形检验。KMO检验用于检查变量间的相关性和偏相关性，取值范围0～1，值越接近于1.0说明变量的相关性越高，因子分析的效果越好。一般而言，KMO值>0.7时效果比较好；
当KMO值<0.5，则不适合采用因子分析，需重新考虑变量结构。Bartlett’s 球形检验用于检验变量各自是否独立，若拒绝原假设，则说明可以做因子分析，若不拒绝原假设，则说明这些变量可能独立提供一些信息，不适合做因子分析。Bartlett’s 球形检验的P值<0.05，则数据呈球形分布，变量可用于因子分析。
数据采用Excel 2010软件对性状进行统计，SPSS 21.0 软件进行相关性分析、因子分析。
2.1 容器苗性状描述统计
对1年生阔叶箬竹容器苗的新竹、新叶和新鞭性状进行描述统计，结果表明，平均新叶萌发数量(LN)18.62片·株-1，新竹萌发数(BN)为1.36株·盆-1。而地下鞭根性状中，平均鞭径(RD)为2.85 mm、鞭长(RL)29.8 cm、萌鞭数量(RN)为1.54鞭·盆-1，鞭径比(LDR)和鞭总生物量(RTB)则分别为124.1和4.08 g·盆-1(见表1)。从标准误差可知，个体间性状差异较大，这可能与母株个体间性状差异大密切相关。
表1 1年生容器苗生长性状描述统计
2.2 容器苗质量评价指标的相关分析
从表2可知，新叶与新鞭生物量(R2=0.343)、萌鞭数有极显著正相关性(R2=0.219)，叶片越多，光合作用效率越高，能够提供了萌鞭的营养更多，从而促进萌鞭生长。新竹数仅与鞭径比有正显著相关性(R2=0.185)，与鞭径和鞭长并没有显著相关性(RRD2=-0.116；
RRL2=0.086)，这可能与调查时间限制有关，在调查期间萌鞭主要以生长为主，鞭径仅与鞭径比有极显著负相关(R2=-0.312)，而鞭长则与此相反(R2=0.245)。萌鞭数量与鞭总生物量有显著正相关关系。
表2 容器苗性状间的Spearman相关性分析
2.3 容器苗质量评价指标的因子分析
使用因子分析方法进行计量分析前，首先对样本分析采用此方法的可信度进行检验。从 KMO 和 Bartlett’s 球形检验结果来看，KMO值为0.583>0.5，表明可做因子分析，而Bartlett’s 球形检验系数为0.000，代表拒绝检验的零假设，表明适合进行因子分析。综合认为，可以用以下几种指标对表述容器苗质量效果理想。因子分析结果表明，鞭径比、鞭根生物量的贡献率分别是34.09%、27.97%，二者的累计贡献率为62.06%，其次为RL11.59%和RN9.63%(见表3)。因此，将鞭径比和鞭总生物量可用于定义 1年生阔叶箬竹容器苗苗木分级的指标。
2.4 苗木质量分级
采用平均值±标准差法对LDR和RTB进行分级，并对苗木比例和两个分级指标进行统计分析(见表4)。结果表明，鞭总生物量以5.95 g和3.21 g为分级标准，而鞭径比则以189.86和78.5为分级标准。对苗圃地的分级后得到容器苗木的各级的占比，其中以Ⅱ级苗木占比最高，达到62%，Ⅰ级苗次之，为26%，Ⅲ级苗最少，为12%，综合Ⅰ级苗和Ⅱ级苗的比例达到了88%，说明1年生阔叶箬竹容器苗品质较优良。统计各级苗木的鞭总生物量和鞭径比发现，鞭总生物量在各级间差异显著，其中Ⅰ级苗达到8.59 g·盆-1，为Ⅱ级苗的2.14倍，Ⅰ级苗的3.56倍；
鞭径比在各级间有显著差异，其中Ⅰ级苗的鞭径比达到了234.04，为最小的Ⅲ级苗的4.29倍。整体上而言，合格苗木达到88%，占比高，说明绝大多数苗木可在第二年出圃造林。
表3 阔叶箬竹容器苗不同性状的特征值、贡献率和累计贡献率
表4 1年生阔叶箬竹容器苗分级标准及等级间的植株评价
尽管RTB和LDR两个指标用于苗木分级标准较为准确，但在生产应用上较为繁琐，且对苗木的破坏性较大，不利于在实际生产中推广。从表3可知，鞭根的长度(RL)和萌鞭数(RN)为仅次于鞭径比和鞭根生物量的两个重要指标，因此，本研究尝试以该两种指标划分。结果表明，采用RL和RN两个指标划分，其Ⅰ级苗数量有所下降，Ⅲ级苗数量有所上升，Ⅱ级苗的占比变化不大，Ⅰ级苗和Ⅱ级苗的占比达到了71%。说明尽管RL和RN在苗木质量评价上不如RTB和LDR，但与后者在反映苗木质量上具有很高的相似性。
(1)苗木质量评价为反映苗木生长活力的重要手段，在生产实践中具有重要意义。一般而言，选择的指标越多所反映的苗木信息也越全面[11]。周新华等[9]认为，形态指标无法全面客观反映苗木生命力强弱，需结合生理指标进行综合评价。但生理指标的检测存在诸多限制，并不适用于实际生产，因此，本研究主要选择形态指标进行评价。相关性结果表明，阔叶箬竹新叶与新鞭生物量、萌鞭数有极显著正相关性，说明新叶数量与新鞭生长具有协同促进作用，叶片是植物体通过光合作用合成有机物质的重要场所，叶片数的增多意味着单位有机物质的生产效率提高，能够提供给植株萌鞭充足的有机碳和内源生长激素，加快其生长[12-13]。但新竹数与鞭径、鞭长并没有显著相关性，而与鞭径比有正相关关系，这可能与新鞭鞭径差异不显著有关，研究一定程度上反映了新竹与鞭径间的关系。
(2)性状间相互关联，所反映的苗木信息也相互重叠，因此，一般选择1～2种指标用于反映苗木质量。按照生产实际苗木的分级原则，可将阔叶箬竹苗木分为3 级，其中Ⅰ级苗和Ⅱ级苗为合格苗；
Ⅲ级苗为不合格苗，需留圃继续培育[14-15]。本研究中的因子分析表明，鞭径比、鞭根生物量累计贡献率为62.06%，可将长径比和鞭总生物量定义 1年生阔叶箬竹容器苗苗木分级的指标。可见，鞭根生长性状是分株移植容器苗质量分级的重要指标。其中鞭总生物量以5.95g和3.21g为分级标准，而鞭径比则以189.86和78.5为分级标准将苗木划分为3级。统计发现，苗圃地内的阔叶箬竹Ⅰ级苗占比为26%，Ⅱ级苗62%，Ⅲ级苗最少，占比为26%，且各级之间两种划分指标均有显著或极显著差异。按照前面所述的分级标准，Ⅰ级苗和Ⅱ级苗的比例达到了88%，表明该苗圃地的苗木品质良好，基本达到了出圃的要求。
(3)总生物量与单鞭生物量和萌鞭数量密切相关，而单鞭生物量与鞭长呈显著正相关，容器苗鞭径变化较小。尽管鞭长和萌鞭数在反映苗木质量上不如鞭径比和鞭根生物量，但前者具有不伤害苗木、分级效率高等优点，且在实践中更易操作，建议作为实际生产实践中的分级指标。
苗木质量分级为人工造林环节的重要环节之一，造林后苗木的生长效果为检验苗木质量的最终目标。本研究仅对1年生阔叶箬竹容器苗的质量进行了初步评价，筛选出鞭生物量和鞭径比两个指标，但通过该指标评价下的苗木造林效果并没有进一步探讨，有必要针对分级目标苗木开展造林试验，检验该评价体系的可靠性。
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