利用隸屬函數(shù)法對8種不同石竹屬材料主要觀賞性狀的綜合評價

王軍娥，薛晉軒，景維坤，亢秀萍

(山西農(nóng)業(yè)大學 園藝學院，山西 太谷 030801)

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利用隸屬函數(shù)法對8種不同石竹屬材料主要觀賞性狀的綜合評價

王軍娥，薛晉軒，景維坤，亢秀萍*

(山西農(nóng)業(yè)大學 園藝學院，山西 太谷 030801)

[目的]建立評價石竹屬植物觀賞性的綜合評價體系，為快速篩選適合園林綠化的石竹材料提供技術(shù)支撐。[方法]本試驗以8份不同石竹屬材料為研究對象，測定花期、花徑、花色、花裂、株高、葉長、葉寬等9個觀賞指標，采用模糊數(shù)學隸屬函數(shù)法對其主要觀賞性狀進行綜合評價。[結(jié)果]隸屬函數(shù)法評價8份不同石竹屬材料的7個主要觀賞性狀，得出不同材料之間觀賞價值存在差異；隸屬函數(shù)值越大，綜合觀賞性越高；8種不同石竹屬材料綜合觀賞價值由高到低依次為：D2中國石竹 > D7 ‘FL’ > D1常夏石竹 > D8‘鉆石混色’ > D6 ‘繁星玫紅’ > D5 ‘繁星混色’ > D3瞿麥 > D4‘鉆石紫色’；其中D2中國石竹、D7 ‘FL’和D1常夏石竹隸屬函數(shù)平均值較大，具有較高的觀賞價值，因此可以大面積推廣應(yīng)用。[結(jié)論]隸屬函數(shù)法可以較好地對石竹屬植物的觀賞性進行綜合評價。

石竹屬； 觀賞性狀； 評價； 隸屬函數(shù)法

石竹屬(DianthusL.)，宿根多年生花卉，中國大約有16種10變種，我國東北、西北至長江流域山野均有分布[1]。石竹屬植物莖節(jié)膨大、具關(guān)節(jié)、單葉對生、稀互生或輪生，花單生或數(shù)朵集成聚傘狀花序，花朵繁密，花色豐富，花期長；耐干旱貧瘠，是園林綠化的優(yōu)良材料[2]?，F(xiàn)已培育出很多園藝栽培品種，主要用于大面積園林美化、道路綠化、庭院栽培、巖石園、草坪邊緣點綴、廣場作色帶或綠籬等，觀賞價值高[3]。

目前，石竹屬植物的研究主要包括起源與分類[4,5]、引種栽培[6,7]、繁殖技術(shù)[8,9]、逆境脅迫[10,11]、切花保鮮[12]和基因功能驗證[13,14]等方面，尤其是在抗逆性相關(guān)的形態(tài)與生理指標[10,11]測定上，大部分學者只是采用了單項指標進行比較，無法準確地反映出植物的實際抗性。隸屬函數(shù)法可以對多個指標進行綜合分析，從而更科學地對植物的抗性做出評價，此方法已經(jīng)在眾多植物中應(yīng)用[15～20]。本試驗擬以8份不同石竹屬材料為研究對象，采用模糊數(shù)學隸屬函數(shù)法對花期、花徑、花色等7個主要觀賞性狀指標進行綜合評價，以期篩選出適應(yīng)性強且觀賞價值高的種類，為今后石竹屬植物在山西省的引種栽培以及大面積的園林應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1　試驗材料與方法

1.1試驗材料

供試的8份不同石竹屬植物材料分別引自于中國、美國和日本等地，具體見表1。

表1　供試材料

1.2試驗方法

1.2.1植物材料的種植與管理

本試驗在山西省太谷縣山西農(nóng)業(yè)大學園藝學院花卉試驗基地進行。選取無病蟲害、飽滿的種子進行穴盤播種，基質(zhì)以草炭土和珍珠巖按3∶1比例混合，于6月進行大田定植，統(tǒng)一進行水肥管理。

1.2.2物候期觀察

于播種后開始進行觀察與記錄，對出苗期、現(xiàn)花期、盛花期、群體開花持續(xù)時間、返青期等指標進行調(diào)查。出苗期、現(xiàn)花期均為2/3群體達到相關(guān)物候的時間；盛花期為3/4群體開花；群體開花持續(xù)時間為某一品種第一朵花開到該品種最后一朵花謝為止的天數(shù)；返青期為第二年2/3群體返青時間。

1.2.3植株生長狀況調(diào)查

對進行花朵觀賞特性調(diào)查的植株同時進行生長調(diào)查，采用人工測量法記錄葉長、葉寬、株高等指標。

1.2.4花朵觀賞特性調(diào)查

隨機選擇每個材料中的5株作為樣本，登記掛牌，采用計數(shù)測量法調(diào)查花徑、花裂流蘇長度；花色調(diào)查采用RAL-K7比色卡(德國)進行比色。

1.3評價指標與標準

定量指標取測量結(jié)果的平均值，定性指標根據(jù)觀賞特點和調(diào)查結(jié)果賦予不同的分值。根據(jù)對石竹屬植物的觀察研究，參考黃雪方等[21]關(guān)于香石竹觀賞價值擬定的4分制評價標準，在評分人員意見的基礎(chǔ)上，制定石竹屬植物觀賞性狀評價標準，見表2。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用Excel和SAS軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，并采用方差分析對試驗數(shù)據(jù)進行顯著性差異分析；利用模糊數(shù)學隸屬函數(shù)法[22]對8份不同石竹屬植物材料進行主要觀賞性狀的綜合評價。隸屬函數(shù)值公式為：

表2　石竹屬植物觀賞性狀評價標準

μ(Xj)=(Xj-Xmin)/(Xmax-Xmin)，j=1, 2, 3, ……, n

式中，Xj表示第j個指標值，Xmin表示第j個指標的最小值，Xmax表示第j個指標的最大值；如某一個指標與觀賞性為負相關(guān)，則用μ(Xj)=(Xmax-Xj)/(Xmax-Xmin)進行計算。 然后按照公式(1)計算標準差系數(shù)Vj，按照公式(2)計算權(quán)重系數(shù)Wj；按照公式(3)計算隸屬函數(shù)值(D)。D值越大，表示觀賞性越高。

(1)

(2)

(3)

2　結(jié)果與分析

2.18份不同石竹屬材料的物候期調(diào)查

對石竹屬8份不同材料物候期進行跟蹤調(diào)查，結(jié)果見表3。由表3可知，8份石竹屬植物材料在山西晉中地區(qū)露地種植生長良好。4月中旬溫室播種，均可在一周左右出苗。現(xiàn)花期最早的材料是D2，5月20日，最晚為D3，7月1日；D1和D2盛花期在6月中下旬，D3盛花期在7月20日，最晚的為D4和D8，為8月9日；群體開花持續(xù)時間最長的材料是D2，163 d，最短的為D7，123 d，其余均在150 d左右。

表3　8份不同石竹屬材料物候期

2.28份不同石竹屬材料生長狀況調(diào)查

采用測量法對8份不同石竹屬材料的葉長、葉寬和株高進行測定，結(jié)果見表4。從表4可以看出：在8份不同石竹屬材料中，葉長、葉寬和株高均表現(xiàn)出極顯著差異水平。D3葉片最長，高達10.11 cm；其次是D5(7.70 cm)，材料D2、D6和D7葉片長度差異不明顯，均在6.5 cm；葉長最短的是D4，僅為4.81 cm。葉寬最大的材料為D7，1.65 cm；D3、D4、D5、D6和D8葉寬均在1.0 cm以上，具有良好觀賞價值；D2葉寬較小，為0.95 cm；葉寬最小的材料為D1，僅0.23 cm。植株的高低直接影響著觀賞效果，所以株高在8份不同石竹屬材料中存在極顯著性差異。D6、D4、D8和D7株高在11～13 cm之間，適宜做地被；其次是 D1和D5，株高在19～20 cm之間；D2和D3植株明顯增高，易倒伏。尤其是D3，株高32.34 cm，在所有材料中最高，不能直立，明顯降低植株的觀賞性。

表48份不同石竹屬材料生長狀況

Table 4The growth of the eight differentDianthusplants

編號Number葉長/cmLeaflength葉寬/cmLeafwidth株高/cmPlantheightD15.81D0.23F19.86CD26.52C0.95E26.90BD310.11A1.31BC32.34AD44.81E1.15D12.66FD57.70B1.25C19.23DD66.55C1.38B11.73GD76.48C1.65A13.31ED85.68D1.25C12.81EF

注：同列不同大寫字母表示差異極顯著水平(p﹤0.01)，下同。

Note: Different capital letters indicate significant difference at the 0.01 level in the same row. The same as below.

2.38份不同石竹屬材料花朵觀賞特性調(diào)查

對8份不同石竹屬材料的花徑、花裂和花色進行測定，結(jié)果見表5。由表5可知：不同材料中，花徑大小和花裂長短均呈極顯著差異。其中，花徑最大的材料為D3，約為5.60 cm； D1、D2、D7和D8花徑均在3.0～4.0 cm之間，為中等花；D4、D5和D6花徑較小，均在2.5 cm左右?；ㄉ苯佑绊懼参镉^賞價值的高低。從表5可以看出，8種不同石竹屬材料的花色相對比較豐富。其中，花色最豐富的材料為D5和D8，分別有5種花色；其次是D2，具有4種花色；D1和D3則有2種花色，其它材料花色單一?；验L短在不同材料中呈極顯著差異。D3流蘇最長，高達1.8 cm；其次是D7，流蘇長1.51 cm；D1和D2流蘇均在0.45 cm左右；D4、D5、D6和D8較短，均在0.2 cm左右。

表58份不同石竹屬材料花朵觀賞特性

Table 5The ornamental characteristics of the eight differentDianthusplants

編號Number花徑/cmFlowerdiameter花色Flowercolor花裂/cmFlowerdehiscenceD13.40BRAL4010TelemagentaRAL4008Signalviolett0.43CD23.57BRAL4010TelemagentaRAL4003ErikaviolettRAL3003RubinrotRAL9003Signalwei0.45CD35.60ARAL4005BlaulilaRAL4008Signalviolett1.80AD42.57ERAL4008Signalviolett0.20DD52.56ERAL9003SignalweiRAL3015HellrosaRAL3028ReinrotRAL4008SignalviolettRAL3020Verkehrsrot0.20DD62.87DRAL4006Verkehr-spurpur0.25DD73.13CRAL3003Rubinrot1.51BD83.04CDRAL4003ErikaviolettRAL3011BraunrotRAL3015HellrosaRAL4010TelemagentaRAL9003Signalwei0.23D

2.48份不同石竹屬材料主要觀賞性狀的綜合評價

植物觀賞價值的高低是受多因素相互作用的結(jié)果。因此，需要對多項指標進行綜合評價，以提高植物觀賞性評價的準確性和可靠性。本研究采用模糊數(shù)學隸屬函數(shù)法，對8份不同石竹屬材料的7個主要觀賞性狀指標進行隸屬函數(shù)值計算，綜合評價結(jié)果見表6。由表6可知：不同材料之間隸屬函數(shù)值差異較大，根據(jù)隸屬函數(shù)值越大觀賞性越高的原則，供試材料的觀賞價值由高到低依次為：D2>D7>D1>D8>D6>D5>D3>D4。

表6利用隸屬函數(shù)法對8份不同石竹屬材料主要觀賞性狀的綜合評價

Table 6The comprehensive evaluation on main ornamental characteristics of the eight differentDianthusplants by subordinate function

編號Number名稱Name株高Height現(xiàn)花期Flowerappearingcolorstage盛花期Fullfloweringstage群體開花持續(xù)時間Floweringdurationofgroup花徑Flowerdiameter花色Flowercolor花裂Flowerdehiscence隸屬函數(shù)總值Totalsubordinatefunctionvalue隸屬函數(shù)平均值A(chǔ)veragesubordinatefunctionvalue排名RankD1常夏石竹0.980.800.700.660.270.330.153.890.563D2中國石竹0.500.980.810.980.330.670.164.410.631D3瞿麥0.030.060.420.330.990.330.993.150.457D4‘鉆石紫色’0.970.390.160.730.0040.030.0072.280.338D5‘繁星混色’0.910.470.130.740.0030.970.0063.230.466D6‘繁星玫紅’0.960.670.230.750.100.530.033.270.475D7‘FL’0.990.780.990.110.190.270.824.130.592D8‘鉆石混色’0.920.730.160.930.160.930.023.850.554

3　討論與結(jié)論

花卉的觀賞價值是由多個指標綜合決定的，單一指標片面，有時無法準確反映出植物真正的觀賞性。在對植物資源進行綜合評價中，運用較多的是百分制計分評選法[23]、層次分析法[24]、灰色關(guān)聯(lián)度分析法[25]和隸屬函數(shù)法[26]。每種方法都有一定的優(yōu)缺點，百分制計分評選法大多用于新品種引種的初期，在種植數(shù)量還比較少時，尤其是對單株進行選擇和評價時，不過結(jié)果比較片面，具有一定的主觀性[23]；灰色關(guān)聯(lián)度分析法和層次分析法是對供試材料的主要性狀進行的定性和定量評價，較百分制計分評選法客觀，但是均需要龐大的數(shù)據(jù)樣本和復雜的科學計算，過程較繁瑣[24,25]；隸屬函數(shù)法被認為是一種可以綜合考慮不同類型指標以消除不同指標間權(quán)重差別的有效方法[26,27]。因此，本研究采用模糊數(shù)學隸屬函數(shù)值法對8種不同石竹屬材料的觀賞性狀進行綜合評價，結(jié)果更具科學性和可靠性，而且簡單易行。

對植物進行科學評價是有效利用的基礎(chǔ)。石竹屬植物越來越多地被運用到園林綠化中，對引種的石竹屬植物進行適應(yīng)性調(diào)查及觀賞性狀評價具有重要意義。武術(shù)杰等對美國地被石竹在長春地區(qū)的引種情況進行了調(diào)查，測定指標包括苗高、冠幅、花徑、花期和結(jié)實率等，得出各材料之間特異性不顯著并可大規(guī)模繁殖的結(jié)論[7]；黃雪方等采用層次分析法建立香石竹的觀賞性狀評價結(jié)構(gòu)模型，選擇11個因素并將其歸并為4個評價性狀，最終對供試的14個香石竹品種進行了觀賞性綜合評價[21]。石竹屬植物的觀賞性體現(xiàn)在花色、花徑、花裂、花期、株高和葉長等不同指標上，某一個單一指標的高低不能說明觀賞價值的高低。因此，本試驗從花色、花徑、花裂和花期等7個指標對來源不同的8份石竹屬材料進行隸屬函數(shù)法綜合評價，研究結(jié)果表明：不同材料之間的觀賞性存在差異。隸屬函數(shù)平均值越大，說明觀賞性越高。8份不同石竹屬材料的觀賞性由高到低為：D2>D7>D1>D8>D6>D5>D3>D4，即中國石竹>‘FL’>常夏石竹>‘鉆石混色’>‘繁星玫紅’>‘繁星混色’>瞿麥>‘鉆石紫色’。其中綜合觀賞價值最高的為中國石竹(圖1，D2)，花色豐富、花徑較大、花期長。其次是從韓國引種的‘FL’材料(圖1，D7)，花色雖然只有一種，但是花裂明顯，觀賞性較高；常夏石竹(圖1，D1)葉片具白粉、株型緊湊、花色豐富、自然花期長，觀賞價值高，是園林應(yīng)用中最理想的地被植物之一；瞿麥(圖1，D3)觀賞價值相對較低，它因植株過高而易倒伏，因此在城市綠化中不適宜大面積種植。綜上所述，通過隸屬函數(shù)法對供試的不同石竹屬材料進行觀賞性綜合評價，有效地消除了因測定指標敏感性差異而引起的評價誤差，從而使引種不同地方的石竹材料的觀賞性具有可比性，其結(jié)果較為客觀地反映了不同石竹屬材料的觀賞性高低水平，為今后石竹屬植物的評價及利用提供較高的參考價值。

附圖1圖版說明：D1　常夏石竹(Dianthus Plumarius)D2　中國石竹(Dianthus Chinensis L.)D3　瞿　　麥(Dianthus Superbus L..)D7　‘FL’(Dianthus Barbatus ‘FLORAL LACE CRIMSON’)

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(編輯：馬榮博)

The comprehensive evaluation on main ornamental characteristics of eight differentDianthusplants by subordinate function

Wang Jun’e, Xue Jinxuan, Jing Weikun, Kang Xiuping*

(CollegeofHorticulture,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China)

[Objective] The study was to establish a comprehensive system for assessing the ornamental characteristics ofDianthusplants, and to provide technological support for selecting ofDianthusplants species in greening. [Method] The ornamental characteristics of eightDianthusplants, such as flowering, flower diameter, flower color, flower crack, plant height, leaf length, leaf width,etc., were measured. A comprehensive evaluation on ornamental characteristics was given based on subordinate function value analysis. [Results] The results indicated that the difference in ornamental value of eight differentDianthusplants. The bigger subordinate function values, the higher comprehensive ornamental values. The order of comprehensive ornamental values in eight differentDianthusplants from high to low was as follow: D2DianthusChinensisL. > D7DianthusBarbatus‘FLORAL LACE CRIMSON’ > D1DianthusPlumarius> D8DianthusBarbatusF1 ‘DIAMOND MIX’ > D6DianthusBarbatusF1‘TELSTAR CARMINE ROSE’ > D5DianthusBarbatusF1 ‘TELSTAR MIX’ > D3DianthusSuperbusL. > D4DianthusBarbatusF1 ‘DIAMOND’. Therefore, D2DianthusChinensisL.，D7DianthusBarbatus‘FLORAL LACE CRIMSON’ and D1DianthusPlumariuscan be extended in lager areas. [Conclusion] The method of subordinate function value analysis can be used to evaluate ornamental characteristics ofDianthusplants.

Dianthus， Ornamental characteristics， Evaluation， Subordinate function

2016-06-22

2016-07-21

王軍娥(1981-)，女(漢)，陜西富平人，講師，博士，研究方向：園藝植物遺傳與分子育種

亢秀萍，副教授，碩士生導師。Tel: 0354-6285903; E-mail: sxndkxp@163.com

山西農(nóng)業(yè)大學引進人才博士科研啟動項目(2013YJ21)

S682.1+9

A

1671-8151(2016)10-0709-06