多季開花木蘭綜合評價體系的建立及優良品種篩選

張杰 張春英 奉樹成

摘 ? ?要：為擴大木蘭科木蘭屬植物優良品種在上海乃至長三角地區的推廣應用，運用層次分析法（AHP）建立了多季開花木蘭綜合評價模式，從植株形態、花部形態、生長適應性3個方面篩選出11個評價因子，對39個木蘭品種的應用價值進行了綜合評價。結果表明：花期、花量、抗寒等性狀指標是影響木蘭應用的主要因子。根據AHP評價結果，將39個木蘭劃分為5個等級：Ⅰ級包括2個品種（種）;Ⅱ級包括7個木蘭品種（種）;Ⅲ級包括15個木蘭品種（種）;Ⅳ級包括13個木蘭品種（種）;Ⅴ級包括2個品種（種）。綜合評價結果，隸屬Ⅰ級和Ⅱ級的‘紅吉星、‘鄉村紅和‘紅笑星等多季開花木蘭品種（種）在上海地區綜合性狀表現優良。

關鍵詞：多季開花木蘭;綜合評價;層次分析法;花期

中圖分類號：Q949.747.1 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ?DOI 編碼：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

木蘭科經典分類系統中將木蘭屬（Magnolia L.）細分為木蘭亞屬（Subgen. Magnolia）和玉蘭亞屬（Subgen. Yulania）[1]。木蘭屬植物為常綠或落葉的喬灌木，其株型優美、花大色艷、香氣濃郁，是著名觀賞花木[2-3]。據統計全世界現有木蘭屬注冊品種在1 000個以上，玉蘭亞屬有200種以上[4-5]。多季開花木蘭（Multi-season flowering Magnolia）指在自然條件下可以春夏或春秋兩次開花，部分品種甚至在春夏秋三季開花的木蘭;極大的提高了觀賞效果，其應用研究在園林綠化中具有重大意義。上海植物園多年來從國內外引進木蘭屬植物100多種，現有39個多季開花木蘭品種（種）生長良好;需建立一套合適的評價體系，從植株形態、花部形態、生長適應性三個方面進行綜合評價，以便于指導今后的種質篩選、生產應用及新品種選育等工作。近年來，層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP）在觀賞園藝植物評價與選育等方面得到廣泛應用，取得良好效果，但在木蘭屬植物研究中尚未查到應用文獻。

層次分析法是美國匹茨堡大學運籌學家薩蒂（Saaty T. L.）于20世紀70年代初提出的一種系統分析法，目前在我國經濟管理、能源系統分析、科研成果評價等領域已經得到了廣泛應用。它是一種定量與定性相結合，將人的主觀判斷用數量形式表達和處理的方法，因而在客觀上大大提高了評價結果的有效性、可靠性和可行性。因此，本文運用該方法對上海植物園引進的多季開花木蘭建立綜合評價體系，旨在篩選適合上海地區種植的優良品種，為下一步推廣應用提供理論依據和品種參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料為上海植物園近年來從國內外引進的39個木蘭屬品種（種）引種后適應性生長3年以上，每種至少5棵以上，各品種規格選擇地徑3 cm以上，性狀穩定、生長健壯的植株作為樣本，每種選擇5株作為觀察對象。

1.2 試驗方法

綜合評價指標體系采用3層結構設計，指標的選取從科學性、可比性、客觀性和可操作等幾個方面綜合考慮，所選取的指標概念明確，數據容易獲取，并能轉化成評價結果進行表述。結合前人的理論研究成果，初步建立多季木蘭的綜合評價指標體系框架，該評價指標體系有目標層（A）、準則層（B）和方案層（C）組成（表1），具體評價指標包括植株形態指標（整體效果、分枝級、株高、冠型），花部形態指標（花期長短、著花量、花色、花徑、花型、花期早晚、花香、花質地）和生長適應性指標（抗寒能力、抗病蟲害能力、抗鹽堿害能力、抗旱能力）等16個。

由于各指標的作用不同，對評價的結果影響程度差異明顯，為了區分各指標對綜合評價系統的影響，對各指標的重要性進行比較然后得出指標權重值。本試驗采用層次分析法（AHP）和專家調查評判法（Delphi）相結合的方法來確定各指標權值。試驗邀請9位從事植物分類、植物資源、植物栽培學等工作的專家填寫調查表。根據專家的意見首先篩選11個指標作為最終考察指標（表1），用層次分析法中1～9的標度確定準則層和方案層各指標的重要性，用yaahp 0.6.0層次分析軟件對專家評判調查的數據進行統計分析，對于不能達到一致性檢驗要求的返回重新填寫，達到要求的計算出專家評判結果。最終用9位專家的評判調查結果計算出各指標的平均權重值，計算結果見表1。為了對各評價指標進行定量評價獲得最直接數據，需要對各評價指標的生物特性進行評判賦分，通過召開專家會，對11個指標的賦分劃界情況見表2。

2 結果與分析

2.1 綜合評價體系分析

由表1綜合評價體系框架及權重平均值可以看出，準則層和方案層各權重平均值差異明顯。準則層中花部形態（B2）權重平均值最高為0.596 5，生長適應性（B3）權重平均值為0.269 7，植株形態（B1）權重平均值最低為0.133 9;花部形態（B2）明顯比生長適應性（B3）和植株形態（B1）都要重要。植株形態方案層中整體效果（C1）權重平均值為0.083 1，分枝級（C2）權重平均值是0.035 5，株高（C3）權重平均值為0.015 3，整體效果（C1）明顯比分枝級（C2）和株高（C3）重要。花部形態方案層中花期長短（C4）權重平均值0.244 0，著花量（C5）權重平均值為0.191 9，花色（C6）權重平均值為0.083 4，花型（C7）權重平均值為0.040 8，花徑（C8）權重平均值0.036 4;花期長短（C4）和著花量（C5）明顯比花色（C6）、花型（C7）和花徑（C8）重要。生長適應性方案層中抗寒能力（C9）權重平均值為0.174 2，抗病蟲害能力（C10）權重平均值為0.062 2，抗鹽堿能力（C11）權重平均值為0.033 3;抗寒能力（C9）明顯比抗病蟲害能力（C10）和抗鹽堿能力（C11）重要。整個方案層中花期長短（C4）最為重要，其次是著花量（C5）和抗寒能力（C9），然后是花色（C6）、整體效果（C1）和抗病蟲害能力（C10），花型（C7）、花徑（C8）、分枝級（C2）和抗鹽堿能力（C11）權重平均值一般，株高（C3）權重平均值最低;說明方案層中花期長短（C4）最為重要，其次是著花量（C5）和抗寒能力（C9），株高（C3）最后考慮。準則層中花布形態（B2）權重平均值最大，生長適應性（B3）權重平均值次之，植株形態（B1）權重平均值最小;這說明多季木蘭評價體系準則層中花部形態（B2）占絕對優勢，其次是生長適應性（B3），最后是植株形態（B1）。這與9位專家前期反饋的重要性評估一致，可以進行下一步研究。

2.2 評價結果分析

根據表3的調查結果，對照表2各性狀指標的賦分值，將各性狀的賦分值乘以相應的權重可得該指標的評價值，然后將11個指標的評價值相加，其總和即為該品種（種）的綜合評價值，計算公式：P=WiPi。式中P為綜合評價指標值，Wi為第i個指標的權重，Pi為第i個指標的賦分值。參評品種（種）的綜合評價結果見表3。按照所獲得的綜合評分，39個木蘭被劃分為5個等級（表3）：推廣應用價值最高的Ⅰ級（P值≥8），只有‘紅吉星和‘鄉村紅2個木蘭品種（種）;應用價值較高的Ⅱ級（8>P值≥7），包括‘紅笑星、‘紅霞、‘紅金星、‘紅壽星、‘紫霞、‘紅元寶和‘玫紅7個木蘭品種（種）;應用價值一般的Ⅲ級（7>P值≥6），包括‘皇家之星、‘綠星和‘青皮玉蘭等15個木蘭品種（種）;應用價值較低的Ⅳ級（6>P值≥5），包括‘白玫瑰、‘丹馨玉蘭和柳葉玉蘭等13個木蘭品種（種）;應用價值最低的Ⅴ級（P值<5），包括‘皇冠和‘金色禮品2個品種（種）。綜合評價結果，隸屬Ⅰ級和Ⅱ級的‘紅吉星、‘鄉村紅和‘紅笑星等多季木蘭品種（種）在上海地區有很大的應用前景。

3 結論與討論

木蘭科植物擁有1 000個以上的栽培品種，其中玉蘭亞屬有200個品種（種）以上[1，4-5]，其與木蘭屬間部分雜交具有親和性[6-7]。因此，木蘭屬遺傳背景及其復雜[4，8]，這就使得木蘭品種間的觀賞特性和生物學特性差異較大，必須要建立一個系統全面的綜合評價體系應用于推廣和指導新品種選育工作[2-4]。本研究是在借鑒其他花卉綜合評價機制的基礎上，邀請專家根據實際情況，結合定量和定性指標相結合的方法，初步建立適用于多季木蘭AHP的綜合評價模型[9-12]，試驗證明該綜合評價模型切實可行與觀測結果吻合。

在多季木蘭AHP的綜合評價模型中，共有3個準則層包含11個指標。準則層B中，花部形態（B2）分布的權重最大，生長適應性（B3）次之，即木蘭主要以觀花為主，作為園林綠化樹種，生長適應性也不容忽視[5，13]。指標層C中，花期長短（C4）的平均權重值最大，其次是花量（C5）的平均權重值，即體現重要性又符合現在育種和市場要求，即人們希望培育出花期長、花量大的木蘭品種。抗寒性（C9）也是上海地區木蘭引種和育種要考慮的重要因素，考慮到木蘭屬中落葉類品種（種）主要分布在我國溫帶和西南高山，常綠類品種（種）主要分布在亞熱帶和熱帶地區的情況而制定[2-3]，其他地區應根據實際情況調整適應性指標。木蘭屬植物的花、葉、果均可供觀賞，其中葉型獨特的柳葉木蘭（Magnolia salicifolia）、漏斗葉望春玉蘭（Magnolia biondii）、凹葉木蘭（Magnolia sargentiana）和花葉玉蘭（Magnolia denudata）等觀葉價值也非常高。秋日里，黃山木蘭（Magnolia cylindrica）、望春玉蘭（Magnolia biondii）和華中木蘭（Magnolia denudata）的累累碩果也能引無數人側目，是否可以作為評價指標有待于進一步研究[2-4]。

本研究供試材料主要以多季木蘭為主，花期長短主要考慮多季木蘭的花期，忽略一季花木蘭的花期優劣，況且花期權重均值又比較大，這就造成在上海地區適應性較好的白玉蘭（Magnolia denudata）等品種（種）的綜合評價較低，如果只考慮春季花期綜合評價結果如何，還有待于進一步研究。由于木蘭科植物遺傳背景復雜，本次試驗引種的苗木都是嫁接苗，引種年限具有差異性，嫁接砧木不一致，以上因素對于本試驗結果的影響尚不清楚。多季木蘭由于多次開花，栽培養護措施與白玉蘭等一季木蘭有諸多不同，需要制定相應的技術標準來規范栽培養護，但目前尚屬空白。多季木蘭是近些年培育的新品種，由于體量相對較小，便造成其園林應用形式和植物配置模式更加靈活。目前我國園林設計者和種植者對于多季木蘭的認知水平普遍偏低，需要開展該方面的知識培訓。

白玉蘭是上海市的市花，姊妹群體是上海“四化”建設的重要植物材料，開展木蘭科木蘭屬植物的應用研究意義重大。運用層次分析法（AHP）建立了多季木蘭綜合評價模式，從植株形態、花部形態、生長適應性3個方面篩選出11個評價因子，對39個木蘭品種（種）的應用價值進行了綜合評價，隸屬Ⅰ級和Ⅱ級的‘紅吉星玉蘭、‘鄉村紅玉蘭等多季木蘭品種（種）在上海地區綜合性狀表現優良，應用前景廣闊。多季木蘭AHP的綜合評價體系相對客觀、較為合理、實用性較強，可以用于后續多季木蘭資源品種評價，指導育種的親本選擇和子代的優選以及推廣應用等。

參考文獻：

[1]中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志，第三十卷，第一分期[M].北京：科學出版社，1996：126-141.

[2]劉玉壺，曾慶文，周仁章，等.中國木蘭[M].北京：北京科學技術出版社，2004：6-15，28-29.

[3]楊科明，陳新蘭.中國遷地栽培植物志.木蘭科[M].北京：科學出版社：2016：1-8，23-25.

[4]趙天榜，任志峰，田國行，等.世界玉蘭屬植物種質資源志[M].河南：黃河水利出版社：2013.

[5]王飛罡.木蘭屬植物在園林上的應用[J].北京林業大學學報，2001，23（S2）：103-105.

[6]龔洵，潘躍芝，楊志云.木蘭科植物的雜交親和性[J].云南植物研究，2011，23（3）：339-344.

[7]王亞玲，李勇，張壽洲，等.木蘭科植物的人工雜交[J].武漢植物科學研究，2003，21（6）：508-514.

[8]劉秀麗.中國玉蘭種質資源調查及親緣關系研究[D].北京：北京林業大學，2011.

[9]吳曉星，劉鳳欒，房義福，等.36個歐美觀賞海棠品種（種）應用價值的綜合評價[J].南京林業大學學報（自然科學版），2015，39（1）：93-98.

[10]郭倫發，王新桂，江新能，等.廣西主要木本油料植物生態經濟綜合評價[J].經濟林研究，2014，32（3）：81-86.

[11]劉洋，高宇，張睿.基于AHP模型的冬季校園植物景觀評價—以東北林業大學為例[J].安徽農業科學，2017，45（4）：171-173.

[12]王文元，史國旭，周文強，等.熵AHP法對鳶尾宿根花卉的綜合評價[J].中國農學通報，2012，28（16）：292-298.

[13]曹受金，劉輝華.木蘭科觀賞樹種在園林綠化中的應用[J].安徽農業科學，2006，34（23）：6183-6184.