王泳梅，馬曉潔，范崇霞

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牡丹花期不同預(yù)測方法初探及比較

王泳梅，馬曉潔，范崇霞

（洛陽市王城公園，河南 洛陽 471000）

為能準確預(yù)測牡丹花期，更好地為牡丹文化節(jié)服務(wù)，對王城公園牡丹觀賞區(qū)的早花牡丹品種‘朱砂壘’及春季開花植物的物候期、初花期的調(diào)查記錄，利用SPSS19.0分析軟件及Excel統(tǒng)計軟件，分析牡丹的初花期與自身各物候期的相關(guān)性及與春花植物初花期的相關(guān)性，并對相關(guān)性顯著的項目進行多元線性回歸分析，建立牡丹花期預(yù)測數(shù)學(xué)模型，比較兩個數(shù)學(xué)模型的準確性，結(jié)果表明‘朱砂壘’各物候期中的發(fā)芽期、立蕾期、風鈴期與初花期的相關(guān)性極顯著，建立預(yù)測數(shù)學(xué)模型為=58.649+0.1491+0.1422+0.2743；植物中櫻桃、玉蘭及早櫻的初花期與‘朱砂壘’初花期相關(guān)性顯著，建立牡丹花期預(yù)測數(shù)學(xué)模型為=-532.075+12.6931-4.7072+0.6213，依據(jù)以上兩個數(shù)學(xué)模型可以初步對牡丹初花時間進行較準確的預(yù)測。

牡丹；物候期；花期預(yù)測；比較；相關(guān)性

1 牡丹花期預(yù)測的意義

洛陽牡丹雍容華貴，被譽為“國色天香”。自1983年以來，每年的牡丹文化節(jié)成為洛陽發(fā)展經(jīng)濟、招商引資和旅游品牌的形象代言。自1983年第1屆牡丹花會開始，連續(xù)19屆牡丹花會都是在4月15日至25日舉行。2002年第20屆牡丹花會時間首次提前至4月10日。2005年第23屆牡丹花會，會期又提前至4月8日。2007年第25屆牡丹花會再次把牡丹文化節(jié)賞花啟動日固定至4月1日?？梢哉f，歷次會期的調(diào)整，都與牡丹花期息息相關(guān)。牡丹的自然花期受大氣溫度、光照及自身特性的影響在不同年份表現(xiàn)不一，為保證牡丹花會會期與花期的一致性，就必須提前做好花期的預(yù)測。為牡丹文化節(jié)的花情發(fā)布提供信息，也為牡丹花期控制提供依據(jù)。通過多年來的觀測記載，結(jié)合影響牡丹花期的因素分析，總結(jié)推斷出牡丹花期預(yù)測不同方法及其各自準確性比較，為牡丹花期的預(yù)測提供參考性依據(jù)。

2 影響牡丹花期的主要因素

影響牡丹花期分為內(nèi)部因素和外部環(huán)境兩方面。內(nèi)部因素主要是牡丹自身的生理特性、遺傳特性和激素水平等；外部環(huán)境包括溫度、光照、水分和土壤條件等。

2.1 溫度

牡丹生長周期存在的休眠以深度休眠為主。當氣溫等因素符合生長條件時，牡丹就能自動解除休眠，恢復(fù)生長。每年春季（1~4月份）隨著平均氣溫的升高，牡丹會經(jīng)過萌動、發(fā)芽、立蕾、展葉、園桃、平桃等階段進入開花期，每個階段持續(xù)的時間與本階段氣溫高低有極大相關(guān)性，相對氣溫偏高，持續(xù)時間就短，相對氣溫偏低，持續(xù)時間就長。根據(jù)記載，在自然狀態(tài)下，每年春季，當日平均溫度穩(wěn)定在3.6℃以上時牡丹花芽開始萌動、發(fā)芽； 6.5℃以上開始顯蕾展葉，8.8℃以上花蕾迅速增大，16℃以上開始初花。牡丹每一發(fā)展時期對溫度感受不同。所以，溫度是花期預(yù)測的關(guān)鍵，溫度是影響牡丹花芽解除休眠萌發(fā)生長的主要因素。

2.2 有效積溫

每種植物都有其生長的下限溫度。當溫度高于下限溫度時，才能生長發(fā)育。對植物生長發(fā)育起有效作用的高出的溫度值，稱作有效積溫。牡丹從萌動到開花所經(jīng)歷的時間與有效積溫密切相關(guān)。但目前還沒有牡丹開花所需有效積溫的準確值。據(jù)觀察研究，牡丹不同發(fā)育階段的生物學(xué)零度的值各不相同，牡丹開花的有效積溫是在生物學(xué)零度以上溫度之和。不同年份，隨氣候變化，達到牡丹開花所需有效積溫的時間有所差異。從而出現(xiàn)了每年牡丹的初花時間不斷變化。牡丹從萌動到開花的過程，實質(zhì)上是由于外界溫度不斷升高從而刺激花芽發(fā)育的過程。所以，研究測算牡丹開花所需有效積溫值對牡丹開花期的預(yù)測有非常重要的參考作用。

2.3 光照

在王雁的《北京市主要園林植物耐蔭性及其應(yīng)用的研究》論文中[1]提出“牡丹屬于具有較高光補償點，較低光飽和點的一類植物，對光能的有效輻射利用范圍較窄，對生境光照狀況要求較高”。在左麗娟的《光照強度對牡丹生長的影響》一文的研究中提出[2]，光照對牡丹的花徑大小、花量多少及花枝生長量都有一定的影響。不同的牡丹品種群由于遺傳性和長期不同的栽培環(huán)境形成了各自特有的生態(tài)特性，其光照強度對它的影響作用也不一樣。由于光照強度對牡丹生長發(fā)育的影響，進而影響牡丹的開花時間。因此，光照也是一個不可忽視的因素。

2.4 內(nèi)源激素

植物內(nèi)源激素是存在于植物體內(nèi)調(diào)節(jié)植物萌發(fā)、生長、分化和發(fā)育等活動的生理活性物質(zhì)，在植物體內(nèi)其含量相對較低，常見的內(nèi)源激素包含IAA，ABAGA，ZR和Eth。同大多數(shù)落葉植物一樣，牡丹打破休眠后才能進行營養(yǎng)生殖生長。鄭國升[3]在低溫解除牡丹芽休眠進程中內(nèi)源激素的變化一文中指出，GA3和ABA大小與低溫累積期，休眠解除啟動期、休眠基本解除期、休眠徹底解除期4個時期相對應(yīng)，同時發(fā)現(xiàn)解除牡丹休眠是多種因素共同作用的結(jié)果，GA3等對休眠的解除起到積極的影響，而ABA對解除休眠具有一定的抑制作用。

2.5 自身長勢

牡丹開花不僅需要N、P 、K 、Ca、 Mg 、S等大量元素，而且需要Fe、Mn、Cu 、Zn 等微量元素。在牡丹生長的年周期中，自春季芽萌動，貯存的養(yǎng)分迅速聚集在混合芽中，盛花時，混合芽中的養(yǎng)分已被用于開花和幼嫩營養(yǎng)器官的生長。因此，牡丹自身營養(yǎng)狀況及生長勢直接影響著牡丹的生長發(fā)育開花，同品種同株齡的牡丹營養(yǎng)充足，自身長勢強的比長勢弱的花期早。因此規(guī)范的生產(chǎn)管理對牡丹如期正常開花提供保障。新栽植牡丹因為根系恢復(fù)不健全往往會較正常植株提前開花。

3 材料與方法

3.1 試驗地情況

試驗地位于洛陽市王城公園牡丹觀賞園，地處E112. 41°，N34. 67°，海拔150 m，年日照數(shù)為2 083 h，年平均氣溫14.7℃，年平均降水量達到560 mm，最熱月為7月份，月平均氣溫為27.2℃；最冷月為1月，月平均氣溫為0.8℃；月平均氣溫年較差（最熱月平均氣溫與最冷月平均氣溫的差值）為26.8℃；≥10℃日溫的持續(xù)日數(shù)218 d；活動積溫4 673℃。

3.2 試驗材料

種植在洛陽牡丹觀賞區(qū)的早花牡丹區(qū)，觀測品種‘朱砂壘’，栽植密度1 m×1 m，觀賞區(qū)為精細化管理。種植在王城公園內(nèi)的春花植物：迎春、望春、連翹、櫻桃、貼梗海棠、玉蘭、早櫻，精細化管理。

3.3 方法

3.3.1調(diào)查方法

隨機在觀賞區(qū)內(nèi)選擇30株10 a生以上的‘朱砂壘’牡丹，并對所選的牡丹做標記。多年對其物候期進行觀測，根據(jù)各物候期的牡丹所表現(xiàn)的生物學(xué)特性及物候期記載的標準（見表1）。調(diào)查記錄各年份牡丹的萌動期、發(fā)芽期、立蕾期、風鈴期、園桃期、平桃期及初花期。

表1 牡丹物候期記載標準

注：物候期標準：試驗對象達到各物候期程度所占比例。

隨機在春花植物觀賞區(qū)內(nèi)選擇春季開花植物，每個調(diào)查對象30株，調(diào)查記錄各春花植物如：迎春、望春、連翹、櫻桃、貼梗海棠、玉蘭、早櫻的初開期，初開的標準為5%進入初花階段。

3.3.2統(tǒng)計方法

根據(jù)實際物候期記載時間進行物候期的天數(shù)轉(zhuǎn)換：以1月1日為始日計算為1 d，1月2日為2 d，依此方法計算到各物候期的天數(shù)。例如：2000年‘朱砂壘’萌動時間為2月18日，用此方法轉(zhuǎn)化計算出萌動期的天數(shù)為49 d。

統(tǒng)計分析方法：利用Excel軟件統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用SPSS19.0 軟件對所整理數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析，并對選定數(shù)據(jù)進行多元線性回歸分析，并建立預(yù)測數(shù)學(xué)模型。

3.4 結(jié)果與分析

3.4.1物候期觀測建模

通過掌握牡丹的生理特性，生物特性，綜合考慮預(yù)測花期。根據(jù)牡丹年周期的生長特性，物候現(xiàn)象發(fā)生的順序相關(guān)性規(guī)律，即順序相關(guān)性規(guī)律體現(xiàn)在一年中，各物候期發(fā)生的順序是一定的，并具有一定的相關(guān)性。前一物候期到來的早與遲和后續(xù)出現(xiàn)的物候期的早遲有密切的關(guān)系。根據(jù)前期發(fā)生的物候現(xiàn)象，對后期牡丹花芽的物候期進行預(yù)測。通過觀察每個物候期花芽生長形態(tài)變化進行觀察記錄。萌動期牡丹麟芽膨大，麟片綻裂，繼而開始發(fā)芽等其他后續(xù)物候生長進行歷程。一般早開品種從麟芽萌動到開花大概需要65 d以上，晚開品種大概需要70 d以上。

研究搜集了洛陽王城公園2000-2008年期間‘朱砂壘’的物候期情況，對各物候期進行相關(guān)性分析：牡丹各物候期與牡丹初開期的相關(guān)性絕對值都在0.838以上，顯著性小于0.05。其中發(fā)芽期與初開期相關(guān)性0.936，顯著水平P=0.001，顯著水平遠小于0.01，說明發(fā)芽期對初開期影響極顯著；立蕾期與初開期的相關(guān)性0.963，顯著水平P=0.001，顯著水平遠小于0.01，說明立蕾期對初開期的影響極顯著；風鈴期相關(guān)性0.955，顯著水平P=0.001，顯著水平遠小于0.01，說明風鈴期對初開期的影響極顯著。由表3可知，牡丹各物候期與牡丹初開期的相關(guān)性。

對與初開期（Y）影響極顯著的發(fā)芽期（X1）、立蕾期（X2）及風鈴期（X3）進行多元線性回歸分析，建立基于發(fā)芽期、立蕾期及風鈴期的多元方程對初開期的預(yù)測模型。由線性回歸分析可知：模型的擬合度R2=0.971＞0.95，擬合度效果非常好，且當F=45.222時，模型顯著性水平P=0.002，遠小于顯著水平a=0.01，說明初開期與發(fā)芽期、立蕾期及風鈴期具有顯著的線性關(guān)系，由此可得初花期的預(yù)測數(shù)學(xué)模型：

=58.649+0.1491+0.1422+0.2743（1）

3.4.2同期春花植物物候期的對照比較

利用物候現(xiàn)象發(fā)生的相關(guān)性規(guī)律進行物候期預(yù)報，主要利用不同植物物候發(fā)生的順序相關(guān)性，進行多年平行觀測記錄。通過多年觀察與牡丹前后花期的其他春花植物，記錄其在不同氣候的各個年份表現(xiàn)的開花時間與同年牡丹花期的對比。例如：記錄迎春、連翹、玉蘭、早櫻等植物的物候期，從而推斷其與同一區(qū)域內(nèi)牡丹花期前后關(guān)系，通過觀察這些春花植物的物候期大致確定不同氣候條件下牡丹的物候變化。

研究搜集了洛陽王城公園2009-2014年期間‘朱砂壘'的初開期及迎春、望春、連翹、櫻桃、貼梗海棠、玉蘭、早櫻的初開期，把‘朱砂壘’及7種春花植物的初開期進行轉(zhuǎn)換，以1月1日計算為1 d，1月2日為2 d，依此計算各物候期天數(shù)。

對研究對象初開期進行相關(guān)性分析[3]，‘朱砂壘’初花期與櫻桃初花期的相關(guān)性0.808，顯著水平P=0.026、小于顯著水平a=0.05，說明朱砂壘的初開期與櫻桃花的初開期顯著相關(guān)；玉蘭的相關(guān)性0.750，顯著水平P=0.043、小于顯著水平a=0.05，說明‘朱砂壘’的初開期與玉蘭花的初開期顯著相關(guān)；早櫻的相關(guān)性0.796，顯著水平P=0.029、小于顯著水平a=0.05，說明‘朱砂壘’的初開期與早櫻的初開期顯著相關(guān)。

對與‘朱砂壘’初開期（Y）相關(guān)性極顯著的櫻桃花初開期（X1）、玉蘭花初開期（X2）及早櫻花初開期（X3）進行多元線性回歸分析[4]，建立基于櫻桃、玉蘭及早櫻三種植物花的初開期多元方程對朱砂壘初開期的預(yù)測模型。由線性回歸分析可知：模型的擬合度R2=0.997＞0.95，擬合度效果非常好，模型顯著性水平P=0.004，遠小于顯著水平a=0.01，說明‘朱砂壘’的初花期與櫻桃、玉蘭及早櫻的初花期具有顯著的線性關(guān)系，由此可得初花期的預(yù)測數(shù)學(xué)模型：

=-532.075+12.6931-4.7072+0.6213（2）

3.4.3準確性分析

把2000-2008年的物候期數(shù)據(jù)回帶入建立的預(yù)測數(shù)學(xué)模型（1）中，所得的預(yù)測日期與實際初花日期見表2。從表2中看到2000-2008年所預(yù)測的日期與實際初花期相差平均2 d。

表2 實際花期與預(yù)測花期對照

把2009-2014年春花植物初花期的數(shù)據(jù)回帶入預(yù)測數(shù)學(xué)模型（2）中，所得的預(yù)測日期與實際初花日期見表3。從表3中看到2009-2014年所預(yù)測的日期與實際初花期相差平均0.84 d。

把2009-2013年朱砂壘各物候期數(shù)據(jù)帶入預(yù)測數(shù)學(xué)模型（1）中，所得的預(yù)測日期與實際初花日期見表4。從表4中看到2009-2013年初花預(yù)測日期與實際花期相差平均2.8 d。

把2015-2016年春花植物初花期的數(shù)據(jù)帶入預(yù)測數(shù)學(xué)模型（2）中，所得的預(yù)測日期與實際初花日期見表5。從表5中看到2015-2016年所預(yù)測的日期與實際初花期相差平均2.5 d。

表3 實際花期與預(yù)測花期對照

表4 實際花期與預(yù)測花期對照

表5 實際花期與預(yù)測花期對照

4 結(jié)論

（1）‘朱砂壘’各物候期中的發(fā)芽期、立蕾期、風鈴期與初花期的相關(guān)性極顯著，以此為基礎(chǔ)建立了花期預(yù)測模型（1）：

=58.649+0.1491+0.1422+0.2743（1）

（2）7個春花植物中櫻桃、玉蘭、早櫻的初花期與‘朱砂壘’初花期相關(guān)性顯著，以此為基礎(chǔ)建立了花期預(yù)測模型（2）：

=-532.075+12.6931-4.7072+0.6213（2）

（3）利用模型（1）進行花期驗證得出預(yù)測花期與實際花期相差平均2.8 d；利用模型（2）進行花期驗證得出預(yù)測花期與實際花期相差平均2.5 d。

由此得出，在對牡丹初花期預(yù)測中，兩種模型均有較高的準確度，可用于實際預(yù)測花期的操作。

[1] 王雁. 北京市主要園林植物耐蔭性及其應(yīng)用的研究[D]. 北京：北京林業(yè)大學(xué)，1996.

[2] 李嘉玨，張西方，趙孝慶，等. 中國牡丹[M]. 北京：中國大百科全書出版社，2011.

[3] 曲俊華，倪佳明. 多元回歸模型分析與設(shè)計實現(xiàn)[J]. 中國電力教育，2007（1）：140-142.

[4] 徐志敏，劉希玉. 多元回歸分析及其在輔助決策中的應(yīng)用[J]. 計算機工程，2004，30（21）：129-131.

（責任編輯：王團榮）

The Peony Flowering of Different Prediction Methods Reviewed and Compared

WANG Yong-mei，MA Xiao-jie，F(xiàn)AN Chong-xia

(Luoyang Wang-Cheng Park, Luoyang Henan 471000, China)

(Purpose)To more accurately forecast the peony flowering period and better serve the Peony Cultural Festival.(Research)By tracking and accurately recording the phenological period for many years,combining the first bloom time of same period spring bloom plants,using SPSS19.0 analytical tool and Excel statistical tool,analyzing the relativity of the first bloom time of ‘Zhusha Lei' and its phenological period and the relativity of the first bloom time of ‘Zhusha Lei' and same period spring bloom plants,conducting multivariable linear regression analysis for the variables highly related with ‘Zhusha Lei' first bloomsome period,establishing a mathematical forecasting model,and comparing the accuracy of two mathematical models,(Result)the results indicate:the relativity of the budding time,Bud stage，Campanula period,and first bloom time of ‘Zhusha Lei'is highly notable,shown with mathematical forecasting model Y=58.649+0.149X1+0.142X2+0.274X3;the relativity of first blooming plants like cherry is highly notable,shown with mathematical forecasting model Y=-532.075+12.693X1-4.707X2+0.621X3,(Conclusion)hence we can make preliminary but relatively accurate forecast for the Peony first bloom time.

peony;phenological period; flowering period forecast; comparing; relativity

S 685.11

A

1003-2630（2017）01-0011-04

2017-02-20