基于層次分析法的景天科多肉植物品種評(píng)價(jià)體系構(gòu)建與應(yīng)用

李素華，韓浩章，蔣亞華，張麗華，王曉立，張先進(jìn)

(1.宿遷學(xué)院，江蘇 宿遷 223800； 2.宿遷市優(yōu)之雅農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，江蘇 宿遷 223815)

多肉植物約有50余科，12 500余種，其中景天科多肉植物是多肉植物中的大家族，約有38個(gè)屬1 600余種。該科植物分布區(qū)域廣泛，具有繁殖能力強(qiáng)、適應(yīng)性廣、造型豐富等優(yōu)勢，可用于室內(nèi)盆栽觀賞、庭院綠化、屋頂花園、多肉花境、多肉花臺(tái)等景觀綠化中[1-2]。近年來，我國景天科多肉植物產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，但國內(nèi)對(duì)多肉植物的研究尚處于起步階段，不少種植者缺乏對(duì)多肉品種生長特性的了解，引種栽培缺乏科學(xué)依據(jù)，再加上生產(chǎn)中栽培技術(shù)不配套，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量普遍偏低，觀賞價(jià)值不高，企業(yè)效益不明顯[3]。因此，從觀賞應(yīng)用和規(guī)?；a(chǎn)的角度，針對(duì)景天科多肉植物常見品種建立綜合評(píng)價(jià)體系，對(duì)篩選適宜當(dāng)?shù)胤N植的多肉品種，引導(dǎo)多肉產(chǎn)業(yè)健康、高效發(fā)展有重要意義。多肉植物品種繁雜，不同品種在形態(tài)特征、生態(tài)習(xí)性、繁殖栽培方法等方面存在差異，為篩選適宜當(dāng)?shù)胤N植的多肉植物，武漢、桂林、昆明、珠海、杭州、廈門、合肥等地相繼進(jìn)行了多肉植物的引種栽培和評(píng)價(jià)研究[4-7]。國內(nèi)在栽培方式上一般都采用溫室栽培，適合大面積露地栽培的品種較少。在多肉品種評(píng)價(jià)方面，董艷芳等[8]采用標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)劃分評(píng)價(jià)法從觀賞性、適應(yīng)性兩方面對(duì)武漢地區(qū)引種的29種多肉植物進(jìn)行初步評(píng)價(jià)，篩選出22種適宜在武漢地區(qū)栽培推廣的多肉植物。姜明麗等[9]采用層次分析法對(duì)20種多肉植物材料的露地栽培適應(yīng)性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，初步推薦16種多肉植物可在昆明地區(qū)園林景觀中種植。陳彩霞等[10]對(duì)廣東珠海40種景天科多肉植物的觀賞性、生態(tài)適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，篩選出9種適合在珠海及周邊城市推廣應(yīng)用的品種。目前，在多肉植物品種評(píng)價(jià)方面多是從觀賞價(jià)值和引種栽培的適應(yīng)性角度出發(fā)，關(guān)于多肉植物的繁殖養(yǎng)護(hù)難度、市場潛力方面的評(píng)價(jià)鮮見報(bào)道。鑒于此，從觀賞質(zhì)量、生態(tài)質(zhì)量、繁殖養(yǎng)護(hù)難度、市場潛力4個(gè)方面選擇14個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，運(yùn)用層次分析法，建立景天科多肉植物品種評(píng)價(jià)體系，用以對(duì)宿遷地區(qū)引種栽培的多肉植物品種進(jìn)行評(píng)價(jià)，為豐富本地綠化植物種類和指導(dǎo)多肉種苗生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行良種選擇提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

基于宿遷地區(qū)的38家多肉植物銷售企業(yè)的商品調(diào)查，選擇出現(xiàn)頻度較高(>50%)的32個(gè)景天科多肉植物品種作為評(píng)價(jià)對(duì)象(表1)。

表1 參與評(píng)價(jià)的32種景天科多肉植物Tab.1 32 species of Crassulaceae succulents participating in the evaluation

1.2 試驗(yàn)方法

2018年3月中旬將上述品種引種至宿遷學(xué)院校內(nèi)實(shí)驗(yàn)基地鋼架大棚，每品種72株，種苗株高為(4.5±0.3)cm，栽植于高7 cm、口徑7 cm的塑料花盆內(nèi)，栽培基質(zhì)配方為V(泥炭土)∶V(珍珠巖)∶V(蛭石)∶V(河砂)=2∶1∶1∶1，基質(zhì)相對(duì)含水量約為(40±5)%，種植后3 d澆1次透水，之后每2周1次，冬夏季適當(dāng)控水。每品種隨機(jī)選擇30株進(jìn)行指標(biāo)測定。

1.2.1 指標(biāo)選擇與測定 參考張曉瑋等[11]、張繼強(qiáng)等[12]的方法確定外觀質(zhì)量、生態(tài)質(zhì)量2個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目的指標(biāo)，參考陳藝荃[13]、姜明麗等[9]的方法確定繁殖養(yǎng)護(hù)難度方面的指標(biāo)，參照裴長宏等[14]的方法確定商品市場潛力評(píng)價(jià)項(xiàng)目的指標(biāo)。評(píng)價(jià)體系中各指標(biāo)的測定方法如下：(1)葉形(C1)、葉色(C2)、株形(C3)：采取目測法，在陰天或早晨觀測。(2)呈彩期(C4)：各品種1 a中整體呈現(xiàn)特有色彩的天數(shù)。(3)抗熱性(C5)：依據(jù)夏季自然升溫過程中植物的生長表現(xiàn)，當(dāng)莖干軟化、植株枯死率達(dá)到50%時(shí)的溫度記為生長的上限溫度。(4)抗寒性(C6)：依據(jù)冬季自然降溫過程中植物生長表現(xiàn)，當(dāng)莖干水化，死亡率達(dá)到50%時(shí)的溫度記為生長的下限溫度。(5)抗病蟲性(C7)：根據(jù)引種1 a內(nèi)各品種植株病蟲害發(fā)生率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果確定，病蟲害發(fā)生率=出現(xiàn)病或蟲總株數(shù)/調(diào)查株數(shù)×100%。(6)存活度(C8)：根據(jù)各品種移栽成活率而定，移栽成活率=成活株數(shù)/移栽株數(shù)×100%。(7)繁殖難度(C9)：根據(jù)葉插生根率而定，生根率=生根的葉數(shù)/扦插葉數(shù)×100%。(8)養(yǎng)護(hù)難度(C10)：根據(jù)日常養(yǎng)護(hù)管理要求而定。(9)頻度(C11)：C11=某品種共出現(xiàn)的次數(shù)/商家總數(shù)(38)×100%，以該品種在某個(gè)商家有售記為1次。(10)銷量(C12)：2018年8月38家企業(yè)各品種種苗的平均銷量(株)。(11)價(jià)格(C13)：株高為4～5 cm的各品種種苗價(jià)格(元)，取各調(diào)查商家在2018年8月單株銷售價(jià)格的平均值。(12)價(jià)格浮動(dòng)(C14)：各品種在2018年2—8月上漲或下降的最大差值與平均銷售價(jià)格的比值。C14=±(最高銷售價(jià)格-最低銷售價(jià)格)/平均銷售價(jià)格，8月較2月價(jià)格上漲取“+”，8月較2月下降取“-”。

1.2.2 綜合評(píng)價(jià)模型構(gòu)建 根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的相互關(guān)系，采用層次分析法建立景天科多肉植物品種綜合評(píng)價(jià)模型(表2)，采用9級(jí)比例標(biāo)度法并結(jié)合專家意見[15]，將各指標(biāo)重要性兩兩比較，從而建立一系列的判斷矩陣并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。若隨機(jī)一致性比例CR<0.1，即通過一致性檢驗(yàn)，否則需要重新調(diào)整判斷矩陣直至滿足一致性。CR計(jì)算公式如下：CR=CI/RI，CI=(λmax-n)/(n-1)，式中λmax為最大特征根，n為指標(biāo)個(gè)數(shù)；RI為判斷矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，當(dāng)n=3時(shí)，RI=0.58，n=4時(shí)，RI=0.9。

表2 景天科多肉植物綜合評(píng)價(jià)模型Tab.2 Comprehensive evaluation model of Crassulaceae succulents

1.2.3 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)制定 根據(jù)各指標(biāo)的觀測結(jié)果并結(jié)合多肉植物及其他觀賞植物的性狀分級(jí)方法[16-17]，制定5分制的景天科多肉品種質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(表3)。

表3 景天科多肉植物各評(píng)價(jià)因子的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Tab.3 Evaluation criteria for indicators of Crassulaceae succulents

續(xù)表3 景天科多肉植物各評(píng)價(jià)因子的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Tab.3(Continued) Evaluation criteria for indicators of Crassulaceae succulents

2 結(jié)果與分析

2.1 判斷矩陣一致性檢驗(yàn)及權(quán)重計(jì)算結(jié)果

通過同層指標(biāo)相對(duì)上層因素重要性兩兩比對(duì)后，列出判斷矩陣并根據(jù)公式計(jì)算CR結(jié)果。從表4可知，各矩陣的CR<0.1，即通過一致性檢驗(yàn)，說明本判斷矩陣合理，適用于各指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算。通過進(jìn)一步計(jì)算，得出層次Ci 對(duì)層次B以及層次Bi、Ci對(duì)A層的權(quán)重計(jì)算結(jié)果。

表4 判斷矩陣一致性檢驗(yàn)及各指標(biāo)的權(quán)重Tab.4 Judgment matrix,consistency test and ranking weight of indicators

從表4可以看出，在項(xiàng)目層的4個(gè)因素中，市場潛力的權(quán)重最大(0.423 1)，其次為生態(tài)質(zhì)量(0.227 4)和繁殖養(yǎng)護(hù)難度(0.227 4)，對(duì)景天科多肉植物綜合評(píng)價(jià)影響最低的是外觀質(zhì)量(0.122 2)。再從各指標(biāo)對(duì)上級(jí)評(píng)價(jià)項(xiàng)目的影響結(jié)果來看，每個(gè)指標(biāo)層權(quán)重最大的指標(biāo)分別為呈彩期(0.573 0)、抗熱性(0.539 6)、存活度(0.500 0)、銷量(0.466 8)，總排序權(quán)重結(jié)果顯示，影響景天科多肉植物品種綜合質(zhì)量的指標(biāo)中，排在前5位的是銷量(0.197 5)、抗熱性(0.122 7)、價(jià)格浮動(dòng)(0.117 5)、存活度(0.113 7)、呈彩期(0.070 0)。

2.2 綜合評(píng)價(jià)得分和評(píng)價(jià)等級(jí)

從表5可以看出，根據(jù)綜合指數(shù)分為3個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)，Ⅰ級(jí)為綜合表現(xiàn)優(yōu)異的種類，共計(jì)8種，分值由高到低排序分別為紅寶石、姬朧月、銘月、虹之玉、黃金萬年草、桃美人、蒂亞、晚霞之舞；Ⅱ級(jí)為評(píng)級(jí)等級(jí)較高的種類，共計(jì)21種，綜合指數(shù)在60.1%～79.7%，其中綜合指數(shù)在60.1%～70.0%的有13種，綜合指數(shù)在70.1%～80.0%的有8種；Ⅲ級(jí)為綜合評(píng)價(jià)一般的種類，共計(jì)3種。

表5 景天科多肉植物品種綜合評(píng)價(jià)得分值和評(píng)價(jià)等級(jí)Tab.5 Compositive scores and evaluation grade of Crassulaceae succulents cultivars

續(xù)表5 景天科多肉植物品種綜合得分值和評(píng)價(jià)等級(jí)Tab.5(Continued) Compositive scores and evaluation grade of Crassulaceae succulents cultivars

3 結(jié)論與討論

與日本、韓國和荷蘭等國家相比，我國多肉產(chǎn)業(yè)發(fā)展不夠成熟，多肉市場還處在無組織、無序發(fā)展的狀態(tài)，缺少有效的宏觀調(diào)控，多肉品種繁雜，價(jià)格、銷量很不穩(wěn)定，在引種方面存在盲目跟風(fēng)現(xiàn)象，主要原因是目前關(guān)于多肉植物引種栽培的評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法尚不明確，多肉植物生產(chǎn)缺乏行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品良莠不齊[19]。目前，在栽培植物品種評(píng)價(jià)方面主要方法有層次分析法[20]、模糊數(shù)學(xué)法[21]、灰色關(guān)聯(lián)法[22]、主成分分析法[23]及聚類分析法[24]等，以上方法都是建立在不同的數(shù)學(xué)原理基礎(chǔ)上，特點(diǎn)各異。其中，模糊數(shù)學(xué)法能對(duì)非定量事件作定量分析，使評(píng)價(jià)結(jié)果更為直觀，但計(jì)算復(fù)雜，對(duì)指標(biāo)權(quán)重的確定主觀性較強(qiáng)。灰色關(guān)聯(lián)法、聚類分析法一般以各因素的實(shí)測數(shù)據(jù)為依據(jù)來描述因素間關(guān)系的大小、次序和相似性等。主成分分析法則是將多個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)彼此不相關(guān)的綜合指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)方法，可消除評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相關(guān)影響，減少計(jì)算工作量，但主成分的含義解釋不如原始變量清楚、確切。本研究所采用的層次分析法將定性分析與定量分析結(jié)合，相對(duì)于其他分析方法能針對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)將評(píng)價(jià)內(nèi)容分成不同層級(jí)，在權(quán)重計(jì)算時(shí)能通過各指標(biāo)重要性的兩兩比較，科學(xué)合理地計(jì)算出各指標(biāo)相對(duì)總目標(biāo)的權(quán)重，解決了參與評(píng)價(jià)的多肉植物品種數(shù)量多、評(píng)價(jià)指標(biāo)雜、個(gè)別指標(biāo)難以量化的問題。

評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定是層次分析法評(píng)價(jià)體系構(gòu)建中的關(guān)鍵，目前在多肉植物品種評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇方面多是以觀賞價(jià)值和引種栽培的適應(yīng)能力為主，如形態(tài)特征(株形、花性狀、葉性狀等)、觀賞期長短(綠期、花期、呈彩期等)、生態(tài)適應(yīng)性(抗熱性、抗寒性、抗旱性、抗病蟲性等)、生物學(xué)特性(繁育力、物候表現(xiàn)、生長量等)、管理強(qiáng)度等[25]，關(guān)于多肉植物的繁殖養(yǎng)護(hù)難度、市場潛力方面的評(píng)價(jià)鮮見報(bào)道，而多肉植物的繁殖能力、養(yǎng)護(hù)管理難度研究對(duì)多肉植物的規(guī)?；N植和普及有極大意義[26]。本研究在評(píng)價(jià)體系構(gòu)建時(shí)以此為基礎(chǔ)并結(jié)合多肉植物自身的觀賞特性和生長習(xí)性，以葉片為主要評(píng)價(jià)對(duì)象并結(jié)合植物整體株形及呈色變化確定葉形、葉色、株形、呈彩期4個(gè)有關(guān)觀賞質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)。在生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)方面考慮多肉植物引種栽培過程中最關(guān)鍵的環(huán)境因子高溫、低溫及病蟲害3個(gè)因素。生物學(xué)特性評(píng)價(jià)中物候表現(xiàn)和生長量是2個(gè)常用指標(biāo)，而多肉植物多數(shù)生長緩慢、周年常綠，物候節(jié)律不明顯，相近種間生長量差別不明顯，因此，本試驗(yàn)舍棄了物候表現(xiàn)和生長量2個(gè)指標(biāo)，從多肉植物生產(chǎn)實(shí)際考慮將繁殖栽培中的3個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)移植、擴(kuò)繁、養(yǎng)護(hù)管理的對(duì)應(yīng)指標(biāo)移栽成活率、扦插成活率、管理難度作為繁殖栽培難易程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。有關(guān)花卉品種市場潛力方面的評(píng)價(jià)較少，但多肉植物目前已作為大宗花卉商品銷售，銷量、價(jià)格、價(jià)格浮動(dòng)等市場行情的變化指標(biāo)對(duì)種植者和經(jīng)銷商至關(guān)重要。本研究結(jié)果表明，通過同層指標(biāo)相對(duì)上層因素重要性兩兩比對(duì)后，判斷矩陣的CR<0.1，因此都通過了一致性檢驗(yàn)，適用于各指標(biāo)權(quán)重的進(jìn)一步計(jì)算。應(yīng)用層次分析法確定了14個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，這些指標(biāo)對(duì)項(xiàng)目層均有一定的影響，其中銷量、抗熱性、價(jià)格浮動(dòng)、存活度、呈彩期5個(gè)指標(biāo)的權(quán)重排在前5位，對(duì)多肉植物引種栽培成功的影響較大，在景天科多肉植物引種時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注；根據(jù)綜合指數(shù)的分布情況將評(píng)價(jià)等級(jí)分為3個(gè)等級(jí)，其中Ⅰ級(jí)共有8種，該類植物普遍表現(xiàn)出葉色鮮艷、呈彩期長、繁殖及養(yǎng)護(hù)管理容易、銷售量高、價(jià)格穩(wěn)定等特點(diǎn)，總體表現(xiàn)優(yōu)異，適合在宿遷地區(qū)栽培應(yīng)用。評(píng)價(jià)等級(jí)為Ⅱ級(jí)的種類有21種，它們?cè)谀?～2個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目中表現(xiàn)優(yōu)良，如昂斯諾和馬庫斯在抗性和繁殖難度兩評(píng)價(jià)項(xiàng)目中占優(yōu)勢，小米星在觀賞質(zhì)量和抗性方面表現(xiàn)良好，其他18個(gè)品種只在某一個(gè)項(xiàng)目上得分較高，其中抗性好的有露娜蓮、大和錦、觀音蓮、天使之淚，易繁殖養(yǎng)護(hù)的有靜夜、花月夜、雨燕座、女雛、莎莎女王、乙女心和藍(lán)蘋果，觀賞質(zhì)量較高的為烏木、錢串，市場潛力大的有熊童子和酥皮鴨，建議在種植和應(yīng)用時(shí)根據(jù)具體的栽培技術(shù)要求選用，Ⅲ級(jí)的種類在生態(tài)質(zhì)量、繁殖養(yǎng)護(hù)難度、市場潛力三方面總體得分較低，不適合在宿遷地區(qū)引種栽培，這與本地區(qū)景天科多肉植物品種繁殖、生產(chǎn)和銷售現(xiàn)狀基本一致[27]。

綜上所述，以外觀質(zhì)量、生態(tài)質(zhì)量、繁殖養(yǎng)護(hù)難度和市場潛力為主要內(nèi)容構(gòu)建景天科多肉植物品種評(píng)價(jià)體系，確定株形、葉形、葉色、呈彩期、抗熱性、抗寒性、抗病蟲性、存活度、繁殖難度、養(yǎng)護(hù)難度、頻度、銷量、價(jià)格和價(jià)格浮動(dòng)為層次分析的指標(biāo)。通過對(duì)宿遷地區(qū)常見的32種景天科多肉植物進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)綜合指數(shù)的分布情況將評(píng)價(jià)等級(jí)分為3個(gè)，Ⅰ級(jí)(M>80.0%)，綜合表現(xiàn)優(yōu)異的種類共計(jì)8種，分值由高到低排序分別為紅寶石、姬朧月、銘月、虹之玉、黃金萬年草、桃美人、蒂亞、晚霞之舞，該類植物適合在宿遷地區(qū)引種應(yīng)用；Ⅱ級(jí)(60.0%