鐵線蓮栽培品種觀賞性綜合評價(jià)體系的建立與應(yīng)用

邵偉麗，廖娣華,2，劉志高,2，申亞梅,2，董 彬,2，楊麗媛,2

（1. 浙江農(nóng)林大學(xué) 風(fēng)景園林與建筑學(xué)院，浙江 杭州 311300；2. 浙江農(nóng)林大學(xué) 浙江省園林植物種質(zhì)創(chuàng)新與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 311300）

鐵線蓮屬Clematis植物隸屬毛茛科Ranunculaceae，為多年生草質(zhì)或木質(zhì)藤本植物，廣布于世界各地，現(xiàn)有350余種，其中在中國有147種，分布于各地，以華中與西南地區(qū)居多[1?3]。鐵線蓮栽培品種眾多，花色多彩豐富，花期較長，深受園藝愛好者喜愛，且其具較強(qiáng)的耐寒、耐旱等抗逆能力，在垂直綠化、展覽切花、家庭園藝、地被等方面廣泛應(yīng)用，素有“藤本皇后”之美譽(yù)，但目前有關(guān)鐵線蓮引種栽培與觀賞性評價(jià)的報(bào)道卻十分有限。

層次分析法(analytic hierarchy process，簡稱AHP)是一種通過構(gòu)建指標(biāo)評價(jià)體系，計(jì)算出各因子的權(quán)重值，實(shí)現(xiàn)將定性研究轉(zhuǎn)化為定量研究的評價(jià)方法[4]?；疑P(guān)聯(lián)度分析法(gray correlation analysis)常被用來對作物品種的主要性狀進(jìn)行綜合的量化評估，能較為全面地評估品種的優(yōu)劣[5]。本研究以20個(gè)鐵線蓮品種在杭州地區(qū)的物候觀測為基礎(chǔ)，將AHP法與灰色關(guān)聯(lián)度分析法結(jié)合，兼顧定性與定量分析以及主觀與客觀評價(jià)，構(gòu)建鐵線蓮品種的觀賞性評價(jià)模型，最終實(shí)現(xiàn)對20個(gè)鐵線蓮品種觀賞性狀的綜合評價(jià)，旨在避免盲目引進(jìn)，提高引種成功率，以及促進(jìn)鐵線蓮品種的園林應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

鐵線蓮品種的物候觀測在浙江農(nóng)林大學(xué)鐵線蓮種質(zhì)資源圃(30°13′19.2″N，119°44′9.6″E，平均海拔為30 m)進(jìn)行。該地屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖濕潤，四季分明，年平均氣溫為13.0 ～21.0 ℃，年平均日照時(shí)數(shù)為1 939.0 h，無霜期為234.0 d，雨量充沛。

1.2 試驗(yàn)材料

選用20個(gè)鐵線蓮品種5年生扦插苗為試材，均購自浙江虹越花卉有限公司，每個(gè)品種10株。使用m(泥炭)∶m(珍珠巖)=1∶1的基質(zhì)盆栽，定植于浙江農(nóng)林大學(xué)鐵線蓮種質(zhì)資源圃內(nèi)，水肥及病蟲害行常規(guī)管理。試驗(yàn)材料的親本來源、品種特性等基本信息見表1。

表1 20個(gè)鐵線蓮品種的基本信息Table 1 Basic information of 20 Clematis cultivars

1.3 物候期觀測

在2019—2021年對20個(gè)鐵線蓮品種的主要物候期及生長發(fā)育情況進(jìn)行觀測記錄，主要包括萌芽期、抽枝展葉期、始花期、盛花期、末花期、結(jié)實(shí)期和落葉期。各物候時(shí)期的劃分標(biāo)準(zhǔn)見表2。在盛花期記錄株高、節(jié)間距、葉長(復(fù)葉)、葉寬(復(fù)葉)、花徑、花期及單株開放的花數(shù)。采用英國皇家園藝協(xié)會RHS植物比色卡(RHS Large Colour Chart)標(biāo)記花萼和雄蕊色值；在結(jié)實(shí)期記錄單株結(jié)種花數(shù)、單花接種數(shù)、果序發(fā)育狀況、果序直徑等，其中葉長、葉寬由10對中上部健康葉片均值所得。

表2 鐵線蓮品種物候期劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Criteria for dividing the phenological period of Clematis cultivars

1.4 觀賞性評價(jià)

1.4.1 構(gòu)建評價(jià)模型依據(jù) NY/T 2583—2014《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性的測試指南 鐵線蓮屬》(以下簡稱《測試指南》)[6]，結(jié)合相關(guān)園藝專家的意見，選用植株性狀(B1)、葉部性狀(B2)、花部性狀(B3)和果部性狀(B4)作為觀賞特性評價(jià)對象。以生態(tài)型(C1)、株高(C2)、節(jié)間距(C3)作為植株性狀測定指標(biāo)，以葉長(C4)、葉寬(C5)作為葉部性狀測定指標(biāo)，以萼片色系(C6)、花型(C7)、雄蕊色系(C8)、花徑(C9)、花數(shù)(C10)、花期(C11)作為花部性狀測定指標(biāo)，以果序發(fā)育狀況(C12)、果序數(shù)量(C13)、果序直徑(C14)作為果部性狀測定指標(biāo)，構(gòu)建3層AHP評價(jià)模型。

1.4.2 構(gòu)造判斷矩陣、一致性檢驗(yàn) 采用1 ～9比例標(biāo)度法，結(jié)合《測試指南》中對觀賞性狀的重要性進(jìn)行定性評價(jià)構(gòu)建兩兩比較判斷矩陣，計(jì)算最大特征根λmax。依據(jù)公式IC=(λmax?n)/(n?1)(n為矩陣階數(shù))和RC=[(λmax?n)/(n?10)]/IR(IR為平均隨機(jī)一致性指標(biāo))，計(jì)算一致性指標(biāo)IC和RC，各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)Wi采用方根法[7]計(jì)算，若RC＜0.10，則判斷矩陣通過一次性檢驗(yàn)。

1.4.3 數(shù)據(jù)采集與整理 對株高(C2)、節(jié)間距(C3)、葉長(C4)、葉寬(C5)、花徑(C9)、花數(shù)(C10)、花期(C11)、果序數(shù)量(C13)和果序直徑(C14)等9個(gè)指標(biāo)，直接采用物候觀測數(shù)據(jù)；對生態(tài)型(C1)、萼片色系(C6)、花型(C7)、雄蕊色系(C8)和果序發(fā)育狀況(C12)采用5分制法賦值。具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 20個(gè)鐵線蓮品種評價(jià)指標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Evaluation index scoring standard of 20 Clematis cultivars

1.4.4 灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的構(gòu)建 參考常寶亮等[8]的方法，結(jié)合鐵線蓮形態(tài)特征加以優(yōu)化，構(gòu)建鐵線蓮“理想種”X0模型，花期、花數(shù)和果序發(fā)育狀況以最大值為理想值；株高、節(jié)間距、葉長、葉寬、花徑、果序數(shù)量和果序直徑以平均值為理想值。

在構(gòu)建“理想種”X0后，對各品種的數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，并計(jì)算參試材料14個(gè)性狀與X0的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)ξi和關(guān)聯(lián)度ri。公式為：

其中：i為品種數(shù) (1,···,20)，k為指標(biāo)數(shù) (1,···,14)；|C0(k)?Ci(k)|表示理想品種第k個(gè)性狀無量綱化處理的測度值與第i個(gè)品種該性狀測度值的差值的絕對值；ρ為分辨系數(shù)(取 0.5)；Wk為第k個(gè)性狀的權(quán)重，n為性狀數(shù)量；關(guān)聯(lián)度(ri)越大，說明與“理想種”X0的性狀特征越接近，評價(jià)結(jié)果越好。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長周期與葉部性狀觀測

由觀測數(shù)據(jù)(表4)可以看出：供試鐵線蓮品種的萌芽期在2月中旬至3月下旬，抽枝展葉期多發(fā)生于萌芽期后的7 d左右，且與萌芽期有交叉，持續(xù)時(shí)間為12 ～41 d。除常綠品種‘雪舞’外，其他品種均在12月中下旬至翌年1月上中旬落葉，平均時(shí)長為18 d。20個(gè)鐵線蓮參試品種的株高為1.3 ～3.2 m，平均節(jié)間距為8.2 ～20.8 cm。葉型多為三出或羽狀復(fù)葉，葉長為13.7 ～25.9 cm，大多數(shù)品種的葉寬比葉長略小，為10.4 ～27.8 cm (表5)。

表4 20個(gè)鐵線蓮品種生長物候期Table 4 Records of growth phenology of 20 Clematis cultivars

表5 20個(gè)鐵線蓮品種葉部性狀統(tǒng)計(jì)Table 5 Leaf traits statistics of 20 Clematis cultivars

2.2 開花觀測及花部性狀觀測

20個(gè)品種的花期多集中在4—6月(表6)，最早開花的為‘雪舞’(始花期為2月19—27日)，最遲開花的為‘卡娜瓦’(始花期為5月23—31日)。參試品種的總花期時(shí)長為23 ～61 d，單花壽命最長的為‘如古’(24 d)，最短的品種為‘卡娜瓦’(13 d)。20個(gè)鐵線蓮品種的盛花期為15 ～30 d，平均23 d，末花期為4 ～13 d，平均9 d。‘藍(lán)焰’‘藍(lán)光’‘如古’‘羅曼蒂克’‘戴安娜王妃’‘烏托邦’和‘朱卡’7個(gè)品種可2次開花，其中‘羅曼蒂克’開放最早，‘烏托邦’最晚；‘羅曼蒂克’‘藍(lán)焰’‘烏托邦’第2次開花時(shí)長分別為49、41、35 d，長于第1次開花時(shí)長(分別為33、27、34 d)。

表6 20個(gè)鐵線蓮品種開花物候期Table 6 Observation on flowering phenology of 20 Clematis cultivars

由表7可以看出：參試品種在盛花期的萼片色系除‘雪舞’為白色、‘包查德女伯爵’為粉色外，其他品種多為紫紅色系、藍(lán)紫色系或2種以上顏色兼有的復(fù)色；各品種花徑為5.0 ～17.0 cm；萼片類型分單瓣、半重瓣、重瓣3種，以單瓣居多；雄蕊以黃色為主，少數(shù)為紫紅色；單株花數(shù)平均為12.6朵，花量最大的為‘雪舞’(33朵)。

表7 20個(gè)鐵線蓮品種花部性狀Table 7 Flower characteristics statistics of 20 Clematis cultivars

2.3 結(jié)實(shí)觀測

鐵線蓮的果實(shí)是瘦果，單個(gè)植株上有數(shù)個(gè)由花發(fā)育而成的聚合果序，1個(gè)果序上一般有多枚瘦果，少則幾枚，多則近百枚。并非所有的瘦果都會發(fā)育完全并萌發(fā)，其發(fā)育完全的比例受多方面因素的影響[9]。參試品種果序數(shù)量最多的為‘包查德女伯爵’(24個(gè))，最少的為‘藍(lán)光’(無果序)。果序直徑除‘雪舞’(1.3 cm)低于2.0 cm，其他品種果序直徑為2.0 ～4.0 cm (表8)?！哙ㄌm精神’‘茱莉亞夫人’‘仙女座’‘狂想曲’和‘藍(lán)焰’果序發(fā)育情況較好，發(fā)育完全的比例超過50.0%，其中‘羞嗒嗒’的種子飽滿率高達(dá)82.5%，其果序直徑也較大(3.2 cm)；‘雪舞’的單株結(jié)種花數(shù)為12個(gè)，單花結(jié)種數(shù)為5個(gè)，但其無發(fā)育飽滿的種子；‘藍(lán)光’因雄蕊高度重瓣化而未結(jié)實(shí)。可見參試品種結(jié)實(shí)能力存在明顯差異，‘羞嗒嗒’‘波蘭精神’‘茱莉亞夫人’‘仙女座’和‘藍(lán)焰’結(jié)實(shí)能力較強(qiáng)，可作為優(yōu)良的育種親本。

表8 20個(gè)鐵線蓮品種果部性狀統(tǒng)計(jì)Table 8 Fruit traits statistics of 20 Clematis cultivars

2.4 物候觀測量化指標(biāo)相關(guān)性分析

對物候觀測項(xiàng)目中的量化指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，由表9可見：20個(gè)鐵線蓮品種的葉長與葉寬極顯著正相關(guān)(P＜0.01)，葉形以長卵圓型為主；花期與花數(shù)顯著正相關(guān)(P＜0.05)，表明鐵線蓮豐花品種花期也相對較長，果序數(shù)量與花數(shù)也呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01)。

表9 鐵線蓮品種物候觀測量化指標(biāo)相關(guān)分析Table 9 Correlation analysis of phenological observation quantitative indicators of Clematis cultivars

2.5 觀賞性評價(jià)

2.5.1 基于AHP法構(gòu)建判斷矩陣 基于AHP法將鐵線蓮品種的觀賞性評價(jià)模型劃分為3層，并構(gòu)建判斷矩陣，算得RC均小于0.1，均通過一致性檢驗(yàn)，說明該判斷矩陣合理。經(jīng)計(jì)算得到鐵線蓮品種觀賞性評價(jià)各指標(biāo)權(quán)重值(表10)。由表10可知：對于準(zhǔn)則層，花部性狀所占權(quán)重值最大，為0.489，是評價(jià)體系中最重要的部分。這符合以觀花為主的鐵線蓮屬植物的觀賞特征；其次是植株性狀，占比為0.219；果部性狀權(quán)重為0.179，葉部性狀權(quán)重為0.113。

表10 各層次、指標(biāo)的權(quán)重值Table 10 Weight valus of each level and index

花部性狀中萼片色系(C7)權(quán)重值最大(0.308)，植株性狀中生態(tài)型(C1)權(quán)重值最大(0.666)，葉部性狀中葉長(C4)、葉寬(C5)的權(quán)重值均為0.500，果部性狀中果序發(fā)育狀況(C12)的權(quán)重值最大(0.648)。據(jù)各指標(biāo)的綜合評價(jià)相對權(quán)重值結(jié)果可得，權(quán)重值居首的為萼片色系(0.154)，其次為生態(tài)型(0.145)。

2.5.2 灰色關(guān)聯(lián)評價(jià)結(jié)果的排序與分級 20個(gè)鐵線蓮品種14個(gè)性狀的分值見表11，結(jié)合AHP所得權(quán)重值，運(yùn)用關(guān)聯(lián)度公式計(jì)算每個(gè)品種的加權(quán)關(guān)聯(lián)度，判斷它們與“理想種”X0間的關(guān)系。

表11 鐵線蓮品種的各指標(biāo)分值Table 11 Scores of various indicators of Clematis cultivars

可將20個(gè)鐵線蓮品種劃分為5個(gè)等級(表12)：Ⅰ級有‘藍(lán)焰’和‘茱莉亞夫人’，Ⅱ級有‘羞嗒嗒’‘仙女座’‘波蘭精神’和‘雪舞’，這6個(gè)品種在株高、節(jié)間距、葉長、葉寬、花徑、花數(shù)、果序直徑等指標(biāo)上接近“理想種”，其中復(fù)色品種占66.67%，紫紅色雄蕊品種占33.33%；Ⅲ級有‘烏托邦’‘羅曼蒂克’和‘如古’，Ⅳ級有‘朱卡’‘倪歐碧’‘卡娜瓦’‘包查德女伯爵’‘茱斯塔’‘狂想曲’‘哈尼亞’‘魯佩爾博士’和‘戴安娜王妃’，這12個(gè)品種中復(fù)色類型占41.67%，紫紅色雄蕊占25.00%，多數(shù)品種花量較大，單株20朵花以上的占66.67%；Ⅴ級有‘藍(lán)光’和‘丹尼爾德隆達(dá)’，這2個(gè)品種的花徑較大，果序數(shù)量較少。

表12 20個(gè)鐵線蓮品種灰色關(guān)聯(lián)度及等級排序Table 12 Grey correlation degree and ranking of 20 Clematis cultivars

3 討論

3.1 觀賞性評價(jià)方法與指標(biāo)

良好的觀賞性是植物材料園林造景應(yīng)具備的首要條件[10?11]。對鐵線蓮品種資源進(jìn)行觀賞性評價(jià)，是促進(jìn)其園林應(yīng)用重要的前期工作[12]。觀賞性評價(jià)指標(biāo)眾多，且相互關(guān)聯(lián)，故在評價(jià)方式的選擇上需作周全考慮[13?14]。本研究采用層次分析法和灰色關(guān)聯(lián)度相結(jié)合的方式，兼顧定性、定量2個(gè)方面，對20個(gè)鐵線蓮品種的葉、花和果的典型指標(biāo)進(jìn)行觀賞性綜合評價(jià)。在《測試指南》中與花相關(guān)的表型指標(biāo)最多，達(dá)到了33項(xiàng)，表明花是鐵線蓮品種最重要的觀賞部位。本評價(jià)體系中花部權(quán)重(0.489)占比最大，在14個(gè)指標(biāo)中，萼片色系、花徑、雄蕊色系、生態(tài)型、果序發(fā)育狀況等是重要的觀賞性指標(biāo)。這與孫印兵等[15]、喇燕菲等[16]的評價(jià)結(jié)果一致。通過統(tǒng)計(jì)國內(nèi)鐵線蓮培育和銷售企業(yè)——虹越花卉股份有限公司的銷售平臺上的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)‘藍(lán)焰’‘仙女座’‘茱莉亞夫人’‘波蘭精神’‘羞嗒嗒’‘雪舞’‘如古’和‘烏托邦’等品種銷量靠前，這也驗(yàn)證了本次評價(jià)結(jié)果的合理性。

3.2 花期與花色

目前，在國內(nèi)銷售的鐵線蓮栽培品種花期多在春季[17]。本次評價(jià)結(jié)果中Ⅰ和Ⅱ級的多數(shù)品種在4月下旬至5月下旬開花，屬于早花類群；Ⅲ和Ⅳ級中具2次開花特性的品種較多，如‘如古’‘羅曼蒂克’‘烏托邦’‘戴安娜王妃’‘朱卡’等，可在夏秋季開花，參試品種的開花時(shí)間覆蓋了春季、夏季和秋季，有效拓展了觀花期。觀賞性評價(jià)為Ⅰ級的2個(gè)品種(‘藍(lán)焰’和‘茱莉亞夫人’)的花萼分別為艷麗的藍(lán)紫色和紫紅色，色彩飽和度高，獲得了較高的評分。這與前人的研究結(jié)果[15?16]類似。同時(shí)也應(yīng)看到，在Ⅰ和Ⅱ級的6個(gè)品種中，花萼粉(白)色和紫色系各占50%，淺色系列品種的綜合觀賞性也表現(xiàn)良好，其中‘雪舞’為純白色花，聚傘花序單株花量大，有效彌補(bǔ)了市場上鐵線蓮色彩單一和花徑較小的不足。

4 結(jié)論

對20個(gè)鐵線蓮品種進(jìn)行連續(xù)3 a的物候觀測結(jié)果顯示：參試品種中有落葉型19個(gè)，常綠型1個(gè)；萌芽期在2—3月，花期在4—6月，其中‘藍(lán)焰’‘藍(lán)光’‘如古’‘羅曼蒂克’‘戴安娜王妃’‘烏托邦’和‘朱卡’可在夏秋季節(jié)2次開花；品種萼片多為紫紅色系、藍(lán)紫色系或具2種顏色以上的復(fù)色系，雄蕊有黃色和紫紅色2種，花型分為單瓣、半重瓣和重瓣；結(jié)實(shí)期在3—9月，各品種的落葉期在12月至翌年1月，除‘雪舞’和‘藍(lán)光’外，其他品種均能形成飽滿種子。

20個(gè)品種與“理想種”的關(guān)聯(lián)度為0.879 2 ～0.931 2，觀賞性綜合評價(jià)等級顯示：‘藍(lán)焰’和‘茱莉亞夫人’歸為Ⅰ級，‘羞嗒嗒’‘仙女座’‘波蘭精神’和‘雪舞’歸為Ⅱ級。這6個(gè)品種觀賞性優(yōu)異，可優(yōu)先在杭州地區(qū)家庭園藝和園林中推廣應(yīng)用。