西南地區(qū)優(yōu)良觀賞白及屬花色色差測(cè)定與分析

李文俊, 姜麗瓊*, 浣杰, 高素萍, 雷霆, 肖前剛, 申萍, 楊洪燕, 何周建

1. 成都市農(nóng)林科學(xué)院林業(yè)研究所, 成都 611130；

2. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院, 成都 611130；

3. 北京林業(yè)大學(xué), 北京 100080

多年生草本球根植物白及為中國(guó)傳統(tǒng)藥材，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》[1]，該屬植物全球有6 種，我國(guó)有4 種[2]。性微寒，味苦、甘，具有化瘀止血、補(bǔ)肺生肌的功效，屬止血類藥，由于不當(dāng)開(kāi)發(fā)、生境惡化和品種退化等原因，我國(guó)當(dāng)前白及的產(chǎn)量難以滿足市場(chǎng)需求，白及資源短缺成為主要問(wèn)題[3]，現(xiàn)已列入《瀕危動(dòng)植物種國(guó)際貿(mào)易公約》予以保護(hù)[4]。白及多糖是中藥白及中的有效成分，在包合材料、生物黏附材料、水凝膠材料、基因遞送載體、血管栓塞材料和聚合物膠束材料等方面有著廣泛的應(yīng)用前景[5-6]。在園林景觀方面，白及因其豐富的花色與適應(yīng)性通過(guò)孤植或搭配種植的形式應(yīng)用于各種造景中[7]，結(jié)合仿野生林下栽培技術(shù)，以其特有的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)以及社會(huì)效益助力鄉(xiāng)村振興。

花色是觀賞花卉的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，由于人眼色差的敏感受視覺(jué)、光學(xué)和心理等諸多要素影響[8]，借助色差儀進(jìn)行量化，并用聚類分析的方式對(duì)顏色進(jìn)行分析，在花色測(cè)量中，目前最為常用的是CIELab顏色系統(tǒng)[9]，借助L*、a*、b*參數(shù)選育對(duì)白及花色分類[10]。通過(guò)色差聚類分析白及花瓣顏色，對(duì)結(jié)合白及屬表型性狀相關(guān)性，為下一步觀賞白及良種選育和雜交親本的篩選提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試材料與儀器工具

供試材料從西南地區(qū)白及主產(chǎn)區(qū)的科研單位、企業(yè)和種植戶等處引種優(yōu)良白及（Bletilla Striata(Thunb. ex Murray) Rchb. f.）、小白及（Bletilla formosana(Hayata) Schltr.）、黃花白及（Bletilla ochraceaSchltr.）等白及種質(zhì)資源，定植在成都市農(nóng)林科學(xué)院白及種質(zhì)資源圃中，并定期觀察生長(zhǎng)情況，白及種質(zhì)資源來(lái)源如表1 所示：

表1 供試材料一覽表Tab. 1 List of materials

表2 色系區(qū)間Tab. 2 Color interval diagram

表3 不同色號(hào)花長(zhǎng)、花寬，株高，花期，花莖高Tab. 3 Flower length, width, plant height, flowering period, and stem height of different color codes

表4 生長(zhǎng)特性與色差值相關(guān)性分析Tab. 4 Correlation analysis between growth characteristics and color difference values

儀器工具：KONICA MINOLTA CM-2600d 色差儀、IBM SPSS Statistics 19、全遮光背景黑布、惠普電腦、剪刀等。

1.2 花色與亮度分析

CIELab 三維色空間可以用L、a 和b空間直角坐標(biāo)系來(lái)表示，縱軸為L(zhǎng)軸，2 條正交水平軸分別為a、b軸，其中，L代表明度，a 代表紅色與綠色相比的程度，b值代表黃色與藍(lán)色相比的程度，所有顏色都可以用L、a和b這3 個(gè)數(shù)值表示。

白及盛花期采集花中萼片，用色差儀在標(biāo)準(zhǔn)光源D65 下測(cè)定中萼片顏色，測(cè)量口徑為0.8 cm，記錄測(cè)量結(jié)果L*、a*和b*的數(shù)值，每個(gè)試驗(yàn)材料3 個(gè)重復(fù)。并對(duì)測(cè)量值L*、a*和b*采用Ward 離差平方和法進(jìn)行聚類分析。

L*—明度，值越大表明所測(cè)樣品表面越亮。

a*—紅色或綠色值，最大值為199.99，正值為紅色，負(fù)值偏綠。

b*—黃色或藍(lán)色值，最大值同a，正值為黃色，負(fù)值偏藍(lán)。

C*—彩度，到L*軸垂直舉例，距離越大，彩度越大，C*=(a*2+b*2)1/2。

h*—色相角，表現(xiàn)為對(duì)象的坐標(biāo)點(diǎn)與原點(diǎn)連接成的直線與a*軸之間的夾角，h*=arctan(b*/a*)，表示不同的比色所得的色相[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 花色測(cè)量與聚類分析

對(duì)L、a和b采用Ward 離差平方和法進(jìn)行聚類分析，區(qū)間選擇歐氏距離，將所測(cè)花卉分為8 個(gè)色系。

2.2 白及屬不同花色生長(zhǎng)特性

對(duì)不同色系的白及花進(jìn)行觀測(cè)分析，黃色花系一般植株偏大，且株型挺拔，花期較長(zhǎng)如7 號(hào)花色，但花葉對(duì)比度不高，觀賞價(jià)值沒(méi)有紫色花系高。紫色花系一般偏矮小，株型較為散，花期較短，但花葉對(duì)比度高，層次明顯，觀賞價(jià)值高。

就株高而言，白及花株高20 cm—64.3 cm，最高花莖高可達(dá)103 cm，花莖越高花顯示度越佳，株型越挺拔，是蘭花中“秀”的代表。不同花色花期不一，短花期最短有14 d，最高花期160 d，在一年內(nèi)有接近半年的時(shí)間處于花期，可作為長(zhǎng)花期觀賞素材選育。

5 號(hào)花色比較特別，2 號(hào)與6 號(hào)色艷麗，分別為紫色花系與黃色花系中飽和度（彩度C）最大值；1 號(hào)花色比較普通，其余色號(hào)飽和度（彩度C）偏低，花色較暗較為一般品種。2 號(hào)花色與6 號(hào)花色C值較高，為最艷麗明亮花色，但其花期，株高，花型并不占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

2.3 生長(zhǎng)特性與色差值相關(guān)性分析

在花色方面，L值為明度值，明度值與最高花莖高、花期、株高具有顯著的正相關(guān)性，花色越明亮，花期越長(zhǎng)、株高和最高花莖高越高；a值為紅綠值，與最高花莖高、花期具有顯著的負(fù)相關(guān)性，花色越偏紅，花期越短，最高花莖高越矮；b值為黃藍(lán)值，與最高花莖高、花期具有顯著的正相關(guān)性，花色越偏黃，花期越長(zhǎng)，最高花莖高越矮；C彩度值與花期具有顯著性的負(fù)相關(guān)，花色越鮮艷，花期越短。

圖1 花色聚類分析圖Fig. 1 Flower color cluster analysis chart

在生長(zhǎng)表型方面，高與最高花莖高具備顯著的正相關(guān)性，花莖越高，最高花莖高也越高。在花期方面，最高花莖高與花期具備顯著的正相關(guān)性，花莖越高花期便越長(zhǎng)?；ǖ拇笮∨c色差值沒(méi)有顯著的相關(guān)性，白及花色分布廣泛，且黃花白及與白及的花型差距不大，小白及花型偏小，但小白及與白及花色差距亦不大。

3 討論

花色是花卉觀賞重要指標(biāo)之一，在園林觀賞品種選育過(guò)程中，具有優(yōu)良明麗的花色植株是不可多得的材料。近年來(lái)，關(guān)于花色表型數(shù)據(jù)量化研究較多，蘇曉倩等[12]借助色差儀對(duì)風(fēng)信子進(jìn)行花色測(cè)定，顯色反應(yīng)確定花色素類型，李辛雷等[13]對(duì)山茶芽變花色進(jìn)行測(cè)定并探索與花青苷的關(guān)系。人眼感色靈敏度往往受到心理、生理和經(jīng)驗(yàn)等主觀因素的影響，對(duì)花的視覺(jué)映像易受到氣候、物候以及背景等客觀因素的影響。利用色差儀量化色彩現(xiàn)象，進(jìn)而客觀反映色彩程度。對(duì)盛花期白及屬花的中萼片，在標(biāo)準(zhǔn)光源D65 通過(guò)CIELab 三維色空間坐標(biāo)，劃分紫色、深紫、粉紫、淡紫、粉、淡橙、淡黃和黃色8 個(gè)色系，粉色花系顏色明麗為最佳，其他花色則結(jié)合彩度進(jìn)行判斷，彩度值高色彩艷麗；彩度低則色彩澀而渾濁?；ㄉY(jié)合生長(zhǎng)特性，探究其相關(guān)性[14-16]，為選育優(yōu)良觀賞白及品種提供新思路。研究表明，花期、株高等參數(shù)與色差參數(shù)具有顯著的相關(guān)性，后續(xù)如何將高彩度值、長(zhǎng)花期、高花顯示度、高花葉對(duì)比度等優(yōu)良觀賞性狀相結(jié)合，是未來(lái)觀賞型白及選育的重點(diǎn)。

種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)重要基石，對(duì)其評(píng)價(jià)是良種選育中關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著科研的深入、技術(shù)的發(fā)展，一批具有康養(yǎng)、保健功能的觀賞植物逐漸被大眾所熟知，喜愛(ài)，并成為社會(huì)需求。白及屬植物花大、艷麗，作為康養(yǎng)保健型觀賞植物開(kāi)發(fā)的潛力巨大[17]。前人的報(bào)道中白及屬資源選優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)主要以藥用成分為標(biāo)準(zhǔn)[18-19]，通過(guò)色差分析，將最為復(fù)雜的觀賞指標(biāo)“花色”定量化、標(biāo)準(zhǔn)化，初步對(duì)白及花色進(jìn)行分類，結(jié)合其他表觀性狀，可篩選出具備觀賞性花卉以及遺傳改良素材，初步篩選出了成都地區(qū)觀賞用白及優(yōu)株，對(duì)區(qū)域內(nèi)今后的良種培育和園林應(yīng)用提供了一定的參考價(jià)值。