利用隶属函数法对8种不同石竹属材料主要观赏性状的综合评价

王军娥，薛晋轩，景维坤，亢秀萍

(山西农业大学 园艺学院，山西 太谷 030801)



利用隶属函数法对8种不同石竹属材料主要观赏性状的综合评价

王军娥，薛晋轩，景维坤，亢秀萍*

(山西农业大学 园艺学院，山西 太谷 030801)

[目的]建立评价石竹属植物观赏性的综合评价体系，为快速筛选适合园林绿化的石竹材料提供技术支撑。[方法]本试验以8份不同石竹属材料为研究对象，测定花期、花径、花色、花裂、株高、叶长、叶宽等9个观赏指标，采用模糊数学隶属函数法对其主要观赏性状进行综合评价。[结果]隶属函数法评价8份不同石竹属材料的7个主要观赏性状，得出不同材料之间观赏价值存在差异；隶属函数值越大，综合观赏性越高；8种不同石竹属材料综合观赏价值由高到低依次为：D2中国石竹 > D7 ‘FL’ > D1常夏石竹 > D8‘钻石混色’ > D6 ‘繁星玫红’ > D5 ‘繁星混色’ > D3瞿麦 > D4‘钻石紫色’；其中D2中国石竹、D7 ‘FL’和D1常夏石竹隶属函数平均值较大，具有较高的观赏价值，因此可以大面积推广应用。[结论]隶属函数法可以较好地对石竹属植物的观赏性进行综合评价。

石竹属； 观赏性状； 评价； 隶属函数法

石竹属(DianthusL.)，宿根多年生花卉，中国大约有16种10变种，我国东北、西北至长江流域山野均有分布[1]。石竹属植物茎节膨大、具关节、单叶对生、稀互生或轮生，花单生或数朵集成聚伞状花序，花朵繁密，花色丰富，花期长；耐干旱贫瘠，是园林绿化的优良材料[2]。现已培育出很多园艺栽培品种，主要用于大面积园林美化、道路绿化、庭院栽培、岩石园、草坪边缘点缀、广场作色带或绿篱等，观赏价值高[3]。

目前，石竹属植物的研究主要包括起源与分类[4,5]、引种栽培[6,7]、繁殖技术[8,9]、逆境胁迫[10,11]、切花保鲜[12]和基因功能验证[13,14]等方面，尤其是在抗逆性相关的形态与生理指标[10,11]测定上，大部分学者只是采用了单项指标进行比较，无法准确地反映出植物的实际抗性。隶属函数法可以对多个指标进行综合分析，从而更科学地对植物的抗性做出评价，此方法已经在众多植物中应用[15～20]。本试验拟以8份不同石竹属材料为研究对象，采用模糊数学隶属函数法对花期、花径、花色等7个主要观赏性状指标进行综合评价，以期筛选出适应性强且观赏价值高的种类，为今后石竹属植物在山西省的引种栽培以及大面积的园林应用提供参考依据。

1　试验材料与方法

1.1试验材料

供试的8份不同石竹属植物材料分别引自于中国、美国和日本等地，具体见表1。

表1　供试材料

1.2试验方法

1.2.1植物材料的种植与管理

本试验在山西省太谷县山西农业大学园艺学院花卉试验基地进行。选取无病虫害、饱满的种子进行穴盘播种，基质以草炭土和珍珠岩按3∶1比例混合，于6月进行大田定植，统一进行水肥管理。

1.2.2物候期观察

于播种后开始进行观察与记录，对出苗期、现花期、盛花期、群体开花持续时间、返青期等指标进行调查。出苗期、现花期均为2/3群体达到相关物候的时间；盛花期为3/4群体开花；群体开花持续时间为某一品种第一朵花开到该品种最后一朵花谢为止的天数；返青期为第二年2/3群体返青时间。

1.2.3植株生长状况调查

对进行花朵观赏特性调查的植株同时进行生长调查，采用人工测量法记录叶长、叶宽、株高等指标。

1.2.4花朵观赏特性调查

随机选择每个材料中的5株作为样本，登记挂牌，采用计数测量法调查花径、花裂流苏长度；花色调查采用RAL-K7比色卡(德国)进行比色。

1.3评价指标与标准

定量指标取测量结果的平均值，定性指标根据观赏特点和调查结果赋予不同的分值。根据对石竹属植物的观察研究，参考黄雪方等[21]关于香石竹观赏价值拟定的4分制评价标准，在评分人员意见的基础上，制定石竹属植物观赏性状评价标准，见表2。

1.4数据分析

采用Excel和SAS软件进行数据统计与分析，并采用方差分析对试验数据进行显著性差异分析；利用模糊数学隶属函数法[22]对8份不同石竹属植物材料进行主要观赏性状的综合评价。隶属函数值公式为：

表2　石竹属植物观赏性状评价标准

μ(Xj)=(Xj-Xmin)/(Xmax-Xmin)，j=1, 2, 3, ……, n

式中，Xj表示第j个指标值，Xmin表示第j个指标的最小值，Xmax表示第j个指标的最大值；如某一个指标与观赏性为负相关，则用μ(Xj)=(Xmax-Xj)/(Xmax-Xmin)进行计算。 然后按照公式(1)计算标准差系数Vj，按照公式(2)计算权重系数Wj；按照公式(3)计算隶属函数值(D)。D值越大，表示观赏性越高。

(1)

(2)

(3)

2　结果与分析

2.18份不同石竹属材料的物候期调查

对石竹属8份不同材料物候期进行跟踪调查，结果见表3。由表3可知，8份石竹属植物材料在山西晋中地区露地种植生长良好。4月中旬温室播种，均可在一周左右出苗。现花期最早的材料是D2，5月20日，最晚为D3，7月1日；D1和D2盛花期在6月中下旬，D3盛花期在7月20日，最晚的为D4和D8，为8月9日；群体开花持续时间最长的材料是D2，163 d，最短的为D7，123 d，其余均在150 d左右。

表3　8份不同石竹属材料物候期

2.28份不同石竹属材料生长状况调查

采用测量法对8份不同石竹属材料的叶长、叶宽和株高进行测定，结果见表4。从表4可以看出：在8份不同石竹属材料中，叶长、叶宽和株高均表现出极显著差异水平。D3叶片最长，高达10.11 cm；其次是D5(7.70 cm)，材料D2、D6和D7叶片长度差异不明显，均在6.5 cm；叶长最短的是D4，仅为4.81 cm。叶宽最大的材料为D7，1.65 cm；D3、D4、D5、D6和D8叶宽均在1.0 cm以上，具有良好观赏价值；D2叶宽较小，为0.95 cm；叶宽最小的材料为D1，仅0.23 cm。植株的高低直接影响着观赏效果，所以株高在8份不同石竹属材料中存在极显著性差异。D6、D4、D8和D7株高在11～13 cm之间，适宜做地被；其次是 D1和D5，株高在19～20 cm之间；D2和D3植株明显增高，易倒伏。尤其是D3，株高32.34 cm，在所有材料中最高，不能直立，明显降低植株的观赏性。

表48份不同石竹属材料生长状况

Table 4The growth of the eight differentDianthusplants

编号Number叶长/cmLeaflength叶宽/cmLeafwidth株高/cmPlantheightD15.81D0.23F19.86CD26.52C0.95E26.90BD310.11A1.31BC32.34AD44.81E1.15D12.66FD57.70B1.25C19.23DD66.55C1.38B11.73GD76.48C1.65A13.31ED85.68D1.25C12.81EF

注：同列不同大写字母表示差异极显著水平(p﹤0.01)，下同。

Note: Different capital letters indicate significant difference at the 0.01 level in the same row. The same as below.

2.38份不同石竹属材料花朵观赏特性调查

对8份不同石竹属材料的花径、花裂和花色进行测定，结果见表5。由表5可知：不同材料中，花径大小和花裂长短均呈极显著差异。其中，花径最大的材料为D3，约为5.60 cm； D1、D2、D7和D8花径均在3.0～4.0 cm之间，为中等花；D4、D5和D6花径较小，均在2.5 cm左右。花色直接影响植物观赏价值的高低。从表5可以看出，8种不同石竹属材料的花色相对比较丰富。其中，花色最丰富的材料为D5和D8，分别有5种花色；其次是D2，具有4种花色；D1和D3则有2种花色，其它材料花色单一。花裂长短在不同材料中呈极显著差异。D3流苏最长，高达1.8 cm；其次是D7，流苏长1.51 cm；D1和D2流苏均在0.45 cm左右；D4、D5、D6和D8较短，均在0.2 cm左右。

表58份不同石竹属材料花朵观赏特性

Table 5The ornamental characteristics of the eight differentDianthusplants

编号Number花径/cmFlowerdiameter花色Flowercolor花裂/cmFlowerdehiscenceD13.40BRAL4010TelemagentaRAL4008Signalviolett0.43CD23.57BRAL4010TelemagentaRAL4003ErikaviolettRAL3003RubinrotRAL9003Signalwei0.45CD35.60ARAL4005BlaulilaRAL4008Signalviolett1.80AD42.57ERAL4008Signalviolett0.20DD52.56ERAL9003SignalweiRAL3015HellrosaRAL3028ReinrotRAL4008SignalviolettRAL3020Verkehrsrot0.20DD62.87DRAL4006Verkehr-spurpur0.25DD73.13CRAL3003Rubinrot1.51BD83.04CDRAL4003ErikaviolettRAL3011BraunrotRAL3015HellrosaRAL4010TelemagentaRAL9003Signalwei0.23D

2.48份不同石竹属材料主要观赏性状的综合评价

植物观赏价值的高低是受多因素相互作用的结果。因此，需要对多项指标进行综合评价，以提高植物观赏性评价的准确性和可靠性。本研究采用模糊数学隶属函数法，对8份不同石竹属材料的7个主要观赏性状指标进行隶属函数值计算，综合评价结果见表6。由表6可知：不同材料之间隶属函数值差异较大，根据隶属函数值越大观赏性越高的原则，供试材料的观赏价值由高到低依次为：D2>D7>D1>D8>D6>D5>D3>D4。

表6利用隶属函数法对8份不同石竹属材料主要观赏性状的综合评价

Table 6The comprehensive evaluation on main ornamental characteristics of the eight differentDianthusplants by subordinate function

编号Number名称Name株高Height现花期Flowerappearingcolorstage盛花期Fullfloweringstage群体开花持续时间Floweringdurationofgroup花径Flowerdiameter花色Flowercolor花裂Flowerdehiscence隶属函数总值Totalsubordinatefunctionvalue隶属函数平均值Averagesubordinatefunctionvalue排名RankD1常夏石竹0.980.800.700.660.270.330.153.890.563D2中国石竹0.500.980.810.980.330.670.164.410.631D3瞿麦0.030.060.420.330.990.330.993.150.457D4‘钻石紫色’0.970.390.160.730.0040.030.0072.280.338D5‘繁星混色’0.910.470.130.740.0030.970.0063.230.466D6‘繁星玫红’0.960.670.230.750.100.530.033.270.475D7‘FL’0.990.780.990.110.190.270.824.130.592D8‘钻石混色’0.920.730.160.930.160.930.023.850.554

3　讨论与结论

花卉的观赏价值是由多个指标综合决定的，单一指标片面，有时无法准确反映出植物真正的观赏性。在对植物资源进行综合评价中，运用较多的是百分制计分评选法[23]、层次分析法[24]、灰色关联度分析法[25]和隶属函数法[26]。每种方法都有一定的优缺点，百分制计分评选法大多用于新品种引种的初期，在种植数量还比较少时，尤其是对单株进行选择和评价时，不过结果比较片面，具有一定的主观性[23]；灰色关联度分析法和层次分析法是对供试材料的主要性状进行的定性和定量评价，较百分制计分评选法客观，但是均需要庞大的数据样本和复杂的科学计算，过程较繁琐[24,25]；隶属函数法被认为是一种可以综合考虑不同类型指标以消除不同指标间权重差别的有效方法[26,27]。因此，本研究采用模糊数学隶属函数值法对8种不同石竹属材料的观赏性状进行综合评价，结果更具科学性和可靠性，而且简单易行。

对植物进行科学评价是有效利用的基础。石竹属植物越来越多地被运用到园林绿化中，对引种的石竹属植物进行适应性调查及观赏性状评价具有重要意义。武术杰等对美国地被石竹在长春地区的引种情况进行了调查，测定指标包括苗高、冠幅、花径、花期和结实率等，得出各材料之间特异性不显著并可大规模繁殖的结论[7]；黄雪方等采用层次分析法建立香石竹的观赏性状评价结构模型，选择11个因素并将其归并为4个评价性状，最终对供试的14个香石竹品种进行了观赏性综合评价[21]。石竹属植物的观赏性体现在花色、花径、花裂、花期、株高和叶长等不同指标上，某一个单一指标的高低不能说明观赏价值的高低。因此，本试验从花色、花径、花裂和花期等7个指标对来源不同的8份石竹属材料进行隶属函数法综合评价，研究结果表明：不同材料之间的观赏性存在差异。隶属函数平均值越大，说明观赏性越高。8份不同石竹属材料的观赏性由高到低为：D2>D7>D1>D8>D6>D5>D3>D4，即中国石竹>‘FL’>常夏石竹>‘钻石混色’>‘繁星玫红’>‘繁星混色’>瞿麦>‘钻石紫色’。其中综合观赏价值最高的为中国石竹(图1，D2)，花色丰富、花径较大、花期长。其次是从韩国引种的‘FL’材料(图1，D7)，花色虽然只有一种，但是花裂明显，观赏性较高；常夏石竹(图1，D1)叶片具白粉、株型紧凑、花色丰富、自然花期长，观赏价值高，是园林应用中最理想的地被植物之一；瞿麦(图1，D3)观赏价值相对较低，它因植株过高而易倒伏，因此在城市绿化中不适宜大面积种植。综上所述，通过隶属函数法对供试的不同石竹属材料进行观赏性综合评价，有效地消除了因测定指标敏感性差异而引起的评价误差，从而使引种不同地方的石竹材料的观赏性具有可比性，其结果较为客观地反映了不同石竹属材料的观赏性高低水平，为今后石竹属植物的评价及利用提供较高的参考价值。

附图1图版说明：D1　常夏石竹(Dianthus Plumarius)D2　中国石竹(Dianthus Chinensis L.)D3　瞿　　麦(Dianthus Superbus L..)D7　‘FL’(Dianthus Barbatus ‘FLORAL LACE CRIMSON’)

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(编辑：马荣博)

The comprehensive evaluation on main ornamental characteristics of eight differentDianthusplants by subordinate function

Wang Jun’e, Xue Jinxuan, Jing Weikun, Kang Xiuping*

(CollegeofHorticulture,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China)

[Objective] The study was to establish a comprehensive system for assessing the ornamental characteristics ofDianthusplants, and to provide technological support for selecting ofDianthusplants species in greening. [Method] The ornamental characteristics of eightDianthusplants, such as flowering, flower diameter, flower color, flower crack, plant height, leaf length, leaf width,etc., were measured. A comprehensive evaluation on ornamental characteristics was given based on subordinate function value analysis. [Results] The results indicated that the difference in ornamental value of eight differentDianthusplants. The bigger subordinate function values, the higher comprehensive ornamental values. The order of comprehensive ornamental values in eight differentDianthusplants from high to low was as follow: D2DianthusChinensisL. > D7DianthusBarbatus‘FLORAL LACE CRIMSON’ > D1DianthusPlumarius> D8DianthusBarbatusF1 ‘DIAMOND MIX’ > D6DianthusBarbatusF1‘TELSTAR CARMINE ROSE’ > D5DianthusBarbatusF1 ‘TELSTAR MIX’ > D3DianthusSuperbusL. > D4DianthusBarbatusF1 ‘DIAMOND’. Therefore, D2DianthusChinensisL.，D7DianthusBarbatus‘FLORAL LACE CRIMSON’ and D1DianthusPlumariuscan be extended in lager areas. [Conclusion] The method of subordinate function value analysis can be used to evaluate ornamental characteristics ofDianthusplants.

Dianthus， Ornamental characteristics， Evaluation， Subordinate function

2016-06-22

2016-07-21

王军娥(1981-)，女(汉)，陕西富平人，讲师，博士，研究方向：园艺植物遗传与分子育种

亢秀萍，副教授，硕士生导师。Tel: 0354-6285903; E-mail: sxndkxp@163.com

山西农业大学引进人才博士科研启动项目(2013YJ21)

S682.1+9

A

1671-8151(2016)10-0709-06