交趾黄檀Dalbergia cochinchinensis，商品名大红酸枝，属于蝶形花亚科Papilionoideae黄檀属Dalbergia。在明清时期，其与小叶紫檀Pterocarpus santalinus、海南黄花梨D. odorifera并称为宫廷专用的“三大贡木”，在国家标准《红木：GB/T 18107—2000》中属于红酸枝木类^[1]。交趾黄檀天然分布于北纬10°~22°的东南亚，包括泰国、老挝、柬埔寨的大多数地区以及越南南部^[2]。2006年，中国林业科学研究院热带林业研究所引种交趾黄檀于海南乐东尖峰岭、广东阳江和肇庆以及福建漳州地区，10年生交趾黄檀表现良好^[3]，随后国内开始大量培育交趾黄檀苗木。交趾黄檀种子主要来源于东南亚国家^[4]，其苗木检验工作无标准可依，极大地影响了苗木质量评估。对交趾黄檀苗木的质量标准进行分级，将对交趾黄檀的高效培育和后期加工利用起到极大的促进作用。

在林业生产中，苗木分级是为了使出圃苗达到林业生产部门相应规定的标准，提高造林成活率和早期苗木生长速率，减少造林后的林分分化现象^[5-6]。苗木的形态指标和生理指标是进行苗木分级的2个常见依据^[7]，常用的形态指标包括苗高、地径、高径比和根系状况等^[8]。在珍贵树种苗木分级研究中，多采用平均值±标准差法^[9]和逐步聚类法^[10]对部分珍贵树种的苗木开展分级评价。目前，珍贵树种中的红木树种苗木分级研究主要集中在降香黄檀 D. odorifera ^[11-13]及其他红木树种^[14]，对交趾黄檀苗木的分级研究鲜见报道。

本研究应用平均值±标准差法和逐步聚类法对1年生交趾黄檀容器苗苗木进行分级，比较各级苗木造林效果，探讨不同等级苗木对气候条件的响应，最后确定交趾黄檀苗木分级方法和标准，为交趾黄檀壮苗培育和苗木培育技术规程制定提供技术支撑，推动交趾黄檀朝着规范化、产业化方向发展。

1.   材料与方法

1.1   育苗地概况

育苗地位于广东省广州市天河区中国林业科学研究院热带林业研究所苗圃(23°11′Ｎ，113°22′Ｅ)，该地属海洋性亚热带季风气候，年平均气温22 ℃，最冷月平均气温13.6 ℃，最热月平均气温28.6 ℃，年平均降雨量为899.8~1 623.6 mm，全年无霜，四季交替明显。

1.2   育苗措施

2015年6月，将购买于柬埔寨菩萨省威荣地区Kra Vine山脉(12°22′N，103°15′E)的交趾黄檀种子用0.5 g·L^–1高锰酸钾溶液浸泡30 min消毒，用45 ℃温水浸泡12 h后，撒播至已消毒的沙床上。待幼苗长出4片真叶时，移栽至黄心土基质的营养袋(8 cm×16 cm)。按照苗圃常规育苗方法进行日常管护：及时浇水和除草，每个月施肥(复合肥溶液0.2~0.5 g·L^–1) 1次、用1 000倍多菌灵杀菌2次。

1.3   苗木抽样调查

2016年4月下旬，在苗木上山造林之前随机抽取300株1年生交趾黄檀容器苗(3次重复，每个重复100株)，测定其苗高(H)、地径(D)，洗除基质后测其主根长。同时，利用CI-203仪器测定从顶稍开始第3~8片叶子的叶面积。再从每个重复中随机抽取30株置于烘箱，105 ℃条件下杀青30 min，60 ℃条件下干燥至恒质量，用电子天平分别称量各样苗的茎、叶、根生物量(精确到0.01 g)，并计算如下指标^[15]：高径比=苗高/地径；茎根比=地上生物量/地下生物量；苗木质量指数=苗木总生物量/(高径比+茎根比)。

1.4   苗木分级

1.4.1   平均值±标准差法

计算样苗群体性状的平均值和标准差，将“平均值+标准差”和“平均值–标准差”分别作为各级别苗木的上、下限值^[9]。

1.4.2   逐步聚类法

利用300株苗的最大值和最小值进行标准化计算，以确保所有观测数据进行比较和分析的准确性。利用R-3.4.2统计分析软件进行逐步聚类，对苗高及地径标准化值进行初始3类聚类。计算各级样苗苗高和地径标准化值的平均值，并以此平均值作为各级苗的凝聚中心，计算每株苗与各凝聚中心的距离，最后依据最短距离原则判定苗木所属的级别^[16]。

1.5   造林试验

人工林造林时的苗木质量关系到造林存活率的高低、幼林初期的生长速度和成林的可能性，苗木质量可采用造林存活率及幼林期的生长量进行评价^[17]，本研究应用标准差±平均值法和逐步聚类法对交趾黄檀苗木进行分级。2016年5月初，根据平均值±标准差法确定的各级别苗木分别在广东省阳江市阳东区合山镇阳江百盛园珍贵树种基地(简称YJ)、佛山市高明区杨梅镇高明林科所(简称GM)和福建省漳州市龙海镇漳州市林下国有林场(简称ZZ)进行造林试验，试验地基本情况见表1。试验点均采用完全随机排列方式，10株小区，8次重复。造林时穴状(50 cm ×50 cm×40 cm)整地，株行距为3 m×3 m，每穴施有机肥2.5 kg。造林后按照常规栽培措施进行抚育管理。分别于造林后3和12个月调查交趾黄檀存活率以及苗高、地径。

表  1  试验地基本情况

Table  1.  Basic information of test site

试验地 Test site	位置 Location	经纬度 Longitude and latitude	海拔/m Elevation	年降雨量/mm Annual rainfall	年均温/℃ Annual average temperature	无霜期/d Frost-free season	土壤类型 Soil type
阳江( YJ) Yangjiang	广东省阳江市阳东区合山镇	N21°59′28″ E112°09′54″	25	2 136	23	350	砖红壤 Latosol soil
高明 (GM) Gaoming	广东省佛山市高明区杨梅镇	N22°47′34″ E112°41′55″	73	1 683	21	335	赤红壤 Lateritic red soil
漳州 (ZZ) Zhangzhou	福建省漳州市龙海镇	N24°28′46″ E117°30′29″	150	1 440	21	312	酸性红壤 Acid red soil

下载: 导出CSV 

| 显示表格

1.6   数据处理

对所有样苗的12个生长性状数据进行统计分析，筛选分级指标，采用的精度公式： $p = \left( {1 - {{\rm{SE}}/\bar x} }\right)\times $ 100%，其中，SE为标准差， ${\bar x}$ 为平均值。应用平均值±标准差法和逐步聚类方法进行苗木分级，确定分级标准；对各时期、各级苗木生长表现进行Duncan’s多重比较，分析不同级别的苗木造林效果。主成分分析、逐步聚类分析均采用R-3.42软件进行，采用Pearson系数进行相关性分析^[18]。

2.   结果与分析

2.1   苗木分级指标的确定

根据调查所得数据，交趾黄檀苗木12个生长指标基本符合正态分布。对交趾黄檀苗木各性状进行标准差、标准误和精度统计(表2)。从表2结果可以看出，各苗木性状的精度均在95%以上，符合《苗木调查方法》^[19]的精度要求，符合制定苗木标准时的精度要求。为确定影响交趾黄檀苗木质量的主导因子，本研究对株高、地径、根长、根生物量、全株生物量、地上部生物量和高径比等12个性状进行主成分分析(表3)。从表3可以看出，苗高和地径2个性状的主成分贡献率分别为59.85%和26.02%，累积方差贡献率为85.87%，可以很好地表达1年生交趾黄檀容器苗的质量。因此，本研究将苗高和地径定为1年生交趾黄檀苗木分级的指标。

表  2  交趾黄檀苗木各性状调查及精度检验

Table  2.  Traits and precision tests of Dalbergia cochinchinensis seedlings

项目 Item	苗高/cm Seedling height	地径/cm Ground diameter	高径比/% Height-to-diameter ratio	主根长/cm Taproot length	茎根比/% Stem-to-root ratio	叶面积/cm2 Leaf area
$\bar x $	94.69	6.35	14.92	17.54	2.34	15.33
SD	25.07	1.31	2.67	7.59	0.68	4.47
SE	1.45	0.08	0.15	0.44	0.04	0.26
P/%	98.46	98.81	98.97	97.5	98.32	98.31
项目 Item	生物量/g Biomass					质量指数 Seedling quality index
	根 Root	茎 Stem	叶 Leaf	地上部 Aboveground	全株 Total
$\bar x $	4.77	2.74	8.25	10.99	15.76	0.92
SD	3.04	2.1	5.47	7.24	10.06	0.63
SE	0.18	0.12	0.32	0.42	0.58	0.04
P/%	96.32	95.59	96.17	96.2	96.31	96.05

下载: 导出CSV 

| 显示表格

表  3  交趾黄檀苗木不同性状的主成分特征值、贡献率及累积贡献率

Table  3.  Eigenvalues, contribution rates and cumulative contribution rates of principal components of Dalbergia cochinchinensis seedling traits

主成分 Principle component	特征值 Eigenvalue	贡献率/% Contribution rate	累积贡献率/% Cumulative contribution rate
苗高 Seedling height	7.19	59.85	59.85
地径 Root collar diameter	1.57	26.02	85.87
高径比 Height-to-diameter ratio	1.17	6.87	92.74
主根长 Taproot length	0.95	2.13	94.87
茎根比 Stem-to-root ratio	1.22×10–3	0.36	99.93
叶面积 Leaf area	0.62	1.35	96.22
根生物量 Root biomass	0.31	1.12	97.34
茎生物量 Stem biomass	8.98×10–2	0.96	98.30
叶生物量 Leaf biomass	5.45×10–2	0.71	99.01
地上生物量 Aboveground biomas	2.24×10–2	0.56	99.57
总生物量 Total biomass	5.13×10–17	0.15	≈100.00
质量指数 Seedling quality index	1.21×10–17	6.71×10–17	≈100.00

下载: 导出CSV 

| 显示表格

2.2   苗木分级

2.2.1   平均值±标准差法的苗木分级效果

计算300株样苗苗高和地径的平均值和标准差，将平均值+标准差和平均值–标准差分别作为各级别苗木的上、下限值，即得到交趾黄檀苗木的分级标准(表4)。应用平均值±标准差法进行苗木分级，合格苗(Ⅰ和Ⅱ级苗)的比例达到82.66%，且不同级别交趾黄檀在苗高和地径上达到显著差异。

表  4  1年生交趾黄檀分级标准与不同苗木等级级别间的生长表现¹⁾

Table  4.  Grading standards and growth performances in different grades of one-year-old Dalbergia cochinchinensis seedlings

分级方法 Grading method	苗木等级 Seedling quality	分级标准 Grading standards	占比/% Ratio	苗高 (H)/cm Seedling height	地径 (D)/mm Root collar diameter
平均值±标准差法 Mean ± standard deviation	Ⅰ	H ≥ 119.76cm，D ≥ 7.66 mm	10.33	136.03±8.39a	8.69±0.78a
	Ⅱ	69.62 cm ≤ H ＜ 119.76 cm，5.04 mm ≤ D ＜ 7.66 mm	72.33	98.04±17.13b	6.43±0.92b
	Ⅲ	H ＜ 69.62 cm，D ＜ 5.04 mm	17.33	62.42±7.83c	4.94±0.79c
逐步聚类法 Progressive clustering	Ⅰ	H ≥ 115.34 cm，D ≥ 7.35 mm	13.33	133.85±8.94a	8.32±0.17a
	Ⅱ	68.65 cm ≤ H ＜ 115.34 cm，4.87 mm ≤ D ＜ 7.35 mm	71.66	96.11±16.62b	6.35±0.91b
	Ⅲ	H ＜ 68.65 cm，D ＜ 4.87 mm	15.01	60.46±6.29c	4.86±0.83c
1) 同一方法的同列数据后，不同小写字母表示不同等级间差异显著 (P<0.05，Duncan’s 法) 　1) Different lowercase letters in the same column of each method indicate significant difference among grades (P<0.05，Duncan’s method)

下载: 导出CSV 

| 显示表格

2.2.2   逐步聚类法的苗木分级效果

经3次聚类修订后样苗分级结果保持不变，最终得到各级苗的凝聚中心分别为 (0.71，0.70)、(0.46，0.51)和 (0.17，0.22)，并计算每个级别样苗苗高和地径标准方差之和的平方根作为该级别的半径。再将凝聚中心和半径在R-3.4.2软件中算出Ⅰ级苗和Ⅱ级苗的苗高、地径标准化值下限。将这些值转化为初始值，即可得到交趾黄檀1年生苗木的分级标准(表4)。应用逐步聚类法进行苗木分级，合格苗(Ⅰ和Ⅱ级苗)比例达到84.99%，不同级别苗木在生长性状间差异显著。

2.2.3   苗木分级标准确定

按照平均值±标准差与逐步聚类法对苗木分别进行分级，得到的分级标准十分相近，结合实际生产中平均值±标准差比较容易操作，故确定交趾黄檀1年生苗木的分级标准为平均值±标准差法，其分级标准(表4)为：Ⅰ级苗，H ≥ 119.76 cm，D ≥ 7.66 mm；Ⅱ级苗，69.62 cm ≤ H ＜ 119.76 cm，5.04 mm ≤ D ＜ 7.66 mm；Ⅲ级苗，H ＜ 69.62 cm，D < 5.04 mm。Ⅰ级苗的平均苗高136.03 cm，地径8.69 mm；Ⅱ级苗的平均苗高98.04 cm，地径6.43 mm；Ⅲ级苗的平均苗高62.42 cm、地径4.94 mm。

2.3   不同等级苗木造林效果

2.3.1   不同等级苗木成活率比较

造林是评价苗木质量优劣最有效的方法之一，优质的苗木能明显提高造林成活率和幼林生长量^[19]。对不同等级交趾黄檀苗木造林后3和12个月时的生长表现进行统计分析(表5)。结果表明：交趾黄檀在定植3个月后，其成活率保持稳定。在阳江试验点中，Ⅰ级和Ⅱ级苗的成活率为100.00%和97.50%；在高明试验点中，Ⅰ级和Ⅱ级苗的成活率分别达到了96.25%和95.00%；在漳州试验点中，Ⅰ级和Ⅱ级苗的成活率分别达到了100.00%和93.75%。在阳江、高明和漳州3个试验点中，Ⅲ级苗的成活率分别为78.75%、76.25%和80.00%。在造林12个月时，阳江和漳州2个试验点Ⅲ级苗的成活率均下降1.58%，高明试验点Ⅲ级苗的成活率不变。

表  5  各试验点不同等级交趾黄檀苗木生长情况¹⁾

Table  5.  Growth performances of Dalbergia cochinchinensis seedlings in different grades at each test site

试验地 Test site	苗木等级 Seedling quality	造林时 Planting			造林3个月后 Three months after planting				造林12个月后 Twelve months after planting
		苗高/cm Seedling height	地径/mm Ground diameter		苗高/cm Seedling height	地径/mm Ground diameter	存活率/% Survival rate		苗高/cm Seedling height	地径/mm Ground diameter	存活率/% Survival rate
阳江 (YJ) Yangjiang	Ⅰ	138.88±14.19a	11.69±1.97a		141.88±14.24a	12.76±1.98a	100.00		316.75±13.30a	32.25±1.67a	100.00
	Ⅱ	97.69±13.15b	7.16±0.64b		99.61±13.11b	7.99±0.65b	97.50		252.21±12.63b	25.33±1.14b	97.50
	Ⅲ	64.26±5.81c	4.67±0.55c		65.53±5.53c	5.08±0.53c	78.75		183.03±4.99c	17.65±1.22c	77.50
高明 (GM) Gaoming	Ⅰ	129.29±13.75a	10.74±1.96a		131.35±32.15a	12.18±8.05a	96.25		286.94±13.27a	35.33±1.64a	96.25
	Ⅱ	93.67±13.36b	6.16±0.64b		99.52±17.51b	7.21±0.59b	95.00		222.19±13.02b	27.38±1.15b	95.00
	Ⅲ	54.82±5.14c	3.66±0.53c		51.67±5.68c	4.17±0.52c	76.25		143.04±5.06c	15.96±1.21c	76.25
漳州 (ZZ) Zhangzhou	Ⅰ	126.80±4.76a	10.05±1.68a		127.93±13.98a	11.13±1.93a	100.00		286.66±13.11a	35.31±1.62a	100.00
	Ⅱ	93.88±13.41b	6.16±0.50b		94.58±13.39b	6.95±0.64b	93.75		222.45±12.83b	27.38±1.14b	93.75
	Ⅲ	53.41±7.49c	3.72±0.54c		54.38±7.51c	4.44±0.71c	80.00		153.81±6.55c	18.16±1.68c	78.75
1) 相同试验地的同列数据后，不同小写字母表示不同等级间差异显著 (P<0.05，Duncan’s 法) 　1) Different lowercase letters in the same column of each site indicate significant difference among grades (P<0.05，Duncan’s method)

下载: 导出CSV 

| 显示表格

2.3.2   不同时期苗木的生长变化及其相关性

通过对不同等级交趾黄檀造林时以及造林后3和12个月时的苗高和地径统计分析(表5)可知，在不同的试验点，不同等级交趾黄檀苗木生长差异显著，其中，Ⅰ级苗的生长指标最优、Ⅱ级苗居中、Ⅲ级苗最差。Ⅰ级苗的苗高和地径年生长量比Ⅲ级苗分别提高了59.23%和77.19%；Ⅱ级苗的苗高和地径年生长量比Ⅲ级苗分别提高了34.38%和52.34%。造林时苗木高度和地径与后期苗木形态建成和成活率呈极显著正相关(表6)。因此，采用苗高和地径作为1年生交趾黄檀苗木分级指标是科学合理的。

表  6  不同定植时期交趾黄檀苗期性状间相关性分析¹⁾

Table  6.  Correlation analysis among growth traits of Dalbergia cochinchinensis seedlings at different time after planting

性状 Trait	造林3个月后 Three months after planting				造林12个月后 Twelve months after planting
	苗高 Seedling height	地径 Ground diameter	成活率 Survival rate		苗高 Seedling height	地径 Ground diameter	成活率 Survival rate
苗高(定植) Seedling height (Planting)	0.99**	0.98**	0.98**		0.96**	0.90**	0.92**
地径(定植) Root collar diameter (Planting)	0.98**	0.99**	0.85**		0.90**	0.87**	0.85**
1) “**” 表示相关性达到 0.01 的显著水平(Pearson 相关) 　1) “**” indicates significant correlation at P<0.01 level (Pearson correlation)

下载: 导出CSV 

| 显示表格

3.   讨论与结论

苗木品质是由一系列苗木性状体现的，在进行苗木质量评价时，测定指标越多，所得到的苗木质量相关信息就越全面^[20]。然而在生产中，很难将苗木所有的性状(特别是与根系有关的指标及生理生化指标)全部进行测定。由于生长性状间存在着密切的相关性，多个指标的信息往往是重叠的，可以考虑选择2~3个重要性状进行分析^[21]。在制定苗木分级标准时，应考虑选取既能直观表现苗木质量，又容易测量且在生产上简单易用的性状作为苗木的分级指标^[22]。在林业生产上，通常选择地径和苗高作为衡量苗木规格的重要指标^[23]。本研究经过主成分分析并结合实际生产，选定地径和苗高作为1年生交趾黄檀苗木质量分级的指标。通过造林效果评价，亦证明利用苗高、地径作为交趾黄檀苗木分级指标是合理可行的。这与其他珍贵树种分级研究的结论一致^{[9, 11-14]}。

当前有关苗木质量分级研究方法大多采用平均值±标准差法和逐步聚类法，且不同方法的分级效果不同^{[6, 8-9, 13]}。本研究利用平均值±标准差法和逐步聚类法确定1年生交趾黄檀苗分级标准，其分级效果差别不大。应用平均值±标准差法分级的合格苗(Ⅰ和Ⅱ级苗)所占比例略少于逐步聚类法，前者不合格苗(Ⅲ级苗)占比为17.33%，后者不合格苗占比为15.01%，二者合格苗比例控制在85%水平^[24]。此外，从统计分析方法和使用简易程度考虑，平均值±标准差法的数据统计相对于逐步聚类法简单，工作量较小，且便于生产上应用。

开展造林效果试验有助于将苗木分级与造林生产更好地衔接起来，使得分级标准更为可靠^[25]。在广东、福建2省3地，通过对定植初期、3和12个月开展苗高和地径及存活率的综合分析可知，苗木的不同等级是交趾黄檀造林成活率最关键的决定因素，种苗的选择是最重要的阶段。同时，也证明采用平均值±标准差法确定的各分级标准合理可行。

苗木的生长与气候条件有一定的关系，特别是纬度、气温和降雨量^[24]。交趾黄檀苗木种植1年后，在阳江的Ⅰ级苗苗高比高明和漳州分别高10.38%和10.49%，Ⅱ级苗分别高13.51%和13.37%；但是，在阳江合格苗的地径却比高明和漳州地区分别减少8.71%和8.66%(Ⅰ级苗)，7.48%和7.49%(Ⅱ级苗)。这可能与阳江地区纬度较低，光线比较充足，造成苗木主要以高生长为主有关。

利用地径和苗高性状采用平均值±标准差法对1年生交趾黄檀苗木进行分级，其分级标准为：Ⅰ级苗，H ≥ 119.76 cm，D ≥ 7.66 mm；Ⅱ级苗，69.62 cm ≤ H < 119.76 cm，5.04 mm ≤ D < 7.66 mm；Ⅲ 级苗， H < 69.62 cm， D < 5.04 mm。苗高、地径2个指标任意一项不达等级标准，则等级下降1级。在交趾黄檀苗木实际生产中，除了根据苗高和地径进行分级外，进行造林时应选择主干单一、通直，苗木壮实，枝叶繁茂，无病虫害、色泽正常、根系发达的苗木。另外，在不同地区，还应考虑立地条件及育苗技术的差异，各地应该结合具体情况和苗木生长情况进行苗木分级，以上分级标准仅为各地在进行1年生交趾黄檀苗木出圃时提供参考。