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基于层次分析法的景天科多肉植物品种评价体系构建与应用

2020-08-17李素华韩浩章蒋亚华张丽华王晓立张先进

河南农业科学 2020年8期
关键词:宿迁栽培品种

李素华,韩浩章,蒋亚华,张丽华,王晓立,张先进

(1.宿迁学院,江苏 宿迁 223800; 2.宿迁市优之雅农业科技发展有限公司,江苏 宿迁 223815)

多肉植物约有50余科,12 500余种,其中景天科多肉植物是多肉植物中的大家族,约有38个属1 600余种。该科植物分布区域广泛,具有繁殖能力强、适应性广、造型丰富等优势,可用于室内盆栽观赏、庭院绿化、屋顶花园、多肉花境、多肉花台等景观绿化中[1-2]。近年来,我国景天科多肉植物产业发展较快,但国内对多肉植物的研究尚处于起步阶段,不少种植者缺乏对多肉品种生长特性的了解,引种栽培缺乏科学依据,再加上生产中栽培技术不配套,导致产品质量普遍偏低,观赏价值不高,企业效益不明显[3]。因此,从观赏应用和规模化生产的角度,针对景天科多肉植物常见品种建立综合评价体系,对筛选适宜当地种植的多肉品种,引导多肉产业健康、高效发展有重要意义。多肉植物品种繁杂,不同品种在形态特征、生态习性、繁殖栽培方法等方面存在差异,为筛选适宜当地种植的多肉植物,武汉、桂林、昆明、珠海、杭州、厦门、合肥等地相继进行了多肉植物的引种栽培和评价研究[4-7]。国内在栽培方式上一般都采用温室栽培,适合大面积露地栽培的品种较少。在多肉品种评价方面,董艳芳等[8]采用标准等级划分评价法从观赏性、适应性两方面对武汉地区引种的29种多肉植物进行初步评价,筛选出22种适宜在武汉地区栽培推广的多肉植物。姜明丽等[9]采用层次分析法对20种多肉植物材料的露地栽培适应性进行综合评价,初步推荐16种多肉植物可在昆明地区园林景观中种植。陈彩霞等[10]对广东珠海40种景天科多肉植物的观赏性、生态适应性进行评价,筛选出9种适合在珠海及周边城市推广应用的品种。目前,在多肉植物品种评价方面多是从观赏价值和引种栽培的适应性角度出发,关于多肉植物的繁殖养护难度、市场潜力方面的评价鲜见报道。鉴于此,从观赏质量、生态质量、繁殖养护难度、市场潜力4个方面选择14个评价指标,运用层次分析法,建立景天科多肉植物品种评价体系,用以对宿迁地区引种栽培的多肉植物品种进行评价,为丰富本地绿化植物种类和指导多肉种苗生产企业进行良种选择提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

基于宿迁地区的38家多肉植物销售企业的商品调查,选择出现频度较高(>50%)的32个景天科多肉植物品种作为评价对象(表1)。

表1 参与评价的32种景天科多肉植物Tab.1 32 species of Crassulaceae succulents participating in the evaluation

1.2 试验方法

2018年3月中旬将上述品种引种至宿迁学院校内实验基地钢架大棚,每品种72株,种苗株高为(4.5±0.3)cm,栽植于高7 cm、口径7 cm的塑料花盆内,栽培基质配方为V(泥炭土)∶V(珍珠岩)∶V(蛭石)∶V(河砂)=2∶1∶1∶1,基质相对含水量约为(40±5)%,种植后3 d浇1次透水,之后每2周1次,冬夏季适当控水。每品种随机选择30株进行指标测定。

1.2.1 指标选择与测定 参考张晓玮等[11]、张继强等[12]的方法确定外观质量、生态质量2个评价项目的指标,参考陈艺荃[13]、姜明丽等[9]的方法确定繁殖养护难度方面的指标,参照裴长宏等[14]的方法确定商品市场潜力评价项目的指标。评价体系中各指标的测定方法如下:(1)叶形(C1)、叶色(C2)、株形(C3):采取目测法,在阴天或早晨观测。(2)呈彩期(C4):各品种1 a中整体呈现特有色彩的天数。(3)抗热性(C5):依据夏季自然升温过程中植物的生长表现,当茎干软化、植株枯死率达到50%时的温度记为生长的上限温度。(4)抗寒性(C6):依据冬季自然降温过程中植物生长表现,当茎干水化,死亡率达到50%时的温度记为生长的下限温度。(5)抗病虫性(C7):根据引种1 a内各品种植株病虫害发生率的统计结果确定,病虫害发生率=出现病或虫总株数/调查株数×100%。(6)存活度(C8):根据各品种移栽成活率而定,移栽成活率=成活株数/移栽株数×100%。(7)繁殖难度(C9):根据叶插生根率而定,生根率=生根的叶数/扦插叶数×100%。(8)养护难度(C10):根据日常养护管理要求而定。(9)频度(C11):C11=某品种共出现的次数/商家总数(38)×100%,以该品种在某个商家有售记为1次。(10)销量(C12):2018年8月38家企业各品种种苗的平均销量(株)。(11)价格(C13):株高为4~5 cm的各品种种苗价格(元),取各调查商家在2018年8月单株销售价格的平均值。(12)价格浮动(C14):各品种在2018年2—8月上涨或下降的最大差值与平均销售价格的比值。C14=±(最高销售价格-最低销售价格)/平均销售价格,8月较2月价格上涨取“+”,8月较2月下降取“-”。

1.2.2 综合评价模型构建 根据评价指标之间的相互关系,采用层次分析法建立景天科多肉植物品种综合评价模型(表2),采用9级比例标度法并结合专家意见[15],将各指标重要性两两比较,从而建立一系列的判断矩阵并进行一致性检验。若随机一致性比例CR<0.1,即通过一致性检验,否则需要重新调整判断矩阵直至满足一致性。CR计算公式如下:CR=CI/RI,CI=(λmax-n)/(n-1),式中λmax为最大特征根,n为指标个数;RI为判断矩阵的平均随机一致性指标,当n=3时,RI=0.58,n=4时,RI=0.9。

表2 景天科多肉植物综合评价模型Tab.2 Comprehensive evaluation model of Crassulaceae succulents

1.2.3 评分标准制定 根据各指标的观测结果并结合多肉植物及其他观赏植物的性状分级方法[16-17],制定5分制的景天科多肉品种质量评分标准(表3)。

表3 景天科多肉植物各评价因子的评分标准Tab.3 Evaluation criteria for indicators of Crassulaceae succulents

续表3 景天科多肉植物各评价因子的评分标准Tab.3(Continued) Evaluation criteria for indicators of Crassulaceae succulents

2 结果与分析

2.1 判断矩阵一致性检验及权重计算结果

通过同层指标相对上层因素重要性两两比对后,列出判断矩阵并根据公式计算CR结果。从表4可知,各矩阵的CR<0.1,即通过一致性检验,说明本判断矩阵合理,适用于各指标权重的计算。通过进一步计算,得出层次Ci 对层次B以及层次Bi、Ci对A层的权重计算结果。

表4 判断矩阵一致性检验及各指标的权重Tab.4 Judgment matrix,consistency test and ranking weight of indicators

从表4可以看出,在项目层的4个因素中,市场潜力的权重最大(0.423 1),其次为生态质量(0.227 4)和繁殖养护难度(0.227 4),对景天科多肉植物综合评价影响最低的是外观质量(0.122 2)。再从各指标对上级评价项目的影响结果来看,每个指标层权重最大的指标分别为呈彩期(0.573 0)、抗热性(0.539 6)、存活度(0.500 0)、销量(0.466 8),总排序权重结果显示,影响景天科多肉植物品种综合质量的指标中,排在前5位的是销量(0.197 5)、抗热性(0.122 7)、价格浮动(0.117 5)、存活度(0.113 7)、呈彩期(0.070 0)。

2.2 综合评价得分和评价等级

从表5可以看出,根据综合指数分为3个评价等级,Ⅰ级为综合表现优异的种类,共计8种,分值由高到低排序分别为红宝石、姬胧月、铭月、虹之玉、黄金万年草、桃美人、蒂亚、晚霞之舞;Ⅱ级为评级等级较高的种类,共计21种,综合指数在60.1%~79.7%,其中综合指数在60.1%~70.0%的有13种,综合指数在70.1%~80.0%的有8种;Ⅲ级为综合评价一般的种类,共计3种。

表5 景天科多肉植物品种综合评价得分值和评价等级Tab.5 Compositive scores and evaluation grade of Crassulaceae succulents cultivars

续表5 景天科多肉植物品种综合得分值和评价等级Tab.5(Continued) Compositive scores and evaluation grade of Crassulaceae succulents cultivars

3 结论与讨论

与日本、韩国和荷兰等国家相比,我国多肉产业发展不够成熟,多肉市场还处在无组织、无序发展的状态,缺少有效的宏观调控,多肉品种繁杂,价格、销量很不稳定,在引种方面存在盲目跟风现象,主要原因是目前关于多肉植物引种栽培的评价指标和评价方法尚不明确,多肉植物生产缺乏行业规范和标准,产品良莠不齐[19]。目前,在栽培植物品种评价方面主要方法有层次分析法[20]、模糊数学法[21]、灰色关联法[22]、主成分分析法[23]及聚类分析法[24]等,以上方法都是建立在不同的数学原理基础上,特点各异。其中,模糊数学法能对非定量事件作定量分析,使评价结果更为直观,但计算复杂,对指标权重的确定主观性较强。灰色关联法、聚类分析法一般以各因素的实测数据为依据来描述因素间关系的大小、次序和相似性等。主成分分析法则是将多个指标转化为少数彼此不相关的综合指标的统计方法,可消除评价指标间的相关影响,减少计算工作量,但主成分的含义解释不如原始变量清楚、确切。本研究所采用的层次分析法将定性分析与定量分析结合,相对于其他分析方法能针对评价目标将评价内容分成不同层级,在权重计算时能通过各指标重要性的两两比较,科学合理地计算出各指标相对总目标的权重,解决了参与评价的多肉植物品种数量多、评价指标杂、个别指标难以量化的问题。

评价指标的确定是层次分析法评价体系构建中的关键,目前在多肉植物品种评价指标选择方面多是以观赏价值和引种栽培的适应能力为主,如形态特征(株形、花性状、叶性状等)、观赏期长短(绿期、花期、呈彩期等)、生态适应性(抗热性、抗寒性、抗旱性、抗病虫性等)、生物学特性(繁育力、物候表现、生长量等)、管理强度等[25],关于多肉植物的繁殖养护难度、市场潜力方面的评价鲜见报道,而多肉植物的繁殖能力、养护管理难度研究对多肉植物的规模化种植和普及有极大意义[26]。本研究在评价体系构建时以此为基础并结合多肉植物自身的观赏特性和生长习性,以叶片为主要评价对象并结合植物整体株形及呈色变化确定叶形、叶色、株形、呈彩期4个有关观赏质量的评价指标。在生态质量评价方面考虑多肉植物引种栽培过程中最关键的环境因子高温、低温及病虫害3个因素。生物学特性评价中物候表现和生长量是2个常用指标,而多肉植物多数生长缓慢、周年常绿,物候节律不明显,相近种间生长量差别不明显,因此,本试验舍弃了物候表现和生长量2个指标,从多肉植物生产实际考虑将繁殖栽培中的3个关键环节移植、扩繁、养护管理的对应指标移栽成活率、扦插成活率、管理难度作为繁殖栽培难易程度的评价指标。有关花卉品种市场潜力方面的评价较少,但多肉植物目前已作为大宗花卉商品销售,销量、价格、价格浮动等市场行情的变化指标对种植者和经销商至关重要。本研究结果表明,通过同层指标相对上层因素重要性两两比对后,判断矩阵的CR<0.1,因此都通过了一致性检验,适用于各指标权重的进一步计算。应用层次分析法确定了14个评价指标的权重,这些指标对项目层均有一定的影响,其中销量、抗热性、价格浮动、存活度、呈彩期5个指标的权重排在前5位,对多肉植物引种栽培成功的影响较大,在景天科多肉植物引种时应重点关注;根据综合指数的分布情况将评价等级分为3个等级,其中Ⅰ级共有8种,该类植物普遍表现出叶色鲜艳、呈彩期长、繁殖及养护管理容易、销售量高、价格稳定等特点,总体表现优异,适合在宿迁地区栽培应用。评价等级为Ⅱ级的种类有21种,它们在某1~2个评价项目中表现优良,如昂斯诺和马库斯在抗性和繁殖难度两评价项目中占优势,小米星在观赏质量和抗性方面表现良好,其他18个品种只在某一个项目上得分较高,其中抗性好的有露娜莲、大和锦、观音莲、天使之泪,易繁殖养护的有静夜、花月夜、雨燕座、女雏、莎莎女王、乙女心和蓝苹果,观赏质量较高的为乌木、钱串,市场潜力大的有熊童子和酥皮鸭,建议在种植和应用时根据具体的栽培技术要求选用,Ⅲ级的种类在生态质量、繁殖养护难度、市场潜力三方面总体得分较低,不适合在宿迁地区引种栽培,这与本地区景天科多肉植物品种繁殖、生产和销售现状基本一致[27]。

综上所述,以外观质量、生态质量、繁殖养护难度和市场潜力为主要内容构建景天科多肉植物品种评价体系,确定株形、叶形、叶色、呈彩期、抗热性、抗寒性、抗病虫性、存活度、繁殖难度、养护难度、频度、销量、价格和价格浮动为层次分析的指标。通过对宿迁地区常见的32种景天科多肉植物进行评价,根据综合指数的分布情况将评价等级分为3个,Ⅰ级(M>80.0%),综合表现优异的种类共计8种,分值由高到低排序分别为红宝石、姬胧月、铭月、虹之玉、黄金万年草、桃美人、蒂亚、晚霞之舞,该类植物适合在宿迁地区引种应用;Ⅱ级(60.0%

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