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      贛南八角容器苗苗木分級研究

      2017-07-10 19:12:59江軍孫永福邱苗苗李石華諶九大劉蕾江民
      安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017年4期
      關(guān)鍵詞:聚類分析

      江軍 孫永福 邱苗苗 李石華 諶九大 劉蕾 江民

      摘要 [目的]建立贛南八角1年生容器苗分級標(biāo)準(zhǔn)。[方法]以苗高和地徑為分級質(zhì)量指標(biāo),采用逐步聚類分析方法,對八角1年生容器苗苗木分級標(biāo)準(zhǔn)進行研究。[結(jié)果]八角1年生容器苗木的3級分級標(biāo)準(zhǔn)為 Ⅰ 級苗:苗高≥19 cm,地徑≥0.25 cm;Ⅱ 級苗:15 cm≤苗高<19 cm,0.20 cm≤地徑<0.25 cm;Ⅲ 級苗:苗高<15 cm,地徑<0.20 cm。[結(jié)論]該研究可為贛南八角苗木生產(chǎn)中的質(zhì)量判別和分級提供科學(xué)依據(jù)。

      關(guān)鍵詞 八角;容器苗;苗木分級;聚類分析

      中圖分類號 S723.1 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611(2017)04-0163-03

      Study on Grading Standard of Seedling Quality of Container Seedlings of Illicium verum Hook .f.in Southern Jiangxi Province

      JIANG Jun1,SUN Yong-fu2,QIU Miao-miao1,JIANG Min4* et al (1.Quannan County Forestry Bureau in Jiangxi Province,Quannan,Jiangxi 341800;2.Planing Institute of Forestry Investigation of Ganzhou City in Jiangxi Province,Ganzhou,Jiangxi 341000;4.Quannan County Xiaoyedon Forestry Farm in Jiangxi Province,Quannan,Jiangxi 341800)

      Abstract [Objective] To establish grading standard of 1-year-old container seedlings of Illicium verum in southern Jiangxi Province.[Method] Adopting the method of cluster analysis,classification of 1-year-old container seedlings of I.verum was discussed with seedling height and basal diameter as the index of seedling quality.[Result] Three grading standards were proposed as following:grade Ⅰ:seedling height≥19 cm,basal diameter ≥0.25 cm;grade Ⅱ:19 cm >seedling height ≥15 cm,0.25 cm>basal diameter≥0.20 cm;grade Ⅲ:seedling height<15 cm,basal diameter<0.20 cm.[Conclusion] The study can provide a scientific basis for quality judgment and classification in production of I.verum in southern Jiangxi Province.

      Key words Illicium verum Hook .f.;Container seedling;Seedling grading;Cluster analysis

      八角(Illicium verum Hook .f.)屬于八角科常綠喬木,分布于我國廣西、云南等省區(qū),其樹干筆直修長,木材優(yōu)良,為高檔家具的良好用材,也是不可多得的風(fēng)景和園林綠化樹種,八角果和八角茴香油是優(yōu)良的調(diào)味、化妝香料和醫(yī)藥原料[1-2]。自20世紀六、七十年代贛南開始引進、種植八角以來,經(jīng)過50余年的發(fā)展,已在各縣廣泛種植。但因贛南與廣東、廣西、云南八角原生境氣候條件有差異,廣東、廣西、云南等地的八角苗苗木質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不適宜在贛南應(yīng)用。筆者通過對八角容器苗木的質(zhì)量分級進行研究,提出分級標(biāo)準(zhǔn),旨在為贛南八角苗木生產(chǎn)中的質(zhì)量判別和分級提供參考。

      1 材料與方法

      1.1 試驗地概況

      試驗地位于江西省全南縣江西高峰生態(tài)農(nóng)林開發(fā)有限公司崗背村基地,地理位置114°31′43″ E,24°42′38″ N , 屬亞熱帶季風(fēng)型氣候類型,年平均氣溫18.2 ℃,極端最低氣溫-7.9 ℃,最冷月平均氣溫8.2 ℃,極端最高氣溫38.6 ℃,年平均氣溫16.0~19.0 ℃,年平均降水量1 695 mm,年平均無霜期301 d。土壤為紅壤,呈酸性。

      1.2 試驗材料

      供試八角種子采自贛南上猶縣、全南縣等地。于2014年1月對八角進行消毒處理,首先播種在沙床中,待幼苗長出真葉時,在遮陽70%的大棚中進行芽苗移栽育苗,塑料容器杯規(guī)格為10 cm×12 cm。

      1.3 調(diào)查方法 根據(jù)容器苗木質(zhì)量一般測定標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合生產(chǎn)上的應(yīng)用實際,以苗高、地徑作為1年生八角容器苗苗木的分級指標(biāo),開展苗木分級研究。2015年3月在苗圃采用雙隨機法進行抽樣,共抽測苗木100株,實測地徑、苗高。采用聚類分法確定苗木分級標(biāo)準(zhǔn)。

      1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

      采用逐步聚類分析[3-7]的方法,用歐氏距離公式計算苗木之間的距離,以此來劃分其相似程度,距離越小則其相似程度越大,從而提出八角1年生容器苗苗木的分級標(biāo)準(zhǔn)。歐氏距離公式:

      dij=nk=1(xik+xjk)(1)

      式中,i、j 表示苗木抽樣數(shù),n表示分級指標(biāo)數(shù)量。

      該研究僅采用苗高和地徑2個分級指標(biāo)(n=2),將式(1)變?yōu)椋?/p>

      dij=(Hi+Hj)+(Di+Dj)(2)

      式中,H為苗高,D為地徑。

      1.4.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。

      對測量的地徑和苗高進行標(biāo)準(zhǔn)化計算,公式如下:

      Zij=[Xij-Xi(min)]/[Xi(max)-Xi(min)](3)

      式中,Zij為標(biāo)準(zhǔn)化值,j為所觀測的樣苗號(1,2,3,…,100),i為地徑或苗高的測量指標(biāo)值,Xi(min)、Xi(max)分別為地徑或苗高測量的最小值、最大值[8]。

      1.4.2 臨界值的確定。

      逐步聚類分析的分級結(jié)果是各級苗木在以該級凝聚中心為圓心,以d為半徑的圓內(nèi)[6],各等級苗木的凝聚中心為其平均值。凝聚中心(XI)與下限距離(d)的計算式如下:

      d=KS2H標(biāo)+S2D標(biāo)(4)

      式中,S2H標(biāo)為苗高標(biāo)準(zhǔn)化值的標(biāo)準(zhǔn)差;S2D標(biāo)為地徑標(biāo)準(zhǔn)化值的標(biāo)準(zhǔn)差。

      計算下限臨界值HⅠ下、DⅠ下,如圖1只需求出x、y即可。公式為:

      x=d2/[1+(DIHI)2](5)

      y=DI×x/HI(6)

      計算出x、y后,即可得(HⅠ下、DⅠ下),HⅠ下=HⅠ-x,DⅠ下=DⅠ-y。

      將HⅠ下、DⅠ下代入式(3)后可求得苗木 Ⅰ 級苗下限臨界值,Ⅱ 級苗下限值計算方法相同。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 苗木調(diào)查精度

      按吳菊英[9]的苗木調(diào)查數(shù)量和苗木分級指標(biāo)方法,八角1年生容器苗高測量的變動系數(shù)(22.50%)小于地徑測量的變動系數(shù)(27.68%),按地徑變動系數(shù)需調(diào)查株數(shù)為89株,即可達到90%的可靠性和95%的精度,因此

      試驗調(diào)查株數(shù)達到精度要求。

      2.2 苗木分級標(biāo)準(zhǔn)

      2.2.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。

      計算出苗高和地徑標(biāo)準(zhǔn)化值后,按其標(biāo)準(zhǔn)化值的和標(biāo)(標(biāo)=D標(biāo)+H標(biāo))進行降序排列,結(jié)果見表1。由表1可知,苗高、地徑標(biāo)準(zhǔn)化值的和最大為56號樣株,為1.65;最小為67號樣株,僅0.03,二者相差1.62,差異較大。

      2.2.2 初始分級。

      按表1中各樣苗的∑標(biāo)值,在一維坐標(biāo)上進行排序,在小群距離較明顯的地方,將它們分為3 群(即3 級),以完成苗木的初始分級。Ⅰ 級苗樣苗號:21、100、23、47、54、91、25、38、88、97、40、90、35、46、95、6、19、27、92、93、12、26、68、89、31;Ⅱ 級苗樣苗號:52、59、13、76、34、48、61、3、28、53、77、22、37、60、5、57、9、70、87、39、24、81、85、29、8、75、66、32、49、65、1、69、30、55、44、96、20、80;Ⅲ級苗樣苗號:72、58、50、51、86、45、62、83、43、98、42、73、79、94、74、64、2、15、99、14、16、78、71、84、36、63、4、33、10、11、41、82。

      2.2.3 校正分級。

      為了避免苗木初始分級中的人為錯誤,采用最短距離法對其進行修改校正。分別計算各級苗高、地徑標(biāo)準(zhǔn)化值的平均值,并以平均值作為該級的凝聚中心,計算各樣苗與相鄰凝聚中心的距離d,根據(jù)樣苗與凝聚中心最矩距離判斷級別(最短距離法)。每次修改后,如有變化,需按新的分級重新計算凝聚中心和距離。如此反復(fù)進行,直到?jīng)]有變化,分級結(jié)束[10-11]。

      初次分級時八角容器苗木的各級凝聚中心為:XⅠ1(0.64,0.58)、XⅡ1(0.37,0.38)、XⅢ1(0.15,0.20)。進行第2次修正時記為XⅠ2、XⅡ2、XⅢ2,以此類推,如第31號樣苗的苗高、地徑標(biāo)準(zhǔn)化值分別為0.65 和0.35,與Ⅱ級苗的距離dⅡ=(0.65-0.37)2+(0.35-0.38)2=0.28,大于其與 Ⅰ 級苗的距離,dⅠ=(0.65-0.64)2+(0.35-0.58)2=0.23,因而31號樣苗應(yīng)劃為 Ⅰ 級苗。

      經(jīng)第1次修改后,若各級苗木與凝聚中心的距離不再發(fā)生變化,該次分級即為最終分級結(jié)果。

      2.2.4 臨界值的確定。

      逐步聚類分級的結(jié)果是各級苗木聚集在以該級最終凝聚中心為圓心,d 為半徑的圓內(nèi)。過大的苗木在 Ⅰ 級苗的上方,過小的苗木則在 Ⅱ 級苗的下方,因此只要求出 Ⅰ、Ⅱ級苗的下限,就可準(zhǔn)確地確定各級別的界限[11]。

      Ⅰ、Ⅱ 級苗的最終凝聚中心分別為XⅠ1(0.64, 0.58)、XⅡ1(0.37,0.38) ,經(jīng)計算,dⅠ=0.20、dⅡ=0.12,由式(5)(6)和(3)可計算得出八角容器苗的下限值為 Ⅰ 級苗:H≥18.90 cm,D≥0.25 cm;Ⅱ 級苗:H≥15.10 cm,D≥0.20 cm;Ⅲ 級苗:H<15.10 cm,D<0.20 cm。

      3 結(jié)論與討論

      采用苗高和地徑指標(biāo)對八角1年生容器苗木進行聚類分級,最終分級標(biāo)準(zhǔn)為 Ⅰ 級苗:H≥18.90 cm,D≥0.25 cm;Ⅱ級苗:15.10 cm≤H<18.90 cm,0.20 cm≤D<0.25 cm;Ⅲ級苗:H<15.10 cm、D<0.20 cm。在生產(chǎn)實踐中,苗木高度一般取cm單位的整數(shù),地徑取cm單位的小數(shù)后2位,因此,在贛南應(yīng)用八角1年生容器苗木分級指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)為 Ⅰ 級苗:H≥19 cm,D≥0.25 cm;Ⅱ 級苗:15 cm≤H<19 cm,0.20 cm≤D<0.25 cm;Ⅲ級苗:H<15 cm、D<0.20 cm。

      除苗高、地徑生產(chǎn)中常用的2個量化指標(biāo)外,出圃前苗木的頂芽、葉色、木質(zhì)化程度、病蟲害、機械損傷情況、根團發(fā)達程度都是影響苗木質(zhì)量的因素,在實際生產(chǎn)中應(yīng)作為苗木質(zhì)量分辨的參考性因素進行考慮。

      苗木質(zhì)量受各方面條件的制約,今后還需對多因子進行進一步研究,尤其是容器規(guī)格、培育基質(zhì)對苗木分級質(zhì)量的影響,并對苗木根系及其他指標(biāo)做適當(dāng)補充規(guī)定。

      八角為贛南從廣東、廣西引進的樹種,經(jīng)多年引種馴化,已基本適應(yīng)了該地區(qū)生長,但與廣東、廣西八角的生長存在差異,以上分級標(biāo)準(zhǔn)僅供對贛南地區(qū)八角的育苗、造林參考,為八角在贛南地區(qū)的規(guī)模種植提供基礎(chǔ)資料。

      參考文獻

      [1] 鄭萬均.中國樹木志:第一卷[M].北京:中國林業(yè)出版社,1983:521.

      [2] 全國中草藥匯編編寫組.全國中草藥匯編:下冊[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,1978:12.

      [3] 王印肖,田冬.苗木質(zhì)量分級與檢測方法[J].河北林業(yè)科技,2005(4):61-62.

      [4] 徐金光,解孝滿,劉和風(fēng).聚類分析法在苗木質(zhì)量分級中的應(yīng)用[J].山東林業(yè)科技,1994(4):20-21.

      [5] 應(yīng)松康,趙穎,陳斌,等.舟山新木姜子苗木分級及不同密度試驗[J].浙江林業(yè)科技,2009,29(3):80-83.

      [6] 楊斌,趙文書,陳建文,等.西南樺容器苗苗木分級研究[J].云南林業(yè)科技,2003(2):17-21.

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      [10] 徐玉梅,王衛(wèi)斌,景躍波,等.南方紅豆杉容器苗苗木分級研究[J].林業(yè)調(diào)查規(guī)劃,2008,33(1):126-129.

      [11] 方碧江.降香黃檀苗木分級標(biāo)準(zhǔn)的探討[J].福建熱作科技,2009,34(4):30-32.

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