利用層次分析法評價與篩選夏季切花多頭菊品種

郭方其，黑銀秀，劉 君*，吳 超，葉琪明，張 智

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，浙江 杭州 310021；2.臺州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 臺州 317000；3.臺州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，浙江 臺州 318000)

菊花[Dendranthemagrandiflorum(Ramat)Kitam]是菊科(Compositae)菊屬植物[1]，是我國的傳統(tǒng)名花[2]，不僅色彩艷麗，姿態(tài)萬千，而且具有不畏風(fēng)寒，傲霜怒放的品性。我國菊花自周朝就有文獻(xiàn)記載，迄今已有3000余年悠久的歷史，我國菊花種質(zhì)資源豐富，菊文化積淀深厚[3]。公元729～748年，我國菊花最先傳入日本，1688年我國的菊花由荷蘭商人引入歐洲，此后原產(chǎn)于我國的菊花普及全球。

荷蘭是歐洲菊花的育種中心，所選育的品種具有生長快、生育期較短、花色鮮艷、抗病性強等特點，并且對光周期處理敏感，可采用補光或遮黑等調(diào)節(jié)日照時數(shù)進(jìn)行花期精確調(diào)控。目前荷蘭育成的品種在全世界推廣種植，極大地促進(jìn)了各國菊花生產(chǎn)的發(fā)展。我國自2011年開始多頭菊切花生產(chǎn)，切花多頭菊已經(jīng)成為高檔花束、高檔婚禮、瓶插鮮花的花材主角[4]。近年我國從荷蘭引種的多頭菊品種類型主要為秋菊和寒菊，由于荷蘭具冬季溫暖和夏季冷涼的氣候條件，而我國大部分地區(qū)夏季炎熱和冬季寒冷，因此從荷蘭引進(jìn)的品種大部分比較適合秋季和冬季栽培，而在其他季節(jié)栽培，不同品種的切花品質(zhì)差異大。

層次分析法(analytic hierarchy process， AHP)是一種定性分析和定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法[5]，被廣泛應(yīng)用于觀賞植物種質(zhì)資源的篩選和評價[6-9]。張亞瓊[10]、韓勇[11，12]、張冬菊[13]等將該方法用于盆栽菊、單頭菊以及多頭菊等新品種評價分析，提高了品種評價的效率和可靠性。本研究旨在利用層次分析法對引進(jìn)的37個切花多頭菊品種進(jìn)行評價分析，篩選出適合浙江地區(qū)夏季栽培的綜合性狀優(yōu)良的切花多頭菊品種，并為優(yōu)良新品種推廣應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為浙江省農(nóng)科院園藝研究所提供的37個切花多頭菊新品種，各品種的性狀如表1所示。

表1 供試的切花多頭菊品種及其相關(guān)性狀

1.2 試驗設(shè)計與栽培管理

試驗于2019年7月～2019年10月在嘉善縣大云鎮(zhèn)繆家村花卉園區(qū)連棟大棚內(nèi)進(jìn)行。采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，每個小區(qū)定植400株，3次重復(fù)。

土層深厚肥沃，種植床寬90 cm，每行種植6株，定植株行距為10 cm×10 cm，中間留通風(fēng)道寬20 cm，定植前拉網(wǎng)。2019年7月3日定植，定植后于每日22:00至翌日2:00進(jìn)行補光4 h，8月8日停止補光；8月8日至9月15日采用遮黑短日照栽培，下午17：00開始遮黑，翌日8:00結(jié)束遮黑；9月16日后采用自然光照栽培。定植后當(dāng)日澆透定根水，此后保持土壤濕潤，當(dāng)苗高20 cm時，適當(dāng)控制澆水，以促進(jìn)根系生長；營養(yǎng)生長期澆N∶P∶K為20∶20∶20的水溶性液肥1000倍，停光后澆N∶P∶K為15∶15∶30的水溶性液肥1000倍，7～10 d澆一次。統(tǒng)一進(jìn)行病蟲害防治等管理，統(tǒng)一噴施濃度800～1000倍的92% B9，噴施日期分別為8月12日、8月19日、8月26日。于9月7日完成頂蕾摘除處理。

1.3 觀察記錄與性狀測試

在盛花期即群體50%植株開花時進(jìn)行植株各項指標(biāo)測定，測定參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)部 (2013 )《植物新品種DUS測試指南——菊花》的要求進(jìn)行[14]。結(jié)合市場和生產(chǎn)實際需要，選擇株高、莖粗、分枝數(shù)和花朵數(shù)等16個性狀進(jìn)行測定，每個品種隨機選取10株測量，取平均值。

1.4 統(tǒng)計分析

采用 DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，利用Excel 2007構(gòu)造判斷矩陣及進(jìn)行一致性檢測。利用Excel 2007計算不同品種的綜合得分并排序。

2 評價體系的建立

2.1 層次結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

以選擇的16個性狀作為具體評價指標(biāo)。在參考層次分析法層次構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)及前人的菊花評價體系的基礎(chǔ)上[15-18]，依據(jù)各因子之間的相互關(guān)系和隸屬關(guān)系，構(gòu)建切花多頭菊品質(zhì)性狀的綜合評價模型。該評價模型分為3層，目標(biāo)層A為優(yōu)良的夏季切花多頭菊；第二層為約束層C，為整體感、葉部特征、花部性狀、生育期和光反應(yīng)周期；向下再設(shè)置16個標(biāo)準(zhǔn)層P(圖1)。

圖1 切花多頭菊夏季栽培綜合評價模型

2.2 構(gòu)造判斷矩陣與一致性檢驗

2.2.1 構(gòu)造判斷矩陣 各個評價因素的重要性是相對的，通過在2個因素之間相互比較來衡量因素的重要性。根據(jù)各影響因子對多頭切花菊品質(zhì)性狀的貢獻(xiàn)和各因子的重要程度，綜合專家意見，根據(jù) 1～9比率標(biāo)度法的取值規(guī)則[19]，引入合適的標(biāo)度，形成A-C，C-P之間的5個判斷矩陣(表2～表5)。

表2 判斷矩陣及一致性檢驗(A-Ci)

表3 判斷矩陣及一致性檢驗(C1-Pi)

表4 判斷矩陣及一致性檢驗(C2-Pi)

表5 判斷矩陣及一致性檢驗(C3-Pi)

表6 判斷矩陣及一致性檢驗(C4-Pi)

2.2.2 層次總排序及一致性檢驗 判斷矩陣的隨機一致性比率CR=CI/RI，其中1～9階RI值參見表7。以CR<0.1為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)CR<0.1時認(rèn)為比較判斷矩陣的一致性可以接受；否則應(yīng)對判斷矩陣作適當(dāng)?shù)男拚?/p>

表7 1～9階RI值列表

計算結(jié)果(表8)表明，各個矩陣的隨機一致性比率(CR)均在0.1以內(nèi)，且接近0，表明各因素的權(quán)重賦值符合要求，各個矩陣一致性合理。總一致性比率CR=0.1210<0.1，認(rèn)為層次總排序通過一致性檢驗，具有滿意的一致性。

表8 一致性檢驗結(jié)果

2.3 指標(biāo)的權(quán)重與排序

標(biāo)準(zhǔn)層P各因素對于目標(biāo)層A的權(quán)重總排序，即切花多頭菊的16個具體評價指標(biāo)對于切花菊綜合評價的相對重要性。根據(jù)A-Ci和Ci-Pi所得的加權(quán)值，計算出各評價指標(biāo)因素相對于總的綜合評價的權(quán)重值，根據(jù)權(quán)重大小得到總的排序。

由表9可知，按照A-Ci權(quán)重大小進(jìn)行排序，花部性狀的權(quán)重值最大(0.4668)，其次為整體感，而生育期和光反應(yīng)周期的權(quán)重值最小，表明花部性狀對于切花菊的綜合評價影響最大，而生育期和光反應(yīng)周期對其影響最小。在A-Pi的權(quán)重值中，花色澤和美觀度(P14)、花朵數(shù)(P11)、株高(P1)相對于其他性狀的權(quán)重大，分別為0.2027、0.1309、0.1323，表明對于切花多頭菊而言，花色澤和美觀度、花朵數(shù)及株高是品種引進(jìn)和選育的主要考慮因素。而葉長(P6)、葉寬(P7)、葉裂刻(P8)的權(quán)重值居于后3位，表明三者對切花多頭菊的影響較小。

表9 各層的權(quán)重及排序

2.4 建立各項指標(biāo)的評分標(biāo)準(zhǔn)

參照菊花及其他花卉的評價指標(biāo)和綜合評價標(biāo)準(zhǔn)[20.21]，在廣泛征求花卉專家和切花多頭菊種植大戶意見的基礎(chǔ)上，確定各項指標(biāo)的5分制評分標(biāo)準(zhǔn)(表10)。

表10 各項因素的評價標(biāo)準(zhǔn)

3 模型應(yīng)用與結(jié)果分析

3.1 生育期和光反應(yīng)周期特性

生育期和光反應(yīng)周期是多頭切花菊的重要性狀之一，在多茬栽培品種篩選中顯得尤為重要。綜合分析參試品種的光反應(yīng)周期特點發(fā)現(xiàn)，白翼、小草莓、白乒乓和勞力普的生育期和光反應(yīng)周期時長均顯著高于其他品種，此結(jié)果與其相應(yīng)得分一致。但生育期和光反應(yīng)周期延長對花枝數(shù)和側(cè)花枝數(shù)沒有影響；小花型品種的生育期和光反應(yīng)周期均顯著短于其他品種，如粉色狂潮和其變異品種艾麗微風(fēng)，以及波波白和波波深粉為波波系列品種，而艾麗驚喜和艾麗金芝分別為波波白和波波深粉的變異品種，均表現(xiàn)生長快，即使在補光條件下，也容易發(fā)生頂部生長停滯和側(cè)枝發(fā)生的現(xiàn)象，可見生育期和光周期反應(yīng)主要取決于品種的遺傳特性。

3.2 葉片形態(tài)特征及生長特點

不同品種葉片形態(tài)和葉片數(shù)差異明顯，其中斯奈和勞力普的葉片數(shù)最少，其中斯奈即使在春季自然光照條件下也易形成花芽，而勞力普雖生育期長，但葉片數(shù)仍然很少，其營養(yǎng)生長期葉片生長速度緩慢。不同品種的葉片形態(tài)差異大，小花型品種一般葉片較小，但柔軟性好，不易脫落，而桔星和邁瑞寶等品種葉片較大，葉偏脆性，且易發(fā)生脫落。

3.3 品種的綜合評價

按照評分標(biāo)準(zhǔn)(表10)對37個品種的16個性狀指標(biāo)的測量值進(jìn)行逐一打分，然后用表9中各項因子的綜合權(quán)重值進(jìn)行加權(quán)計算，即得到每個品種的綜合評價分值，最后對綜合得分進(jìn)行排序(表11)。

表11 各切花多頭菊品種的綜合得分及排名

參考切花菊質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、專家意見以及市場調(diào)查結(jié)果，結(jié)合37個切花多頭菊品種的綜合評分值分布情況，將其劃分為3個等級：分值大于4.400，定為Ⅰ級，共10個品種，占全部品種的27%，分別為時光、萊克斯、櫻花、都市霞光、菲麗、高爾夫、露西爾、都市、斯奈、羅西粉，這些品種在花部性狀以及整體感等主要性狀都表現(xiàn)良好，適合浙江地區(qū)夏季栽培，可以進(jìn)一步擴(kuò)大種植，栽培風(fēng)險性小；得分為 4.400～4.000定為Ⅱ級，共18個品種；分值小于4.000定為Ⅲ級，共9個品種。Ⅱ與Ⅲ級品種推廣時風(fēng)險較大，要充分了解品種的生長習(xí)性，對于株高、莖粗等性狀指標(biāo)不佳的品種，可通過改進(jìn)配套栽培技術(shù)，提高其商品性，例如，邁銳寶和桔星植株偏高，停光后應(yīng)加大B9濃度和增加噴施次數(shù)來控制株高。艾麗金枝和黑貝蒂植株矮小，使用B9時要控制噴灑濃度與減少噴施次數(shù)。同時，夏季種植需要遮黑，應(yīng)注意不同品種對遮黑敏感性差異，有效調(diào)控花期，使不同花色品種同時開花，便于搭配銷售。例如，波波白、波波紫、粉色狂潮等為早花品種，白翼、小草莓、勞力普粉為晚花品種，在種植過程中注意調(diào)整定植期和不同品種遮黑時間，可以使其花期一致。

4 討論與結(jié)論

近年隨著研究的深入，切花多頭菊品種的評價方法經(jīng)歷了從定性到定量、從單指標(biāo)到多指標(biāo)綜合評價的發(fā)展過程。層次分析法是一種定量與定性相結(jié)合，將人的主觀判斷用數(shù)量形式表達(dá)和處理的方法[22]，其通過構(gòu)建有序的遞階層次模型，最終確立層次判斷矩陣中各指標(biāo)的權(quán)重，將定性分析與定量分析有機結(jié)合起來進(jìn)行綜合評價[23]。層次分析法在客觀上提高了評價結(jié)果的有效性、可靠性和可行性[24]，可為切花多頭菊品種的篩選和針對性改善栽培技術(shù)措施提供參考。

本研究初步確立各因素的評價標(biāo)準(zhǔn)，在確立評價指標(biāo)權(quán)重時以花部性狀的權(quán)重最大，這與實際情況吻合；從綜合評價的結(jié)果來看，能較好地反映品種的生育特性和品質(zhì)狀況，表明該評價體系具有科學(xué)性和有效性，可為今后切花多頭菊品種的篩選提供一套有效評價方法。例如，白翼易受夏季高溫影響而節(jié)間伸長緩慢，表現(xiàn)為苗期生長緩慢，基部葉片密集，生育期和光反應(yīng)周期長，分別達(dá)119 d和82 d；開花不整齊，側(cè)花枝發(fā)生嚴(yán)重。同樣綠橄欖在高溫條件下易發(fā)生柳葉芽，花序不整齊，且單株花枝數(shù)較少。采用AHP法的評價結(jié)果顯示，適合夏季栽培的白色品種時光明顯優(yōu)于白翼，綠色品種高爾夫和綠森林明顯優(yōu)于綠橄欖，評價結(jié)果與實際栽培表現(xiàn)一致。

切花多頭菊品種繁多，花型、花色豐富[25]，其品質(zhì)性狀評價因子的選擇既要能全面、準(zhǔn)確地體現(xiàn)品質(zhì)特征，又要便于操作。本文利用層次分析法，在以觀賞性和適應(yīng)性為總體評價目標(biāo)下，根據(jù)切花生產(chǎn)對品種特性和市場對切花品質(zhì)指標(biāo)的要求，在選擇指標(biāo)和矩陣賦值上進(jìn)行靈活變動，確定了切花多頭菊品質(zhì)性狀指標(biāo)的權(quán)重賦值，合理量化影響切花多頭菊品質(zhì)的16項指標(biāo)。將16項指標(biāo)歸納為4個方面的作用因子，依次為整體感、葉部特征、花部性狀、生育期和光反應(yīng)周期。最終，將引種的37個切花多頭菊品種進(jìn)行評分排列，利用量化指標(biāo)對其進(jìn)行合理評價，篩選出適合浙江地區(qū)夏季栽培的多頭切花菊品種10個，其中部分品種已在生產(chǎn)上擴(kuò)大種植，如高爾夫、斯奈、菲麗不僅適合于夏季栽培，而且在嘉善和黃巖等地秋季和冬季設(shè)施栽培表現(xiàn)良好，花枝數(shù)多、花朵品質(zhì)好。