上海地區(qū)郁金香引種栽培與品種綜合評價

張晗, 過雪瑩, 沈強, 唐東芹*

上海地區(qū)郁金香引種栽培與品種綜合評價

張晗1,2*, 過雪瑩1*, 沈強3, 唐東芹1**

(1. 上海交通大學設計學院，上海 200240；2. 中國科學院大學，北京 100049；3. 上海鮮花港，上海 201304)

通過建立郁金香()品種評價體系，篩選生長適應性好、觀賞價值高，適宜應用于園林景觀的郁金香品種。對29個郁金香進口品種在上海地區(qū)進行引種栽培，觀察記錄其物候期，并對植株高、冠幅等12個生長特性，以及開花整齊度、花型、花色等32個觀賞特性進行了觀測。從觀測指標中篩選出了包括開花整齊度、花色均勻度、花色等27個評價指標，使用層次分析法與灰色關聯(lián)度分析法建立了評價體系。綜合評價將29個品種分成了4個等級：I級包含10個品種, II級12個品種，而III級和IV級包含品種數(shù)較少，分別只有4和3個品種。I、II級品種普遍具有較高的觀賞價值，同時適應性較強，適合今后推廣應用于上海及周邊地區(qū)園林綠化。這對篩選適于上海及周邊地區(qū)園林種植的郁金香品種有重要的指導作用，建立的評價體系對評價其他郁金香品種在園林中應用也有積極參考意義。

郁金香；引種栽培；觀賞特性；品種評價

郁金香()，別名洋荷花、草麝香，是百合科(Liliaceae)郁金香屬多年生球根植物，其花型獨特，花色豐富，栽培品種眾多，具有非常高的園林應用價值，在國內(nèi)外享有盛譽，廣泛應用于國內(nèi)外園林綠地，同時，也是良好的切花和盆花材料。郁金香首次在中國的引種報道是在1987年，李瑞華等[1]在鄭州對來自荷蘭的24個品種進行栽培。近二、三十年以來，我國各地掀起了郁金香引種及園林應用高潮，不少城市也陸續(xù)開展了郁金香引種栽培和相關研究[2–6]。上海對郁金香的報道最早見于2006年，沈強等[3]對引種的282個進口郁金香品種進行了觀察記錄，主要涉及物候期、莖高與結籽情況，但記錄指標較少，也沒有生態(tài)適應性和觀賞價值綜合評價的信息。

傳統(tǒng)的引種栽培往往是分別記錄一定數(shù)量的性狀指標并單獨分析，難以實現(xiàn)對優(yōu)良品種的全面評判。而利用數(shù)學方法對植物的眾多栽培品種進行綜合評價則可以綜合各項指標信息，提出更為科學的優(yōu)良品種評判依據(jù)。其中，層次分析法(analytical hierarchy process, AHP)是目前應用最為廣泛的一種數(shù)學方法, 在宿根花卉[7]，桂花()[8]、香石竹()[9]等觀賞植物品種評價中得到很好驗證。此外，灰色關聯(lián)度分析法(grey relation analysis, GRA)需要的樣本數(shù)量較少[10]，分析過程簡便，目前也已經(jīng)被廣泛地應用于觀賞植物與作物的品種評價中[10–20]。針對郁金香的品種評價已有少量報道，高星等[21]對北京地區(qū)郁金香常見品種的28個觀賞性狀進行編碼、統(tǒng)計與聚類分析。熊亞運等[22]采用AHP-GRA分析法，從觀賞價值與品種更新2個方面選取了10個指標，建立了郁金香品種評價系統(tǒng)，進而從受試品種中篩選優(yōu)良品種?？梢?，無論是從指標選擇還是方法應用仍有完善的空間。

上海地區(qū)郁金香的應用一直居全國首列，每年花費大量外匯進口數(shù)量巨大的種球，因此，科學篩選郁金香品種、指導引種實踐顯得尤為重要。通過系統(tǒng)記錄引進品種的生態(tài)適應性、生長特性以及觀賞性狀，綜合各項指標篩選適宜的品種，可以有效地指導制定科學的引種和推廣計劃。本研究以29個郁金香進口品種為對象，定期對其物候期、生長特性與觀賞特性進行系統(tǒng)觀測，在此基礎上，利用AHP-GRA分析法建立了綜合評價系統(tǒng)，篩選優(yōu)良品種，旨在為郁金香引進品種在上海地區(qū)園林中的應用提供科學依據(jù)，同時，也為后續(xù)針對適生品種開展本土化栽培研究提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料與種植

試驗所用的29個郁金香()品種為荷蘭進口(表1)，其中重瓣品種6個，單瓣品種23個。于2020年11—12月將種球露天定植于上海市閔行區(qū)上海交通大學試驗農(nóng)場，采用常規(guī)的水肥管理。每個品種種植4行，共30株，株×行距為7×14 cm，定植深度為10 cm。試驗地位于北緯31.03298°，東經(jīng)121.43492°，海拔1 m，地勢平緩。種植地土壤pH值為7.53，EC為736S/cm，有機質(zhì)含量為433.00 g/100 g，速效氮、速效鉀、速效磷的含量分別為1.95、10.08和1.67 g/100 g。

表1郁金香進口品種

續(xù)表(Continued)

1.2 觀測指標與測定方法

于2021年2月開始定期對29個品種進行物候觀測，并觀測生長特性和觀賞特性共計44個性狀指標，其中數(shù)量指標27個，定性指標17個。所有測量均設10個重復(隨機選擇10株)。

物候期觀測參考《中國物候觀測方法》[23]進行，每3 d記錄1次，如遇物候轉折期，變化非常明顯時則每天觀測1次?；ㄎ锖蚱谝蚤_花天數(shù)(花期)表示，為從初花期到末花期歷時的總天數(shù)。

生長特性共選取12個反映其適生性、營養(yǎng)生長狀況和種球更新能力的性狀：植株健康狀況、出苗率、株高、冠幅、葉片數(shù)量、葉綠素含量、地下部分總質(zhì)量、種球個數(shù)、最大種球的質(zhì)量和周徑、繁殖系數(shù)、周徑系數(shù)，其中，葉綠素含量使用便攜式TPS-2型葉綠素儀(英國Hansatech公司生產(chǎn))測定，其余數(shù)量指標采用刻度尺測量或電子天平稱量，定性指標采用田間目測。種球相關指標在收獲種球后進行測定，繁殖系數(shù)=收獲后種球數(shù)/定植種球數(shù)×100%。

觀賞特性對郁金香的應用非常重要，因此，本研究從群體、葉部、花部等3個層面分別對其進行描述與觀測，共選取了32個觀賞特性。群體層面包括開花整齊度、植株整齊度、開花天數(shù)、花色均勻度、開花率5個性狀；葉部層面包括葉長、葉寬、葉型、葉緣、葉色、葉片有無白粉6個性狀；花部層面包括花型、花徑、花朵顏色、花朵次要顏色、次要顏色出現(xiàn)位置、花朵顏色比色值、花瓣長度、花瓣寬度、花色明度 L*、花色色相a*、花色色相b*、花色彩度C*、花色色調(diào)h°、花朵顏色數(shù)量、花瓣邊緣類型、花葶高、花葶粗、最大花朵數(shù)、花藥顏色、花瓣雨淋后表現(xiàn)、花朵枯萎方式21個性狀。定性性狀采用田間目測，數(shù)量性狀使用儀器進行測量。其中，花色的量化指標采用SC-10手持式色差儀(深圳市三恩馳科技有限公司)測定，獲得各品種花色的亮度L*值、紅綠色度a*值和黃青色度b*值, 并計算花色的彩度C*值和色相角h°值[24]。

1.3 評價方法

采用遞階層次-灰色關聯(lián)度分析法(AHP-GRA)對郁金香品種進行綜合評價?；谏鲜鲋笜擞^測與分析，結合文獻確定AHP評價指標，通過構造判斷矩陣來確定指標的權重，從而構建AHP評價模型[25]。同時，采用灰色關聯(lián)度法，分析創(chuàng)建出了一個“參考品種”，其各個指標都是最優(yōu)情況，將所有受試品種與“參考品種”相比較得出評價結果，從而綜合評價品種優(yōu)劣[26–27]。部分評價指標，如花型、花朵顏色、花朵顏色數(shù)量、花瓣邊緣類型、花葶高的不同表現(xiàn)型沒有好壞之分，但大眾對郁金香的特定表現(xiàn)型有偏好，為客觀反映其對實際應用的影響，研究時對這些指標進行了大眾喜好度的問卷調(diào)查，大眾喜好度越高，則相應賦值越大，共回收111份有效問卷。

采用Microsoft Office Excel 2016軟件對數(shù)據(jù)進行整理和統(tǒng)計分析。

2 結果和分析

2.1 物候期觀察

29個郁金香品種的物候存在較大差異。大多數(shù)品種集中在2月15—26日出苗，少數(shù)3月初才出苗，最遲的3月15日。其中，‘協(xié)奏曲’與‘彼蘭德’的生長物候期最早，恰逢農(nóng)歷新年，未能記錄其出苗期、展葉期與生命周期，而‘瑪麗特’出苗最晚, 與最早的品種相差超過1個月。各品種地上部分枯萎期從4月12日到5月15日，所以郁金香品種的整個生命周期也存在差異。

從圖1可見,‘協(xié)奏曲’與‘彼蘭德’是開花最早的2個品種，‘紅葡萄酒’則開花最晚；大多數(shù)品種的花期集中在3月1日到4月22日。從現(xiàn)蕾期到初花期, 各品種經(jīng)歷時間略有不同，但均在12 d內(nèi)完成轉換?；ㄆ趶某趸ㄆ陂_始到末花期結束，是游人欣賞郁金香的最佳時間。各品種的花期也有明顯差異，其中‘彼蘭德’最長，達25 d，‘普瑞斯瑪’與‘重瓣小黑人’次之, 為24 d，‘皇家十號’的花期也較長，為22 d，其他品種多為13～19 d，而‘多多哥’的花期最短，僅9 d?！枪銟凡俊c‘橙色鉆石’花量太少，無法統(tǒng)計花期。

圖1 29個郁金香品種的花物候期。品種縮寫見表1。下同

2.2 生長特性和觀賞特性觀測

2.2.1 生長特性分析

大多數(shù)品種都能順利出苗，其中7個品種出苗率高達100%，僅有5個品種低于90%，且只有1個品種‘瑪麗特’在50%以下。從出苗后植株生長情況來看，‘彼蘭德’、‘協(xié)奏曲’、‘復活節(jié)慶典’、‘桔色輝光’、‘普瑞斯瑪’、‘流蘇冬至’、‘神秘范伊克’、‘橙色范伊克’、‘重影’、‘重瓣小黑人’和‘紅葡萄酒’等11個品種表現(xiàn)良好，且出苗率均高于90%。所有品種中，‘糖果俱樂部’與‘瑪麗特’的生長特性表現(xiàn)最差，‘糖果俱樂部’絕大部分植株出現(xiàn)葉片發(fā)紫，植株矮小的情況。

29個品種的種球更新能力存在差異。其中，‘巴拉克·奧巴馬’的地下部分總質(zhì)量、最大種球質(zhì)量和周徑等均最大，分別達56.45、34.02 g和14.12 cm,而‘糖果俱樂部’的均為最小?！柟夤鳌姆敝衬芰ψ顝姡敝诚禂?shù)達7.40，此外還有5個品種的繁殖系數(shù)大于5，而‘施華洛世奇’僅為1.67。周徑系數(shù)總體變化不大，多數(shù)在1左右。

2.2.2 觀賞特性

(1) 群體觀賞特性。‘橙色鉆石’與‘糖果俱樂部’的開花率極低，無法對除開花率以外的群體觀賞性狀進行觀測，僅完整記錄了27個品種的相關指標。大部分品種的開花整齊度良好，花色均勻度表現(xiàn)均較好，僅‘流蘇冬至’和‘巴拉克·奧巴馬’的花色不均勻，群體中植株花色差異較大。開花天數(shù)差異比較明顯。

用花葶高的變異系數(shù)表示植株整齊度，系數(shù)越大說明植株越參差不齊，整齊度就越差。結果表明，整體上整齊度較高，最差的是‘卡拉凱爾’(23.61%)，其次是‘糖果俱樂部’(23.32%)，最高的是‘流蘇冬至’(6.12%)?！颂m德’、‘協(xié)奏曲’、‘復活節(jié)慶典’、‘桔色輝光’、‘普瑞斯瑪’、‘流蘇冬至’、‘神秘范伊克’、‘橙色范伊克’、‘重影’和‘重瓣小黑人’10個品種的開花率達100%，‘橙色鉆石’僅為6.90%，‘糖果俱樂部’則未觀察到開花。

(2) 葉部觀賞特性?？傮w上看，品種間葉部性狀的多態(tài)性比群體觀賞性小。

(3) 花部觀賞特性。田間觀測記錄了29個品種的花部性狀(圖2)，其中，‘橙色鉆石’與‘糖果俱樂部’因開花率低而無法滿足統(tǒng)計需要，因此，這2個品種沒有測定花徑等數(shù)量性狀。大多數(shù)品種的花徑小于10 cm，僅4個品種大于10 cm，其中‘彼蘭德’的最大，為13.59cm，其花瓣也最大(9.79 cm), 花徑最小的是‘陽光公主’，是唯一一個小于5 cm的品種?；ò觊L度和寬度分別為4.63～9.79、3.05～6.03 cm,與花徑并不呈線性關系，說明其花瓣排列不同可能會影響外觀尺度。29個品種中單色花有15個，復色花14個，沒有3個及以上顏色的品種。花葶較高的品種有‘巴拉克·奧巴馬’與‘美麗殿堂’, 達51.77和51.30 cm，而最矮的‘陽光公主’僅有12.17 cm, 此外，還有3個品種花葶高小于15 cm，分別是‘桌上舞’、‘重影’和‘重瓣小黑人’。重瓣的品種花型均為碗狀，單瓣品種花型為杯狀或高腳杯狀。多個花朵生于枝頂?shù)钠贩N(多頭品種)比花朵單生枝頂?shù)钠贩N(單頭品種)少，僅有5個，其中‘糖果俱樂部’的最大頭數(shù)多達6個?；ò赀吘壭螒B(tài)有3種：光滑、波浪形與流蘇形，其中流蘇形的只有‘流蘇冬至’和‘紅葡萄酒’ (圖2)。

圖2 29個郁金香品種的花部性狀

Fig. 2 Flower characteristics of 29varieties

郁金香的花色多樣，通過色差儀量化數(shù)據(jù)可更科學地描述其花色表型。在所有品種中，L*值最大，即顏色亮度最高的是白色品種‘普瑞斯瑪’；L*值最小，顏色亮度最低的是深紫色的‘夜皇后’。C*值最大，即顏色最鮮艷的是‘桔色輝光’，花為橙色；C*值最小，顏色最淡的是‘白色奇跡’，花為白色。h°值越大說明顏色越偏黃，越小說明顏色越偏紫，所有品種中，h°值最大和最小的分別是橙色的‘桔色輝光’和紫紅色的‘重瓣小黑人’。

表2 郁金香的花色表型量化

2.3 評價模型的建立

以觀賞價值與生態(tài)適應性2方面的性狀指標為基礎，參考前人的郁金香評價指標，以表達信息全面，信息不冗余這一角度出發(fā)篩選出了27個代表指標，構建了遞階層次結構模型。針對指標權重分配進行了專家意見調(diào)查，構造了判斷矩陣，矩陣一致性檢驗結果符合要求，可以用于遞階層次模型(表3)。

表3遞階層次結構模型與權重分配

續(xù)表(Continued)

結合品種性狀指標觀測結果、性狀指標分級與大眾喜好度調(diào)查結果，對應數(shù)量性狀的評價指標賦值為實際測量值；對應質(zhì)量性狀的評價指標進行分級賦值(表4)。

表4質(zhì)量性狀評價指標賦值

2.4 綜合評價分析

評價需要建立一個“參考品種”，參考品種相當于評價系統(tǒng)中的標桿，其所有指標均取值為評價系統(tǒng)中所有品種的最優(yōu)值。受試品種與“參考品種”的灰色關聯(lián)系數(shù)越接近1，說明受試品種與“參考品種”越接近，是優(yōu)良品種。按照等級標準與評價結果(表5)將品種進行分級，29個品種可劃為4個等級。I級的灰色關聯(lián)系數(shù)>0.7, 有10個品種，II級的灰色關聯(lián)系數(shù)為0.6～0.7，有12個品種，III級的灰色關聯(lián)系數(shù)為0.5～0.6，有4個品種，IV級的灰色關聯(lián)系數(shù)<0.5，有3個品種。各品種分值差異較大，其中最高的為‘彼蘭德’(0.798 1)，而最低的‘糖果俱樂部’僅0.316 0。I級品種的生態(tài)適應性、群體觀賞價值等各個方面均表現(xiàn)優(yōu)秀，是良好的花?；蚧▔坝^的應用品種，其中‘彼蘭德’、‘橙色輝光’和‘復活節(jié)慶典’等品種排前三。I級品種的種球更新能力好，收獲的最大種球周徑大于12 cm，一般第2年能夠再次正常開花，重復利用。II級品種生態(tài)適應性表現(xiàn)整體較好，但某些方面有欠缺, 如‘巴拉克·奧巴馬’、‘美麗殿堂’的花葶過高，易傾倒或花枝低垂，這些品種可以考慮用于切花；而‘陽光公主’與‘重影’則植株矮小，適合盆栽種植。III級與IV級品種整體來看，生態(tài)適應性表現(xiàn)差，植株長勢差，出苗率、開花率低，尤其是IV級的3個品種‘瑪麗特’、‘糖果俱樂部’與‘橙色鉆石’，不適合用于上海園林綠化。

表5 29個郁金香品種的綜合評價

3 結論和討論

在上海市閔行區(qū)引種栽培29個進口郁金香品種，從生長特性與觀賞特性2方面分別選取了12和32個性狀進行觀測，選取的性狀較為完整體現(xiàn)了品種信息。不同品種間的生長特性與觀賞特性差異大，多樣性高，觀測結果為建立郁金香品種綜合評價體系提供了堅實的基礎。在獲得全面性狀數(shù)據(jù)基礎上，使用層次分析-灰色關聯(lián)度分析法建立了郁金香品種綜合評價體系。以郁金香品種的園林綠化應用為目的，建立了遞階層次模型，計算出各評價指標的分配權重。然后用灰色關聯(lián)度分析法，對評價指標數(shù)據(jù)進行了分級標準化的處理，將品種的優(yōu)劣比較轉換為與參考品種灰色關聯(lián)度的比較，更加全面地利用了數(shù)據(jù)信息，客觀地進行品種間的對比。結果符合實際，能夠反映郁金香品種的優(yōu)劣。

引種是重要的種質(zhì)資源利用手段，為植物品種推廣應用提供了科學依據(jù)，引種過程中觀測的性狀越多，對品種的了解越全面，但由于人力物力的限制，引種觀察中不可能對所有的性狀進行觀測，因此必須做出取舍。植物引種栽培研究中[3,5,7]，物候期受到普通關注，完整記錄品種的物候期對于后續(xù)的栽培利用有很大意義。沈強等[3]曾于2004年在上海鮮花港引種種植并記錄了‘阿波羅精選’、‘協(xié)奏曲’、‘普瑞斯瑪’、‘紅葡萄酒’、‘阿維尼翁’、‘小黑人’等6個品種的物候期。本研究中的種植時間與之相近，上述6個品種的物候期普遍提前，可能是氣候變暖導致了物候期提前。除物候期外，引種研究也通常會記錄植物品種的生態(tài)適應性。例如抗病性，抗蟲性，植株生長狀況，球根植物如郁金香、百合()還需要關注種球、鱗莖的生長、退化情況。對用途不同的植物進行引種觀察，研究中關注的性狀有所偏重，如引種食用植物更加關注的是食用部分的品質(zhì)與重量，而引種觀賞植物則聚焦于與品種的觀賞價值相關的性狀，如花、葉的顏色、形狀與尺寸。

本研究中建立的評價體系信息全面，很好地完成了對29個進口郁金香品種的評價，但當使用這一評價體系對更優(yōu)的品種進行評價時，可能會有評價指標“突破邊界”的事件發(fā)生，因為永遠存在指標的更優(yōu)值，如出現(xiàn)更優(yōu)美的花型，更大的花徑，可以對評價體系進行優(yōu)化更新，將更優(yōu)品種加入評價體系中。本研究29個品種與“參考品種”的灰色關聯(lián)度均小于0.8，這與前人[10–20]的研究結果相似, 推測可能有2點原因：(1) 由于使用全部最優(yōu)指標建立的“參考品種”擁有所有品種的優(yōu)點，是最為理想最為優(yōu)秀的品種，其他品種難以與其相比；(2) 實際上，受試品種往往會存在某些方面的缺陷, 如‘彼蘭德’、‘桔色輝光’、‘復活節(jié)慶典’的花型不屬于評分最高的杯型，‘普瑞斯瑪’出苗率比其他優(yōu)良品種低。

前人評價郁金香的研究中，往往存在選取指標較少，或評價方法有缺陷等問題[22,28–31]。本研究在評價體系的建立中，選取了層次分析-灰色關聯(lián)度分析法，將2種分析方法綜合，取長補短；從觀測的44個性狀中篩選了27個有代表性，能呈現(xiàn)整體信息的評價指標對郁金香品種進行綜合評價，但評價指標之間有相關性，因此存在信息冗余。本研究通過篩選，盡量避免了該情況的發(fā)生，例如花葶與株高2個評價指標盡管都反映了植株高度的相關信息，但是一個與品種的觀賞價值相關，一個與品種的生長狀況相關。

主成分分析法也是一種常用于評價的方法，它一般可以反映性狀的主要信息，因此冗余信息被過濾，指標信息更加精簡。但是主成分分析也存在限制，對選取的性狀進行主成分分析時，會存在方差貢獻率較低的情況。馬秀花等曾基于20個表型性狀對62份郁金香種質(zhì)資源進行評價，并選用了主成分分析法，結果表明前6個主成分貢獻率達到73.70%[31]。我們針對上述27個評價指標也進行了主成分分析，但選取6個主成分時，方差貢獻率僅達到了63%，不能反映指標的完整信息，可能是生態(tài)適應性與觀賞價值兩方面的指標間相關性小，信息難以用較少的(6個)主成分進行完整概括，因此主成分分析并不是特別適合?？梢?，即使是同一種方法也要根據(jù)實際情況加以應用。

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Introduction Cultivation and Comprehensive Evaluation of Tulip Varieties in Shanghai

ZHANG Han1,2*, GUO Xueying1*, SHEN Qiang3, TANG Dongqin1**

(1. School of Design in Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200240, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. Shanghai Flower Port,Shanghai 201304, China)

The aim was to establish an evaluation system to screen tulip varieties with good growth adaptability and high ornamental value, which are suitable for landscape application. Twenty-nine imported varieties ofwere introduced and planted in Shanghai, the phenological period, 12 growth characteristics (plant height, plant width, etc.), and 32 ornamental characteristics (flower uniformity, flower type, flower color, etc.) were observed and measured. From all observed characteristics, 27 evaluation indexes (flowering uniformity, flower color, flower color uniformity, etc.) were further chosen to establish a comprehensive evaluation system based on AHP (analytical hierarchy process) and GRA (grey relation analysis). The results showed that 29 varieties could be divided into 4 grades according the comprehensive evaluation, grade I included 10 varieties, grade II had 12 varieties, grade III and IV only 4 and 3 varieties, respectively. The varieties in grade I and II generally possessed high ornamental value and strong adaptability, which were suitable for popularization and application in landscaping in Shanghai and surrounding areas in the future. These had an important guide in screening suitable tulipvarieties for gardens in Shanghai and surrounding areas. The established evaluation system also has a positive reference significance for evaluating the application of other tulip varieties in landscape.

; Introduction and cultivation; Ornamental characteristics; Variety evaluation

10.11926/jtsb.4588

2021-12-10

2022-03-07

上海市農(nóng)委科技興農(nóng)項目([2020]1-1, [2019]1-8)資助

This work was supported by the Project for Agricultural Development by Science and Technology of Shanghai Agricultural Commission (Grant No. [2020]1-1, [2019]1-8).

張晗(2000年生)，女，碩士研究生，研究方向為城市生態(tài)水文研究。E-mail: 2715010671@qq.com

共同第一作者

通訊作者Corresponding author.E-mail: dqtang@sjtu.edu.cn