走马胎(Ardisia gigantifolia)又名马胎、山猪药、大紫金牛，为紫金牛科(Myrsinaceae)紫金牛属(Ardisia)多年生常绿灌木。作为广西特有的重点保护野生植物，该物种在广东、江西等地亦有分布，兼具生态保护价值与重要药用价值。现有研究表明，走马胎富含多种药效成分，主要包括三萜类、甾醇类、酚类、醌类等次生代谢物^[1], 其全株组织均存在三萜皂苷^[2]。此外，走马胎在抗恶性肿瘤、抗炎、抗氧化等方面表现出显著生物活性^[3-8]，是壮族、瑶族、侗族等少数民族传统医药中的常用药材^[9]，在民族医药传承与现代医药研发中均具有重要地位。目前，市场上流通的走马胎主要依赖野生采挖。随着需求不断增加，资源日趋紧缺，近年来甚至出现以杜鹃花科(Ericaceae)和马鞭草科(Verbenaceae)植物的根或茎冒充走马胎的现象^[10-11]。过度采挖导致其野生资源日益枯竭，因此亟须开展走马胎的人工种植研究，以实现资源可持续利用^[12]。

目前，学者们围绕走马胎的资源开发与保护已开展了一系列研究，主要集中在繁殖栽培技术^[13-14]、活性成分分析^[15-17]等方面，为该物种的深入研究奠定了一定基础。然而，从产业规范化的角度来看，现有研究仍存在明显不足。目前尚未见有关走马胎苗木质量分级的研究报道，而苗木质量直接影响其人工栽培成活率、药材产量与品质。由于缺乏统一的分级标准，育苗过程中的苗木筛选缺乏参考依据，这不仅制约了规范化、规模化栽培的推进，也难以保障后续药材生产的稳定性，最终阻碍走马胎资源的可持续利用与产业化发展。基于此，本研究以走马胎种子苗和扦插苗为研究对象，针对两种育苗方式的差异展开探讨：种子苗具有主根发达、环境适应性强等特点，但个体性状差异较大；扦插苗虽然能保持母本优良性状、整齐度高、生长较快，但是长期无性繁殖易导致种性退化。通过选取株高、地径、冠幅等关键生长与质量指标，综合运用主成分分析、K-均值聚类分析等方法，对两类苗木分别进行系统性比较与质量分级研究，以建立走马胎苗木质量评价体系，填补该领域的研究空白。本研究通过明确种子苗与扦插苗在形态指标上的差异特征，不仅有助于筛选可用于质量等级区分的有效指标，还可基于科学数据分析，制定两类苗木的质量分级标准，从而推进走马胎苗木质量规范化，为其进规模化栽培提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 试验地概况

试验地设在广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所试验场地内。地理坐标25°01′N，110°17′E，属中亚热带季风气候，海拔180-300 m，全年平均气温19.2 ℃^[18]。

1.2 种苗质量相关指标测定

走马胎2年生种子苗为300株，2年生扦插苗为110株。扦插基质为沙壤土，苗木均培育于种植袋中。测定前进行脱盘处理，分别测量每株苗木的株高、冠幅、地径、叶片数、根长、根粗、地上部鲜重和地下部鲜重。株高采用卷尺测量，自地径处量至顶芽基部；冠幅为东西与南北方向直径的平均值，即(东西直径+南北直径)/2；地径使用游标卡尺测量苗木地际直径，即苗干基部土痕处粗度；根长指自根茎基部至最长根须末端的长度，用卷尺测量；根粗即根基部直径，用游标卡尺测量；地上部与地下部鲜重均采用电子秤称量^[19]。测量过程由两人协作完成，一人读数、一人记录，每株苗木各项指标测定后立即记录。全部测量在24 h内完成，避开雨天操作。最终数据由纸质记录转录至Excel 2016软件进行统计分析。

1.3 种苗质量分级

采用主成分分析、K-均值聚类分析等方法对走马胎种苗进行分级。首先运用SPSS 26.0软件，对苗木的株高、冠幅、地径、叶片数、根长、根粗、地上部鲜重和地下部鲜重等8个指标进行相关性分析和主成分分析，提取主要成分；随后依据主成分分析结果进行K-均值聚类分析，得到苗木的聚类分组；最终结合实际情况，制定走马胎苗木的分级标准^[20-21]。

2 结果与分析 2.1 2年生走马胎苗木统计学描述

2年生走马胎种子苗株高为4.00-75.00 cm，地径为0.33-15.28 cm，冠幅为2.24-51.50 mm，叶片数为1.00-13.00张，根长为88.60-285.30 cm，根粗为1.43-7.73 mm, 地上部鲜重为3.63-6.12 g，地下部鲜重为2.81-4.30 g。变异系数大小依次为根粗＞株高＞根长＞地径＞叶片数＞冠幅＞地上部鲜重＞地下部鲜重(表 1)。2年生走马胎扦插苗株高12.00-73.00 cm，地径3.55-13.32 cm，冠幅6.32-48.76 mm，叶片数1.00-16.00张，根长98.70-198.70 cm，根粗0.75-5.42 mm，地上部鲜重3.84-6.29 g，地下部鲜重2.49-4.24 g。变异系数大小依次为根粗＞叶片数＞株高＞地径＞冠幅＞地下部鲜重＞根长＞地上部鲜重(表 2)。由此可见，种子苗和扦插苗均为根粗稳定性最小；种子苗地下部鲜重稳定性最大，扦插苗则地上部鲜重稳定性最大。

2.2 2年生走马胎苗木主要参数相关性分析

2年生马胎种子苗和扦插苗质量指标的相关性分析结果见表 3、表 4。株高、地径、冠幅、叶片数、根长、地上部鲜重6个参数至少与其他1个参数存在显著相关关系(P＜0.05)，说明这6个参数可以真实反映种苗质量信息。走马胎种子苗株高与地径、冠幅极显著相关(P＜0.01)；地径与地下部鲜重显著相关(P＜0.05)，与冠幅、叶片数、根粗极显著相关(P＜0.01)；冠幅与叶片数极显著相关(P＜0.01)；根长与地上部鲜重显著相关(P＜0.05)；地上部鲜重与地下部鲜重极显著相关(P＜0.01)。走马胎扦插苗株高与根粗显著相关(P＜0.05)，与地径、冠幅、叶片数极显著相关(P＜0.01)；地径与根长显著相关(P＜0.05);与冠幅、叶片数、根粗极显著相关(P < 0.01)；冠幅与根长、根粗显著相关(P＜0.05)，与叶片数极显著相关(P＜0.01)；叶片数与根粗显著相关(P＜0.05)；地上部鲜重与地下部鲜重显著相关(P＜0.05)。

2.3 2年生走马胎苗木主成分分析

由表 5、表 6可知，走马胎种子苗和扦插苗的株高、地径、冠幅、叶片数累积方差贡献率达100%，故认为这4个主成分可代表全部指标信息。走马胎种子苗主成分1(株高)的累积方差贡献率为55.700%，说明这4个主成分可整合为单一综合因子，解释半数以上走马胎种子苗的生长差异。走马胎扦插苗主成分1(株高)的累积方差贡献率为72.226%，表明扦插苗表型变异更集中。

2.4 2年生走马胎苗木特征根分析

为消除形态指标间的信息重叠，本研究以2年生走马胎种子苗和扦插苗的株高、地径、冠幅和叶片数为变量，提取种子苗第一主成分(株高)2.228、方差贡献率55.700%(表 5)和扦插苗第一主成分(株高)2.889、方差贡献率72.226%(表 6)，构建种苗评价因子F，并以其为唯一聚类变量实施K-均值聚类二次分类，实现种苗优劣的客观量化评价与分组，为后续选育及精准造林提供依据，结果见表 7、表 8。

由表 7的特征根数据，得到以下主成分公式：

$~~~~ F 1= 株高 × 0.861+ 地径 \times 0.858+ 冠幅 × \\ 0.816+ 叶片数 \times 0.290 。$

因此，种子苗评价因子F的计算公式为

$ F=F 1 \times 0.55700 。$

计算所有种子苗的评价因子F，并采用K-均值聚类分析将种苗分为3类。

由表 8的特征根数据，得到以下主成分公式：

$ F 1= 株高 × 0.912+ 地径 \times 0.853+ 冠幅 × 0.818+ 叶片数 \times 0.814 。$

因此，扦插苗评价因子F的计算公式为

$F=F 1 \times 0.72226 。$

计算所有扦插苗的评价因子F，并采用K-均值聚类分析将种苗分为3类。

2.5 2年生走马胎苗木K-均值聚类分析

对2年生走马胎种子苗和扦插苗的株高、地径、冠幅和叶片数进行逐步聚类，结果见表 9、表 10。结合相关性分析与主成分分析，确定以株高、地径、冠幅、叶片数4项指标划分质量等级；通过K-均值聚类界定指标范围并适当调整，初步制定走马胎种苗质量等级划分标准，结果见表 11、表 12。若其中株高、地径、冠幅、叶片数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。通过K-均值聚类分析，种苗被分为一级种苗、二级种苗和三级种苗3类，而株高＜20.00 cm、地径＜5.73 cm、冠幅＜22.37 mm、叶片数＜3.00的种子苗，以及株高＜24.00 cm、地径＜5.76 cm、冠幅＜19.53 mm、叶片数＜5.00的扦插苗，均未达到三级种苗的最低标准，被归类为不合格苗，故未列入质量分级标准中。

3 讨论

本研究以2年生走马胎种子苗与扦插苗为研究对象，围绕“同一物种、不同繁殖来源的苗木能否共用质量评价标准”这一核心问题，开展苗木质量分级研究，并分析各生长指标之间的相关性。在构建分级标准时，通过相关性分析确定株高、地径、冠幅和叶片数为关键分级指标，这些指标能够直观反映苗木质量，且该方法具有简便、高效和易操作的特点。例如，滇重楼(Paris polyphylla var.yunnanensis)种苗分级中也采用了株高和地径作为主要指标^[22]，与本研究的思路一致。主成分分析结果显示，种子苗和扦插苗的累积贡献率分别为55.700%和77.226%，表明这两种繁殖方式在苗木性状上存在明显差异：种子苗遗传变异较大，分级标准应适当放宽；扦插苗整齐度较高，可进行更精确的分级。本研究综合运用主成分分析和K-均值聚类分析，避免了传统“一刀切”分级所导致的一级苗比例失真问题，同时也验证了该方法在不同繁殖材料中的适用性与稳定性。此外，前人研究多采用主成分因子、K-均值聚类和标准差等方法制定苗木分级标准^[23-25]，为本研究提供了方法参考。

苗木质量直接影响移栽成活率及后期产量，是走马胎资源化利用的关键环节。本研究还结合生产实际，明确了两种育苗方式的不同适用场景：种子苗适于选育和种质保存，扦插苗则更适用于规模化造林，二者共同构建了“选育-扩繁-商品化”的完整生产链条，不仅为生产实践提供直接指导，也有助于减少对野生资源的采挖，促进资源可持续利用。

本研究还发现，2年生走马胎种子苗与扦插苗的形态指标与生物量指标普遍呈负相关关系。从生长发育协调性的角度看，该年龄苗木正处于营养扩展阶段，资源优先分配于形态建成，生长重心在形态扩展而非生物量积累；加之各指标的生物学意义存在差异，因此这一现象具有合理性。然而，本研究仅基于2年生苗木和单一试验地，后续需补充更多年龄阶段及不同产地的数据以完善分级体系。在实际栽培中，可通过水肥调控和光照管理优化形态生长与生物量积累的协调关系，从而提高移栽成活率和最终产量。

4 结论

本研究以2年生走马胎300株种子苗和110株扦插苗为试验材料，通过测定株高、地径、冠幅、叶片数、根长、根粗、地上部鲜重、地下部鲜重等8项生长指标，综合运用主成分分析与K-均值聚类分析等方法，建立了走马胎种子苗与扦插苗的苗木质量分级标准，并发现2年生走马胎苗木形态指标与生物量指标之间存在负相关关系。研究将走马胎种子苗划分为3个等级：一级种苗株高＞52.00 cm，地径＞9.45 cm，冠幅＞34.83 mm，叶片数＞5.00张；二级种苗株高＞37.00-52.00 cm，地径＞7.45-9.45 mm，冠幅＞28.31-34.83 mm，叶片数＞4.00-5.00张；三级种苗株高20.00-37.00 cm，地径5.73-7.45 cm，冠幅22.37-28.31 mm，叶片数3.00-4.00张。将走马胎扦插苗木划分为3个等级：一级种苗株高＞57.00 cm，地径＞9.92 cm，冠幅＞38.48 mm，叶片数＞10.00张；二级种苗株高＞41.00-57.00 cm，地径＞8.18-9.92 cm，冠幅＞31.68-38.48 mm，叶片数＞8.00-10.00张；三级种苗株高24.00-41.00 cm，地径5.76-8.18 cm，冠幅19.53-31.68 mm，叶片数5.00-8.00张。该分级标准科学合理、实用性强，可用于走马胎种苗生产的质量评价与控制，促进其人工栽培的规模化发展；而形态指标与生物量之间的负相关关系，可为育苗中水肥管理和光照调控提供理论依据。