上海地区北美海棠冬季观果品种筛选

毕玉科, 张杰, 张春英*

(1.上海植物园 上海城市植物资源应用工程技术研究中心, 上海 200231; 2.复旦大学 生命科学学院, 上海 200438)

为顺应上海新时期生态之城的发展需求, 上海绿化和市容行业编制发布了 《上海市公园绿地“四化” 规划纲要》, 提出了 “绿化、彩化、珍贵化、效益化” 统筹发展的总体布局[1]。上海绿地在“彩化” 方面存在色彩不足、景观特色不明显等问题, 尤其缺乏营造冬季景观 “彩化” 方面的优良观赏植物材料。北美海棠为20 世纪初欧美园艺工作者利用本地海棠资源与中国苹果属 (Malus) 海棠资源杂交, 经过多年的选育得到了千余种观赏价值较高的海棠杂交品种群, 在中国因其引进种源主要来自北美地区而习惯称其为 “北美海棠”[2]。与传统应用上常使用的垂丝海棠 (Malushalliana)、西府海棠 (M.micromalus) 相比, 北美海棠最大的观赏优势在于其不少品种具备冬季挂果不落的观赏特性[3], 实为冬季营造 “彩化” 景观的佳木。目前虽然该类海棠品种已经大量地应用于上海及长三角地区的园林绿地中, 但并未有针对其冬季观果效果的品种筛选研究, 亟待建立一套合理的评价体系指导其在引入地的种质筛选和推广应用等。

层次分析法 (analytic hierarchy process, 简称AHP) 是将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次, 在此基础上进行定性和定量分析的决策方法[4], 适用于难以完全定量分析的问题[5]。德尔菲 (Delphi) 法是一种综合多名专家经验与主观判断的方法, 广泛应用于各种评价指标体系的建立和具体指标的确定过程[6]。近些年, 层次分析法和德尔菲法在观赏园林植物[7-15]等得到了较为广泛的应用, 为园林观赏植物新优品种的筛选和推广应用提供了科学方法。虽然已经有研究[8,14-15]利用层次分析法对海棠构建了一些综合景观评价体系, 但都偏重其春季观花效果, 而无针对冬季观果效果的景观评价体系。

2016 年早春, 本单位从山东引进了50 个北美海棠新优品种, 通过6 a 的栽培观察, 其中25 个品种在上海地区生长良好并具有冬季挂果的特性。现对这25 个品种的观赏生物学性状、物候表现和适应性进行观察、记录, 并通过层次分析法结合德尔菲法对其开展冬季景观应用综合评价, 旨在筛选出冬季观赏价值高的品种进行推广应用, “彩化”上海地区园林绿地的冬季景观, 推动营造四季有花、生态宜居的美丽上海, 同时也为长三角地区绿地冬季景观 “彩化” 苗木的筛选和应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

25 个北美海棠品种引种试验区位于上海植物园金山海棠资源圃中。上海植物园金山海棠资源圃位于金山区西北部, 金山区位于30°40′～30°58′N,121°～121°25′E, 属北亚热带季风性气候, 夏热冬冷, 雨量充沛, 四季分明。年平均气温14.8 ℃,冬季1 月份平均气温1.5 ℃, 夏季8 月份平均气温23 ℃。全年日照约1 347 h, 平均年降水量为1 156.7 mm。

1.2 实验材料

供试材料为2016 年12 月份从山东引进的25个北美海棠品种 (表1), 均为5 年生嫁接苗, 都使用平邑甜茶作为砧木, 种植在资源圃同一区域。各品种地径规格均为6 cm 以上, 性状稳定、生长强健。试验材料均为地栽, 每个品种10 株。相互无遮挡, 实施相同的栽培养护管理。

1.3 试验方法

记录方法: 选择各品种生长健壮的植株各10株, 在自然生长条件下观察并记录其主要观赏生物学性状、物候期、适应性等性状。2017 年3 月开始, 每天上午观察1 次; 待苗木萌发展叶后, 每周记载1 次; 遇到物候期的转折时期1 ～2 d 记载1 次。

本试验采用层次分析法 (AHP) 和德尔菲(Delphi) 法相结合的方法来构建北美海棠冬季景观综合应用评价体系, 对引进的25 个品种进行评价。

本次对北美海棠种质资源评价主要考虑的因子是其在冬季景观应用上的观赏价值, 关注品种的果量、果期、果色等, 能够提升上海绿地冬季景观,起到丰富上海地区冬季 “彩化” 观赏花灌木资源的作用。在此基础上, 参考同类评价的指标体系[8,14-15]设计调查问卷, 问卷主要列出该类植物观赏性状 (果、花) 和其他指标, 每个指标下再细分具体指标, 共20 项, 邀请30 位从事植物分类、园林观赏植物选育、园林植物栽培学等工作的专家根据其重要性打分。每项指标最高分为10 分, 最终平均分大于7 分的即列入评价体系中。根据专家的意见, 最终筛选10 个指标作为评价指标 (表2)。运用AHP 法, 根据筛选出的10 个评价指标相互关系构成三级AHP 评价模型, 分别如下:

表2 北美海棠冬季景观应用综合评价模型及各指标评分值权重值

目标层A, 根据人们的审美意识和北美海棠的生物学特性确定北美海棠在冬季园林应用造景时需要达到的目标, 要建立北美海棠冬季景观应用综合评价体系。

准则层B, 包括评价的3 大方面, 即果实、花特征及其他。

指标层C, 隶属于上一个层次, 是对北美海棠评价有意义的性状指标, 共10 个指标, 然后按相应指标, 对每一品种评分, 最终得到总分值, 从而确定相对优劣。

用1 ～9 的标度确定重要程度比较准则层和指标层的重要性, 邀请30 位专家根据其重要性打分。用yaahp V6.0 版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30 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2。

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10 个指标的赋分划界情况如表3 所示。

表3 供试北美海棠各具体评价指标的评分标准

同时为了便于更加直观地比较各个不同海棠品种之间的差异, 将综合指数按照差值平均法划分为Ⅰ～Ⅲ级: Ⅰ级, 综合指数≥8.00; Ⅱ级, 6.00≤综合指数＜8.00; Ⅲ级, 5.00≤综合指数＜6.00。

2 结果与分析

根据调查结果, 对照表3 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10 个指标的评价值相加, 其总和即为该品种 (种) 的综合评价值, 计算公式如下:P=

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。参评品种的综合评价结果见表4。按照所获得的综合评分, 25 个北美海棠品种分为3 个等级。得分在8.00 以上的为Ⅰ级品种, 观赏性、适应性俱佳, 共有7 个, 其中得分最高的为品种雪球, 具有花密、果密、果色鲜艳和果实观赏期特别长的优点。得分在6.00 ～8.00 的为Ⅱ级品种, 观赏性和适应性良好, 共15个; 得分在5.00 ～6.00 为三级品种, 观赏性、适应性一般, 不推荐推广, 共3 个。综合评价结果,隶属Ⅰ级和Ⅱ级的22 个品种 (种) 在上海及华东地区适合推广应用, 营造更加美丽丰富的冬季园林绿地景观。

表4 25 个北美海棠品种冬季景观应用综合评价得分和等级情况

3 讨论与结论

由于北美海棠具有丰富的品种和多样的观赏性状, 从20 世纪80 年代开始, 我国的一些植物科研单位及园林企业陆续从欧美国家引进北美海棠品种[3], 近十年又掀起了 “北美海棠” 繁育和推广的热潮。随着北美海棠的大量应用, 相比较传统应用的垂丝海棠和西府海棠, 北美海棠在花的观赏性状方面并无突出优势, 而其优良的冬季观果性状越发引起人们的关注, 需要一套针对其冬季观果性状的统一、全面的评价标准与体系。因此, 本研究在借鉴其他苹果属海棠评价体系指标的基础上[8,14-15], 针对其冬季观赏效果和上海地区的地理环境和气候特征, 建立了适用于上海地区的北美海棠冬季景观应用评价体系。

在北美海棠冬季景观应用评价模型中, 共有3个准则层包含10 个指标。因主要目标为筛选冬季观果品种, 在准则层中果的分配权重最大, 花次之。同时, 生长势、株形、果实抗病能力和夏季耐热能力在很大程度上影响该类观赏植物在上海地区的应用效果, 因此, 也将其添加在准则层其他的指标中。

通过层次分析法结合德尔菲法构建北美海棠冬季景观应用综合评价体系, 对从山东引进上海的25 个北美海棠观果品种进行评价, 结果显示, 雪球和亚当等7 个Ⅰ级品种, 族密和李斯特等15 个Ⅱ级品种冬季观果性状佳、生长势好。结果与实践中观测结果一致, 可见本研究建立的北美海棠冬季景观应用评价体系较为合理和实用, 可用于上海及长三角地区北美海棠的冬季观果品种的资源评价。

根据评价结果, 建议将Ⅰ级和Ⅱ级的22 个品种在上海园林绿地推广应用来营造 “彩化” 的冬季景观。此外, 小果品种雪球和草莓果冻等还可以用作引鸟生态林树种, 而大果可食用的品种艾瑞斯和拿斯露等可作为城市观光采摘园树种。