出口單頭切花菊祭祀適宜品種綜合評價(jià)與篩選

王 豪，陸云峰，沈 波，趙 綺，金文良，袁冬明，王建軍*

（1.寧波市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，浙江 寧波 315012；2.寧波市鄞州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，浙江 寧波 315199；3.寧波芳華農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，浙江 寧波 315137）

0 引言

菊花（Chrysanthemum morifoliumRamat.）是世界四大切花之一，廣泛應(yīng)用于裝飾設(shè)計(jì)領(lǐng)域，在亞洲花卉市場中占有重要地位。日本為亞洲市場的主要鮮切花消費(fèi)國［1］，菊花年消費(fèi)量在30億支左右，是我國切花菊出口的主要目標(biāo)市場［2］。受日本文化及祭祖拜神習(xí)俗影響，單頭切花菊被廣泛用于祭祀，其品質(zhì)、價(jià)格均高于其他用途的切花菊，因此，形成了巨大、穩(wěn)定且具有高度特殊性的單頭切花菊消費(fèi)市場［3-4］。

國內(nèi)學(xué)者對切花菊的種質(zhì)資源篩選與評價(jià)開展了許多研究，其目的與方法各不相同，開展篩選與評價(jià)較多的是多頭切花菊［5-8］，對單頭切花菊的研究較少，主要集中在觀賞性評價(jià)方面［9-11］。寧惠娟等［12］對40個大花型秋菊品種開展了觀賞性、開花周期、瓶插壽命和病蟲害抗性評價(jià)，從中選出5個適合做切花菊的品種；朱德寧等［13］對69個多花型園林小菊品種進(jìn)行了生長特性、觀賞特性和適應(yīng)性評價(jià)，篩選出12個性狀優(yōu)良的品種；郭方其等［14］對48個多頭菊品種進(jìn)行了觀賞和生育方面共16個農(nóng)藝性狀的評價(jià)，最終篩選出23個優(yōu)良品種。

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是一種將定量因素與定性因素相結(jié)合，研究多因素問題的系統(tǒng)化、層次化的科學(xué)決策方法，能夠客觀、有效地反映各因素的影響效果［15-16］。K-means聚類分析法是一種迭代性聚類算法，其通過反復(fù)計(jì)算各個數(shù)據(jù)對象到聚類中心的距離和優(yōu)化聚類中心的位置，實(shí)現(xiàn)對未知數(shù)據(jù)對象的分類［17］。這2種方法在花卉的綜合評價(jià)和植物品種的選育中均有廣泛的應(yīng)用［18］，已在月季、百合、鐵線蓮等花卉綜合評價(jià)及利用方面取得較好的效果［19-21］。結(jié)合層次分析法和K-Means聚類分析法可有效實(shí)現(xiàn)切花菊的綜合評價(jià)和分級，并快速篩選出性狀佳的優(yōu)良品種。

目前，我國出口日本的單頭切花菊品種較為單一，主栽品種多年未更新，在日本市場缺乏競爭力，迫切需要篩選一批綜合性狀好的單頭切花菊品種進(jìn)行生產(chǎn)出口。出口祭祀用切花菊要在花未全開時(shí)進(jìn)行采收，具備花色為黃色或白色、花枝高、葉片數(shù)量多、瓶插壽命長等特性，而針對出口祭祀用花標(biāo)準(zhǔn)且適宜產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的品種評價(jià)及篩選尚未見報(bào)道。因此，構(gòu)建一套針對出口單頭切花菊祭祀適宜品種的綜合評價(jià)體系非常必要。基于此，本研究針對出口祭祀用切花菊需求和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)要求，選擇了15個性狀作為評價(jià)因子，采用層次分析法和K-Means聚類分析法構(gòu)建綜合評價(jià)模型，旨在篩選出適宜出口的祭祀用單頭切花菊品種，以期為出口切花菊企業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)和品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)環(huán)境

2019年4月—2021年9月，從浙江海豐花卉有限公司、昆明虹之華園藝有限公司引進(jìn)單頭白菊、黃菊等共計(jì)17個品種，其來源及特性詳見表1。供試品種定植于寧波芳華農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司基地的連棟溫室大棚內(nèi)，該基地位于寧波市鄞州區(qū)云龍鎮(zhèn)陳黃村（121.58°E, 29.73°N），海拔10 m，年平均氣溫16.2 ℃，年極端最高氣溫39.0 ℃，年極端最低氣溫-11.0 ℃，年均降水量1380 mm，年平均日照時(shí)間2000 h。土壤為水稻土，土壤容重為0.84，土壤pH值為5.71，水解性氮含量為234.0 mg/kg，有效磷含量為131.0 mg/kg，速效鉀含量為57.9 mg/kg?；赜羞B棟溫室大棚8 hm2，配備水肥一體化設(shè)備、遮黑布、補(bǔ)光燈等設(shè)施。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，種植畦長20 m、寬0.8 m，植株定植距離為10 cm×10 cm，每個小區(qū)種植30株整齊一致的植株。試驗(yàn)期間采用電照補(bǔ)光栽培，每日于22:00~次日1:00進(jìn)行補(bǔ)光，植株高度達(dá)到60 cm后停止補(bǔ)光。植株高度達(dá)到30 cm時(shí)拉網(wǎng)，及時(shí)抹除側(cè)芽和側(cè)蕾。統(tǒng)計(jì)總側(cè)芽數(shù)的試驗(yàn)不做任何抹側(cè)芽處理，各品種30株。于盛花期觀察并記錄各品種性狀，每個品種隨機(jī)選取5株進(jìn)行測定，結(jié)果取平均值。

1.3 性狀篩選與觀測

參考菊花DUS 測試指南［22］、日本鮮切花標(biāo)準(zhǔn)［23］、荷蘭菊花切花標(biāo)準(zhǔn)［24］及韓勇等［9］的綜合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，征求專家、出口切花菊生產(chǎn)商意見，并綜合市場需求最終確定株高、單枝重、莖稈粗度、總側(cè)芽數(shù)、花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)、葉柄著生角度、花色亮度、花2級開放度時(shí)花徑、花9級開放度時(shí)花徑、舌瓣花數(shù)量、花梗長度、花頭長度、瓶插觀賞期、氣溫適應(yīng)性和病蟲害抗性等15個最重要的測試性狀指標(biāo)。為減小誤差，所有性狀的測定均由同一人完成。

各指標(biāo)的測定方法和標(biāo)準(zhǔn)為：花朵開放級別：花朵開放級別共劃分為11級，根據(jù)出口市場需求，2級時(shí)進(jìn)行采收，9級為最佳觀賞級別，其中2級為萼片包裹花頭1/2，花瓣緊抱；9級為外3層花瓣舒展，整體花頭呈杯狀［25］；單枝重：在距根部10 cm處剪下花枝，測量枝重；總側(cè)芽數(shù)：統(tǒng)計(jì)地上部分主干上所有著生芽或已萌發(fā)成枝的節(jié)點(diǎn)數(shù)；花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)：統(tǒng)計(jì)花序向下20 cm以內(nèi)的總?cè)~片數(shù)；花2級開放度時(shí)花徑：于花朵2級開放時(shí)測量花序直徑；花9級開放度時(shí)花徑：于花朵9級開放時(shí)測量花序直徑；瓶插觀賞期：剪下花枝放入清水瓶插，每2 d換1次清水，直到失去品質(zhì)價(jià)值，計(jì)算每個品種的平均瓶插天數(shù)；氣溫適應(yīng)性：在試驗(yàn)品種生長過程中，觀測記錄每個品種對高溫、低溫的耐受情況；病蟲害抗性：在試驗(yàn)品種生長過程中，觀測記錄每個品種的自然感病和受蟲害侵?jǐn)_情況以及感染后的輕重程度；其余7個觀賞性狀參照菊花DUS測試指南進(jìn)行觀測。株高、單枝重、花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)、花2級開放度時(shí)花徑、花梗長度、瓶插觀賞期在花2級開放度時(shí)進(jìn)行測量。

1.4 統(tǒng)計(jì)與分析

使用Excel 2010軟件對各性狀測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，參考曹茂林［26］的方法計(jì)算各評價(jià)因子的權(quán)重值，利用SPSS 24.0軟件進(jìn)行聚類分析。

1.4.1 評價(jià)模型構(gòu)建 根據(jù)出口單頭切花菊祭祀適宜品種評價(jià)因子間的相互關(guān)系和隸屬關(guān)系，構(gòu)建了出口單頭切花菊3個層次的綜合評價(jià)模型，包含目標(biāo)層（Z）、約束層（C）和標(biāo)準(zhǔn)層（P），共15個評價(jià)因子（表2）。

1.4.2 判斷矩陣及一致性檢驗(yàn) 根據(jù)構(gòu)建模型中各層次間的關(guān)系，以及同層次中各影響因子的相對重要性，參考專家意見，采用1~9比例標(biāo)度法［27］，對任意2個評價(jià)指標(biāo)逐項(xiàng)進(jìn)行比較，1、3、5、7和9代表一個因子對另一個因子的重要性分別為同樣重要、稍微重要、明顯重要、非常重要和絕對重要，2、4、6和8表示上述兩個相鄰判斷的中間值，構(gòu)造層次間和同一層次中相互比較的判斷矩陣，如表3~表7所示。一致性檢驗(yàn)結(jié)果表明，隨機(jī)一致性比率CR值均小于0.1，說明構(gòu)建的判斷矩陣符合數(shù)學(xué)理論的要求，各評價(jià)因子的相互關(guān)系合理，均通過了一致性檢驗(yàn)。

表3 Z組的判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)結(jié)果

表4 C1組的判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)結(jié)果

表5 C2組的判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)結(jié)果

表6 C3組的判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)結(jié)果

表7 C4組的判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)結(jié)果

2 結(jié)果與分析

2.1 單頭切花菊形態(tài)觀賞指標(biāo)統(tǒng)計(jì)及各因子評分標(biāo)準(zhǔn)的制定

由表8和圖1可知，12個形態(tài)觀賞指標(biāo)的均值與中值接近，其中株高、單枝重、莖稈粗度的均值分別為74.53 cm、50.52 g和4.88 mm，株高最大值為116.77 cm，株高＞100 cm的品種數(shù)占比為29.4%，單枝重＞60 g的品種數(shù)占比為23.5%，莖稈粗度在4.0~5.5 mm的品種數(shù)最多；總側(cè)芽數(shù)、花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)、葉柄著生角度的均值分別為25.0個、12.1片和55.4°，總側(cè)芽數(shù)在20~25和30~35個范圍的品種數(shù)最多，花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)在7~15片的品種數(shù)最多；花2級開放度時(shí)花徑、花9級開放度時(shí)花徑的均值分別為20.85、122.25 mm，花2級開放度時(shí)花徑＞20.00 mm的占比為70.6%，花9級開放度時(shí)花徑＞140.00 mm的占比為17.6%；舌瓣花數(shù)量均值為253.3瓣，其中200~250瓣的品種數(shù)最多；花梗長度、花頭長度的均值分別為4.2、3.0 cm，花梗長度＜4.0 cm的占比為41.18%，花頭長度在2.5~3.5 cm的品種數(shù)占比為76.5%；瓶插觀賞期的均值為19.2 d。除花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)、花梗長度外，其余10個形態(tài)觀賞性狀的頻率均呈正態(tài)分布，其中株高、葉柄著生角度、舌瓣花數(shù)量右偏態(tài)分布明顯，花頭長度左偏態(tài)分布明顯。根據(jù)上述性狀的頻率分布情況，參考生產(chǎn)實(shí)踐及專家意見，將花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)＞15、花梗長度＜4.0 cm的定為3分，其余性狀則根據(jù)各自分布情況，并參考其他單頭切花菊的評分標(biāo)準(zhǔn)制定3分制的評分標(biāo)準(zhǔn)（表9）。

圖1 供試單頭切花菊品種的12個形態(tài)觀賞性狀的頻率分布

表8 供試單頭切花菊品種的形態(tài)觀賞指標(biāo)

表9 各因子的評分標(biāo)準(zhǔn)

2.2 各影響因子的權(quán)重值

由表10可知，花2級開放度時(shí)花徑對出口單頭切花菊品質(zhì)性狀影響最大，其權(quán)重為0.173，其次是株高，其權(quán)重為0.127，第三是花梗長度，其權(quán)重為0.116，花9級開放度時(shí)花徑對出口單頭切花菊品質(zhì)性狀影響位列第四，其權(quán)重值為0.095。單枝重、莖稈粗度、總側(cè)芽數(shù)、花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)、葉柄著生角度、花色亮度、舌瓣花數(shù)量、花頭長度、瓶插觀賞期、氣溫適應(yīng)性、病蟲害抗性等因子對出口單頭切花菊品質(zhì)性狀的影響相對較小。

表10 各層次權(quán)重值矩陣分析

2.3 單頭切花菊品種綜合評價(jià)

根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)對17個單頭切花菊品種進(jìn)行逐一打分，并根據(jù)各影響因子相對于目標(biāo)層的權(quán)重值計(jì)算出各個品種的綜合得分（表11）。利用K-Means聚類分析法將17個單頭切花菊品種劃分為3個等級，代碼1~3分別表示單頭切花菊綜合品質(zhì)為優(yōu)、良、差，各樣本點(diǎn)綜合品質(zhì)得分的聚類中心分別為2.50、2.08和1.73。聚類分析結(jié)果表明：優(yōu)等級品種有5個，占29.4%，綜合性狀優(yōu)良，主要表現(xiàn)為花2級及9級開放度時(shí)的花徑大、花枝高、花梗短、莖稈粗重、側(cè)芽數(shù)少、花色亮、瓶插觀賞期長、氣溫適應(yīng)性與抗性佳；良等級品種有9個，占52.9%，綜合性狀較好，表現(xiàn)為花2級及9級開放度時(shí)的花徑較大、花枝較高、花梗長度中等、花色較亮、莖稈較粗重；差等級品種有3個，占17.7%，綜合性狀一般，主要表現(xiàn)為花徑小、植株較矮、花梗長、花色較暗、花枝輕。

表11 供試單頭切花菊品種的綜合得分及等級

3 結(jié)論與討論

單頭切花菊品種繁多，不同品種間的性狀差異較大，根據(jù)供試材料和研究目的不同，應(yīng)選取不同的形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)。張亞瓊等［28］對32個大花型秋菊品種的19個觀賞性和適應(yīng)性指標(biāo)進(jìn)行了觀測統(tǒng)計(jì)，從觀賞性狀、抗逆性、栽培流程3個方面，篩選出7個既具有中國傳統(tǒng)特色又適用規(guī)?；a(chǎn)的盆栽菊花品種。張冬菊等［29］選出與切花菊生產(chǎn)相關(guān)的觀賞特性、栽培特性和與病蟲害抗性相關(guān)的15個性狀，對40個單頭切花菊品種進(jìn)行了評價(jià)，從中篩選出20個引種較為成功且綜合性狀優(yōu)良的品種。史峰霖［30］對32個彩色標(biāo)準(zhǔn)型切花菊品種開展了株形、葉、花、無性繁殖4個方面共17個性狀的評價(jià)，篩選出優(yōu)等級品種10個。

本研究在引種品種的觀賞性的基礎(chǔ)上綜合考慮品種適應(yīng)性及規(guī)?；a(chǎn)的成本，將總側(cè)芽數(shù)、氣溫適應(yīng)性和病蟲害抗性作為評價(jià)因子。出口切花菊是勞動密集型產(chǎn)業(yè)，栽培過程中抹芽需要大量人工，通過評價(jià)不同品種的側(cè)芽發(fā)生特性，可篩選出少側(cè)芽品種，從而減少用工，控制成本。品種的適應(yīng)性決定了植株生長勢、生產(chǎn)的難易和觀賞品質(zhì)，是切花菊生產(chǎn)企業(yè)極為關(guān)心的指標(biāo)，在后期的研究中應(yīng)將適應(yīng)性轉(zhuǎn)為定量分析，從而使評價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。病蟲害抗性不僅直接與切花菊出口標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)，推廣生產(chǎn)抗性強(qiáng)的品種也能有效降低農(nóng)藥施用量，從而達(dá)到綠色節(jié)本的目標(biāo)。由于氣候條件會直接影響菊花病蟲害的發(fā)生情況，而本研究的觀測時(shí)間較短，難以做出全面評價(jià)，后續(xù)可將薊馬、白銹病等主要病蟲害的自然感病和受蟲害侵?jǐn)_情況納入適應(yīng)性評價(jià)指標(biāo)中。同時(shí)，根據(jù)日本等國的切花菊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，增加了花2級開放度時(shí)花徑、花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)等評價(jià)因子，使評價(jià)結(jié)果更加符合出口市場的需求。根據(jù)不同的出口國家，應(yīng)及時(shí)針對不同的出口檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整相關(guān)觀賞指標(biāo)，使評價(jià)體系更加精準(zhǔn)和實(shí)用。

本研究篩選出15項(xiàng)指標(biāo)，可歸納為4個方面的作用因子，依次為整體株形因子、葉芽的性狀因子、花的性狀因子以及適應(yīng)性與抗性因子。整體株形因子由株高、單枝重和莖稈粗度構(gòu)成；葉芽的性狀因子由總側(cè)芽數(shù)、花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)和葉柄著生角度構(gòu)成；花的性狀因子由花色亮度、花2級開放度時(shí)花徑、花9級開放度時(shí)花徑、舌瓣花數(shù)量、花梗長度、花頭長度和瓶插觀賞期構(gòu)成；適應(yīng)性與抗性因子由氣溫適應(yīng)性、病蟲害抗性構(gòu)成。運(yùn)用層次分析法確定了花2級開放度時(shí)花徑（0.173）、株高（0.127）、花梗長度（0.116）等權(quán)重值相對較高的指標(biāo)，符合篩選出口單頭切花菊祭祀適宜品種的要求。采用K-means聚類分析法將17個品種的得分劃分為3個等級，最終篩選出5個綜合性狀優(yōu)良的品種，分別為金扇、白扇、優(yōu)香、黃玉、神馬，評價(jià)結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)際相符，體現(xiàn)了綜合評價(jià)體系的有效性。綜上，本研究構(gòu)建的出口單頭切花菊祭祀適宜品種綜合評價(jià)體系對企業(yè)生產(chǎn)出口切花菊具有重要的指導(dǎo)價(jià)值，同時(shí)，該評價(jià)體系的建立也可為我國單頭切花菊新品種的選育工作提供一定的借鑒和指導(dǎo)。