摘 要

为了掌握娜塔栎苗木的年生长规律, 为其幼苗期的合理水肥管理提供科学的理论依据，本研究通过对其一年生实生容器苗生长期间苗高和地径进行测定，利用Logistic、Gompertz、Von Bertalanffy、Mitscherlich、Korf和Schumacher6种非线性模型对其生长变化规律进行拟合及比较分析。结果发现，除Schumacher模型外，其余几种模型均能很好的拟合该一年生容器苗苗高和地径的生长曲线，Logistic模型拟合塔栎苗苗高生长曲线最优，其拟合度（R²）和残差平方和（E）分别为0.994和25.896，拐点时间为6.90月份，拐点苗高为43.371 cm；同样Logistic模型拟合塔栎苗地径生长曲线也最优，拟合度（R²）和平方和残差（E）分别为0.979和0.307，拐点在7.18月份，而拐点地径为5.473 mm；而幂函数能很好的反映娜塔栎一年生容器苗苗高和地径之间的关系，其拟合度（R²）为0.855。

关键词：娜塔栎；生长曲线；苗高；地径

Modeling and analyzing the dynamic growth curve fitting for one year container seedling of

Quercus nuttallii

ABSTRACT

In this study, we periodically measured the seedling height and ground diameter of annual container seedlings of Quercus nuttallii. In order to master the annual growth rule of Q. nuttallii and provide theoretical basis for reasonable management of water and fertilizer in nursery stage, growth rhythm was fit and analyzed using different models of Logistic, Gompertz, Von Bertalanffy, Mitscherlich, Korf and Schumacher. The results showed that all kinds of models could fit the growth curves of the seedling height and ground diameter of annual container seedlings of Q. nuttallii well except the Schumacher model. Logistic model fitted the growth curves of seedling height best, and the fitting degree, residual sum of squares, inflection point of time and inflection point of seedling height were 0.994, 25.896, 6.9 months and 43.371 centimeter, respectively. Logistic model also fitted the growth curves of ground diameter well, and the fitting degree, residual sum of squares, inflection point of time and inflection point of ground diameter were 0.979, 0.307, 7.18 months and 5.473 millimeter, respectively. Power function model could fit the relationship between seedling height and ground diameter, and the fitting degree was 0.855.

Keywords: Quercus nuttallii; growth curve; seedling height; ground diameter

目录

1 文献综述 1

1.1 选题依据 1

1.2 国内外研究概况 1

1.3 研究目的及意义 3

2 材料与方法 4

2.1 试验材料 4

2.2 试验地概况 4

2.3 育苗方法及管理 4

2.3.1 层积处理 4

2.3.2 容器育苗及管理 4

2.4 生长量的测定 4

2.5 模型选择与数据统计 5

3 结果与分析 6

3.1 娜塔栎1年生容器苗苗高生长曲线拟合 6

3.1.1 娜塔栎苗不同生长时期的高度变化 6

3.1.2 模型构建与参数评估 6

3.1.3 不同模型比较分析 7

3.2 娜塔栎1年生容器苗地径生长曲线拟合 8

3.2.1 娜塔栎苗不同生长时期的地径变化 8

3.2.2 模型构建与参数评估 9

3.2.3 不同模型比较分析 10

3.3 娜塔栎苗苗高和地径的生长关系 11

4 结论与讨论 13

4.1 娜塔栎1年生容器苗苗高生长曲线的最优模型 13

4.2 娜塔栎1年生容器苗地径生长曲线的最优模型 13

4.3 娜塔栎1年生容器苗苗高和地径之间关系 14

致 谢 15

参考文献 16

1 文献综述

1.1 选题依据

娜塔栎（Quercus nuttallii），壳斗科，栎属落叶乔木。原产于北美，自21世纪初引入我国，在长江三角地区，安徽乃至华北的保定、东北的大连都开始试种^[1]。娜塔栎主干直立，高可达30米，叶椭圆形，长10-20厘米，宽5-13厘米，叶片顶部有硬齿，边缘呈深裂锯齿状。叶色春夏亮绿，深秋后由鲜红转棕红，红叶期长、叶经冬不落，主要作为冬季彩叶景观树种栽植，极具观赏价值^[2]。另外，娜塔栎适应性强，极耐水湿，抗城市污染能力强，气候适应性强，耐寒、旱，喜排水良好的沙性、酸性或微碱性土。因此是优良的行道树种选择，可单植或丛栽于庭院、公园等景点，也可与其他绿叶树种搭配造景^[3]。

娜塔栎通常采用播种繁殖^[4-5]。目前对娜塔栎的研究多集中在引种和园林观赏价值上，但对其年生长情况还没有开展相关研究。生长曲线的分析和拟合是研究植物生长规律的主要方法之一，理想的生长曲线模型在培育优质壮苗、提高造林成活率以及确定合理的采伐时期等方面有重要作用。本实验拟通过对播种后不同月份娜塔栎苗木的苗高和地径的生长量进行测定，运用Logistic、Gompertz和Von Bertalanffy等几种典型的非线性生长曲线模型对其生长变化规律进行拟合及分析，探求苗木的年生长规律，以求掌握娜塔栎苗木的年生长节律，为其育苗期的合理水肥管理提供科学的理论依据。

1.2 国内外研究概况

娜塔栎作为一种引进的彩叶树种，目前国内主要是在引种试验和园林绿化观赏价值上进行一些简单的研究。娜塔栎因适应性强、景观效果突出和较快的生长速度，是一种不可多得的优良行道树树种，因此在江浙沪的苗圃，安徽乃至华北的保定、东北的大连都开始试种该树种^[3]。种高军等^[4]则对娜塔栎从种子处理，催芽处理，播种管理和苗期管理等方面，详细介绍娜塔栎实生苗的栽培技术。而刘春林等^[6]通过引种8个国外栎属树种，观察其种子发芽情况及苗木生长表现，比较了几种树种在发芽率、生长发育和观赏性状等方面的差异。许晓波^[7]为探讨纳塔栎在城市绿地中的秋季表现，以城区内的纳塔栎植株为研究对象，通过记录植物秋季叶色变化的过程，对叶绿素、类胡萝卜素、花青素等含量进行测定，从秋色叶变化的内部和外部气候因子探讨影响纳塔栎叶色变化的主要因子。此外，杨静，黄利斌等^[8-9]还分别对纳塔栎实生苗进行淹水胁迫和耐水性试验，淹水胁迫试验结果表明浅淹水平对纳塔栎的高生长及生物量的累积均具有促进作用；而耐水性试验结果表明纳塔栎的耐水湿能力较强与落羽杉相近。而国外对娜塔栎的研究多为洪水压力对娜塔栎幼苗在生长方面的影响。Anderson P. H.^[10]在对娜塔栎等几种栎在洪水压力下对几种幼苗进行潜在的抗洪能力进行评估，发现苗在浸水条件下根的孔隙度明显高于对照组苗木。

分析植物生长曲线及拟合研究是掌握植物生长规律的主要方法之一，理想的生长曲线模型在培育优质壮苗、提高造林成活率及确定合理的采伐时期等方面有重要作用^[11]。以往的研究人们运用Logistic生长曲线模型对苗木栽培管理、良种选育等方面的研究比较多，并取得了一定的成果。其中金雅琴等^[12]用Logistic方程来拟合乌桕1年生播种苗的苗高、地径和生物量生长规律的研究，结果表明乌桕1 年生幼苗苗高与地径生长均符合“S”形生长曲线，且1年生幼苗茎的生物量在单株总生物量中所占的比例最大。而李秋荔等^[13]利用Logistic生长曲线拟合方程对中国马褂木不同种源苗期生长规律进行研究，发现各种源苗高生长均呈现明显的“慢—快—慢”的“S”型生长节律；同时还依据苗高和地径两个性状的聚类分析把6个种源分成三大类。蒋向辉等^[14]采用Logistic生长模型和幂函数曲线方程分别对青蒿株高生长和分枝特性进行了曲线方程拟合，并对株高生长与分枝数目变化进行了比较分析，结果表明：曲线方程拟合度分别为0.922和0.998，能较好地反映青蒿株高生长与分枝特性，为青蒿高产栽培和良种选育提供参考。而蔺林田^[15]用Logistic方程对欧美杨107号等5个杨树品种的1年生扦插苗拟合，并对苗高年生长规律进行研究，发现5个杨树品种的苗高年生长规律利用Logistic方程都得到了很好地表达5个杨树品种的苗高年生长动态，且相关系数均达0.98以上。Fan Yuegang等^[16]更是利用Logistic方程对公鸡体重进行拟合，发现饲养6-8周时间可使得利益得到最大化。此外，Logistic曲线方程在对墨西哥柏、印楝和榆等植物生长规律的拟合也取得很好的效果^[17-19]。