金丝李种苗质量分级研究

陈泰国 顾春姣 余洪涛 杨一山 唐健民 邹 蓉 韦 霄

金丝李种苗质量分级研究

陈泰国1,2顾春姣1,2余洪涛1,2杨一山1,2唐健民1邹 蓉1韦 霄1

（1.广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所 广西植物功能物质研究与资源持续利用重点实验室 广西桂林 541006； 2.桂林医学院药学院 广西桂林 541004）

为了研究制定金丝李种苗质量分级标准，从而为繁育金丝李优质种苗和规范化生产奠定基础，分别采集两年生、四年生、六年生金丝李种苗各35株，在测定株高、冠幅、地径、主根长、主根粗、地上鲜重、地下鲜重、地上干重、地下干重质量指标的基础上，采用主成分分析-K均值聚类分析法对种苗进行质量分级。结果显示：两年生金丝李种苗中，Ⅰ级种苗株高≥37.00 cm，地径≥0.27 cm，冠幅≥24.82 cm；Ⅱ级种苗株高24.30 cm～37.00 cm，地径0.18 cm～0.27 cm，冠幅19.72 cm～24.82 cm。四年生金丝李种苗中，Ⅰ级种苗株高≥47.12 cm，地径≥0.48 cm，冠幅≥28.38 cm；Ⅱ级种苗株高35.36 cm～47.12 cm，地径0.45 cm～0.48 cm，冠幅25.39 cm～28.38 cm。六年生金丝李种苗中，Ⅰ级种苗株高≥77.46 cm，地径≥0.64 cm，冠幅≥40.84 cm；Ⅱ级种苗株高60.00 cm～77.46 cm，地径0.51 cm～0.64 cm，冠幅35.18 cm～40.84 cm。

金丝李；种苗；质量分级；统计描述；聚类分析

金丝李（）系藤黄科（Guttiferae）藤黄属（）常绿乔木，与格木、铁力木、枧木并称广西“四大硬木”[1]，属国家二级重点保护野生植物和濒危物种。其质地坚韧致密，耐腐、耐磨、耐水性特强[2]。金丝李主要分布于广西南部、西部、东北部和云南东南部海拔194 m～830 m坡度较陡的石灰岩地貌山地上，为石山特有树种[3-4]。金丝李分布区狭窄，零星生长，由于过度采伐，大树已很少见，且其种子萌发比较困难，天然状态下更新不良，已逐渐陷入濒危状态[5]。因而制定出金丝李的质量分级标准，增加其规范化生产的可行性，可以更加有效地推进金丝李相关行业大规模产业化进程。本文采用主成分分析-K均值聚类分析法对两年生、四年生、六年生金丝李种苗进行质量分级，旨在为金丝李规范化、规模化生产提供参考，为制定国家金丝李种苗分级标准奠定基础。

1 材料来源

本实验选用中国科学院广西植物研究所种植园两年生、四年生、六年生金丝李种苗各35株，共计140株。中国科学院广西植物研究所种植园位于北纬25°01′，东经110°17′，当地属于中亚热带季风气候，海拔约180 m，全年平均气温约19.2 ℃。

2 研究方法

2.1 种苗质量相关指标的测定

分别测定每株金丝李种苗的株高、冠幅、地径、主根长、主根粗、地上鲜重、地下鲜重、地上干重和地下干重。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，主根长用卷尺测量自根茎基部到最长根须末端的长度，主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和地上地下干重。

2.2 种苗质量分级

本文采用主成分分析-K均值聚类分析法对种苗进行分级。先采用SPSSStatistics 26对各金丝李种苗的株高、冠幅、地径、主根长、主根粗、地上鲜重、地下鲜重、地上干重、地下干重9个质量指标的测量数据进行相关性分析与主成分分析，提取出主成分，并根据结果对种苗进行K均值聚类分析，得到金丝李种苗聚类结果，结合实际情况制定金丝李种苗分级标准。

3 结果与分析

3.1 两年生金丝李种苗的质量分级

3.1.1 两年生金丝李种苗的统计描述

对两年生金丝李种苗的质量指标测定结果进行统计学描述，结果见表1。由表1可知，各指标变异程度分别为株高18.50 cm～44.50 cm，地径0.11 cm～0.47 cm，冠幅15.20 cm～34.06 cm，主根长15.00 cm～25.00 cm，主根粗0.13 cm～0.23 cm，地上鲜重2.55 g～6.83 g，地上干重2.30 g～5.80 g，地下鲜重0.97 g～3.90 g，地下干重0.70 g～2.70 g。

3.1.2 两年生金丝李种苗主要指标的相关性分析

对两年生金丝李种苗各指标进行两两相关性分析，结果见表2。由表2可知，株高、冠幅、地径三个指标两两显著相关（＜0.05），且相关性具有统计学意义，说明株高、冠幅、地径三个指标可以真实反映出种苗质量信息，具有代表性。

表1 两年生金丝李种苗的统计学描述

表2 两年生金丝李种苗质量指标的相关性分析结果

注：**表示在0.01水平下e双尾）显著相关；*表示在0.05水平下（双尾）显著相关。

3.1.3 两年生金丝李种苗主成分分析

两年生金丝李种苗主成分分析结果如表3所示。由表3可知，株高、冠幅、地径3个主成分的累积方差贡献率达到了96.253%，故可认为这3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3个指标进行聚类分析。

表3 两年生金丝李种苗主成分变量解释

3.1.4 两年生金丝李种苗的聚类分析

使用SPSSStatistics 26对两年生金丝李种苗的株高、地径、冠幅3个指标的数据进行聚类分析，结果如表4所示。由表4可得出，各级两年生金丝李种苗指标值范围如下：Ⅰ级种苗株高≥37.00 cm，地径≥0.27 cm，冠幅≥24.82 cm；Ⅱ级种苗株高24.30 cm～37.00 cm，地径0.18 cm～0.27 cm，冠幅19.72 cm～24.82 cm。若株高、地径、冠幅中有一项未达到标准，或所有指标中多项未达到标准，则降低一级。Ⅲ级种苗为不合格苗。

表4 两年生金丝李种苗聚类分析结果

3.2 四年生金丝李种苗的质量分级

3.2.1 四年生金丝李种苗的统计描述

对四年生金丝李种苗的质量指标测定结果进行统计学描述，结果见表5。由表5可知，各指标变异程度分别为株高30.00 cm～55.00 cm，地径0.20 cm～0.65 cm，冠幅16.97cm～38.34 cm，主根长20.00 cm～40.00 cm，主根粗0.21 cm～0.41 cm，地上鲜重15.54 g～22.61 g，地上干重9.70 g～14.00 g，地下鲜重3.16 g～4.61 g，地下干重2.20 g～3.10 g。

表5 四年生金丝李种苗的统计学描述

3.2.2 四年生金丝李种苗主要参数的相关性分析

对四年生金丝李种苗各指标进行相关性分析，结果见表6。由表6可知，株高、冠幅、地径三个指标两两显著相关（＜0.05），且相关性具有统计学意义，说明株高、冠幅、地径三个指标可以真实反映出种苗质量信息，具有代表性。

表6 四年生金丝李种苗质量指标的相关性分析结果

注：**表示在0.01水平下（双尾）显著相关；*表示在0.05水平下（双尾）显著相关。

3.2.3 四年生金丝李种苗主成分分析

四年生金丝李种苗主成分分析结果如表7所示。由表7可知，株高、冠幅、地径3个主成分的累积方差贡献率达到了95.876%，故可认为这3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3个指标进行聚类分析。

表7 四年生金丝李种苗主成分变量解释

3.2.4 四年生金丝李种苗的聚类分析

使用SPSSStatistics 26对四年生金丝李种苗的株高、地径、冠幅3个指标的数据进行聚类分析，结果如表8所示。由表8可得出，各级四年生金丝李种苗指标值范围如下：Ⅰ级种苗株高≥47.12 cm，地径≥0.48 cm，冠幅≥28.38 cm；Ⅱ级种苗株高35.36 cm～47.12 cm，地径0.45 cm～0.48 cm，冠幅25.39 cm～28.38 cm。若株高、地径、冠幅中有一项未达到标准，或所有指标中多项未达到标准，则降低一级。Ⅲ级种苗为不合格苗。

表8 四年生金丝李种苗聚类分析结果

3.3 六年生金丝李种苗的质量分级

3.3.1 六年生金丝李种苗的统计描述

对六年生金丝李种苗的质量指标测定结果进行统计学描述，结果见表9。由表9可知，各指标变异程度分别为株高45.00 cm～90.00 cm，地径0.39 cm～0.87 cm，冠幅28.28 cm～54.92 cm，主根长15.00 cm～47.00 cm，主根粗0.68 cm～0.81 cm，地上鲜重45.53 g～72.70 g，地上干重25.40 g～43.20 g，地下鲜重7.60 g～15.92 g，地下干重4.90 g～10.90 g。

表9 六年生金丝李种苗的统计学描述

3.3.2 六年生金丝李种苗主要参数的相关性分析

对六年生金丝李种苗各指标进行相关分析，结果见表10。由表10可知，株高、冠幅、地径三个指标两两显著相关（＜0.05），且相关性具有统计学意义，说明株高、冠幅、地径三个指标可以真实反映出种苗质量信息，具有代表性。

表10 六年生金丝李种苗质量指标的两两相关分析

注：**表示在0.01水平下（双尾）显著相关；*表示在0.05水平下（双尾）显著相关。

3.3.3 六年生金丝李种苗主成分分析

六年生金丝李种苗主成分分析结果如表11所示。由表11可知，株高、冠幅、地径3个主成分的累积方差贡献率达到了91.792%，故可认为这3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3个指标进行聚类分析

表11 六年生金丝李种苗主成分变量解释

3.3.4 六年生金丝李种苗的聚类分析

使用SPSSStatistics 26对六年生金丝李种苗的株高、地径、冠幅3个指标的数据进行聚类分析，结果如表12所示。由表12可得出，各级六年生金丝李种苗指标值范围如下：Ⅰ级种苗株高≥77.46 cm，地径≥0.64 cm，冠幅≥40.84 cm；Ⅱ级种苗株高60.00 cm～77.46 cm，地径0.51 cm～0.64 cm，冠幅35.18 cm～40.84 cm。若株高、地径、冠幅中有一项未达到标准，或所有指标中多项未达到标准，则降低一级。Ⅲ级种苗为不合格苗。

表12 六年生金丝李种苗聚类分析结果

4 不同年份金丝李生物量变化及质量分级标准

综上，得到不同年份金丝李生物量变化及质量分级标准，如表13、表14、表15、表16所示。

表13 两年生、四年生和六年生金丝李生物量变化

表14 两年生金丝李质量分级标准

表15 四年生金丝李质量分级标准

表16 六年生金丝李质量分级标准

5 结论与讨论

本文选择两年生、四年生、六年生金丝李种苗的株高、冠幅、地径、主根长、主根粗等9个指标作为质量分级指标，得出质量分级标准如下：（1）两年生金丝李种苗中，Ⅰ级种苗株高≥37.00 cm，地径≥0.27 cm，冠幅≥24.82 cm；Ⅱ级种苗株高24.30 cm～37.00 cm，地径0.18 cm～0.27 cm，冠幅19.72 cm～24.82 cm。（2）四年生金丝李种苗中，Ⅰ级种苗株高≥47.12 cm，地径≥0.48 cm，冠幅≥28.38 cm；Ⅱ级种苗株高35.36 cm～47.12 cm，地径0.45 cm～0.48 cm，冠幅25.39 cm～28.38 cm。（3）六年生金丝李种苗中，Ⅰ级种苗株高≥77.46 cm，地径≥0.64 cm，冠幅≥40.84 cm；Ⅱ级种苗株高60.00 cm～77.46 cm，0.51 cm～0.64 cm，冠幅35.18 cm～40.84 cm。

本文测定了不同年份金丝李种苗的地径、株高、冠幅等9个质量指标数据，进行质量指标的相关性分析和聚类分析，结合金丝李种苗生产实际，将种苗地径、株高、冠幅作为金丝李种苗质量分级的指标，既直观容易测量，又简化了分级流程，在生产中具有一定的可操作性[7]。其中聚类分析法是一种比较简单、方便、可靠的种苗分级方法[8-9]。有研究证明[10-13]，不同等级的种苗对药材生长、产量和质量有显著影响。因此，在实际种植过程中应观察金丝李种苗质地是否坚实，树皮是否有光泽，有无损伤、病斑、霉烂、虫蛀等状况[14]。本实验所得到的种苗等级划分结果，旨在为金丝李栽培标准化和金丝李产业规范化提供科学依据与指导。

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S792.99

A

2095-1205(2022)12-18-06

10.3969/j.issn.2095-1205.2022.12.06

国家自然科学基金项目（31760085）；广西自然科学基金（2020GXNSFAA259029）；广西林业科技推广示范项目[2022]GT23；中央引导地方专项科技创新基地建设类项目（桂科ZY21195035）；广西植物功能物质研究与利用重点实验室项目（ZRJJ2020- 6）

陈泰国（1997- ），男，汉族，辽宁大连人，硕士研究生，研究方向为药用植物开发与可持续利用。

邹蓉（1982- ），女，汉族，广西桂林人，本科，副研究员，研究方向为保护生物学及可持续利用。