常寶亮， 陳俊杰， 錢 萍， 沈志國， 王永江， 金奇江， 王彥杰， 徐迎春，①

(1. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部景觀農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 江蘇 南京 210095；2. 杭州西湖風(fēng)景名勝區(qū)靈隱管理處， 浙江 杭州 310007； 3. 浙江偉達(dá)園林工程有限公司， 浙江 杭州 311201)

荷花(NelumbonuciferaGaertn.)為中國十大傳統(tǒng)名花中惟一的水生花卉，其文化底蘊(yùn)深厚，香氣濃郁，姿態(tài)優(yōu)雅，觀賞價(jià)值高[1]，是夏季開花的代表花卉。近年來，隨著中國生態(tài)文明建設(shè)的快速推進(jìn)，荷花在濕地公園建設(shè)以及湖塘河道等水體的生態(tài)治理中發(fā)揮越來越重要的作用，產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景良好[2]。然而，大部分荷花品種在6月下旬進(jìn)入初花期，7月初進(jìn)入盛花期，此時(shí)天氣炎熱，不利于人們賞花和荷花觀光旅游業(yè)發(fā)展。如能選育出5月下旬至6月上旬開花的早花品種應(yīng)用于荷花旅游景區(qū)，則能提早荷花觀賞期，滿足人們在怡人的溫度下觀賞荷花的需求。目前，采用人工調(diào)控花期的方法可使荷花提早開花[3]，但需要加溫和補(bǔ)光等處理，能耗較大，生產(chǎn)成本高[4]，無法滿足大量展示的需要。解決這一問題的根本途徑是選育荷花早花品種，建立荷花早花品種評價(jià)體系。

數(shù)學(xué)評價(jià)方法在園藝領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用[5-7]，其中，層次分析(AHP)法是一種具有定性和定量相結(jié)合優(yōu)勢的決策方法[8]，灰色關(guān)聯(lián)分析法是一種分析供試選項(xiàng)與理想選項(xiàng)的相近或相異程度作為衡量因子間關(guān)聯(lián)程度的方法[9]。層次分析法和灰色關(guān)聯(lián)分析法相結(jié)合，既可以避開層次分析法不能充分利用各性狀全部信息的局限性，又能避開灰色關(guān)聯(lián)分析法中性狀指標(biāo)權(quán)重由人為賦值、較為主觀的缺點(diǎn)，從而使分析結(jié)果更具科學(xué)性和合理性。該方法已在盆栽多頭小菊(Chrysanthemum×morifoliumRamat.)株系選擇[10]、多頭切花菊立面裝飾適宜品種篩選[11]以及郁金香(TulipagesnerianaLinn.)品種評價(jià)和篩選[12]中科學(xué)運(yùn)用并取得了良好結(jié)果。

近2年，作者所在研究團(tuán)隊(duì)對248個(gè)盆栽荷花品種的開花時(shí)間觀測時(shí)發(fā)現(xiàn)一批初花期較早的荷花品種，可在5月下旬至6月初進(jìn)入初花期，但關(guān)于其花期、觀賞性狀及生長性狀等特征尚不清楚。為此，本研究以荷花早花品種為評價(jià)目標(biāo)，運(yùn)用層次分析法和灰色關(guān)聯(lián)分析法相結(jié)合的方法，對初選的30個(gè)荷花早花品種進(jìn)行系統(tǒng)觀測，并在初花時(shí)間早這一主要性狀之外，兼顧其他11個(gè)觀賞性相關(guān)性狀，以篩選出自然花期早、觀賞性優(yōu)良的荷花品種并建立評價(jià)體系，為荷花早花品種的開發(fā)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

在浙江省風(fēng)景園林學(xué)會水生植物偉達(dá)研究所(浙江偉達(dá)園林工程有限公司)荷花基地內(nèi)初選出30個(gè)盆栽荷花早花品種，包括‘星月點(diǎn)翠’(‘Xingyuediancui’)、‘錢塘春潮’(‘Qiantangchunchao’)、‘城山秋月’(‘Chengshanqiuyue’)、‘湘湖明月’(‘Xianghumingyue’)、‘湘湖鳴翠’(‘Xianghumingcui’)、‘越城芙蕖’(‘Yuechengfuqu’)、‘跨湖橋’(‘Kuahuqiao’)、‘錢塘驕陽’(‘Qiantangjiaoyang’)、‘荷塘?xí)栽隆?‘Hetangxiaoyue’)、‘丹陽點(diǎn)絳’(‘Danyangdianjiang’)、‘湘湖漣漪’(‘Xianghulianyi’)、‘湘湖煙雨’(‘Xianghuyanyu’)、‘白菊花’(‘Baijuhua’)、‘光輝’(‘Guanghui’)、‘錢塘奇觀’(‘Qiantangqiguan’)、‘舒云’(‘Shuyun’)、‘錦繡江南’(‘Jinxiujiangnan’)、‘湘湖映紅’(‘Xianghuyinghong’)、‘湘湖玉露’(‘Xianghuyulu’)、‘錢塘潮涌’(‘Qiantangchaoyong’)、‘俊愉蓮’(‘Junyulian’)、‘湘湖流霞’(‘Xianghuliuxia’)、‘披針粉’(‘Pizhenfen’)、‘城山粉黛’(‘Chengshanfendai’)、‘舞之戀’(‘Wuzhilian’)、‘湘湖仙子’(‘Xianghuxianzi’)、‘錢塘春曉’(‘Qiantangchunxiao’)、‘湘湖鳳蝶’(‘Xianghufengdie’)、‘湘湖秀’(‘Xianghuxiu’)和‘粉燕子’(‘Fenyanzi’)。

于2020年4月5日上盆(口徑53.5 cm、高36.0 cm)種植，基質(zhì)為該基地內(nèi)園土。每個(gè)品種選擇相對一致的種藕，每盆種植1支，每個(gè)品種5盆。采取常規(guī)栽培管理措施。

1.2 方法

1.2.1 各性狀的觀測方法 采用NY/T 2756—2015[13]中的方法對供試荷花早花品種的花色、花葉協(xié)調(diào)性、花態(tài)、瓣型、著花數(shù)量、株高和抗病蟲害能力7個(gè)指標(biāo)進(jìn)行記錄。其他性狀中，初花時(shí)間為植株第1朵花完全開放的時(shí)間；群體花期為單盆荷花的開花持續(xù)時(shí)間；于盛花期使用直尺(精度0.1 cm)測量花的最大直徑，每盆測量3朵，計(jì)算平均值，記為花徑；使用直尺(精度0.1 cm)測量植株頂平面最長距離與最短距離，計(jì)算平均值，記為冠幅；各品種的成活率為成活盆數(shù)所占比例。

于2020年5月15日至2020年9月15日每天拍照及測量，獲取各品種的生長開花數(shù)據(jù)。系統(tǒng)記錄30個(gè)荷花早花品種的初花時(shí)間、花色、花徑、花葉協(xié)調(diào)性、花態(tài)、瓣型、著花數(shù)量和群體花期8個(gè)花部性狀指標(biāo)，以及株高、冠幅、抗病蟲害能力和成活率4個(gè)生長性狀指標(biāo)。

1.2.2 層次分析 將評價(jià)荷花的層次結(jié)構(gòu)模型分為3層。第1層為目標(biāo)層(A)：觀賞性優(yōu)良的荷花早花品種；第2層為中間層(C)：包括花部性狀(C1)和生長性狀(C2)2個(gè)方面；第3層為指標(biāo)層(P)：包括初花時(shí)間(P1)、花色(P2)、花徑(P3)、花葉協(xié)調(diào)性(P4)、花態(tài)(P5)、瓣型(P6)、著花數(shù)量(P7)、群體花期(P8)、株高(P9)、冠幅(P10)、抗病蟲害能力(P11)和成活率(P12)12個(gè)荷花觀賞性相關(guān)性狀。

為構(gòu)建判斷矩陣，根據(jù)1～9比率標(biāo)度法[14]，利用1～9數(shù)值及倒數(shù)表示同一層次中某一指標(biāo)相對于另一指標(biāo)的重要程度。結(jié)合篩選目的及專家意見，各評價(jià)因子對荷花觀賞性的重要程度進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)建各層判斷矩陣共3個(gè)，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)(表1)。其中，λmax為判斷矩陣的最大特征根，CR為隨機(jī)一致性比率，當(dāng)CR小于0.1時(shí)，認(rèn)為各指標(biāo)權(quán)重合理，判斷矩陣滿足一致性檢驗(yàn)。

表1 判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)1)

1.2.3 理想品種的確定 根據(jù)本研究目的，以供試30個(gè)荷花早花品種12個(gè)性狀的實(shí)際測度值為基礎(chǔ)，以各品種各性狀的最優(yōu)值構(gòu)建理想品種。對于數(shù)值越大品種越優(yōu)良的指標(biāo)采取上限測度的方法，如著花數(shù)量、冠幅、群體花期和成活率等，取所有品種中該指標(biāo)的最大值；對于數(shù)值需要在合理范圍內(nèi)的指標(biāo)采用適中測度的方法，如株高，以適宜人們正常觀賞為最優(yōu)值；對于數(shù)值越小(早)品種越優(yōu)良的指標(biāo)采用下限測度的方法，如初花時(shí)間，取所有品種中該指標(biāo)的最小(早)值。

1.2.4 灰色關(guān)聯(lián)分析 根據(jù)觀察和測量結(jié)果對部分指標(biāo)賦值：1)初花時(shí)間(6月2日及以前賦值5，6月3日至6月8日賦值4，6月9日至6月14日賦值3，6月15日至6月20日賦值2，6月21日及以后賦值1)；2)花色(紅色、粉色、黃色和白色賦值1，淡紫堇色和復(fù)色賦值3，灑錦色賦值5)；3)花葉協(xié)調(diào)性(花低于葉、花葉等高和花高于葉分別賦值1、3和5)；4)花態(tài)(碟狀、碗狀和杯狀賦值1，疊球狀賦值3，飛舞狀賦值5)；5)瓣型(單瓣、半重瓣、重瓣、重臺和千瓣分別賦值1、2、3、4和5)；6)株高(100 cm180 cm賦值1)；7)抗病蟲害能力(弱、較弱、一般、較強(qiáng)和強(qiáng)分別賦值1、2、3、4和5)；8)成活率(0%

采用EXCEL 2019軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行K-means聚類分析，對供試30個(gè)荷花早花品種進(jìn)行等級劃分。

2 結(jié)果和分析

2.1 各性狀權(quán)重的排序

在層次分析法確定的荷花早花品種生長性狀和花部性狀的權(quán)重分別為0.25和0.75，說明花部性狀為主要評價(jià)因子，同時(shí)兼顧生長性狀。再基于C-P層次各指標(biāo)的權(quán)重，計(jì)算指標(biāo)層相對于目標(biāo)層的權(quán)重，排序結(jié)果見表2。由表2可見：相對于目標(biāo)層，初花時(shí)間(P1)所占權(quán)重最大，為0.264 6，符合早花篩選這一主要目標(biāo)；著花數(shù)量(P7)、花葉協(xié)調(diào)性(P4)和株高(P9)所占權(quán)重也較大，分別為0.135 5、0.121 0和0.114 7，表明除滿足初花時(shí)間外，還需有較多的著花數(shù)量、良好的花葉協(xié)調(diào)性和合適的株高，其中，花葉協(xié)調(diào)性為本研究新采用的指標(biāo)；剩余指標(biāo)所占權(quán)重較低，瓣型(P6)、花徑(P3)、冠幅(P10)、群體花期(P8)、成活率(P12)、抗病蟲害能力(P11)、花色(P2)和花態(tài)(P5)所占權(quán)重依次為0.066 0、0.065 0、0.056 6、0.043 6、0.042 8、0.035 9、0.027 5和0.026 8。上述結(jié)果符合本次評價(jià)目標(biāo)。

表2 指標(biāo)層相對于目標(biāo)層的權(quán)重1)

2.2 加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果及荷花早花品種評價(jià)

供試30個(gè)荷花早花品種和理想品種(X0，母序列)12個(gè)觀賞性相關(guān)性狀的測度值見表3。對數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)處理，得出加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度(ri)，使用ri值對各荷花早花品種進(jìn)行評價(jià)(表4)。

表3 供試30個(gè)荷花早花品種和理想品種12個(gè)觀賞性相關(guān)性狀的測度值1)

表4 供試荷花早花品種的加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度(ri)

加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度值介于0～1之間，該值越大，表示其與理想品種間的相關(guān)性越強(qiáng)，也表明其評價(jià)越高。采用K-means聚類分析將30個(gè)荷花早花品種分為優(yōu)秀、良好和一般3個(gè)等級，分別有6、16和8個(gè)品種。排名第1的‘錢塘驕陽’(X8)的ri值為0.962，其初花時(shí)間、花徑、花葉協(xié)調(diào)性、花態(tài)、株高和成活率6個(gè)性狀與理想品種一致，與理想品種最為接近。優(yōu)秀級的品種還有‘湘湖映紅’(X18)、‘湘湖鳳蝶’(X28)、‘越城芙蕖’(X6)、‘俊愉蓮’(X21)和‘湘湖煙雨’(X12)，各項(xiàng)性狀表現(xiàn)也處于較高水平，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用選擇合適的品種。6個(gè)優(yōu)秀級荷花早花品種花部觀賞性優(yōu)良(圖1)，且與常規(guī)品種相比，這6個(gè)品種的初花時(shí)間整體提前1周左右。

A： ‘錢塘驕陽’‘Qiantangjiaoyang’； B： ‘湘湖映紅’‘Xianghuyinghong’； C： ‘湘湖鳳蝶’‘Xianghufengdie’； D： ‘越城芙蕖’‘Yuechengfuqu’； E： ‘俊愉蓮’‘Junyulian’； F： ‘湘湖煙雨’‘Xianghuyanyu’.

3 討論和結(jié)論

觀賞荷花主要應(yīng)用于夏季觀賞，但目前，國內(nèi)對荷花早花品種的篩選還沒有完整的評價(jià)體系和標(biāo)準(zhǔn)，且在實(shí)際生產(chǎn)中，由于調(diào)查人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)、喜好以及審美標(biāo)準(zhǔn)的不同，對荷花品種性狀的評價(jià)不夠全面和客觀。因此，建立荷花評價(jià)體系十分必要。形成統(tǒng)一的綜合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，不僅能為建立荷花品種體系提供理論基礎(chǔ)，還能促進(jìn)荷花的深入研究。目前，已有多種方法應(yīng)用于荷花評價(jià)體系中[15-17]，其中，層次分析法在荷花觀賞性評價(jià)[18]、引種篩選[19]以及切花品種綜合評價(jià)和良種篩選[20]中已取得科學(xué)的結(jié)果，但層次分析法通常采用人工賦值，不能夠完全利用品種信息，將其與灰色關(guān)聯(lián)分析法相結(jié)合能夠優(yōu)勢互補(bǔ)，構(gòu)建出更為科學(xué)的評價(jià)體系。

本研究結(jié)合層次分析法和灰色關(guān)聯(lián)分析法建立荷花早花品種的綜合評價(jià)體系。由于荷花早花品種評價(jià)以初花時(shí)間和觀賞性為主，荷花早花品種應(yīng)具有以下特點(diǎn)：初花時(shí)間明顯早于一般品種、花朵顏色視覺吸引力強(qiáng)、花形姿態(tài)優(yōu)美、整盆荷花長勢良好及整體觀賞性高等。綜合研究目的及專家意見后，初花時(shí)間、著花數(shù)量、花葉協(xié)調(diào)性和株高4個(gè)指標(biāo)符合荷花早花品種的篩選標(biāo)準(zhǔn)。供試30個(gè)荷花品種中，‘錢塘驕陽’、‘湘湖映紅’、‘湘湖鳳蝶’、‘越城芙蕖’、‘俊愉蓮’和‘湘湖煙雨’為優(yōu)秀級的荷花早花品種，這6個(gè)荷花品種的花色涵蓋了紅色、粉色和白色3種色系，半重瓣、重瓣或重臺品種多，其中，‘錢塘驕陽’的初花時(shí)間最早至當(dāng)年5月24日，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足篩選需求。以上6個(gè)荷花品種整體上花葉協(xié)調(diào)性高、著花數(shù)量多、株高適宜，綜合性狀優(yōu)良，為觀賞性高、整體效果好的荷花早花品種，普遍符合研究目的，其中排名第1的‘錢塘驕陽’為2019年培育出的荷花新品種[21]，觀賞性相關(guān)性狀總體表現(xiàn)優(yōu)異，說明最初的人工篩選取得了較好的效果。

在前期的生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，除荷花不同品種間的開花期具有較大差異外，荷花花期還受天氣等環(huán)境因子影響。因此，在科學(xué)的評價(jià)體系篩選荷花早花品種的基礎(chǔ)上，結(jié)合環(huán)境和栽培管理措施，可獲得優(yōu)秀的荷花早花品種。荷花品種的持續(xù)優(yōu)化一直是研究重點(diǎn)，應(yīng)結(jié)合荷花花期調(diào)控分子機(jī)制的研究，為進(jìn)一步培育早花新品種提供參考。