9種向日葵在長春地區的生長適應性及觀賞性評價

摘要：為篩選出適宜在長春地區種植的優質觀賞向日葵品種，并對其生長適應性和觀賞價值進行科學評價。試驗基于長春地區田間環境，采用隨機區組設計，選取9個向日葵品種開展種植試驗。通過對物候期、生長指標及觀賞性狀的觀測，結合當地氣候和土壤條件，深入探究各品種的生長適應性和觀賞價值。研究結果表明，不同品種在生長指標上存在顯著差異，‘白月光’‘文森特2包衣’和‘巧克力包衣’生長適應性優越，‘文森特2包衣’和‘金福貴’生長發育進程較早且適應性較強，‘泰迪熊’觀賞期最長。在觀賞性綜合評價中，‘泰迪熊’綜合得分最高，觀賞價值均衡性良好；‘白月光’和‘阿爾卑斯包衣’在花瓣長度、寬度及花盤直徑等正向指標上表現出色。綜上，初步篩選出適宜在長春地區栽種的向日葵品種為‘白月光’‘阿爾卑斯包衣’和‘泰迪熊’。本研究構建的系統評價體系對降低生產損耗具有重要意義，在向日葵種質資源評價中具有重要應用價值。

關鍵詞：向日葵；長春地區；熵權Topsis法；生長適應性；觀賞性評價

Growth Adaptability and Ornamental Evaluation of Nine Sunflower

Varieties in Changchun region

Weihong Lian， Nan Li， Wenlong Tu， Wenzhuo Wang， Yang Zhao， Yanli Ma *

（College of Landscape Architecture， Changchun University， 130022， Changchun， China）

Abstract：To screen out high-quality ornamental sunflower varieties suitable for cultivation in the Changchun area and conduct a scientific assessment of their growth adaptability and ornamental value. The experiment was based on the field conditions in the Changchun area， employed a randomized block design， and selected nine sunflower varieties for the planting experiment. Through the observation of phenological periods， growth indicators， and ornamental traits， in combination with the local climate and soil conditions， an in-depth exploration was carried out on the growth adaptability and ornamental value of each variety. The research findings indicate that there are significant differences in growth indicators among different varieties. White Moonlight， Vincent 2 Coated， and Chocolate Coated demonstrate superior growth adaptability. Vincent 2 Coated and Golden Fortune have an earlier growth and development process and stronger adaptability， and Teddy Bear has the longest ornamental period. In the comprehensive evaluation of ornamental properties， Teddy Bear has the highest comprehensive score and excellent balance in ornamental value. White Moonlight and Alps Coated perform exceptionally well in positive indicators such as petal length， width， and flower disk diameter. In conclusion， the sunflower varieties initially selected as suitable for cultivation in the Changchun area are White Moonlight， Alps Coated， and Teddy Bear. The systematic evaluation system constructed in this study is of great significance for reducing production losses and has significant application value in the evaluation of sunflower germplasm resources.

Keywords： Sunflower; Changchun area; Entropy weight topsis approach; Growth adaptability;

Ornamental evaluation

向日葵（Helianthus annuus L.）憑借其獨有的向光特性而享有“向陽花”之美譽[1]，位列世界五大油料作物之中，亦是我國關鍵的油料與經濟作物[2，3]。向日葵屬植物集食用、藥用、經濟、飼用、觀賞及生態等多元價值于一體[4-6]。從營養成分的角度分析，其種子蘊含豐富的蛋白質、脂肪、各類維生素以及礦物質[7]，莖葉富含鈣、鎂、鉀等元素，莖與葉可調制為青貯料，為反芻動物提供養分[8]。近年來，向日葵的種植規模呈迅速擴張之勢，在諸多地區已成為特色農產品的支柱性產業，其生長的適應性與觀賞性備受學界關注[9，10]。鑒于不同生態區域在氣候、土壤等環境條件上存在顯著差異，致使向日葵的生長表現和觀賞特性也大相徑庭[11，12]。為精準篩選出適應長春地區生長的向日葵品種，并對其觀賞性進行全面綜合的評價，該研究具有重要的學術價值和現實意義。

長春位于中國東北地區中部，土地肥沃，農業基礎良好，是我國重要的商品糧基地之一[13，14]。近幾十年來，隨著城市發展和農業生產方式的轉變，加上人類活動（如不合理的土地開發）及氣候變化（如極端降水）等因素的影響，長春部分地區約30%的農田出現了土壤板結、肥力下降和生態功能受損等情況，農田植被覆蓋度逐漸降低，原有良好的農業生產環境遭到一定程度的破壞[15-17]。除此之外，像向日葵等當地優質經濟作物品種的選育滯后，致使農業產業結構不夠優化，為當地農業發展帶來了一定挑戰[18]。向日葵作為具有較高經濟價值的作物，能夠適應長春地區夏季高溫多雨、冬季寒冷干燥的氣候條件。因此，選育和推廣優質向日葵品種是大力發展向日葵產業、解決當地農產品品種單一、促進農民增收的有效途徑，也是在較短時間內優化農業產業結構和推進當地農業可持續發展的關鍵舉措。

鑒于此，該試驗引進國外優質向日葵品種，于長春地區就供試向日葵的關鍵生長性狀、經濟價值與觀賞特性展開深入且系統的探究。通過對其生長全程的物候期、生長指標及觀賞性狀進行嚴密且全方位的觀測剖析，并與當地氣候和土壤條件緊密結合，深入細致地探討其在長春地區的生長適應性。同時，運用科學精準的熵權 Topsis 法對觀賞性進行綜合評估，得出不同品種在該區域的精確適應狀況評估結果，旨在精準篩選出契合長春地區種植推廣的優良品種，為有力推動長春地區向日葵的規模化種植、生產及應用提供優質且可靠的種質資源。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于吉林省長春市長春大學園林學院試驗田，該地屬于溫帶大陸性半濕潤季風氣候，年平均日照2 544.8 h，有效積溫2 850 ℃，無霜期145 d，年平均氣溫5.8 ℃，年平均降水量558 mm。供試土壤類型為壤土，其基本理化性質如表1所示，試驗前進行統一整地，試驗期間精耕細作。

1.2 試驗材料

供試向日葵共有9個品種，包括‘白月光’、‘文森特2清新’、‘文森特2包衣’、‘阿爾卑斯包衣’、‘巧克力包衣’、‘金福貴’、‘泰迪熊’、‘卡巴萊’和‘金擁碧翠’。供試育苗基質為實驗室自制，配方為泥炭：蛭石：椰糠：珍珠巖=3：2：1：1。

1.3 試驗設計

1.3.1 播種育苗

于2023年6月21日開展向日葵的播種育苗，參考李毅杰[19]等的方法利用育苗基質于50孔育苗穴盤種進行育苗，每穴1粒種子，播種于距離基質表面0.5 cm處，每個品種育苗3盤。各穴盤同時澆灌1.5 L清水，置于人工氣候室，在25 ℃、80%濕度條件下培養20 d，育苗期間各品種穴盤適時進行等量清水補充。

1.3.2 定植移栽

育苗20 d后各品種選取長勢一致的幼苗移栽至供試土壤中，每個品種定植100株，定植間隔為25 cm，每行20株，共5行，行距70 cm。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 物候期調查

參考《向日葵種質資源描述規范和數據標準》中規定的方法對觀賞向日葵的物候期進行調查，記錄每種向日葵的出苗期、現蕾期、露色期、初花期、盛花期和終花期等階段的時間，其界定標準如表2所示。

1.4.2 農藝性狀調查

于盛花期進行農藝性狀調查，從每個品種的100株定植植株中隨機抽取3株長勢基本一致的植株，對其株高、莖粗、節間長、葉寬、葉長、花瓣長、花瓣寬、花盤直徑、花瓣顏色、花瓣類型和分枝類型等指標進行測量。株高使用卷尺測量，從地面到植株頂端的垂直距離；莖粗使用電子數顯游標卡尺于離地3 cm 處測量植株主莖的直徑；節間長使用直尺測量向日葵基部第三節之間的距離（精確度1 mm）、葉寬和葉長使用直尺測量，測定向日葵冠層上部（上數第2片葉，上葉）、冠層中部（上數第 5片葉，中葉）、冠層下部（上數第8片葉，下葉）葉片，并取平均值；花瓣長、花瓣寬和花盤直徑通過游標卡尺來測量主花盤的舌狀花長、寬及主花盤直徑；花瓣顏色、花瓣類型和分枝類型通過觀察記錄。

1.4.3 觀賞性評價

利用主成分分析的方式進行9種向日葵的觀賞性評價，選取農藝性狀指標作為評價指標進行綜合評價，其中花瓣長、花瓣寬和花盤直徑為定量化指標，花瓣顏色、花瓣類型和分枝類型為定性化指標，并確定其賦值標準（表3）。該研究采用“熵權Topsis法”對9種向日葵的觀賞性進行綜合評價[20，21]。具體計算過程如下所示：

1.5 數據處理

利用Excel 2019軟件對數據進行整理，通過DPS 18.10軟件中的鄧肯新復極差法進行單因素試驗統計分析，利用Python 3.7軟件通過“熵權Topsis法”進行綜合評價，圖片繪制通過Origin 2020 Pro軟件進行。

2 結果與分析

2.1 生長指標

根據圖1可知，不同品種向日葵在各項指標上表現出顯著差異。株高方面，‘巧克力包衣’最高（177.5 cm），‘白月光’次之（172.5 cm），‘泰迪熊’最低（48.75 cm）；莖粗則以‘白月光’最大（2.92 cm），‘文森特2包衣’次之（2.83 cm），‘泰迪熊’最小（1.51 cm）。在節間長方面，‘白月光’最長（22.25 cm），‘泰迪熊’最短（15.50 cm）。葉寬以‘阿爾卑斯包衣’最大（25.00 cm），‘文森特2包衣’次之（23.75 cm），‘泰迪熊’最小（13.25 cm）；在葉長方面，‘文森特2包衣’最長（28.50 cm），‘金福貴’最短（17.00 cm）。葉片數最多的是‘白月光’（22.75片），‘金福貴’次之（20.50片），最少的是‘巧克力包衣’（12.00片）。從生長指標來看，‘白月光’在株高、莖粗、節間長、葉寬和葉片數等多項指標上表現優異，具備較高的觀賞價值和生長潛力。‘文森特2包衣’在莖粗和葉長方面表現突出，顯示出良好的生長適應性。‘巧克力包衣’盡管葉片數較少，但株高和葉長較好，觀賞性強。相對而言，‘泰迪熊’在所有指標上表現較弱。總的來說，‘白月光’‘文森特2包衣’和‘巧克力包衣’在長春地區的生長適應性較為優越。

2.2 物候期調查

根據表4中9種向日葵在長春地區的物候期調查數據，可以對其生長適應性和觀賞性進行綜合分析。在出苗期方面，‘文森特2包衣’出苗最早，為4 d；‘白月光’出苗最晚，為7 d，其他品種均為6 d，這可能與種子處理方式及品種特性相關。現蕾期上，‘金福貴’最早現蕾，為26 d；‘泰迪熊’最晚，為42 d。露色期中，‘巧克力包衣’最早，為41 d；‘泰迪熊’最晚，為58 d。始花期表現為‘巧克力包衣’最早，為42 d；‘泰迪熊’最晚，為59 d。盛花期以‘文森特2包衣’最早，為48 d；‘泰迪熊’最晚，為96 d。終花期顯示‘文森特2包衣’最早終花，為63 d；‘泰迪熊’最晚終花，為96 d。綜合來看，‘文森特2包衣’和‘金福貴’在長春地區表現出較早的生長發育進程，適應性較強；而‘泰迪熊’的觀賞期最長，持續37 d，可供觀賞的時間最長。

2.3 觀賞性指標

根據表5中9種向日葵的觀賞性指標數據可知，不同品種在花瓣長度、花瓣寬度、花盤直徑、花朵數量、花瓣顏色、花瓣類型和分枝類型等方面表現出明顯的差異。‘白月光’花瓣最長，為5.90±0.23 cm；‘泰迪熊’花瓣最短，為3.49±0.59 cm，兩者相差40.85%（Plt;0.05）。‘泰迪熊’花瓣最寬，為3.49±0.59 cm；‘金擁碧翠’花瓣最窄，為1.46±0.08 cm，兩者相差58.17%（Plt;0.05）。‘文森特2包衣’的花盤直徑最大，為18.48±2.18 cm；‘泰迪熊’的花盤直徑最小，為3.33±0.53 cm，相差81.98%（Plt;0.05）。‘巧克力包衣’的花朵數量最多，為18.75±5.92；‘白月光’最少，為1.00±0.00，兩者相差94.67%（Plt;0.05）。‘白月光’、‘阿爾卑斯包衣’和‘巧克力包衣’的花瓣顏色評分最高（0.8）；‘文森特2清新’‘文森特2包衣’‘金福貴’、‘泰迪熊’‘卡巴萊’和‘金擁碧翠’的評分最低（0.5）。‘泰迪熊’‘卡巴萊’和‘金擁碧翠’的花瓣類型評分最高（0.8）；‘白月光’‘文森特2清新’‘文森特2包衣’和‘阿爾卑斯包衣’的評分最低（0.6）。‘金福貴’和‘泰迪熊’的分枝類型評分最高（0.7）；‘白月光’和‘阿爾卑斯包衣’的評分最低（0.4）。綜合各項觀賞性指標，‘白月光’在花瓣長度和顏色上表現優異；‘文森特2包衣’在花盤直徑上表現突出；‘巧克力包衣’在花朵數量和顏色上具備優勢。‘泰迪熊’雖然花瓣較短，但在花瓣寬度、類型和分枝類型上表現良好。

2.4 觀賞性綜合評價

通過熵權-Topsis法的綜合評價可知（表6），泰迪熊的綜合得分最高，為0.5175，表現最為均衡，特別是在分枝類型和花瓣類型上得分較高。白月光和阿爾卑斯包衣分別以0.5067和0.5020的綜合得分緊隨其后，這兩個品種在花瓣長、花瓣寬和花盤直徑等正向指標上表現優異。巧克力包衣的得分為0.4848，在花瓣顏色和花盤直徑方面表現突出。‘金擁碧翠’和‘卡巴萊’的得分接近，分別為0.4758和0.4745，表明它們在各項指標上的表現較為均衡但不夠突出。‘文森特2清新’和‘文森特2包衣’的得分分別為0.2020和0.1710，顯著低于其他品種，主要是在花盤直徑和花朵數等關鍵指標上表現不佳。‘金福貴’得分最低，為0.0873，表明其在所有指標中的表現均不突出，尤其是在花瓣長、花盤直徑和花瓣顏色等正向指標上得分較低。進一步分析各品種到理想解和負理想解的距離，‘泰迪熊’與負理想解的距離最遠且與理想解的距離較近，表明其接近理想狀態，綜合表現最佳；‘金福貴’距離理想解最遠且距離負理想解最近，綜合表現最差。熵權法計算的權重結果顯示，花瓣顏色和花瓣類型的權重最高，均為0.3203，表明在評價花卉品種時，這兩個指標對綜合得分的影響最大。分枝類型、花瓣寬和花盤直徑的權重也較高，分別為0.0972、0.1226和0.0544，進一步反映了這些指標在品種綜合評價中的重要性。

2.5 相關性分析

根據相關性熱圖的分析結果（圖2），9種向日葵的各項觀賞性指標之間存在顯著關系。花瓣長與花瓣寬、葉片數和葉寬呈顯著正相關（Plt;0.05）。花瓣寬與花盤直徑和葉片數顯著正相關，與葉長顯著負相關（Plt;0.05）。花盤直徑與株高和莖粗顯著正相關，與花瓣顏色顯著負相關（Plt;0.05）。花朵數與花瓣類型、分枝類型、株高、莖粗和葉片數顯著正相關，與葉寬顯著負相關（Plt;0.05）。花瓣顏色與株高、莖粗、葉片數、節間長和葉寬顯著負相關（Plt;0.05）。花瓣類型與花朵數和株高顯著正相關，與節間長顯著負相關（Plt;0.05）。分枝類型與花朵數和株高顯著正相關（Plt;0.05）。株高與花盤直徑、花朵數、花瓣類型和分枝類型顯著正相關，與花瓣顏色顯著負相關（Plt;0.05）。莖粗與花盤直徑、花朵數和株高顯著正相關，與花瓣顏色顯著負相關（Plt;0.05）。葉片數與花瓣長、花瓣寬、花朵數和葉寬顯著正相關，與花瓣顏色顯著負相關（Plt;0.05）。節間長與花瓣類型和花瓣顏色顯著負相關（Plt;0.05）。葉寬與花瓣長、花瓣寬、葉片數顯著正相關，與花朵數和花瓣顏色顯著負相關（Plt;0.05）。葉長與花瓣寬顯著負相關（Plt;0.05）。綜上所述，花瓣長與花瓣寬、葉片數和葉寬有顯著正相關，表明花瓣長較大的向日葵品種通常也具有較寬的花瓣和較多的葉片。花盤直徑與株高和莖粗顯著正相關，說明花盤較大的品種通常植株也較高且莖較粗。花瓣顏色與多項指標呈顯著負相關，可能影響整體觀賞性。

3 討論與結論

3.1 討論

研究表明，不同向日葵品種在生長指標上存在顯著差異。‘白月光’‘文森特2包衣’和‘巧克力包衣’等品種在株高、莖粗、葉寬和葉長等方面表現出優越的生長適應性，‘白月光’在株高、莖粗和葉片數量方面表現出色，表明其在長春環境中具有強大的生長潛力。同樣，‘文森特2號包衣’在莖粗和葉長方面表現出色，表明其具有良好的適應性。盡管‘巧克力包衣’葉片較少，但它的株高和葉長令人印象深刻，具有美學吸引力。這些發現與之前的研究一致，強調了生長性狀在評估植物對特定區域適應性的重要性。例如，Ge等人的研究指出植物高度和莖粗是適應性的關鍵指標[22]，該研究中‘白月光’和‘文森特2包衣’在這些方面的優異表現驗證了這一觀點。

物候期調查顯示，‘文森特2包衣’和‘金擁碧翠’等品種具有較早的生長發育過程，這表明它們對長春地區的環境條件具有更強的適應性。而‘泰迪熊’具有最長的觀賞期，這對于觀賞植物來說是一個非常理想的特性。這些物候期的差異對于在特定氣候條件下選擇合適的向日葵品種具有重要的指導意義，與史鑫蕊等人的研究結果相符[23]，即早熟品種通常具有更強的適應性。

通過熵權 Topsis 法對觀賞性狀進行綜合評價，‘泰迪熊’品種由于在分枝型和花瓣型方面表現出色，綜合得分最高，其觀賞價值具有良好的平衡性。‘白月光’和‘阿爾卑斯包衣’品種在花瓣長度、寬度和直徑方面表現出色，也具有較高的觀賞價值。該研究建立的系統評價體系為向日葵品種的觀賞價值評價提供了可靠的方法，并且與其他多屬性決策方法相比[24]，熵權 Topsis 法在處理多維數據和綜合評價方面具有明顯的優勢，使得評價結果更加科學可信。

本研究對中國北方向日葵產業的發展具有重要的指導意義，具體表現為以下幾個方面：1）在品種篩選與推廣層面，白月光、阿爾卑斯包衣和泰迪熊于長春地區呈現出卓越的表現，為北方地區提供了優質的種質資源。其他地區可參照這些品種的特性，并結合當地的環境條件進行種植[25-27]，從而推動產業的發展并增加農民的收益。2）在觀賞價值提升方面，明確了花瓣長度等指標對觀賞價值的重要影響，為北方地區發展向日葵觀賞產業提供了科學依據，有助于滿足市場需求并促進相關產業的發展。3）適應性研究表明，不同品種的生長指標和物候期存在差異，種植者應充分考慮當地的環境條件，進行合理布局，以充分發揮向日葵的經濟和觀賞價值。4）熵權 - Topsis法綜合評價體系能夠精確評估向日葵的生長適應性和觀賞價值，應用該體系可提高種質資源評價和品種選育的效率與準確性，推動產業的可持續發展。

在不同環境條件下推廣應用時，需注意該研究結果的普適性有限[28]，應進行適應性試驗以確保品種在新環境中良好生長。1）多地點試驗有助于深入探究品種與環境的相互作用，為推廣應用提供科學依據。2）深入研究性狀的遺傳基礎有助于選育出適應性更強、觀賞價值更高的品種，從而擴大向日葵的種植范圍。3）因地制宜的種植策略包括根據環境條件選擇種植時間、管理方法和防治措施，并結合市場需求調整種植品種結構，以實現經濟效益和觀賞價值的最大化。4）產業協同發展注重加強產業鏈各環節的銜接與合作，以充分發揮產業的綜合效益，促進北方地區農業經濟的發展。此外，該研究存在一定的局限性，未來需要進行多地點試驗以進一步驗證研究發現，并深入探索性狀的遺傳基礎以選育更優的品種。

3.2 結論

本研究運用熵權 - Topsis 法，針對長春地區引種的9個向日葵品種的物候期及農藝性狀展開了綜合評價，并構建起科學且合理的向日葵觀賞性狀系統評價體系。研究結果顯示，泰迪熊綜合得分最高，位列榜首，其在分枝類型和花瓣類型方面表現卓越，呈現出高度的均衡性；其次為白月光和阿爾卑斯包衣，在花瓣長度、寬度以及花盤直徑等正向指標上表現出色。這3個品種生長適應性良好，各項性狀優良，觀賞價值頗高，可在長春地區優先引種推廣，后續可作為重點育種對象。由此可見，本研究構建的系統評價體系能夠應用于我國北方地區觀賞向日葵的引種栽培，有助于降低生產損耗，在向日葵種質資源評價中具備廣泛的應用價值。

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