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黄山地区乌桕种子性状差异分析

2021-10-03夏义平夏义仓

安徽农学通报 2021年18期
关键词:方差分析乌桕聚类分析

夏义平 夏义仓

摘 要:以黄山地区9个采样地的乌桕种子为研究材料,采用方差分析、相关性分析、通径分析、聚类分析等方法对其种子性状进行了分析。结果表明:种子单粒重、纵径、横径、厚度的差异达极显著水平;种子纵径、横径、厚度与单粒重呈极显著相关;影响因素中,纵径是对乌桕种子质量贡献最大的因素;聚类分析以欧式距离5为阈值,可将9个乌桕采样地聚为4类

关键词:乌桕;种子;质量;方差分析;聚类分析

中图分类号 S722.1   文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2021)18-0062-04

Analysis on the Difference of Tallow Seed Characters in Huangshan Region

XIA Yiping1 et al.

(Shexi Forest Farm of Shexian County, Shexian 245200, China)

Abstract: This paper uses Sapium sebiferum seeds from nine sampling sites in Xiuning and surrounding areas as research materials, and uses methods such as variance analysis, correlation analysis, path analysis, and cluster analysis to analyze the seed traits. The results showed that the difference in single seed weight, longitudinal diameter, transverse diameter, and thickness of seeds was extremely significant; the longitudinal diameter, transverse diameter, and thickness of seeds were extremely significantly correlated with the single seed weight; path analysis showed that the longitudinal diameter of the influencing factors was that of Chinese tallow seeds. The factor that contributes the most to quality; cluster analysis uses Euclidean distance 5 as the threshold, and can cluster 9 Chinese tallow sampling sites into 4 categories

Key words: Sapium sebiferum; Seed; Quality; Analysis of variance; Cluster analysis

1 引言

烏桕,学名:Sapium sebiferum (L.) Roxb.,为大戟科、乌桕属落叶乔木,高可达15m。木材优良,树形优美,为我国特有经济树种,在我国的栽培历史已有1400多年。乌桕是一种常见的色叶树种,在春季和秋季其叶色会变得红艳夺目,非常美丽,观赏价值极高。乌桕对土壤的适应能力较强,在各类土壤中均能生长,是抗盐性较强的乔木树种之一。乌桕不仅具有一定的抗风能力,而且对氟化氢气体也有一定的抗性,耐干旱、瘠薄、短期积水,要求土壤的湿度较高[1]。此外,乌桕还有一定的药用价值,其根皮、树皮及叶片均可入药,具有通便、治疗毒蛇咬伤、跌打损伤等作用。“桕油”或“青油”是乌桕种仁榨取出来的,用途广泛,既可用作油漆使用,也可用来制造油墨供人们使用。可见,乌桕的经济价值极高。

乌桕树冠整齐,古人称赞其“乌桕赤于枫,园林二月中”。到了冬季,乌桕就会从秋季的鲜艳夺目变成白色的乌桕子挂满枝头,这种风格的转换,也颇为素雅,曾有古人见到这一番景象,写下了“偶看桕树梢头白,疑是江海小着花”的诗句。乌桕的栽植方式多种多样,既可以孤植、丛植于草坪和湖畔,用作护堤树、庭荫树,也可以栽植在道路两侧用作行道树在城市园林中使用,亦可以栽植在广场、公园、庭院中、景区中,营造出良好的景观效果和意境,观赏价值极高。

乌桕叶不仅可以用作药用,也是上等的黑色染料,从乌桕叶片中提取出来的浸出液可作为天然的生物农药,防治稻瘟病和棉蚜虫的效果都很好。用乌桕花为蜜源酿出的蜂蜜色白、透明、芳香,具有良好的经济价值。乌桕的材质具有坚硬、富有光泽、抗变形能力强、纹理美观的特性,常被广泛用作制作家具的原材料。乌桕用途广泛,即可药用,也可用来植树造林,改善环境,亦可用栽植作为园林景观观赏。相信未来乌桕会有更加深入广泛的应用,实现高产,从而获得较高的社会效益和经济效益[2]。

2 材料与方法

2.1 采样地概况 采样地为黄山市9个乡镇,范围为东经117°38′37″~118°15′18″、北纬29°36′31″~29°52′10″。属亚热带北缘,亚热带季风气候,四季分明,雨水充沛,年平均气温在15.8~17℃,年平均降水量1733.1mm,无霜期236d[3]。

2.2 种子样本采集 乌桕采集时间为2019年10月1日至2020年10月30日。在各采样地选取成年母树若干,每株树分东南西北4个方位混合取样,每个单株采集1~2kg成熟的种子[4]。共采集105个样本,采样信息见表1。

2.3 乌桕种子性状测定 种子采集后,先将所采乌桕种子脱壳净种、自然干燥,再将各单株种子充分混合。按四分法每个单株随机选取种子100粒,重复3次,采用万分之一天平测定百粒重。每个单株随机选取种子30粒为1个重复,重复3次。采用电子游标卡尺(精度0.01mm),测定种子的纵径、横径;采用电子数显厚度表测定种子厚度;天平测定单粒重。

2.4 数据统计和分析 种子性状测定数据均采用Microsoft Office EXCEL软件进行原始数据的汇总及统计,采用IBM SPSS Statistics 26.0软件对各项指标数据进行处理分析。

3 结果与分析

3.1 乌桕种子性状 形态学指标是种子质量评价体系的重要组成部分,对衡量种子品质的优劣具有重要的指导意义[5]。对来自9个乡镇的乌桕种子性状的测定结果见表2。

从表2可以看出:

(1)9个采样地乌桕种子的百粒重均值为14.57g,变化范围在13.03(屯溪新潭)~16.04g(黟县渔亭)。

(2)9个采样地的种子纵径均值为8.25mm,变化范围在7.45~8.97mm。其中,黟县渔亭的种子纵径最大,其次是休宁齐云山的种子,休宁渭桥、海阳、商山3个采样地的乌桕种子长度差异比较接近,休宁五城和溪口的种子长度差异也比较接近,屯溪新潭和祁门小路口的种子长度最小。宽度均值为6.82mm,变化范围在6.59~7.03mm。其中,休宁齐云山的种子最宽,且显著宽于其他8个采样地的种子,休宁五城、溪口,祁门小路口的种子宽度最小;厚度均值为5.42mm,变化范围在5.24~5.63mm。其中,休宁商山的种子厚度最大,祁门小路口的种子厚度最小。

(3)从长宽比和宽厚比来看,黟县渔亭采样地的乌桕种子最大,休宁渭桥、海阳、五城、溪口、商山和齐云山采样地的乌桕种子相差不大,但屯溪新潭和祁门小路口采样地的种子的长宽比较小,因而种子看起来更扁。

3.2 不同采样地乌桕种子性状方差分析 将105个样本以乡镇为单位(9个),利用SPSS26.0对乌桕种子的4项指标(单粒重、纵径、横径、厚度)进行方差分析,结果见表3。由表3可知,以9个乡镇为单位的乌桕种子的单粒重差异极显著、纵径差异极显著、横径差异极显著、厚度差异极显著。

3.3 乌桕种子性状相关性分析 对乌桕种子的性状进行相关性分析,结果见表4。由表4可知,乌桕种子性状因子之间存在相关性,单粒重与纵径、横径、厚度呈极显著正的强相关,相关系数大小依次为纵径(0.676)>厚度(0.656)>横径(0.639);横径与厚度之间呈极显著正的中等相关,纵径与横径、厚度呈极显著正的中等相关。

3.4 乌桕种子性状回归分析 如图1所示,对乌桕种子的单粒重进行正态性检验,结果显示,数据均分布在趋势线两侧,表明因变量单粒重是正态变量,可进行回归分析。

通过逐步回归分析从所有可供选择的自变量中逐步地加入或剔除某个自变量,直到建立最优回归方程模型3为止[6](表5)。

由表6可知,模型3为最优模型,纵径对单粒重的影响最大,其标准回归系数为0.376,其后依次为厚度(0.363)、横径(0.221)。因此,在乌桕种子的生长发育过程中,对其质量影响因素中的纵径、厚度、横径对单粒重具有更直接的作用,但不能忽略其他因素之间相互影响的间接作用。以单粒重(y)为因变量,以纵径(X1)、厚度(X2)、横径(X3)为自变量,建立线性回归方程,y=-0.185+0.013X1+0.024X2+0.013X3。当纵径(X1)、厚度(X2)、横径(X3)每增加1mm,单粒重分别增加0.013g、0.024g、0.013g。

3.5 不同采样地乌桕种子性状聚类分析 通过SPSS26.0软件,根据9个不同采样地乌桕种子的基本性状,进行聚类分析得到系谱图,采用的聚类方法为组间链接,测量区间以平方欧式距离为遗传距离,所得结果如图2所示。由图2可知,以欧式距离5为阈值,可将9个乌桕种子采样地聚为4类。第1类包括渭桥乡、海阳镇、商山镇3个采样地,主要特点表现为单粒重、纵径、横径、厚度都较大;第2类包括渔亭镇、齐云山镇2个采样地,主要特点表现为单粒重、纵径、横径、厚度最大;第3类包括五城镇和溪口镇2个采样地,主要特点表现为单粒重、纵径、横径、厚度都较小;第4类包括新潭镇和小路口镇2个采样地,主要特点表现为单粒重、纵径、横径、厚度最小。

4 结论与讨论

4.1 结论 由本次研究结果表明,不同采样地种子性状均存在一定的差异。从性状上看,9个产地的乌桕种子中,黟县渔亭镇种子的百粒重最大,其次是休宁县齐云山镇的种子,祁门县小路口镇的最小。百粒重是树种重要的特征指标,可用于衡量种子的品质[10],可作为今后选优的重要指标[11]。方差分析结果表明,以9个乡镇为组的乌桕种子单粒重、纵径、横径、厚度差异均极显著。通过相关性分析可知,参试乌桕种子的质量(单粒重)与纵径、横径、厚度之间均呈极显著正相关。聚类分析以欧式距离5为阈值,可将9个乌桕种子采样地聚为4类:第1类(渭桥乡、海阳镇、商山镇3个采样地)与第2类(渔亭镇、齐云山镇2个采样地)种子的主要特点表现为单粒重、纵径、横径、厚度都较大,第3类(五城镇和溪口镇2个采样地)与第4类(新潭镇和小路口镇2个采样地)种子的主要特点表现为单粒重、纵径、横径、厚度较小。

4.2 讨论 研究发现,不同采样地种子的纵径、横径、厚度及纵横径比均存在显著差异,可能是因气候、地形、土壤等因素的差异而导致的,有待今后进一步研究。了解乌桕种子质量及影响因素的变化规律和差异,有助于乌桕种质资源的创新与利用,有利于育种目标性状的确定,同时结合高产栽培管理技术,能最大程度地发挥出乌桕内在的生产潜力。变异系数反映了品种的静态稳产性,变异系数越小,说明品种的静态稳产性越好[12]。本研究表明,参试乌桕种子的基本性状变异系数在7%~20%,说明其受栽培因素和环境条件的影响相对较大,这与徐益等[13]的试验结果相似。

乌桕种子质量与其他性状因子之间存在相关关系,相关程度各不相同。本研究表明,乌桕种子质量与形态因子之间呈极显著正相关,相关系数的大小依次为纵径(0.676)>厚度(0.656)>横径(0.639)。通径分析表明,3个影响因素中,纵径是对乌桕种子质量贡献最大的因素,其次是厚度,而横径对乌桕种子质量的影响主要是通过影响纵径和厚度的间接作用而产生的。因此,乌桕种子高产栽培策略应以提高纵径和厚度为主,适当调控横径,选择适宜的生长环境,协调群体和个体的发展,最终实现优质高产。

参考文献

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[13]徐益,张列梅,祁建民,等.黄麻纤维产量与主要农艺性状的相关分析[J].作物学报,2018,44(06):859-866.

(责编:张宏民)

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