吳海東　郭風(fēng)民　孫桂琴

摘要：以11個月季（Rosa chinensis Jacq.）品種為試材，選取了7個與月季耐熱性密切相關(guān)的性狀為指標(biāo)，應(yīng)用主成分分析法、隸屬函數(shù)法和聚類分析，在鄭州地區(qū)夏季高溫環(huán)境下綜合評價了11個月季品種的耐熱性強弱。結(jié)果表明，11個月季品種按耐熱性綜合評價值被劃分為耐熱性較強、耐熱性中等、耐熱性敏感3個等級；篩選出了5個適宜鄭州地區(qū)夏季高溫環(huán)境生長的月季品種，分別是緋扇、冰山、紅帽子、圓舞曲、曼海姆，建議在鄭州地區(qū)推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：月季（Rosa chinensis Jacq.）；主成分分析法；隸屬函數(shù)法；聚類分析；耐熱性

中圖分類號：S685.12 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）15-0067-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.15.017 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Screening and Comprehensive Evaluation of Heat-resistance Rose Varieties in Zhengzhou

WU Hai-dong，GUO Feng-min，SUN Gui-qin，YANG Hua，WANG Sheng，YAN Zhi-jun，YANG Pan

（Zhengzhou Institute of Urban Landscape and Architecture，Zhengzhou 450051，China）

Abstract： Taking seven characters closely related to the heat-resistance of rose， the heat-resistance of eleven rose varieties was evaluated by the methods of principal component analysis， subordinative function analysis and cluster analysis. The results showed that eleven rose varieties was divided into three grades， the stronger heat-resistance， mid-level heat-resistance and low level heat-resistance； Five rose varieties suitable for the growth under the summer high temperature environment in Zhengzhou city， including Hiohgi， Iceberg， Red Cap， Roundelay， and Schloss Mannheim， were chosen to popularize in the gardens and parks of Zhengzhou city.

Key words： rose（Rosa chinensis Jacq.）； principal component analysis； subordinative function analysis； cluster analysis； heat tolerance

月季（Rosa chinensis Jacq.）為薔薇科薔薇屬多年生常綠或半常綠灌木，其栽培歷史已超過1 000年，是中國十大傳統(tǒng)名花之一，具有花型優(yōu)美、花色豐富、品種多、花期長等特點[1-3]。目前世界上已有3萬多個月季品種，50多個城市以月季作為市花，月季被廣泛應(yīng)用于庭院、道路綠化帶、公園以及其他園林綠地[4，5]。

月季起源于溫帶寒溫帶干燥地區(qū)，喜光喜溫潤，氣候較耐寒，忌高溫，大部分月季品種的最適生長溫度在15～26 ℃，夏季環(huán)境溫度持續(xù)高于30 ℃進入半休眠。近年來，“溫室效應(yīng)”現(xiàn)象日益明顯， 全球氣溫持續(xù)升高， 夏季高溫天氣愈發(fā)頻繁，40 ℃以上的高溫天氣也時有發(fā)生，植物生長發(fā)育面臨高溫逆境的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[6-9]。高溫制約植物的生長和發(fā)育，造成植物葉片萎蔫、花形干癟、花瓣灼傷退色等，直接并嚴(yán)重影響了月季的園林觀賞效果[10]。月季是鄭州市市花，在城市園林綠化中應(yīng)用普遍，而每年的6—8月受高溫環(huán)境影響，鄭州地區(qū)大多數(shù)月季品種的觀賞效果表現(xiàn)較差，因此利用科學(xué)的評價體系區(qū)分不同月季品種的耐熱性，篩選出適宜鄭州地區(qū)夏季高溫環(huán)境下生長的月季品種并推廣應(yīng)用，對于提升鄭州地區(qū)綠地景觀效果、美化人居環(huán)境意義重大。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗材料為鄭州市城市園林科學(xué)研究所收集保存的11個月季品種，均為田間露地栽植的四年生月季扦插苗（株行距1 m×1 m），各品種信息見表1。

1.2 試驗方法及指標(biāo)測定

試驗于2017年5—9月在鄭州市城市園林科學(xué)研究所及其滎陽基地月季資源圃進行，試驗期間保持常規(guī)的栽培管理方式。

1.2.1 田間氣溫測定 通過中科正奇自動氣象站（型號ZK-NT10A）記錄田間溫度數(shù)據(jù)。

1.2.2 形態(tài)指標(biāo)測定 2017年5—8月對11個月季品種的植株基徑增長量、枝條增長數(shù)、花徑變化幅度以及最大開放率（群體開花情況）進行調(diào)查。5月開始對每個品種隨機選取20株健壯植株掛牌標(biāo)記作為觀測對象，測定植株基徑、枝條數(shù)、花徑，作為對照。其中，8月中旬調(diào)查一次基徑增長量和枝條增長數(shù)，以5月測定數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)值計算增長幅度；花徑變化幅度，以6—8月調(diào)查測定的花徑平均值對比5月測定數(shù)據(jù)，計算變化幅度；最大開放率（觀測植株正常綻放花朵數(shù)與總花數(shù)之比），以6—8月的最大開放率為調(diào)查結(jié)果，求出平均值，得到各品種群體最大開放率[11，12]。

1.2.3 生理指標(biāo)測定 分別在2017年5月4日（日最高氣溫25 ℃）和7月10日（日最高氣溫38 ℃），每個月季品種選取3株，取植株中部正常功能葉片，測定葉片相對含水量、葉綠素含量、相對電導(dǎo)率，以5月測定值為對照，計算各指標(biāo)變化幅度。相對電導(dǎo)率用電導(dǎo)儀測定法測定，葉綠素含量測定采用手持式電導(dǎo)儀測定，相對水分含量測定參照王學(xué)奎等[13]的試驗方法。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤；采用SPSS 21.0進行顯著性分析、主成分分析和聚類分析。

花徑降低幅度、葉片相對水分含量降幅、葉綠素含量降幅、相對電導(dǎo)率增幅與植株耐熱性負相關(guān)，以負數(shù)表示，數(shù)據(jù)分析所用公式如下[14-16]。

隸屬函數(shù)值：μ■=（Xj-Xmin）/（Xmax-Xmin） （1）

主成分表達式：CI（I）=■×ZX1+…+■×ZXj（j>i>1） （2）

權(quán)重公式：Wj=Pj/■Pj（j=1，2，…，n） （3）

綜合評價值：D=■[U■×Wj]（j=1，2，…，n）（4）

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗田溫度變化情況

2017年鄭州地區(qū)夏季高溫持續(xù)時間較長，試驗田最高氣溫為39 ℃（出現(xiàn)在5月28日），相比2015年和2016年高溫天氣來臨較早，且高溫天氣偏多；7月高溫情況嚴(yán)重，溫度高且持續(xù)時間長，≥35 ℃的高溫日數(shù)為22 d；試驗期間有3次連續(xù)長時間的陰雨天引發(fā)較大幅度的降溫，圖1為6月4—12日、7月28日至8月2日以及8月27—31日的氣溫。

2.2 各項指標(biāo)測定及數(shù)據(jù)處理結(jié)果

由表2中數(shù)據(jù)可知，11個月季品種在高溫環(huán)境下其花徑、葉片相對含水率、葉綠素含量均有一定程度的降低，相反葉片相對電導(dǎo)率均出現(xiàn)升高，這表明高溫環(huán)境對月季的形態(tài)、生理造成了負面效應(yīng)（表中負值表示變化幅度為降低，其中葉片相對電導(dǎo)率試驗結(jié)果為升高，由于其與植物耐熱性方向不一致，結(jié)果用負值表示）；表3為SPSS標(biāo)準(zhǔn)化處理值。

2.3 耐熱性主成分分析

利用SPSS 21.0對測定的7個指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理值進行主成分分析（表4），根據(jù)累計貢獻率大于85%的主成分因子選取原則，提取出3個主成分，分別為CI（1）、CI（2）和CI（3），其貢獻率分別為65.337%、17.174%和11.492%，累計貢獻率達到94.003%，這3個綜合指標(biāo)代表了原來7個指標(biāo)的94.003%，能夠比較可靠地評價11個月季品種的耐熱性。

2.4 耐熱性綜合評價值

根據(jù)公式（2），由表2和表3數(shù)據(jù)得到CI值，如表5所示，然后根據(jù)公式（1），由CI值得到隸屬函數(shù)值μx；權(quán)重（Wj）值根據(jù)公式（3），結(jié)合表4數(shù)據(jù)得到；最后根據(jù)公式（4），得到11個月季品種耐熱性綜合評價值D。

綜合評價值D反映了各月季品種耐熱性的強弱，數(shù)值越大，表明其耐熱能力越強。由表5中結(jié)果可知，供試月季品種耐熱性順序為曼海姆>圓舞曲>紅帽子>緋扇>冰山>綠云>卡托爾紙牌>亞力克紅>榮光>粉豹>黑魔術(shù)。

2.5 耐熱性聚類分析

利用SPSS 21.0軟件分析，采用Ward最小方差法，平方歐氏距離為測度，以11個月季品種綜合評價值D為指標(biāo)進行聚類分析，所得結(jié)果見圖2。由圖2可知，11個月季品種的耐熱性程度被劃為3個等級，第一等級為耐熱性較強品種，包括緋扇、冰山、紅帽子、圓舞曲、曼海姆；第二等級為中等耐熱品種，包括綠云、卡托爾紙牌、亞力克紅、榮光；第三等級為熱敏感月季品種，包括黑魔術(shù)和粉豹。

3 小結(jié)與討論

月季在高溫脅迫條件下，其營養(yǎng)生長和生殖生長都會受到影響，生長勢和抗病能力低，生殖生長緩慢，主要表現(xiàn)為花小畸形、花色黯淡，耐熱性不同的月季品種，受高溫影響的程度也不一致[17，18]。試驗選取的11個月季品種在高溫環(huán)境下其花徑均有不同程度的下降，同時基徑增長量、枝條數(shù)增長量、最大開放率3個指標(biāo)在不同的月季品種間變化趨勢也存在差異。

柳忠娜等[19]研究表明，隨溫度的升高月季葉片的細胞膜透性增大，MDA含量增加，游離脯氨酸含量也呈增加趨勢。周斯建等[20]在對鐵炮百合幼苗的研究中發(fā)現(xiàn)，其電解質(zhì)滲透率測定結(jié)果與游離脯氨酸和MDA等指標(biāo)反映出的耐熱性強弱關(guān)系一致，因此本試驗選取葉片相對電導(dǎo)率能夠較好地反映試材在高溫脅迫下的生理變化。

大量研究結(jié)果表明，植物的耐熱性是多基因控制的性狀，單一指標(biāo)無法準(zhǔn)確反映植株的耐熱性，在本試驗中綜合評價耐熱性較強的月季品種緋扇的花徑降低幅度高于中等耐熱性月季品種綠云、亞力克紅和榮光，因此，評價植物材料的耐熱性必須考量多方面的綜合指標(biāo)[10，21]。同時，在育種工作中，可以通過有目的的聚合育種，針對某一品種某一指標(biāo)得分的高低設(shè)計雜交組合，累加相應(yīng)基因有效地提高該品種的耐熱性[12]。

試驗采用主成分分析法，從7個觀測指標(biāo)中抽取3個綜合指標(biāo)評價11個月季品種的耐熱性強弱，結(jié)合隸屬函數(shù)法和聚類分析，有效區(qū)分了不同月季品種耐熱性差異，篩選出5個耐熱性較強的月季品種，包括緋扇、冰山、紅帽子、圓舞曲、曼海姆，相比試驗中其他月季品種，在鄭州地區(qū)夏季高溫環(huán)境下，這5個品種田間生長勢和觀賞性有明顯優(yōu)勢，屬于優(yōu)良的月季耐熱品種，可在該地區(qū)推廣應(yīng)用。

參考文獻：

[1] 張佐雙，朱秀珍.中國月季[M].北京：中國林業(yè)出版社，2006.

[2] 薛麒麟，郭繼紅.月季栽培與鑒賞[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2004.

[3] 孟慶海.月季栽培與鑒賞[M].北京：科學(xué)普及出版社，2004.

[4] 劉青林.現(xiàn)代月季“變種之法”[J].花木盆景（花卉園藝），2014，30（7）：12-13.

[5] 閆海霞，武 鵬，萬正林，等.影響月季保鮮的因素分析[J].北方園藝，2013（18）：186-189.

[6] 曾尚文.月季耐濕熱性研究綜述[J].南方林業(yè)科學(xué)，2015，43（4）：25-28.

[7] 熊亞軍，于 平，扈海波.國內(nèi)高溫氣候變化事實及其災(zāi)害特征研究進展[J].干旱氣象，2013，31（1）：194-198，211.

[8] 賀 哲，李 平，喬春貴，等.鄭州極端高溫天氣成因分析[J].氣象，2007，33（3）：68-75.

[9] DAFNY-YELIN M，GUTERMAN I，MENDA N. Flower proteome：Changes in protein spectrum during the advanced stages of rose petal development[J].Planta，2005，222（1）：37-46.

[10] 吳海東，王 升，孫桂琴，等.基于層次分析法的月季耐熱品種篩選體系構(gòu)建[J].河南科學(xué)，2017，35（8）：1336-1340.

[11] 賈思振，房偉民，陳發(fā)棣，等.夏菊耐熱性指標(biāo)篩選和綜合評價[J].浙江林學(xué)院學(xué)報，2009，26（1）：52-57.

[12] 高 潔，姜靈敏，曾 艷，等.上海耐熱月季品種的田間篩選及其綜合評價[J].生態(tài)學(xué)雜志，2012，31（7）：1707-1713.

[13] 王學(xué)奎，黃見良.植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2015.

[14] 于秀林，任雪松.多元統(tǒng)計分析[M].北京：中國統(tǒng)計出版社， 1999.

[15] 周寶焜.農(nóng)業(yè)中的模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用及程序[M].福建廈門：廈門大學(xué)出版社，1992.

[16] 周子發(fā)，牛立新，張延龍，等.秦巴山區(qū)野生百合組培苗耐熱性的初步研究[J].北方園藝，2009（11）：164-166.

[17] 羅 丹，柳忠娜，謝利娟，等.月季部分形態(tài)生理指標(biāo)對高溫的反應(yīng)研究[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，36（8）：66-72.

[18] 胡永紅，蔣昌華，秦 俊.植物耐熱常規(guī)生理指標(biāo)的研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，46（1）：192-195.

[19] 柳忠娜，謝麗娟，趙梁軍.耐熱耐濕月季的品種篩選研究[J].園藝學(xué)報，2011，38（增刊）：2632.

[20] 周斯建，義鳴放，穆 鼎.高溫脅迫下鐵炮百合幼苗形態(tài)及生理反應(yīng)的初步研究[J].園藝學(xué)報，2005，32（1）：145-147.

[21] 葉小梅，盧忠華，蔡麗萍，等.4種引進月季品種葉片耐熱性生理生化指標(biāo)初探[J].廣東林業(yè)科技，2007，23（1）：80-82，93.