基于AHP的73種石斛蘭觀賞性及栽培適應(yīng)性的研究

賴碧丹 鄧征宇 崔忠吉 周曉歡 孫奇 張小川

（廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧530007）

石斛蘭是蘭科石斛屬（Dendrobium）植物的統(tǒng)稱，是形、色俱佳的蘭科植物，在我國的古文獻(xiàn)中早有記載，《神農(nóng)本草經(jīng)》《本草綱目》等古代中藥典籍均有記錄其藥用價(jià)值。石斛蘭不僅僅具有藥用價(jià)值，同時(shí)也具有很高的觀賞價(jià)值，花色變化非常豐富，有紅、黃、白、粉、紫等，就連蘭科植物中比較少見的藍(lán)色和綠色都能在石斛蘭中找到。

目前已知原生種石斛蘭主要分布于亞洲的熱帶、亞熱帶地區(qū)以及大洋洲，全世界已知近2000種［1］。我國原產(chǎn)石斛約有80多種，主要分布在北緯30°以南地區(qū)，少數(shù)分布可到秦嶺、淮河以南［2］，常附生于樹上或巖石上。近年來，由于野生資源采挖現(xiàn)象嚴(yán)重，石斛蘭野外資源瀕臨滅絕。石斛屬大部分現(xiàn)已被列為《中華人民共和國珍惜瀕危植物名錄》、《瀕危野生動(dòng)植物物種國際貿(mào)易公約CITES》中的二級保護(hù)植物。

我國的華南、西南等地區(qū)為石斛蘭的自然分布地，在栽培石斛蘭上具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。有效利用和發(fā)展我國以及東南亞地區(qū)產(chǎn)的石斛屬植物資源，對提高我國觀賞園藝的水平可起到推動(dòng)作用。課題組通過引種栽培73種（品種）石斛蘭，并運(yùn)用AHP層次分析法分析評價(jià)這73種石斛蘭的觀賞價(jià)值、栽培適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)價(jià)值等，從中選出適合本地區(qū)栽培且具有較好觀賞性及推廣價(jià)值的石斛蘭品種。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為2008-2019年間分別從云南、廣西、廣東、海南、臺(tái)灣等省區(qū)和日本、越南、泰國等國家引進(jìn)的石斛蘭原生種、園藝變種以及雜交種73種（品種）。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣西南寧市廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，試驗(yàn)材料栽植于塑料薄膜大棚以及普通家庭陽臺(tái)，以盆栽為主。南寧市地處亞熱帶地區(qū)，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫21.6℃，1月均溫12.8℃，7～8月均溫28.2℃，年平均降雨量1304mm，年平均相對濕度80%左右。

1.3 評價(jià)方法

1.3.1 石斛蘭評價(jià)指標(biāo)參考《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南石斛屬》中的部分表型形狀數(shù)據(jù)以及栽培適應(yīng)性情況進(jìn)行記錄。評價(jià)指標(biāo)包括：花的顏色、花直徑、花朵張開程度、芳香性、花期長短、一支花序花朵數(shù)、花序排列情況、植株高度、植株形態(tài)及葉片觀賞性、生態(tài)習(xí)性、繁殖難易度、生長狀況等。

1.3.2 構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系運(yùn)用層次分析法（AHP）構(gòu)建出4層模型（見表1）及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（見表2），即A～B（約束層元素相對于目標(biāo)層的比較判斷）、B～C（標(biāo)準(zhǔn)層元素相對于約束層的比較判斷）共四個(gè)矩陣［3］，其中目標(biāo)層（A）：選出觀賞性較高且適合本地區(qū)種植的石斛蘭品種；約束層（B）：觀賞價(jià)值（B1）、栽培適應(yīng)性（B2）、經(jīng)濟(jì)價(jià)值（B3）；標(biāo)準(zhǔn)層（C）：綜合評價(jià)石斛蘭觀賞價(jià)值、栽培適應(yīng)性及經(jīng)濟(jì)價(jià)值的14個(gè)評價(jià)因子；最低層（D）：待評價(jià)的73種（品種）石斛蘭。

表1 綜合評價(jià)模型

表2 C層各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)已構(gòu)建的評價(jià)模型，根據(jù)直觀經(jīng)驗(yàn)、表型形狀數(shù)據(jù)測量基礎(chǔ)、栽培適應(yīng)性分析以及綜合評價(jià)值的分布情況等，對引種的73種（品種）石斛蘭進(jìn)行評價(jià)。將73種（品種）石斛蘭的觀賞價(jià)值和在本地區(qū)的人工引種栽培適應(yīng)情況分為4個(gè)等級：Ⅰ級（≥4.0）：觀賞價(jià)值極高且栽培適應(yīng)性極好的種類，栽培3年后植株可復(fù)壯且正常開花，可直接運(yùn)用于景觀或作為盆栽花卉商業(yè)化推廣；Ⅱ級（4.0～3.5）：觀賞價(jià)值高且適應(yīng)性較好的種類，栽培3年后植株可復(fù)壯且正常開花，可直接運(yùn)用于景觀或作為盆栽花卉商業(yè)化推廣；Ⅲ級（3.5～3.0）：觀賞價(jià)值較高但適應(yīng)性一般的種類，或觀賞價(jià)值一般但適應(yīng)性較好的種類，可進(jìn)行盆栽的商業(yè)化推廣，園林景觀運(yùn)用上還需根據(jù)其習(xí)性進(jìn)行選擇；Ⅳ級（≤3.0）：觀賞價(jià)值一般或適宜性較差的種類，栽培3年無法復(fù)壯或死亡，不建議進(jìn)行商業(yè)推廣，僅適合科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行品種改良親本選擇，或部分有栽培條件的園藝愛好者栽培。

1.3.3 計(jì)算方法及過程

1.3.3.1 構(gòu)造兩兩比較的判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)判斷矩陣指的是由同一層次的各元素相對于上一層的某一關(guān)聯(lián)元素進(jìn)行兩兩比較，通過計(jì)算可得出各元素相對于上一層的重要性，從而形成比較判斷矩陣［4］。在AHP綜合評價(jià)體系中，相對重要性是各評價(jià)元素的重要基礎(chǔ)和依據(jù)［5］，在構(gòu)造判斷矩陣時(shí)，AHP采用1～9比例標(biāo)度（見表3）［6］。

通過對每層之間各元素進(jìn)行兩兩對比構(gòu)建4個(gè)判斷矩陣：A-Bi判斷矩陣、B1-Ci判斷矩陣、B2-Ci判斷矩陣、B3-Ci判斷矩陣（見表5～表8），并求出判斷矩陣對應(yīng)的特征向量（W）及最大特征根（λmax），然后將特征向量歸一化（使各個(gè)分向量的和為1），所得到的各個(gè)分量就是該準(zhǔn)則下各個(gè)元素的權(quán)重［7］。

由于受人們對事物的認(rèn)識(shí)具有多樣性以及客觀事物具有復(fù)雜性等元素影響，各元素間的兩兩比較形成的判斷矩陣，判斷并不是很準(zhǔn)確。當(dāng)n階判斷矩陣λmax＞n時(shí)，其對應(yīng)的特征向量W就不能真實(shí)地反映各元素對于上層準(zhǔn)則的相對重要性，因此需要有一個(gè)衡量不一致程度的數(shù)量指標(biāo)，即一致性指標(biāo)CI，CI=（λmax-n）/（n-1）［8］。

由于本次判斷矩陣的元素有17個(gè)，規(guī)模較大，要保持判斷矩陣的一致性，需要引入平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI（見表4）。CI與RI的比率稱為一致性比率CR，即CR=CI/RI，當(dāng)CR＜0.1時(shí)，一般認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性。

1.3.3.2 層次總排序從表5～表8的結(jié)果可以看出，四個(gè)判斷矩陣一致性比率CR＜0.1，通過一致性檢驗(yàn)。本試驗(yàn)建立的石斛蘭觀賞性及栽培適應(yīng)性評價(jià)分析評價(jià)判斷矩陣合理，由此計(jì)算各約束層和方案層的權(quán)重W及其排序（見表9）。

表3 1～9等級劃分及其標(biāo)度［6］

表4 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI值

表5 A-Bi判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

表6 B1-Ci判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

表7 B2-Ci判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

表8 B3-Ci判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

表9 B-C層各層權(quán)重值

表10 73種（品種）石斛蘭的觀賞性及栽培適應(yīng)性綜合評分結(jié)果

2 結(jié)果與分析

2.1 綜合評價(jià)計(jì)算結(jié)果

從觀賞價(jià)值、栽培適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)價(jià)值3個(gè)方面對每種石斛蘭進(jìn)行為期不少于3年的觀察與記錄，并根據(jù)表2的C層各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)，通過計(jì)算得出對73種（品種）石斛蘭的綜合評分結(jié)果（見表10）。

2.2 分級結(jié)果評價(jià)

在本次評價(jià)體系中，生態(tài)習(xí)性所占的權(quán)重最大，其次是生長狀況及一枝花序的花朵數(shù)等。通過評價(jià)分析，Ⅰ級（≥4.0）共計(jì)5種，占總數(shù)的6.8%；Ⅱ級（4.0～3.5）共計(jì)19種，占總數(shù)的26.0%；Ⅲ級（3.5～3.0）共計(jì)16種，占總數(shù)的21.9%；Ⅳ級（≤3.0）共計(jì)33種，占總數(shù)的45.2%。

Ⅰ級石斛蘭觀賞價(jià)值極高且栽培適應(yīng)性極好的種類，栽培3年后植株可復(fù)壯且正常開花，可直接運(yùn)用于景觀或作為盆栽花卉商業(yè)化推廣，在南寧地區(qū)可完全露天栽培。例如“矩唇石斛”，也叫“櫻石斛”，花紫紅色，顏色艷麗；“兜唇石斛‘櫻花’”是日本在“兜唇石斛”中選出的萼片、兩側(cè)翼瓣紅色變異的個(gè)體，且花朵排列緊湊，植株形態(tài)優(yōu)美，假鱗莖可長達(dá)2m，可作立體景觀、墻體綠化使用；“黃喉石斛”花色變化豐富，萼片及兩側(cè)翼瓣有純白、粉色、黃色、白色或黃色帶粉色插角等顏色變化，唇瓣也有純黃色、黃色帶黑色眼斑等變化。

Ⅱ級石斛蘭是觀賞價(jià)值高且適應(yīng)性較好的種類，栽培3年后植株可復(fù)壯且正常開花，可直接運(yùn)用于景觀或作為盆栽花卉商業(yè)化推廣。相較于Ⅰ級種類Ⅱ級石斛蘭在觀賞性上或花期長短上要稍遜。兩個(gè)產(chǎn)區(qū)的“杓唇石斛”，雖為同一種石斛蘭，但泰國產(chǎn)區(qū)和越南產(chǎn)區(qū)在花色的表現(xiàn)上稍有不同。泰國產(chǎn)區(qū)的花色以黃色為主色，萼片及兩側(cè)翼瓣為粉色插角，整朵花呈現(xiàn)復(fù)合色；越南產(chǎn)區(qū)的則全朵為金黃色為主色。在整體觀賞價(jià)值評分上泰國產(chǎn)區(qū)的“杓唇石斛”要高于越南產(chǎn)區(qū)的。

Ⅲ級和Ⅳ級占此次引種石斛68.5%，主要為觀賞價(jià)值不高或栽培適應(yīng)性不好。原生種石斛蘭目前已知約有2000種，但由于生境復(fù)雜，并不是所有石斛蘭種類都適合人工栽培或具有很好的觀賞價(jià)值。Ⅲ級中的“銘黃石斛”“流蘇石斛”單朵花雖然具有很好的觀賞價(jià)值，且栽培適應(yīng)性也較好，但在本地區(qū)開花量少或很難開花；“密花石斛”“粉紅燈籠石斛”“法氏石斛”等花期比較短，僅有3～5天，以及“粉紅燈籠石斛”“法氏石斛”在低于15℃時(shí)容易凍傷，不能露天栽培；“金釵石斛”“喇叭唇石斛”花觀賞性較好，但度夏困難，“喇叭唇石斛”易受到紅蜘蛛的危害。Ⅳ級中“美麗石斛”“腫節(jié)石斛”“血喉石斛”“蜂腰石斛”“蘇瓣石斛”“齒瓣石斛”“獨(dú)角石斛”“桑德石斛”“大苞鞘石斛”“黑喉石斛”等雖具有非常好的觀賞性，但在栽培適應(yīng)性上極差，氣溫高于30℃植株生長緩慢或停止生長，栽培3年無法復(fù)壯或死亡，可作為育種的親本使用。

3 小結(jié)

引進(jìn)的石斛蘭原生種、園藝變種以及雜交種73種（品種），部分種類已成功引種栽培，部分種類因?qū)ζ渖L習(xí)性還未完全摸清，因此還未能成功栽培。觀賞價(jià)值以及栽培適應(yīng)性較好是本次評價(jià)的兩項(xiàng)重要指標(biāo)，本次篩選出的24種除“黃貝殼石斛”“澳洲石斛”在氣溫低于5℃容易發(fā)生凍傷危害外，其余22種石斛蘭均能露天種植。石斛蘭適合在南寧地區(qū)栽培，觀賞性較好，適合作為景觀及家庭盆栽使用，值得進(jìn)行推廣栽培。

南寧冬季有足夠的低溫讓春石斛進(jìn)行春化，而秋石斛只需設(shè)施栽培無需加溫即可順利越冬，十分適合石斛蘭的種植。觀賞石斛蘭可作為打造東南亞特色花卉產(chǎn)業(yè)，同時(shí)，也可作為南寧地區(qū)園林景觀設(shè)計(jì)中推廣種植的綠植選擇之一。