赵冰雪，周 琳，黄清俊，杨柳燕，姚建军，张永春*

(1.上海市农业科学院林木果树研究所／上海市设施园艺技术重点实验室，上海 201403；2.上海应用技术大学生态技术与工程学院, 上海 201418；3.上海虹华园艺有限公司, 上海 201606)

微型月季为蔷薇科蔷薇属多年生木本花卉，因其株型矮小、花型小巧紧凑、花色丰富且花期较长，广泛应用于室内栽培、花坛布置、道路绿化美化、微型盆景制作等[1—2]。如今小型盆栽花卉作为家庭园艺的重要组成部分，逐渐成为花卉产业新趋势。微型月季的种苗需求量逐年增加，月季优质种苗繁育技术急需提升。扦插是微型月季种苗生产的主要繁殖方法，具有成本低、繁殖快、操作简便、出苗整齐且保留亲本优良性状等特点。在以往的研究中，通常以生根率和成活率来评价插穗的扦插效果，但也有研究表明生根数[3]、最长根长[4]、平均根长[5]、根径[6]、新芽率[7]等均可用作评估扦插品质的指标。微型月季品种繁多，目前通过比较部分微型月季生根指标，筛选出‘火影’、‘米奇’、‘小丁香’等生根性强的微型月季品种[8—9]，这些研究虽然筛选出扦插效果较好的月季品种，但评价方法主要集中在根系形态指标的直观比较，缺少综合评价。

主成分分析(Principal Component Analysis，PCA)是通过正交变换将一组可能存在相关性的变量转换为一组线性不相关的变量，以少数几个主成分来揭示多个变量的统计方法[10]。主成分分析法可用于观赏植物的栽培基质配方筛选[11]、观赏价值评价[12]、抗性评价[13]、功能成分分析[14]。此外，主成分分析法可应用于扦插生根效果分析[15—18]。目前，月季扦插生根效果综合评价的研究较少，吴海东等[19]利用主成分分析法对 18个月季品种(包含杂交茶香月季和丰花月季)扦插效果进行综合评价，结果表明提取的4个主成分(累计贡献率93.229%)可代表测定的7个形态指标，从中筛选出11个扦插效果较好的月季品种。

微型月季品种丰富，以往研究表明不同品种微型月季的生根能力存在显著差异[8—9]。为了更有效筛选出生根性强的微型月季品种，对微型月季的扦插生根能力进行综合评价有一定的必要性。本文以 7个微型月季品种半木质化插穗为试材，采用主成分分析、隶属函数法和聚类分析等方法对其根系形态指标进行分析，综合评价不同品种的扦插生根能力，筛选出生根性强的微型月季品种，为微型月季的种苗规模化生产提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料选择上海市农业科学院林木果树研究所收集保存的 7个微型月季()品种：‘灵感’(Inspiration)、‘女儿红’(Nu Hong)、‘春色’(Spring Color)、‘绝恋’(Jue Lian)、‘红色恋人’(Red Lover)、‘淑女’(Lady)和‘维纳斯’(Venus)(图1)。选择健壮、无病虫害的半木质化枝条作插穗。

图1 7个微型月季品种Fig. 1 Seven varieties of miniature rose

1.2 试验方法

试验于2020年8～9月在上海市农业科学院奉浦院区玻璃温室(121°48′E、30°95′N)进行，扦插期间温度保持在 25～30 ℃，相对湿度控制在 75%～85%，光照强度600～1000 lx。

将健康无病害枝条剪成插穗，两个芽点间为一个插穗，插穗上端剪成平切口，下端剪成马蹄形斜切口，每个插穗留有1个芽点，芽点上保留5片以上完整的叶，确保整片叶舒展湿润。扦插基质选用木纤维基质(比利孚园艺上海有限公司，泥炭:木纤维:椰糠:珍珠岩体积比为5:2:2:1)，多次浇水以保证基质达到高含水量。扦插前将整条插穗用螺螨酯5000倍液和唑醚·氟酰胺1000倍液的混合溶液浸泡消毒3 min，插穗取出后蘸取Rhizopon生根粉(北京华云智源科技有限公司，主要成分为 0.25%吲哚丁酸IBA粉剂)并扦插。扦插后，喷洒一定水分确保插穗湿润，在插穗上方覆盖一层白色透明薄膜(厚度0.06 mm)。期间玻璃温室打开内外遮阳网遮阴，防止强光照射。7 d后揭膜，每天喷水一次，确保基质湿润。每品种均设置3组重复，每组重复50条插穗。待第28天，每组随机抽取5根插穗测定平均根数、平均根长、最长根长、平均根径和最大根径，其中成活率和新芽率通过记录每组成活的插穗数和长出新芽的插穗数进行统计。

1.3 数据分析

用Microsoft Excel对数据进行统计，利用SPSS 21.0软件对数据进行主成分分析和聚类分析。

公式中，Vj为初始因子载荷矩阵，λi为第i个主成分的特征值，ZXj是原始指标影响系数α经过标准化处理后的值[20]。

公式中，D为扦插生根效果的综合值[18]。

2 结果与分析

2.1 微型月季品种根系指标多重比较

不同品种微型月季各项根系指标表现不同(表1)。平均根数以‘淑女’最多，有4.93条，极显著高于‘灵感’(1.53条) (P＜0.01)，但‘灵感’与其他品种差异不显著。‘淑女’的平均根长最长，达22.27 mm，显著高于‘灵感’的9.56 mm (P＜0.05)，但二者与其他品种差异不显著。最长根长、最大根径和平均根径方面，不同品种间差异不显著(P＞0.05)。在扦插成活率方面，‘淑女’最高，达74.00%，是指标均值的2倍，极显著高于其他品种(P＜0.01)；其次为‘红色恋人’(52.00%)和‘维纳斯’(35.33%)，其中，‘红色恋人’显著高于除‘淑女’外的其他品种(P＜0.05)。新芽率方面，‘淑女’新芽率最高(24.00%)，极显著高于其他品种(P＜0.01)；‘灵感’、‘春色’的新芽率较低，分别为3.33%、4.67%。

表1 微型月季不同品种的根系指标及扦插成活率比较Table 1 Comparison on root system indexes and cutting survival rate of various mini rose varieties

2.2 单项指标的影响系数α值及标准化处理值

将表1中各微型月季品种的7项生根指标均值和单一指标均值通过公式(1)转化，获得单项指标的影响系数α值(表2)。月季扦插生根是一个复杂的综合过程，7个微型月季品种的 7个指标变化趋势各不相同，说明不能通过单一指标评价月季品种的扦插生根能力。为方便分析与计算，对单项指标影响系数α值进行标准化处理(表2)，以便利用主成分分析法评价7个微型月季的扦插效果。

表2 各月季品种单项指标影响系数α值(%)及其标准化处理Table 2 The value of the influence coefficient α (%) of the individual index of each rose variety and its standardized processing

2.3 指标间相关性分析

在进行主成分分析之前，使用相关系数矩阵的直观检验法对数据进行适应性检验和评价(表 3)。7个生根指标间存在正相关和负相关，其中，平均根径、新芽率与平均根长相互间呈显著正相关(P<0.05)，成活率和新芽率呈极显著正相关(P<0.01)。整体上，7个形态指标间相关性较强，可用主成分分析法进行综合评价。

表3 指标间相关系数矩阵Table 3 Correlation coefficient matrix between indicators

2.4 微型月季扦插生根能力的主成分分析和综合评价

对7个微型月季品种7个指标的标准化处理值进行主成分分析(表4)。根据累计贡献率大于85%的主成分选取原则，CI(1)、CI(2)和 CI(3)的贡献率分别为61.690%、19.584%和14.558%，累计贡献率为95.832%，可将测定的7个指标用3个相互独立的综合指标代替，即第1主成分、第2主成分和第3主成分。这 3个综合指标代表原来 7个指标的95.832%，能够综合评价7个月季品种的扦插生根效果，鉴定出扦插生根性强的品种。

表4 总方差分解及初始因子载荷矩阵Table 4 Total variance decomposition and initial factor loading matrix

根据表4中的数据，使用公式(2)获得3个主成分表达式：

由公式(3)计算各品种的隶属函数值µ(Xj)。依据公式(4)，并通过3个综合指标的贡献率，计算综合指标的权重Wj值，分别是0.644、0.204和0.152。再通过公式(5)计算各品种的综合评价值D，结果如表5所示。其中D越大，表明该品种扦插生根效果越好。因此，根据各微型月季品种的综合评价值D对其扦插生根能力从高到低排序：‘淑女’、‘红色恋人’、‘绝恋’、‘女儿红’、‘维纳斯’、‘春色’、‘灵感’。

表5 各品种综合指标值CI、隶属函数值µ(Xj)、权重Wj值及综合评价值DTable 5 Comprehensive index value CI, membership function value µ(Xj), weight Wj value and comprehensive evaluation value D of each variety

2.5 微型月季品种扦插生根效果聚类分析

以综合评价值为指标，对7个微型月季品种的扦插效果进行聚类分析(图2)。其中，综合评价值越大，扦插效果越好。各品种间的映射距离越小，品种间的差异越小，可将7个微型月季品种分为4个等级，扦插效果最好的是‘淑女’，其次是‘红色恋人’和‘绝恋’，扦插效果稍弱的是‘女儿红’和‘维纳斯’，扦插效果最弱的是‘春色’和‘灵感’。

图2 微型月季7个品种扦插生根效果聚类分析Fig. 2 Dendrogram of cluster analysis of rooting effect of cuttings of seven miniature rose varieties

3 结论与讨论

目前，常用的评价月季品种扦插效果的指标可分为两类，一是根系形态指标，包括平均生根数、平均根长、最长根长、根径、根干重，与根系的品质有关；二是体现扦插成活的难易程度的指标，包括生根率、成活率、腐烂率、新芽数、新芽率等[8,19,23]。这些指标虽可从不同角度反映月季扦插的生根效果，但生根过程较为复杂，单一生根指标难以综合评价其品种的自身生根能力。插穗的位置及木质化程度对不定根的形成和扦插成活率起至关重要的作用[24]。Otiende 等[25]比较了两个月季品种(‘Natal briar’和‘Rosa progress’)枝条不同部位的扦插生根率和成活率，证实上部插穗生根率和成活率明显优于中部和底部插穗。而Tadele等[26]认为月季半木质化和木质化插穗因含大量促进其生长和发育的营养物质(碳水化合物、蛋白质)和激素(IAA和细胞分裂素等)，插穗产生的根系更旺盛。试验前期筛选出半木质化枝条较适合用作微型月季扦插插穗，基于文献参考和前期预试验，本试验统计7个微型月季品种的半木质化插穗在扦插第28 d时7个根系形态生长指标(平均生根数、平均根长、最长根长、平均根径、最大根径、成活率、新芽率)，用于月季品种扦插生根效果的评价。

植物的扦插生根评价除了确定合适的指标外，评价方法也尤为重要。目前常用的方法是主成分分析法和隶属函数法。通过降维将多个指标转换为2～3个新的相互独立的综合指标，用于计算综合评价值 D，减少了数据分析的繁琐性。本试验通过主成分分析和隶属函数分析，将7个生根指标转换为 3个新的主成分，其中 3个新的主成分总贡献率为95.832%，这3个相互独立的综合指标不但能够全面评价7个月季品种的扦插生根效果，而且使评价结果具有科学性、准确性。

月季品种间的生根能力存在差异，综合评价值D越大，扦插生根效果越好。因此，7个微型月季品种扦插生根能力从高到低依次为：‘淑女’、‘红色恋人’、‘绝恋’、‘女儿红’、‘维纳斯’、‘春色’、‘灵感’，可以筛选出1个扦插效果最好的微型月季品种，即为‘淑女’，生产上可采用常规扦插方法即可保证插穗较高的成活率与扦插苗的品质；扦插效果较好的微型月季品种是‘红色恋人’和‘绝恋’。但从‘淑女’的单一指标来看，某一指标值小于扦插生根效果差的月季品种，说明不同月季品种的扦插生根表现和机制不完全一致。扦插过程受多项因素影响，合适的基质[27]、生长调节剂[26]和环境因子[28]对插穗扦插生根起促进作用，本试验扦插生根过程受木纤维基质、Rhizopon生根粉、温湿度和光照强度等外部因素的综合影响。因此，可通过不断优化基质的种类与配比、生长调节剂的种类和浓度以及适宜的环境温湿度，以提高微型月季扦插生根能力，为微型月季在上海地区的推广和应用提供理论依据。