邵伟丽，廖娣华,2，刘志高,2，申亚梅,2，董 彬,2，杨丽媛,2

（1. 浙江农林大学 风景园林与建筑学院，浙江 杭州 311300；2. 浙江农林大学 浙江省园林植物种质创新与利用重点实验室，浙江 杭州 311300）

铁线莲属Clematis植物隶属毛茛科Ranunculaceae，为多年生草质或木质藤本植物，广布于世界各地，现有350余种，其中在中国有147种，分布于各地，以华中与西南地区居多[1−3]。铁线莲栽培品种众多，花色多彩丰富，花期较长，深受园艺爱好者喜爱，且其具较强的耐寒、耐旱等抗逆能力，在垂直绿化、展览切花、家庭园艺、地被等方面广泛应用，素有“藤本皇后”之美誉，但目前有关铁线莲引种栽培与观赏性评价的报道却十分有限。

层次分析法(analytic hierarchy process，简称AHP)是一种通过构建指标评价体系，计算出各因子的权重值，实现将定性研究转化为定量研究的评价方法[4]。灰色关联度分析法(gray correlation analysis)常被用来对作物品种的主要性状进行综合的量化评估，能较为全面地评估品种的优劣[5]。本研究以20个铁线莲品种在杭州地区的物候观测为基础，将AHP法与灰色关联度分析法结合，兼顾定性与定量分析以及主观与客观评价，构建铁线莲品种的观赏性评价模型，最终实现对20个铁线莲品种观赏性状的综合评价，旨在避免盲目引进，提高引种成功率，以及促进铁线莲品种的园林应用。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

铁线莲品种的物候观测在浙江农林大学铁线莲种质资源圃(30°13′19.2″N，119°44′9.6″E，平均海拔为30 m)进行。该地属北亚热带季风气候，温暖湿润，四季分明，年平均气温为13.0 ～21.0 ℃，年平均日照时数为1 939.0 h，无霜期为234.0 d，雨量充沛。

1.2 试验材料

选用20个铁线莲品种5年生扦插苗为试材，均购自浙江虹越花卉有限公司，每个品种10株。使用m(泥炭)∶m(珍珠岩)=1∶1的基质盆栽，定植于浙江农林大学铁线莲种质资源圃内，水肥及病虫害行常规管理。试验材料的亲本来源、品种特性等基本信息见表1。

表1 20个铁线莲品种的基本信息Table 1 Basic information of 20 Clematis cultivars

1.3 物候期观测

在2019—2021年对20个铁线莲品种的主要物候期及生长发育情况进行观测记录，主要包括萌芽期、抽枝展叶期、始花期、盛花期、末花期、结实期和落叶期。各物候时期的划分标准见表2。在盛花期记录株高、节间距、叶长(复叶)、叶宽(复叶)、花径、花期及单株开放的花数。采用英国皇家园艺协会RHS植物比色卡(RHS Large Colour Chart)标记花萼和雄蕊色值；在结实期记录单株结种花数、单花接种数、果序发育状况、果序直径等，其中叶长、叶宽由10对中上部健康叶片均值所得。

表2 铁线莲品种物候期划分标准Table 2 Criteria for dividing the phenological period of Clematis cultivars

1.4 观赏性评价

1.4.1 构建评价模型依据 NY/T 2583—2014《植物新品种特异性、一致性和稳定性的测试指南 铁线莲属》(以下简称《测试指南》)[6]，结合相关园艺专家的意见，选用植株性状(B1)、叶部性状(B2)、花部性状(B3)和果部性状(B4)作为观赏特性评价对象。以生态型(C1)、株高(C2)、节间距(C3)作为植株性状测定指标，以叶长(C4)、叶宽(C5)作为叶部性状测定指标，以萼片色系(C6)、花型(C7)、雄蕊色系(C8)、花径(C9)、花数(C10)、花期(C11)作为花部性状测定指标，以果序发育状况(C12)、果序数量(C13)、果序直径(C14)作为果部性状测定指标，构建3层AHP评价模型。

1.4.2 构造判断矩阵、一致性检验 采用1 ～9比例标度法，结合《测试指南》中对观赏性状的重要性进行定性评价构建两两比较判断矩阵，计算最大特征根λmax。依据公式IC=(λmax−n)/(n−1)(n为矩阵阶数)和RC=[(λmax−n)/(n−10)]/IR(IR为平均随机一致性指标)，计算一致性指标IC和RC，各指标的权重系数Wi采用方根法[7]计算，若RC＜0.10，则判断矩阵通过一次性检验。

1.4.3 数据采集与整理 对株高(C2)、节间距(C3)、叶长(C4)、叶宽(C5)、花径(C9)、花数(C10)、花期(C11)、果序数量(C13)和果序直径(C14)等9个指标，直接采用物候观测数据；对生态型(C1)、萼片色系(C6)、花型(C7)、雄蕊色系(C8)和果序发育状况(C12)采用5分制法赋值。具体评分标准见表3。

表3 20个铁线莲品种评价指标评分标准Table 3 Evaluation index scoring standard of 20 Clematis cultivars

1.4.4 灰色关联系统的构建 参考常宝亮等[8]的方法，结合铁线莲形态特征加以优化，构建铁线莲“理想种”X0模型，花期、花数和果序发育状况以最大值为理想值；株高、节间距、叶长、叶宽、花径、果序数量和果序直径以平均值为理想值。

在构建“理想种”X0后，对各品种的数据进行无量纲化处理，并计算参试材料14个性状与X0的灰色关联系数ξi和关联度ri。公式为：

其中：i为品种数 (1,···,20)，k为指标数 (1,···,14)；|C0(k)−Ci(k)|表示理想品种第k个性状无量纲化处理的测度值与第i个品种该性状测度值的差值的绝对值；ρ为分辨系数(取 0.5)；Wk为第k个性状的权重，n为性状数量；关联度(ri)越大，说明与“理想种”X0的性状特征越接近，评价结果越好。

2 结果与分析

2.1 生长周期与叶部性状观测

由观测数据(表4)可以看出：供试铁线莲品种的萌芽期在2月中旬至3月下旬，抽枝展叶期多发生于萌芽期后的7 d左右，且与萌芽期有交叉，持续时间为12 ～41 d。除常绿品种‘雪舞’外，其他品种均在12月中下旬至翌年1月上中旬落叶，平均时长为18 d。20个铁线莲参试品种的株高为1.3 ～3.2 m，平均节间距为8.2 ～20.8 cm。叶型多为三出或羽状复叶，叶长为13.7 ～25.9 cm，大多数品种的叶宽比叶长略小，为10.4 ～27.8 cm (表5)。

表4 20个铁线莲品种生长物候期Table 4 Records of growth phenology of 20 Clematis cultivars

表5 20个铁线莲品种叶部性状统计Table 5 Leaf traits statistics of 20 Clematis cultivars

2.2 开花观测及花部性状观测

20个品种的花期多集中在4—6月(表6)，最早开花的为‘雪舞’(始花期为2月19—27日)，最迟开花的为‘卡娜瓦’(始花期为5月23—31日)。参试品种的总花期时长为23 ～61 d，单花寿命最长的为‘如古’(24 d)，最短的品种为‘卡娜瓦’(13 d)。20个铁线莲品种的盛花期为15 ～30 d，平均23 d，末花期为4 ～13 d，平均9 d。‘蓝焰’‘蓝光’‘如古’‘罗曼蒂克’‘戴安娜王妃’‘乌托邦’和‘朱卡’7个品种可2次开花，其中‘罗曼蒂克’开放最早，‘乌托邦’最晚；‘罗曼蒂克’‘蓝焰’‘乌托邦’第2次开花时长分别为49、41、35 d，长于第1次开花时长(分别为33、27、34 d)。

表6 20个铁线莲品种开花物候期Table 6 Observation on flowering phenology of 20 Clematis cultivars

由表7可以看出：参试品种在盛花期的萼片色系除‘雪舞’为白色、‘包查德女伯爵’为粉色外，其他品种多为紫红色系、蓝紫色系或2种以上颜色兼有的复色；各品种花径为5.0 ～17.0 cm；萼片类型分单瓣、半重瓣、重瓣3种，以单瓣居多；雄蕊以黄色为主，少数为紫红色；单株花数平均为12.6朵，花量最大的为‘雪舞’(33朵)。

表7 20个铁线莲品种花部性状Table 7 Flower characteristics statistics of 20 Clematis cultivars

2.3 结实观测

铁线莲的果实是瘦果，单个植株上有数个由花发育而成的聚合果序，1个果序上一般有多枚瘦果，少则几枚，多则近百枚。并非所有的瘦果都会发育完全并萌发，其发育完全的比例受多方面因素的影响[9]。参试品种果序数量最多的为‘包查德女伯爵’(24个)，最少的为‘蓝光’(无果序)。果序直径除‘雪舞’(1.3 cm)低于2.0 cm，其他品种果序直径为2.0 ～4.0 cm (表8)。‘羞嗒嗒’‘波兰精神’‘茱莉亚夫人’‘仙女座’‘狂想曲’和‘蓝焰’果序发育情况较好，发育完全的比例超过50.0%，其中‘羞嗒嗒’的种子饱满率高达82.5%，其果序直径也较大(3.2 cm)；‘雪舞’的单株结种花数为12个，单花结种数为5个，但其无发育饱满的种子；‘蓝光’因雄蕊高度重瓣化而未结实。可见参试品种结实能力存在明显差异，‘羞嗒嗒’‘波兰精神’‘茱莉亚夫人’‘仙女座’和‘蓝焰’结实能力较强，可作为优良的育种亲本。

表8 20个铁线莲品种果部性状统计Table 8 Fruit traits statistics of 20 Clematis cultivars

2.4 物候观测量化指标相关性分析

对物候观测项目中的量化指标进行相关性分析，由表9可见：20个铁线莲品种的叶长与叶宽极显著正相关(P＜0.01)，叶形以长卵圆型为主；花期与花数显著正相关(P＜0.05)，表明铁线莲丰花品种花期也相对较长，果序数量与花数也呈极显著正相关(P＜0.01)。

表9 铁线莲品种物候观测量化指标相关分析Table 9 Correlation analysis of phenological observation quantitative indicators of Clematis cultivars

2.5 观赏性评价

2.5.1 基于AHP法构建判断矩阵 基于AHP法将铁线莲品种的观赏性评价模型划分为3层，并构建判断矩阵，算得RC均小于0.1，均通过一致性检验，说明该判断矩阵合理。经计算得到铁线莲品种观赏性评价各指标权重值(表10)。由表10可知：对于准则层，花部性状所占权重值最大，为0.489，是评价体系中最重要的部分。这符合以观花为主的铁线莲属植物的观赏特征；其次是植株性状，占比为0.219；果部性状权重为0.179，叶部性状权重为0.113。

表10 各层次、指标的权重值Table 10 Weight valus of each level and index

花部性状中萼片色系(C7)权重值最大(0.308)，植株性状中生态型(C1)权重值最大(0.666)，叶部性状中叶长(C4)、叶宽(C5)的权重值均为0.500，果部性状中果序发育状况(C12)的权重值最大(0.648)。据各指标的综合评价相对权重值结果可得，权重值居首的为萼片色系(0.154)，其次为生态型(0.145)。

2.5.2 灰色关联评价结果的排序与分级 20个铁线莲品种14个性状的分值见表11，结合AHP所得权重值，运用关联度公式计算每个品种的加权关联度，判断它们与“理想种”X0间的关系。

表11 铁线莲品种的各指标分值Table 11 Scores of various indicators of Clematis cultivars

可将20个铁线莲品种划分为5个等级(表12)：Ⅰ级有‘蓝焰’和‘茱莉亚夫人’，Ⅱ级有‘羞嗒嗒’‘仙女座’‘波兰精神’和‘雪舞’，这6个品种在株高、节间距、叶长、叶宽、花径、花数、果序直径等指标上接近“理想种”，其中复色品种占66.67%，紫红色雄蕊品种占33.33%；Ⅲ级有‘乌托邦’‘罗曼蒂克’和‘如古’，Ⅳ级有‘朱卡’‘倪欧碧’‘卡娜瓦’‘包查德女伯爵’‘茱斯塔’‘狂想曲’‘哈尼亚’‘鲁佩尔博士’和‘戴安娜王妃’，这12个品种中复色类型占41.67%，紫红色雄蕊占25.00%，多数品种花量较大，单株20朵花以上的占66.67%；Ⅴ级有‘蓝光’和‘丹尼尔德隆达’，这2个品种的花径较大，果序数量较少。

表12 20个铁线莲品种灰色关联度及等级排序Table 12 Grey correlation degree and ranking of 20 Clematis cultivars

3 讨论

3.1 观赏性评价方法与指标

良好的观赏性是植物材料园林造景应具备的首要条件[10−11]。对铁线莲品种资源进行观赏性评价，是促进其园林应用重要的前期工作[12]。观赏性评价指标众多，且相互关联，故在评价方式的选择上需作周全考虑[13−14]。本研究采用层次分析法和灰色关联度相结合的方式，兼顾定性、定量2个方面，对20个铁线莲品种的叶、花和果的典型指标进行观赏性综合评价。在《测试指南》中与花相关的表型指标最多，达到了33项，表明花是铁线莲品种最重要的观赏部位。本评价体系中花部权重(0.489)占比最大，在14个指标中，萼片色系、花径、雄蕊色系、生态型、果序发育状况等是重要的观赏性指标。这与孙印兵等[15]、喇燕菲等[16]的评价结果一致。通过统计国内铁线莲培育和销售企业——虹越花卉股份有限公司的销售平台上的数据，发现‘蓝焰’‘仙女座’‘茱莉亚夫人’‘波兰精神’‘羞嗒嗒’‘雪舞’‘如古’和‘乌托邦’等品种销量靠前，这也验证了本次评价结果的合理性。

3.2 花期与花色

目前，在国内销售的铁线莲栽培品种花期多在春季[17]。本次评价结果中Ⅰ和Ⅱ级的多数品种在4月下旬至5月下旬开花，属于早花类群；Ⅲ和Ⅳ级中具2次开花特性的品种较多，如‘如古’‘罗曼蒂克’‘乌托邦’‘戴安娜王妃’‘朱卡’等，可在夏秋季开花，参试品种的开花时间覆盖了春季、夏季和秋季，有效拓展了观花期。观赏性评价为Ⅰ级的2个品种(‘蓝焰’和‘茱莉亚夫人’)的花萼分别为艳丽的蓝紫色和紫红色，色彩饱和度高，获得了较高的评分。这与前人的研究结果[15−16]类似。同时也应看到，在Ⅰ和Ⅱ级的6个品种中，花萼粉(白)色和紫色系各占50%，浅色系列品种的综合观赏性也表现良好，其中‘雪舞’为纯白色花，聚伞花序单株花量大，有效弥补了市场上铁线莲色彩单一和花径较小的不足。

4 结论

对20个铁线莲品种进行连续3 a的物候观测结果显示：参试品种中有落叶型19个，常绿型1个；萌芽期在2—3月，花期在4—6月，其中‘蓝焰’‘蓝光’‘如古’‘罗曼蒂克’‘戴安娜王妃’‘乌托邦’和‘朱卡’可在夏秋季节2次开花；品种萼片多为紫红色系、蓝紫色系或具2种颜色以上的复色系，雄蕊有黄色和紫红色2种，花型分为单瓣、半重瓣和重瓣；结实期在3—9月，各品种的落叶期在12月至翌年1月，除‘雪舞’和‘蓝光’外，其他品种均能形成饱满种子。

20个品种与“理想种”的关联度为0.879 2 ～0.931 2，观赏性综合评价等级显示：‘蓝焰’和‘茱莉亚夫人’归为Ⅰ级，‘羞嗒嗒’‘仙女座’‘波兰精神’和‘雪舞’归为Ⅱ级。这6个品种观赏性优异，可优先在杭州地区家庭园艺和园林中推广应用。