酢浆草属植物观赏性评价体系的建立与应用

2020-10-29董钠李成儒陈蕾赵亚梅庄秋荣翟俊文吴沙沙

热带作物学报 2020年9期

董钠李成儒陈蕾赵亚梅庄秋荣翟俊文吴沙沙

摘要：通过运用层析分析法筛选出株型、株高、花色等14个酢浆草属（Oxalis）植物观赏性状评价指标，对随机选择的40个球根酢浆草属植物进行观赏性评价。结果表明：应用层次分析法，可以有效地从观赏性方面对酢浆草属植物进行评价。14个指标中，株型、花色、冠幅、花量所占权重值均较大（>0.09），是影响酢浆草属植物观赏价值最重要的指标。在评分标准中，心形叶、白花、肉质叶、大花径分值较高，均为5分。为酢浆草属植物观赏盆栽品种（种）的选择、DUS测试指南性状指标的筛选、育种亲本选择提供参考依据。40个参评植物中观赏价值较高的有钝叶酢‘锂辉石（O. obtuse ‘Kunzite）、芙蓉酢‘晨光（O. purpurea ‘Alba）和迷糊酢（O. ambigua）等6种，其得分均>3.499，这几种植物观赏性高、适应性强，是极具开发和应用价值的优良植物材料。

关键词：酢浆草属;层次分析法;观赏价值;观赏性评价;盆栽观赏;秋植球根

中图分类号：S688.4 文献标识码：A

Abstract： In this paper， 14 evaluation indexes of ornamental characters such as plant type， plant height and flower color were selected by chromatographic analysis， and 40 randomly selected plants were evaluated. The application of analytic hierarchy process could effectively evaluate the ornamental value of Oxalis. Among the 14 indexes， the weight values of plant type， flower color， crown width and flower quantity were all larger （>0.09）， which were the most important indexes affecting the ornamental value of Oxalis. In the scoring standard， the scores of heart-shaped leaf， white flower， fleshy leaf and large flower diameter were all 5 points. The purpose of this study is to provide a reference basis for the selection of ornamental potted varieties / species of Oxalis， the selection of character indexes of DUS testing guidelines and the selection of breeding parents. Among the 40 plants， there were six kinds of plants with high ornamental value such as O. obtusa ‘Kunzite， O. purpurea ‘Alba and O. ambigua， all of which scored more than 3.499. The Oxalis plants are highly ornamental and adaptable， and are excellent plant materials with great development and application value.

Keywords： Oxalis; analytic hierarchy process （AHP）; ornamental value; ornamental evaluation; potted ornamental; autumn planting bulb

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.09.007

酢漿草为酢浆草科（Oxalidaceae）酢浆草属（Oxalis）一年生或多年生草本植物，稀亚灌木，全世界共有酢浆草属植物800余种，除极地地区外，世界各地均有分布，主要分布在中南美洲和南非，特别是好望角地区[1]。中国有酢浆草属植物6种，3亚种1变种。另外，尚有500多个种及品种已引种栽培[2-4]。按照栽培季节可以分为秋植酢浆草、春植酢浆草和四季类酢浆草。其中，春植酢浆草有球茎类也有鳞茎类，数量较少，目前市场上仅有十几个品种，大多属于观叶品种;四季酢浆草以宿根类为主，花型较小且花色单一，多用作城市绿化的地被植物材料，在家庭园艺中应用较少;秋植酢浆草主要是球茎类，其种类丰富，形态各异，具有丰富的花色、叶形、叶色变异，多用于盆栽[5]。该属植物喜向阳、温暖、湿润的环境，抗旱能力强，栽培繁殖容易，且叶形多样、花色丰富、花形优美、观赏期长，观赏性强，是极具开发潜力的盆栽植物，具有较好的应用前景。

从已有资料来看，关于酢浆草属的研究主要有系统分类[6]、繁殖方式[7]、生理生化[8]、遗传多样性[9]、种质资源保护[10]、微形态特征观察[11]、ISSR反应体系的建立与优化[12]等，而关于其观赏性评价的研究则较少。?goston[13]仅从叶和花的持续性观赏周期这2个性状指标对13个酢浆草属植物进行了观赏价值的研究。吴林源等[14]对20个酢浆草属植物进行评价，其选取的研究材料大部分是球根类酢浆草，评价体系所选用的指标偏向于园林应用，不适用于作为盆栽观赏的部分球根类酢浆草属植物。本研究针对常用作盆栽观赏的球根类酢浆草属植物进行观赏性评价体系的构建与应用，旨在筛选优良的盆栽型酢浆草属植物。

层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）是美国匹茨堡大学教授托马斯·塞蒂（T. L. Saaty）于1973年提出的一种定性定量结合、系统化、层次化的分析方法，该方法可将复杂的问题分解，处理某些难以完全用定量分析解决的问题，是一种针对个人主观判断进行定量化客观描述的手段[15-16]。近年来，层次分析法被广泛应用于各领域，通过运用层次分析法，尹娟等[17]筛选出15个指标对凤仙花属（Impatiens）植物进行观赏价值综合评价，为优良品种的筛选提供依据;张瑜等[18]对兰州市常见的110种乡土及园林绿化植物进行综合评价，为兰州市适生园林树种选择提供了参考依据;方晓晨等[19]对浙江省12种木兰科（Magnoliaceae）植物的观赏特征及其他用途进行了综合评价，为浙江省木兰科植物资源的筛选与合理开发利用提供理论依据。迄今为止，针对酢浆草属植物的观赏性评价仅集中于园林应用方面，但大部分酢浆草属植物，尤其是球根类并不适合园林应用，它们更适合作为盆栽观赏。由于对盆栽型酢浆草属植物筛选的研究较少，尚无适宜的盆栽酢浆草属植物评价指标，从而影响其引种和推广。

本文在引种的367个酢浆草属植物中，通过前期观测统计197个酢浆草属植物的66个植物学性状指标的基础上，运用层次分析法，筛选出与酢浆草属植物观赏性密切相关的14个评价指标，从该属植物的盆栽观赏特性出发，构建出酢浆草属植物盆栽观赏性评价体系，利用该评价体系对随机选择的40个球根类酢浆草属植物进行评价，以期筛选出观赏性状优良、适合作为盆栽的酢浆草属植物，为今后盆栽观赏与育种工作提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验地点位于福建农林大学仓山校区，北纬265'15，东经11914'18，海拔40 m，属海洋性亚热带季风气候，年均气温16～20 ℃，最冷月1～2月，平均气温达6～10 ℃;最热月7～8月，平均气温为33～37 ℃。极端气温最高42.3 ℃，最低6 ℃，年相对湿度约77%[20]。

本研究材料从引种的367个酢浆草属植物中随机选出40个生长状况优良的酢浆草属植物，包括10个种和30个品种（表1）。品种包括：钝叶酢浆草系列10个，芙蓉酢浆草系列7个，爪子酢浆草系列2个，长发酢浆草系列2个，饼酢浆草系列1个，其他系列8个。

1.2 方法

1.2.1 植物材料的栽培实验材料于2018年7月20日种植于福建农林大学仓山校区。选用规格为10 cm×11 cm的塑料花盆，在盆底装入厚3 cm的混合基质（泥炭土∶珍珠岩∶有机肥体积比=2∶1∶1），再摆放种球（芽朝上），每3个种球种1盆，种球覆土厚度约7 cm，浇水后进行常规管理。初期放在通风无强光直射的位置，待叶片长出后将花盆移至阳光充足的地方，并适当进行遮阳处理，避免晒伤，2周施肥一次，初期展叶后使用水溶肥多利素TM1号（3000 g/L），待花蕾长出后使用复合肥料（3～5粒/盆）。

1.2.2 评价指标的筛选本研究共设计2份问卷，分为问卷一和问卷二。问卷一为专家问卷，是通过前期观测统计197个酢浆草属植物的66个植物学性状指标，运用层次分析法（AHP）从整体特征、花特征、叶特征3个角度入手，请观赏植物资源与应用以及对酢浆草属植物有多年栽培和养护经验的相关专家对确定的指标进行筛选和补充，并用1～9标度法[21]（表2）对初步确定的评价指标进行重要性的两两比较。问卷二是用于征询具备园林植物知识的高校学生或园艺爱好者等的意见，以5分制形式对确定的评价指标进行比较打分，从而构建出酢浆草属植物观赏性评价的评分标准。

本次问卷调查分2部分进行：问卷一，调查时间2019年3月5—18日，共发放35份，收回32份，有效问卷31份;问卷二，调查时间2019年4月6日至5月9日，发放115份，收回113份，有效问卷110份。

1.2.3 性狀观测与统计于2018年7月至2019年4月，盛花期时，随机选取每个种（品种）生长健壮、具有典型性的10个单株进行观测。确定其株型、株高、冠幅、花香、花期、花色、花数、花径、叶形、叶质地、叶大小、小叶数量，每隔1～2 d观测一次。其中，花色、叶色用英国皇家园艺协会（RHS）出版的比色卡（RHS color chart）进行比对测量，记录色卡代码，为减小误差，所有颜色测量均由同一人操作。花径取花朵盛开时垂直方向长度的均值[22];花色为盛花期健康植株的花色;花期为植株的整体花期，即开花第1天至最后1天持续的天数;花数为植株整体开花数量的多少;花香为花的香味有无及香味程度;叶质地为叶片的厚薄程度，叶片的质感及其有无光泽。其他性状的测试方法参照郝京辉等[23]、褚云霞等[24]、宁昭然等[25]的方法。

1.2.4 AHP模型构建结合专家的意见以及问卷一的数据，构建出酢浆草属植物评价体系的层次结构。目标层为（A）层，即酢浆草属植物观赏性综合评价;约束层（C）是确定评价值的主要准则，即评价的主要性状，主要从酢浆草属的观赏价值方面考虑，由于该属植物耐热、栽培简单、适应性强，且地下部分常常不被人们用来观赏，因此确定出3个主要性状为整体特征（C1）、花特征（C2）、叶特征（C3）;标准层（P）分为14个二级指标的具体评价因子;最底层（D）为待评价的40个随机选择的酢浆草属植物种（品种）（表3）。

1.2.5 判断矩阵建立及一致性检验根据层次分析法理论[26]及园林专家对酢浆草属植物各观赏性状之间重要性的定性评价，建立具有层次结构的指标体系后，为了量化评价，运用1～9比例标度法[21]，确定各因子间的相对重要性程度，构造出A-C、C1-Pi、C2-Pi、C3-Pi共4个矩阵，利用yaahp（V10）软件计算各指标权重值，并进行矩阵的一致性检验判断[27]。

为保证应用层次分析法得到的结论基本合理，需对判断矩阵进行一致性检验。依据定义，一致性比率CR=CI/RI，其中，CI=（λmax?N）/（N?1）为一致性指标，N为矩阵内因子总数;RI为平均随机一致性指标，若CR<0.10，则矩阵具有满意的一致性，否则应对原始判断矩阵进行适当调整，直到满足要求[28]。

2 结果与分析

2.1 各层指标的判断矩阵

通过对各指标两两比较，建立A-C、C1-Pi、C2-Pi、C3-Pi的判断矩阵共4个，并进行一致性检验（表4～表7），其中W为权重值，λmax为最大特征根，CR为一致性比例。研究结果表明，一致性比例CR均小于0.100，满足一致性检验。最后将各指标权重进行总排序。

2.1.1 约束层各指标权重分析由表4可知，在约束层中，花特征（C2）的权重值最大，为0.489，其次为整体特征（C1）和叶特征（C3），表明花是观赏性评价的最重要的指标，而植株整体特征和叶特征是影响酢浆草属植物整体观赏性的重要方面。

2.1.2 标准层各指标权重分析由表5可知，在整体特征中，株型的权重值最大（0.498），冠幅的权重值第二（0.327），其次为株高（0.175）。

由表6可知，在花特征中，花色的影响较为突出，其权重值达0.269，花量的权重值次之，为0.197，其次是花期和花径，权重值为0.171和0.162，而花香、花着生方式指标所占权重值则较小。因此，花色、花量、花期、花径是酢浆草属植物观赏性评价的关键性状。

由表7可知，在叶特征中，按照权重比例大小其影响效果排序依次为叶形、叶色、叶大小、小叶数量和叶质地，其权重值分别为0.359、0.289、0.141、0.116和0.095，表明叶特征对酢浆草属植物的综合效果影响较小。

2.2 各指标排名及分析

由表8可知，各评价指标中株型对观赏性的影响最大，其权重值占总权重值的14.8%，这与酢浆草属植物不同株型间差异较大有关;其次是花色，占权重13.2%;冠幅的权重为9.7%，位列第3;花量、花期、花径、叶形、花香、叶色和株高的所占权重分别为9.6%、8.4%、7.9%、7.7%、6.2%、6.2%和5.2%，排名第4～10。而排名靠后的为花着生方式、叶大小、小叶数量、叶质地，所占权重分别为3.6%、3.0%、2.5%和2.0%。

2.3 各指标赋分标准

根据对酢浆草属植物特性的研究，参考相关文献[29]并在征求从事酢浆草属植物科研工作者以及专家的基础上，建立适用于该属植物的评分标准。将40个球根类酢浆草属植物的整体植株、花、叶的图片彩印，采取问卷调查的形式对影响酢浆草属植物观赏价值的14个指标进行打分，根据问卷二的统计结果，最终拟定一个5分制的评分标准（表9）。在叶形中，由于酢浆草属植物中心形叶较普遍且识别度高，广受大众的认可与喜爱，故分值最高。在花径中，花径越大、花型越饱满，则分值越高。在花色中，酢浆草属植物白花花色清新素雅、清秀脱俗，故分值较高。在花期中，球根类酢浆草属植物作为盆栽观赏植物，花期的长短是影响其观赏性的一个重要因素，故花期越长其分值越高。在叶质中，酢浆草属植物叶质通常为纸质，肉质叶十分特别且稀有，故其分值较高。

2.4 综合得分及分析

参照黄雪方等[30]的方法，对40个酢浆草属植物各指标的测量结果进行打分，再分别乘以各指标权重值，将各指标得分相加得到酢浆草属种及品种观赏性综合评分（表10）。根据综合得分，求得平均分值（X）为3.067，标准差（S）为0.432。40个酢浆草属植物的得分基本遵循正态分布，X+S=3.499，XS=2.635，由此将酢浆草属植物划分为4个等级，其中Ⅰ级（>3.499），6个;Ⅱ级（3.067～3.499），14个;Ⅲ级分值（2.635～3.067），15个;Ⅳ级分值（<2.635），5个。

其中，Ⅰ级的钝叶酢浆草‘锂辉石、芙蓉酢浆草‘晨光、迷糊酢浆草等6种，都具有冠幅较大、花量多、花径大，株型优美的特点，说明株型、冠幅、花量、花径是衡量盆栽酢浆草属植物观赏性的重要指标，可将其作为盆栽型酢浆草属植物种与品种筛选的参考依据。钝叶酢浆草‘阳伞、丽花酢浆草‘三色、芙蓉酢浆草‘石榴紫、酢浆草‘初恋均在花着生方式、叶形这2个指标上得分较高。由此可见，虽然这2个指标的权重值不高，但对其观赏性有较大影响。而排名靠后的马森酢浆草、长发酢浆草‘泡泡、粉纤细酢浆草、爪叶酢浆草‘粉花等，由于冠幅小、花量较少、花径小，综合得分较低，虽然在花期指标上得分较高，但由于大多数酢浆草属植物都具有花期长的特点，因此未能在得分上拉开差距。由于绝大多数酢浆草属植物没有花香，而具有花香的柔嫩酢浆草、爪叶酢浆草‘芭蕉叶、福禄考酢浆草、酢浆草‘早醒这3个种（品种），在花香这一指标上得分高。因此，花香这一指标可作为酢浆草属植物选育的特殊参考因素和研究方向。

3 讨论

对酢浆草植物进行观赏性评价的方法还有许多种，例如权重系数法[31]、灰色关联法[31-32]、聚类分析法[33]、百分制计分法[34]，模糊综合评价法[35-36]等。在对球根类酢浆草属植物进行观赏性评价时，由于评价指标较多，且相互关联，既有定性指标，也有定量指标，因此，选择用层次分析法实现定性和定量指标的统一处理转换，以确保评价结果的科学有效。同时，酢浆草属植物种间或品种间的形态差异大，观赏部位和性状较为丰富，因此，使用上述几种评价方法均有一定的困难，但确定适当数量的评价指标后应用层次分析法更为合适。

酢漿草属植物作为极具观赏开发价值的小型盆栽花卉，对其进行观赏性评价是极其重要的前期工作，可为酢浆草属植物盆栽品种（种）的选择、开发利用、DUS测试指南性状指标的筛选以及培育新品种等提供客观的科学依据。目前，针对酢浆草属植物评价体系的研究主要是对园林应用方面的酢浆草属植物，如吴林源等[14]对来自江苏扬州的20种酢浆草属植物应用层次分析法以叶型、叶色、叶茎、花色、花期、花径、管理难易度及种球萌发时间为评价指标。由于用于盆栽观赏的酢浆草属植物与用于园林应用上的酢浆草属植物在观赏方式和观赏价值上存在差异，因此其评价指标和评分标准各有差异。用于盆栽观赏的酢浆草属植物较注重于整体观赏特性，强调对个体的欣赏，适用于园林应用上的酢浆草属植物则以园林观赏价值为基础，且对适应性要求高，注重群体效果的展示。本研究在综合前人的研究结果、品种特性以及种植地区气候条件和市场需求情况的基础上，将株型、冠幅、株高、花着生方式、花径、花色、花量、花香、花期、叶形、叶色叶大小、叶质地作为评价指标。其中，株型、花色、冠幅、花量在本试验评价指标体系中权重最大，符合盆栽酢浆草属植物预期观赏目标，且在前人的研究中尚未报道。

在约束层3个因素中，花特征所占权重值最大，其次是整体特征，而叶特征所占权重值最小，这与杜晓华等[37]在三色堇（Viola tricolor）观赏性评价中所建立的判断矩阵结果相同，并与酢浆草属植物主要为观花特性相符，要求在视觉效果上花量多、花期长、花径大、株型优美[13]。从综合得分来看，本试验处于Ⅰ级中的酢浆草属植物具有株型优美、花径大、花期长的特点，这与吴林源等[14]的研究结果一致。在各评价指标权重值的总排序上，对观赏性影响最大的为株型，其次为花色、冠幅，花量、花期、花径，而排名靠后的为叶大小、小叶数量和叶质地。由于酢浆草属植物不同株型间差异较大，因此，本研究中株型对观赏性影响较大的结果与实际情况相符。为了筛选适用于盆栽型的酢浆草属植物，本研究从酢浆草属植物的整体特征、花特征和叶特征3个方面进行探讨，为使筛选出来的优良植株能够尽快投入产业化生产，促进盆栽型酢浆草属植物的开发应用，还需要进一步深入研究。

4 结论

本研究建立的酢浆草属植物观赏性评价AHP模型共分为3个层次，包含与酢浆草属植物观赏性密切相关的14个指标性状，较全面系统。14个指标中，株型、花色、冠幅、花量所占权重值均较大，是影响酢浆草属植物观赏价值最重要的指标，可作为酢浆草属植物盆栽选择的主要依据。

应用所建立的评价体系对供试的酢浆草属植物观赏性评价结果表明，40份酢浆草属植物中钝叶酢浆草‘锂辉石、芙蓉酢浆草‘晨光、迷糊酢浆草、芙蓉酢浆草‘粉花黄喉、钝叶酢浆草‘娃娃脸观赏价值较高，这些酢浆草属植物观赏性高、适应性强，是盆栽开发的优良植物材料;而马森酢浆草、粉纤细酢浆草观赏价值较低，可予以淘汰;其他材料观赏性良好，可根据育种目标，结合材料自身的特性加以选择利用。

参考文献

[1] Rosenfeldt S， Galati B G. Ubisch bodies and pollen ontogeny in Oxalis articulata Savigny[J]. Biocell， 2005， 29（3）： 271-278.

[2] 克里斯托弗·布里克尔，布里克尔，杨秋生，等. 世界园林植物与花卉百科全书[M]. 郑州：河南科学技术出版社， 2005.

[3] 沈显生，孙灏. 中国酢浆草属一新种[J]. 云南植物研究， 2003（1）： 39-40.

[4] 中国科学院中国植物志委员会. 中国植物志：第43卷[M]. 北京：科学出版社， 1998.

[5] 许巧贤，宋费玲，石丽敏. 秋植酢浆草栽培技术要点[J]. 农业科技通讯， 2019（2）： 268-269.

[6] Vaio M， Gardner A， Speranza P， et al. Phylogenetic and cytogenetic relationships among species of Oxalis section Articulatae （Oxalidaceae）[J]. Plant Systematics and Evolution， 2016， 302（9）： 1-13.

[7] Costa J， Ferrero V， Loureiro J， et al. Sexual reproduction of the pentaploid， short-styled Oxalis pes-caprae allows the production of viable offspring[J]. Plant Biology， 2014， 16（1）： 208-214.

[8] 李文明，魏一粟，钱燕萍，等. 5种酢浆草属植物对低温胁迫的生理响应及抗寒性评价[J]. 东北林业大学学报， 2017， 45（7）： 28-33.

[9] Pissard A， Arbizu C， Ghislain M， et al. Congruence between morphological and molecular markers inferred from the analysis of the intra-morphotype genetic diversity and the spatial structure of Oxalis tuberosa Mol[J]. Genetica， 2008， 132（1）： 71-85.

[10] Malice M， Martin N， Pissard A， et al. A preliminary study of the genetic diversity of bolivianoca （Oxalis tuberosa Mol.） varieties maintainedin situandex situthrough the utilization of ISSR molecular markers[J]. Genetic Resources and Crop Evolution， 2007， 54（4）： 685-690.

[11] 陳明林，刘登义，李珊珊. 酢浆草属5种植物的微形态特征观察[J]. 植物资源与环境学报， 2007（3）： 7-18.

[12] 胡甦，王永清，陶炼. 三角紫叶酢浆草ISSR反应体系的建立与优化[J]. 草业学报， 2011， 20（5）： 142-150.

[13] ?goston J. Invvestigation of the ornamental value of bulbous Oxalis species and cultivars[J]. Agricultural Management/ Lucrari Stiintifice Seria I， Management Agricol， 2017， 19（1）： 5-10.

[14] 吴林源，黄稚清，丁释丰，等. AHP法对20种酢浆草属植物的观赏性评价[J]. 宁夏农林科技， 2019， 60（4）： 8-10.

[15] 刘新宪，朱道立. 选择与判断——AHP（层次分析法）决策[M]. 上海：上海科学普及出版社， 1990： 228.

[16] Saaty T L. The analytic hierarchy process[M]. New York： McCraw—Hill Inc.， 1980.

[17] 尹娟，蔡秀珍，劉蕴哲，等. 基于AHP的凤仙花属石山组植物观赏价值评价[J]. 北方园艺， 2018（22）： 93-97.

[18] 张瑜，赵峰，吴永华，等. 兰州市园林主要适生观赏树种选择及综合指标数量化评价[J]. 西北林学院学报， 2019， 34（4）： 255-261， 267.

[19] 方晓晨，王盼，张雪莹，等. 浙江木兰科野生观赏植物资源及评价[J]. 热带作物学报， 2018， 39（8）： 1513-1518.

[20] 黄元贞，刘海平，马良，等. 基于层次分析法评价12种虾脊兰属植物的观赏性和生长适应性[J]. 福建农林大学学报（自然科学版）， 2018， 47（6）：667-672.

[21] Saaty T L. How to make a decision： The analytic hierarchy process[J]. European Journal of Operational Research， 1990， 48（1）： 9-26.

[22] 蔡美萍，袁媛，陈清西. 83个夏鹃品种园林应用综合评价[J]. 南方农业学报， 2018， 49（8）： 1588-1595.

[23] 郝京辉，游捷，秦贺兰，等. 菊花品种的特异性、一致性和稳定性的研究[J]. 中南林学院学报， 2003（5）： 14-18.

[24] 褚云霞，邓姗，黄志城，等. 非洲菊新品种DUS测试数量性状分级及形态性状多样性研究[J]. 植物遗传资源学报， 2015， 16（4）： 920-926.

[25] 宁昭然，刘金燕，章陆杨，等. 福建省主要适生观赏草品种盆栽观赏性评价[J]. 中国城市林业，2019， 17（1）： 80-84.