王二强,王晓晖,冀含乐,王茜赟,符真珠,卢林,王占营※
(1.洛阳农林科学院,河南洛阳471022;2河南省农科院,河南郑州450002)
有“国色天香”之称的牡丹,在国内外享有崇高声誉,世界范围内广泛种植。目前,中国栽培牡丹根据栽培区域可分为中原、西北、江南和西南四大品种群[1],其中西北牡丹品种群即紫斑牡丹品种群是仅次于中原牡丹品种群的第二大牡丹品种群[2],传统品种和新育品种300余个,是紫斑牡丹在全球发展推广的基础[3]。
紫斑牡丹[Paeonia rockii(S,G.Haw et L.A.Lauener)T.Hong et J.J.Li]具有植株高大、花色艳丽、香味浓郁、抗旱耐寒和少病虫害的优良特性[4],是既可观赏又能油用、药用的名贵花木,综合开发利用价值高,在国内外具有良好的推广开发前景。从紫斑牡丹自然栽培分布地气候特点上讲,紫斑牡丹属于冷凉干燥生态型,对低温及干旱适应范围较广,耐寒、耐旱性强于中原牡丹[5],因此紫斑牡丹在中国北方寒冷地区得到初步推广。洛阳是中原牡丹品种群的集聚地,更是中国牡丹栽培、观赏及科研中心,合理引进紫斑牡丹能有效丰富洛阳地区观赏牡丹品种类型,提升洛阳牡丹整体观赏性,同时延长牡丹自然花期[6],但洛阳地区气候夏季比较湿热,对紫斑牡丹的正常生长有一定的不良影响。本研究通过对洛阳地区引种栽培的紫斑牡丹品种整体观赏适应性进行综合评价,筛选出适宜洛阳地区气候特征的紫斑牡丹品种类型,为紫斑牡丹在洛阳地区的高效推广提供参考依据。
1.1试验地概况
引种地为河南省洛阳市洛阳农林科学院牡丹资源圃,地处东经112°17'24'',北纬34°22'48''。属于暖温带大陆性季风半干旱气候,四季更新明显,日照充足,无霜期长,春季多风、干旱少雨,夏季炎热、多雨潮湿,秋季秋高气爽,冬季干燥寒冷。年平均气温14.2℃,降雨量700mm,无霜期225d;土壤为壤土,保水保肥性能好。
1.2材料
参试品种种苗2009年由甘肃兰州中川牡丹园艺公司提供,共74个品种,规格均为2年生嫁接苗,每品种30株,枝条数1~2个,以株行距100 cm 100 cm种植,自然环境条件下统一常规管理。
1.3综合评价
层次分析法(arialytic hierarchy process,AHP)能够为多目标、多准则、内容复杂的问题提供简单有效的决策方法[7,8]。此分析法被多领域广泛应用,近年来在植物的资源评价[9]和品种选择[10]中得到逐渐应用,大量研究表明层次分析法对植物树种的适应性及观赏性进行评价具有科学性[11-13]。本文利用层次分析法对引种紫斑牡丹进行综合评价,依据2018 2020年连续3年各品种田间综合表现情况,从适应性、抗逆性和观赏性3个方面15个评价因子结合相关调查数据进行综合评定,建立评价模型,指标量化,并根据评价标准予以评分和分析[14]。
本文中萌蘖力指春季从植株基部萌发出新枝条多少的能力;萌芽力指牡丹一年生枝条上芽体能够萌发成枝多少的能力;冠幅指牡丹植株南北和东西方向宽度的平均值;成花率指花朵数占总萌发枝条数的百分率;抗旱性通过在连续20 d无有效降雨情况下不同品种个体的表现情况体现;抗病性通过在牡丹生长季(4~9月),每10 d观测1次不同品种植株茎叶感病情况体现;耐湿热性通过在牡丹生长季(6~8月)高温高湿季节不同品种个体的表现情况体现。
2.1建立层次分析模型
根据层次分析法建模要求,筛选出1个目标层、3个约束层和15个与其应用有密切关系的因子层,依其关系构建多层次分析模型,见表1。
表1 引种紫斑牡丹综合评价体系Table 1 The comprehensive evaluation system of introduced Paeonia rockii
2.2评价标准确立
根据中国牡丹品种结构现状[15],结合人们审美习惯,通过对河南省牡丹芍药协会及洛阳市牡丹协会30位相关专家进行问卷调查获得各因子得分,根据引种品种田间实际表现将标准层各项考核指标设置1~3个分值标度,拟定评分标准见表2。
表2 P层因素的评分标准Table 2 The scoring criteria of P-layer factors
2.3判断矩阵的构造和一致性检验
采用1~9比率标度法对以上层次模型构造判断矩阵。根据对各指标相对重要性程度的判断决策打分,计算出各指标的权重值,形成评价的基础并对判断矩阵进行一致性检验。矩阵构建、一致性检验及指标权重计算由yaahp6.0完成。
2.4指标权重计算
在计算出P层各个评价指标相对于所属C层的加权值后,再与该C层的权值进行加权综合,即可得出P层相对于目标层A层的总排序权值。
3.1判断矩阵的构造及一致性检验
通过对同层级相关因素进行两两比较,构建出ACi、C1-Pi、C2-Pi、C3-Pi 4个矩阵,并进行了随机一致性检验。由表3可知,随机一致性比率CR均小于0.1,说明所构建模型中各矩阵具有满意的一致性。
表3 判断矩阵及一致性检验Table 3 The judgment matrix and the consistency test
3.2评价指标权重
由表4可以看出,约束层的三大类因子中,适应性C1权重(0.673 8)>观赏性C2权重(0.225 5)>抗逆性C3(0.100 7)。引种过程中,在兼顾引进树种的应用推广价值的同时,更需重视引进树种的适应性[17]。可见,适应性是紫斑牡丹引种洛阳选择的基础,某种紫斑牡丹品种若在洛阳地区推广,首先必须适合洛阳地区的地理气候特征,表现出较好的生长势及移栽成活率,其次才考虑该品种的观赏性,而抗逆性各指标的表现一般通过管理技术措施可以得到有效控制和改善。在指标层的权重数值中,其中成活率P1(0.331 7)、整株观赏性P12(0.090 5)及抗湿热性P13(0.060 4)权重占比较大,再次说明在洛阳地区引种紫斑牡丹,在移栽成活率保证的前提少,整株观赏性比较重要,另外洛阳地区区别于紫斑牡丹原产地的最大气候特征就是夏季高温高湿,因此引进品种的抗湿热性也显得较为重要。
表4 紫斑牡丹引种洛阳评价指标体系各指标权重Table 4 The weight value of evaluation index system of introduced Paeonia rockii in Luoyang
3.3紫斑牡丹引种洛阳观赏适应性综合评价
3.3.1 评价等级的确定紫斑牡丹引种洛阳观赏适应性评价指标体系中的每一个指标,都从不同侧面反映紫斑牡丹引种到洛阳的整体观赏适应程度。按照评估模型,对引进洛阳的紫斑牡丹品种的适应性、观赏性及抗逆性所对应指标进行观察和记载,并结合田间实际生长情况进行打分,用各项因子的权重值进行加权计算,得出各个品种的综合评价值,根据综合评价值的分布情况并结合田间具体表现,按照参与评价体系构建的相关专家意见将引进紫斑牡丹品种分为4个等级,见表5。
表5 紫斑牡丹引种洛阳综合评价等级Table 5 The comprehensive evaluation level of introduced Paeonia rockii in Luoyang
3.3.2 紫斑牡丹引种洛阳各品种观赏适应性综合表现
对参试的紫斑牡丹品种进行田间调查,数量性状直接进行测量,质量性状对照赋分标准,萌蘖力、萌芽力和抗性等分为强、中、弱3级,叶片状况和整株观赏性分为优、中、差3级,根据田间表现相应等级赋予相应分值进行综合评价。紫斑牡丹各品种在洛阳地区田间表现、观赏适应性综合评价及分级见表6。
表6 紫斑牡丹引种洛阳主要特征表现及观赏适应性综合评价等级Table 6 The main characteristic and comprehensive evaluation grade of introduced Paeonia rockii in Luoyang
续表
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从表6可以看出,Ⅰ级(>2.6)有‘景泰蓝’、‘红楼藏娇’、‘金城蓝’等20个品种,Ⅱ级(2.3~2.6)有‘紫海银波’、‘大瓣蓝’等24个品种,Ⅲ级(2.0~2.3)有‘丰功伟绩’、‘粉玉’、‘佳丽’等17个品种,Ⅳ级(<2.0)有‘熊猫’、‘赛皇后’、‘菊花白’等13个品种。
从总体看来,评价等级为Ⅰ的紫斑牡丹品种普遍具有适应性强、观赏性突出和抗逆性强的特点,引种洛阳后能适应洛阳地区自然气候条件,不需要特定栽植环境的改善便能正常生长并表现优良观赏性。此类品种可以广泛应用于牡丹专类园建设及园林景观配置中,从而提升洛阳牡丹整体观赏性,有效延长牡丹自然花期。
评价等级为Ⅱ的紫斑牡丹品种适应性较好,同样具有较高的引种成活率,但在生长势方面表现一般,同时也具有较高观赏价值和抗逆性。此类品种在推广应用中适当加强管理并配合适时肥水,同样可以表现出优良观赏性状,从而在生产中广泛推广应用。
评价等级为Ⅲ的紫斑牡丹品种,普遍表现为引种成活率较低,引种难度相对较大,但个别品种花型、花色性状突出,同时有较高的整株观赏性,引种后加强管理,对进一步丰富洛阳牡丹品种类型及提升牡丹观赏性有较大意义,不建议大规模引进推广,但可通过栽培环境营造,创建适生环境,少量引进栽培示范。
评价等级为Ⅳ的紫斑牡丹品种,普遍引种成活率低,同时生长势、观赏性及抗逆性方面缺陷明显,在生产推广中难度大、费用高,不建议洛阳地区引进。
4.1从甘肃引进的74个紫斑牡丹品种,在洛阳成长年限已达10年,结合适应性、观赏性及抗逆性相关指标的具体表现进行综合评价,能够客观全面地反映紫斑牡丹引种洛阳的整体观赏适应情况。其中达到Ⅰ级评价等级的品种为20个,占比25.97%,此类品种在洛阳栽培表现优异,可规模化引进推广;达到Ⅱ级评价等级的品种为24个,占比32.43%,此类品种在生产推广中管理适当精细化,同样能表现出很高的观赏价值,有较高引进推广价值;评价等级为Ⅲ的品种为17个,占比22.97%,此类品种整体引种难度较大,但通过局部改善生长环境同时加强肥水管理及修剪等园艺措施,小规模引种对丰富洛阳牡丹的品种类型及提高洛阳牡丹整体观赏性意义较大;评价等级为Ⅳ的品种为13个,占比17.57%,此类品种不建议在洛阳引种。
4.2此次评价引进紫斑牡丹种苗均为2年生嫁接苗,具有1~2个枝条,整体株龄及种苗规格都小。2011年,同样在甘肃引进一批紫斑牡丹树,株龄>40年,株高>1.7 m,冠幅>1.5 m,通过连续多年观察,夏季高温高湿季节叶片早衰、根系腐烂现象突出,5年以上存活率较差,并且植株长势较弱、退化明显。因此不同株龄及种苗规格的紫斑牡丹引种适应性综合评价体系还需要进一步探讨,本文结论仅对引进品种苗龄、规格较小的紫斑牡丹品种提供指导参考价值。
4.3本次评价利用层次分析法,综合各方面较为关键的特征作为评价因子,得到的评价结果能够基本反映紫斑牡丹引种洛阳的实际情况,但是由于田间管理措施局部差异,同时数据的获得不可避免存在一定误差,因此还需要长期的进一步观察记载并结合实际推广应用加以校准和改进。
4.4个别品种在引种栽培前期,3~5年内表现出较差的适应性,重点体现在生长势差、引种成活率较低,但存活植株在后期的生长过程中,个别品种能够逐渐适应洛阳地区气候特征,长势逐年恢复,同样表现出较高的观赏适应性。因此,紫斑牡丹在洛阳地区的引种驯化措施还需进一步研究探讨。