多季开花木兰综合评价体系的建立及优良品种筛选

张杰 张春英 奉树成

摘    要：为扩大木兰科木兰属植物优良品种在上海乃至长三角地区的推广应用，运用层次分析法（AHP）建立了多季开花木兰综合评价模式，从植株形态、花部形态、生长适应性3个方面筛选出11个评价因子，对39个木兰品种的应用价值进行了综合评价。结果表明：花期、花量、抗寒等性状指标是影响木兰应用的主要因子。根据AHP评价结果，将39个木兰划分为5个等级：Ⅰ级包括2个品种（种）;Ⅱ级包括7个木兰品种（种）;Ⅲ级包括15个木兰品种（种）;Ⅳ级包括13个木兰品种（种）;Ⅴ级包括2个品种（种）。综合评价结果，隶属Ⅰ级和Ⅱ级的‘红吉星、‘乡村红和‘红笑星等多季开花木兰品种（种）在上海地区综合性状表现优良。

关键词：多季开花木兰;综合评价;层次分析法;花期

中图分类号：Q949.747.1          文献标识码：A          DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.11.006

Abstract： In order to expand the popularization and application of fine Magnolia varieties in Shanghai and even the Yangtze River Delta region， a comprehensive evaluation model of Magnolia officinalis was established by using analytic hierarchy process （AHP）， from plant morphology and flower morphology. Eleven evaluation factors were selected from three aspects of growth adaptability， and the application value of 39 Magnolia varieties was comprehensively evaluated. The results showed that flowering， flower quantity and cold resistance were the main factors affecting the application of Magnolia. According to the results of AHP evaluation， 39 Magnolia were divided into 5 grades： gradeⅠincluded 2 varieties （species）， grade II included 7 Magnolia varieties （species）， grade III included 15 Magnolia varieties （species）， grade IV 13 Magnolia varieties （species）， and the third grade included 15 Magnolia varieties （species）， and the third grade included 15 Magnolia varieties （species）. Grade V includes 2 varieties （species）. The results of comprehensive evaluation showed that the comprehensive characters of‘Lucky， ‘Rustica Rubraand‘Star belonging to gradeⅠand II were excellent in Shanghai.

Key words： Multi-season flowering Magnolia; comprehensive evaluation; analytic hierarchy process; flowering period

木兰科经典分类系统中将木兰属（Magnolia L.）细分为木兰亚属（Subgen. Magnolia）和玉兰亚属（Subgen. Yulania）[1]。木兰属植物为常绿或落叶的乔灌木，其株型优美、花大色艳、香气浓郁，是著名观赏花木[2-3]。据统计全世界现有木兰属注册品种在1 000个以上，玉兰亚属有200种以上[4-5]。多季开花木兰（Multi-season flowering Magnolia）指在自然条件下可以春夏或春秋两次开花，部分品种甚至在春夏秋三季开花的木兰;极大的提高了观赏效果，其应用研究在园林绿化中具有重大意义。上海植物园多年来从国内外引进木兰属植物100多种，现有39个多季开花木兰品种（种）生长良好;需建立一套合适的评价体系，从植株形态、花部形态、生长适应性三个方面进行综合评价，以便于指导今后的种质筛选、生产应用及新品种选育等工作。近年来，层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简称AHP）在观赏园艺植物评价与选育等方面得到广泛应用，取得良好效果，但在木蘭属植物研究中尚未查到应用文献。

层次分析法是美国匹茨堡大学运筹学家萨蒂（Saaty T. L.）于20世纪70年代初提出的一种系统分析法，目前在我国经济管理、能源系统分析、科研成果评价等领域已经得到了广泛应用。它是一种定量与定性相结合，将人的主观判断用数量形式表达和处理的方法，因而在客观上大大提高了评价结果的有效性、可靠性和可行性。因此，本文运用该方法对上海植物园引进的多季开花木兰建立综合评价体系，旨在筛选适合上海地区种植的优良品种，为下一步推广应用提供理论依据和品种参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试材料为上海植物园近年来从国内外引进的39个木兰属品种（种）引种后适应性生长3年以上，每种至少5棵以上，各品种规格选择地径3 cm以上，性状稳定、生长健壮的植株作为样本，每种选择5株作为观察对象。

1.2 试验方法

综合评价指标体系采用3层结构设计，指标的选取从科学性、可比性、客观性和可操作等几个方面综合考虑，所选取的指标概念明确，数据容易获取，并能转化成评价结果进行表述。结合前人的理论研究成果，初步建立多季木兰的综合评价指标体系框架，该评价指标体系有目标层（A）、准则层（B）和方案层（C）组成（表1），具体评价指标包括植株形态指标（整体效果、分枝级、株高、冠型），花部形态指标（花期长短、着花量、花色、花径、花型、花期早晚、花香、花质地）和生长适应性指标（抗寒能力、抗病虫害能力、抗盐碱害能力、抗旱能力）等16个。

由于各指标的作用不同，对评价的结果影响程度差异明显，为了区分各指标对综合评价系统的影响，对各指标的重要性进行比较然后得出指标权重值。本试验采用层次分析法（AHP）和专家调查评判法（Delphi）相结合的方法来确定各指标权值。试验邀请9位从事植物分类、植物资源、植物栽培学等工作的专家填写调查表。根据专家的意见首先筛选11个指标作为最终考察指标（表1），用层次分析法中1～9的标度确定准则层和方案层各指标的重要性，用yaahp 0.6.0层次分析软件对专家评判调查的数据进行统计分析，对于不能达到一致性检验要求的返回重新填写，达到要求的计算出专家评判结果。最终用9位专家的评判调查结果计算出各指标的平均权重值，计算结果见表1。为了对各评价指标进行定量评价获得最直接数据，需要对各评价指标的生物特性进行评判赋分，通过召开专家会，对11个指标的赋分划界情况见表2。

2 结果与分析

2.1 综合评价体系分析

由表1综合评价体系框架及权重平均值可以看出，准则层和方案层各权重平均值差异明显。准则层中花部形态（B2）权重平均值最高为0.596 5，生长适应性（B3）权重平均值为0.269 7，植株形态（B1）权重平均值最低为0.133 9;花部形态（B2）明显比生长适应性（B3）和植株形态（B1）都要重要。植株形态方案层中整体效果（C1）权重平均值为0.083 1，分枝级（C2）权重平均值是0.035 5，株高（C3）权重平均值为0.015 3，整体效果（C1）明显比分枝级（C2）和株高（C3）重要。花部形态方案层中花期长短（C4）权重平均值0.244 0，着花量（C5）权重平均值为0.191 9，花色（C6）权重平均值为0.083 4，花型（C7）权重平均值为0.040 8，花径（C8）权重平均值0.036 4;花期长短（C4）和着花量（C5）明显比花色（C6）、花型（C7）和花径（C8）重要。生长适应性方案层中抗寒能力（C9）权重平均值为0.174 2，抗病虫害能力（C10）权重平均值为0.062 2，抗盐碱能力（C11）权重平均值为0.033 3;抗寒能力（C9）明显比抗病虫害能力（C10）和抗盐碱能力（C11）重要。整个方案层中花期长短（C4）最为重要，其次是着花量（C5）和抗寒能力（C9），然后是花色（C6）、整体效果（C1）和抗病虫害能力（C10），花型（C7）、花径（C8）、分枝级（C2）和抗盐碱能力（C11）权重平均值一般，株高（C3）权重平均值最低;说明方案层中花期长短（C4）最为重要，其次是着花量（C5）和抗寒能力（C9），株高（C3）最后考虑。准则层中花布形态（B2）权重平均值最大，生长适应性（B3）权重平均值次之，植株形态（B1）权重平均值最小;这说明多季木兰评价体系准则层中花部形态（B2）占绝对优势，其次是生长适应性（B3），最后是植株形态（B1）。这与9位专家前期反馈的重要性评估一致，可以进行下一步研究。

2.2 评价结果分析

根据表3的调查结果，对照表2各性状指标的赋分值，将各性状的赋分值乘以相应的权重可得该指标的评价值，然后将11个指标的评价值相加，其总和即为该品种（种）的综合评价值，计算公式：P=WiPi。式中P为综合评价指标值，Wi为第i个指标的权重，Pi为第i个指标的赋分值。参评品种（种）的综合评价结果见表3。按照所获得的综合评分，39个木兰被划分为5个等级（表3）：推广应用价值最高的Ⅰ级（P值≥8），只有‘红吉星和‘乡村红2个木兰品种（种）;应用价值较高的Ⅱ级（8>P值≥7），包括‘红笑星、‘红霞、‘红金星、‘红寿星、‘紫霞、‘紅元宝和‘玫红7个木兰品种（种）;应用价值一般的Ⅲ级（7>P值≥6），包括‘皇家之星、‘绿星和‘青皮玉兰等15个木兰品种（种）;应用价值较低的Ⅳ级（6>P值≥5），包括‘白玫瑰、‘丹馨玉兰和柳叶玉兰等13个木兰品种（种）;应用价值最低的Ⅴ级（P值<5），包括‘皇冠和‘金色礼品2个品种（种）。综合评价结果，隶属Ⅰ级和Ⅱ级的‘红吉星、‘乡村红和‘红笑星等多季木兰品种（种）在上海地区有很大的应用前景。

3 结论与讨论

木兰科植物拥有1 000个以上的栽培品种，其中玉兰亚属有200个品种（种）以上[1，4-5]，其与木兰属间部分杂交具有亲和性[6-7]。因此，木兰属遗传背景及其复杂[4，8]，这就使得木兰品种间的观赏特性和生物学特性差异较大，必须要建立一个系统全面的综合评价体系应用于推广和指导新品种选育工作[2-4]。本研究是在借鉴其他花卉综合评价机制的基础上，邀请专家根据实际情况，结合定量和定性指标相结合的方法，初步建立适用于多季木兰AHP的综合评价模型[9-12]，试验证明该综合评价模型切实可行与观测结果吻合。

在多季木兰AHP的综合评价模型中，共有3个准则层包含11个指标。准则层B中，花部形态（B2）分布的权重最大，生长适应性（B3）次之，即木兰主要以观花为主，作为园林绿化树种，生长适应性也不容忽视[5，13]。指标层C中，花期长短（C4）的平均权重值最大，其次是花量（C5）的平均权重值，即体现重要性又符合现在育种和市场要求，即人们希望培育出花期长、花量大的木兰品种。抗寒性（C9）也是上海地区木兰引种和育种要考虑的重要因素，考虑到木兰属中落叶类品种（种）主要分布在我国温带和西南高山，常绿类品种（种）主要分布在亚热带和热带地区的情况而制定[2-3]，其他地区应根据实际情况调整适应性指标。木兰属植物的花、叶、果均可供观赏，其中叶型独特的柳叶木兰（Magnolia salicifolia）、漏斗叶望春玉兰（Magnolia biondii）、凹叶木兰（Magnolia sargentiana）和花叶玉兰（Magnolia denudata）等观叶价值也非常高。秋日里，黄山木兰（Magnolia cylindrica）、望春玉兰（Magnolia biondii）和华中木兰（Magnolia denudata）的累累硕果也能引无数人侧目，是否可以作为评价指标有待于进一步研究[2-4]。

本研究供试材料主要以多季木蘭为主，花期长短主要考虑多季木兰的花期，忽略一季花木兰的花期优劣，况且花期权重均值又比较大，这就造成在上海地区适应性较好的白玉兰（Magnolia denudata）等品种（种）的综合评价较低，如果只考虑春季花期综合评价结果如何，还有待于进一步研究。由于木兰科植物遗传背景复杂，本次试验引种的苗木都是嫁接苗，引种年限具有差异性，嫁接砧木不一致，以上因素对于本试验结果的影响尚不清楚。多季木兰由于多次开花，栽培养护措施与白玉兰等一季木兰有诸多不同，需要制定相应的技术标准来规范栽培养护，但目前尚属空白。多季木兰是近些年培育的新品种，由于体量相对较小，便造成其园林应用形式和植物配置模式更加灵活。目前我国园林设计者和种植者对于多季木兰的认知水平普遍偏低，需要开展该方面的知识培训。

白玉兰是上海市的市花，姊妹群体是上海“四化”建设的重要植物材料，开展木兰科木兰属植物的应用研究意义重大。运用层次分析法（AHP）建立了多季木兰综合评价模式，从植株形态、花部形态、生长适应性3个方面筛选出11个评价因子，对39个木兰品种（种）的应用价值进行了综合评价，隶属Ⅰ级和Ⅱ级的‘红吉星玉兰、‘乡村红玉兰等多季木兰品种（种）在上海地区综合性状表现优良，应用前景广阔。多季木兰AHP的综合评价体系相对客观、较为合理、实用性较强，可以用于后续多季木兰资源品种评价，指导育种的亲本选择和子代的优选以及推广应用等。

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