孫正芝，王 荃，肖振山，薛秋華

(1.福建農(nóng)林大學(xué)園林學(xué)院，福建 福州 350002；2.福建省標(biāo)準(zhǔn)化研究院，福建 福州350013)

芳香植物是供提取芳香油且具有特殊香味的植物總稱[1]。國內(nèi)外對芳香植物的研究主要是藥理作用和功能性研究，如免疫功能、抗氧化性、抗炎與抗菌等[2—3]。部分芳香植物集食用、藥用、綠化、香化于一體，被廣泛應(yīng)用于城市園林綠化。

唇形科植物多含有較高的天然酚酸類化合物，是具有保健價值的天然植物資源[4]。唇形科植物的莖、葉著生腺毛，能分泌芳香油。常用于提煉芳香油的唇形科植物有薄荷Mentha haplocalyx、薰衣草Lavandula angustifolia 等[5]。由于花葉形狀多樣、色彩鮮艷加上特有的芳香性，唇形科植物成為重要的園林綠化植物，如薰衣草、薄荷、鼠尾草Salvia japonica、一串紅Salvia splendens、紫蘇Perilla frutescens等。本文基于引種栽培試驗，建立唇形科芳香植物綜合評價體系，從園林應(yīng)用的角度探討唇形科芳香植物在福州地區(qū)的應(yīng)用價值和生態(tài)適應(yīng)性，為芳香植物在福州地區(qū)的開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

于2017 年1 月至11 月先后由漳州東南花都、翡翠灣百草園、福州建新花卉市場等地引種10 種唇形科芳香植物(表1)，種植于福建農(nóng)林大學(xué)園林學(xué)院園林植物綜合實踐基地。觀察并記錄其物候期、病蟲害及生長狀況等。

1.2 層次分析法

1.2.1 AHP評價體系 層次分析法被廣泛應(yīng)用于野生觀賞植物篩選、園林植物評價、景觀美景度研究等領(lǐng)域[6—8]。應(yīng)用該方法對引種成功的唇形科芳香植物園林應(yīng)用價值進(jìn)行綜合評價篩選出適宜福州地區(qū)生長且具推廣開發(fā)價值的種類。

表1 供試10 種唇形科芳香植物Table 1 Tested Labiatae aromatic plants

1.2.2 建立層次結(jié)構(gòu)模型 征求林學(xué)和園林專家及研究生意見，根據(jù)芳香植物特點，結(jié)合福州地區(qū)園林用途對植物生長適應(yīng)性的要求，參照文獻(xiàn)[9]的方法建立唇形科芳香植物綜合評價體系。綜合評價模型分為3 層，即目標(biāo)層(A)、約束層(C)和標(biāo)準(zhǔn)層(P)。目標(biāo)層為10 種唇形科芳香植物綜合評價；約束層為觀賞價值(C1)、開發(fā)潛力(C2)和抗逆性(C3)；標(biāo)準(zhǔn)層為花色(P1)、葉形(P2)、葉色(P3)、觀賞周期(P4)、株型(P5)、芳香氣味的舒適性(P6)、藥用(P7)、食用(P8)、驅(qū)避性(P9)、加工價值(P10)、耐寒性(P11)、耐旱性(P12)、耐熱性(P13)、抗病蟲害(P14)和耐陰性(P15)。

1.2.3 綜合評價體系 根據(jù)綜合評價模型標(biāo)準(zhǔn)層中15 個指標(biāo)的要求，以1～5 個分值標(biāo)度來標(biāo)值各個指標(biāo)的相對重要性，建立唇形科芳香植物評分標(biāo)準(zhǔn)(表2)。

表2 唇形科芳香植物綜合評價體系Table 2 Comprehensive evaluation system of Labiatae aromatic plants

2 結(jié)果與分析

2.1 判斷矩陣及其一致性檢驗

采用1～9 標(biāo)度法使各評價指標(biāo)定量化并構(gòu)成兩兩比較判斷矩陣。運(yùn)用和積法求解得出單一準(zhǔn)則下被比較元素的相對權(quán)重，并進(jìn)行一致性檢驗，一致性指標(biāo)(CI)＝(λmax-n)/(n-1)，CR＝CI/RI。其中：λmax為判斷矩陣最大特征根，n 為矩陣階數(shù)，CI 為一致性指標(biāo)，RI 為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)。當(dāng)CR＜0.1 時，判斷矩陣具有一致性；否則，需調(diào)整判斷矩陣。表3 顯示，各約束層和標(biāo)準(zhǔn)層具一致性。

2.2 綜合評價指標(biāo)權(quán)值排序

在層次單排序基礎(chǔ)上，計算最底層(標(biāo)準(zhǔn)層P)對于最高層(目標(biāo)層A)的相對重要性排序權(quán)值，即層次總排序。同樣進(jìn)行一致性檢驗，最后獲得15個評價因子各自權(quán)重(表4)。

2.3 觀賞性狀綜合評價

將10 種芳香植物照片及相關(guān)資料交于林學(xué)和園林學(xué)科專家和研究生，以指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)為主要依據(jù)，結(jié)合個人專業(yè)知識進(jìn)行綜合判分。按各指標(biāo)所占權(quán)重值進(jìn)行加權(quán)計算，得到10 種植物綜合評價值(表5)。綜合評價得分基本反映了各種類的實際觀賞性狀與應(yīng)用價值。根據(jù)綜合評價分值，將10種芳香植物分為4 個等級(每級不包括上限)：I 級(＞4.5)屬氣味芳香、適應(yīng)性強(qiáng)、生長健壯、繁殖系數(shù)高、觀賞價值高的種類，整體性狀基本符合觀賞植物選擇目標(biāo)，可大規(guī)模開發(fā)利用于園林綠化和景觀營造。該等級共3 種，分別是百里香Thymus mongolicus (4.67)、迷迭香Rosmarinus officinalis (4.54)、留蘭香Mentha spicata (4.51)(圖1)。

表3 判斷矩陣及其一致性檢驗Table 3 Consistency test of judgment matrix

表4 唇形科芳香植物綜合評價結(jié)構(gòu)模型及各指標(biāo)權(quán)重Table 4 Comprehensive evaluation structure model of Labiatae aromatic plants and weights of indicators

圖1 綜合評價得分最高的3 種唇形科芳香植物Fig. 1 Three aromatic plants of Labiatae with the highest comprehensive evaluation score A.百里香Thymus mongolicus；B.迷迭香Rosmarinus officinalis；C.留蘭香Mentha spicata

綜合評價為Ⅱ級(4.0～4.5)的植物共計2 種，分別是蘋果薄荷Mentha suaveolens (4.12)、甜牛至Origanum vulgare (4.08)，屬應(yīng)用價值高、適應(yīng)性強(qiáng)的種類，但比Ⅰ級略微遜色。這兩種花卉或是應(yīng)用價值高、適應(yīng)性強(qiáng)但花期短花枝量小，如甜牛至；或是氣味芬芳、觀賞價值較高但耐熱性稍差的種類，如蘋果薄荷。兩種植物在福州地區(qū)長勢良好，可在福州地區(qū)推廣應(yīng)用。

綜合評價為Ⅲ級(3.5～4.0)的植物屬觀賞周期短、適應(yīng)性較差或應(yīng)用價值偏低的種類，共計2 種，分別是葡萄柚薄荷Menthax piperita ‘Grapefruit’(3.65)和齒葉薰衣草Lavandula dentate (3.59)。這類植物栽培需加強(qiáng)管理、改善栽培條件，特別是加強(qiáng)灰霉病、白粉病等病害防治工作，可根據(jù)其優(yōu)勢選擇性適度應(yīng)用。

綜合評價為Ⅳ級(＜3.5)的植物屬芳香不明顯、觀賞價值一般、抗逆性差且無其他價值的種類，共計3 種，占全部樣品的30%，分別是巴格旦鼠尾草Salvia officinalis ‘Berggarten’(3.49)、馬郁蘭Origanum majorana (3.26)、水果鼠尾草Salvia coccinea ‘Coral Nymph’ (3.14)。該類植物在福州地區(qū)長勢較差，不適宜在福州地區(qū)大量應(yīng)用。

表5 綜合評價排序與等級Table 5 Comprehensive evaluation ranking

3 結(jié)論與討論

唇形科芳香植物觀賞性好，株型緊湊整齊，具有良好視覺效果，能適應(yīng)不同生態(tài)環(huán)鏡，又有怡人芳香和對蚊蟲的趨避作用。在園林綠化及農(nóng)業(yè)實踐領(lǐng)域中，芳香植物可通過化感作用和驅(qū)避作用影響土壤理化性質(zhì)和植物病蟲害。長期間作芳香植物可增加土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀含量，優(yōu)化作物生長的土壤環(huán)境[10]；間作芳香植物也是農(nóng)業(yè)防治蚜蟲的優(yōu)選方法，芳香植物能改變蚜蟲及其天敵類群數(shù)量和組成從而減少害蟲種群數(shù)量[11]。部分芳香植物制成的芳香植物源營養(yǎng)液含有礦質(zhì)元素及生長素等成分，具有營養(yǎng)、殺蟲和抑菌等效果，能顯著促進(jìn)植物生長，改善果實品質(zhì)，有效抑制植物黑星病、輪紋病、腐爛病害的發(fā)生，如孔雀草Tagetes patula、紫蘇Perilla frutescens、神香草Hyssopus officinalis、薄荷、香矢車菊Centaurea cyanus 等[12]?；诜枷阒参锏幕凶饔煤万?qū)避作用，唇形科草本芳香植物是家庭盆栽、園林綠化、公共綠地等的首選觀賞植物。

引種的多種唇形科芳香植物在福州生長表現(xiàn)各異，綜合評價得分高的唇形科芳香植物(圖1)均具較高觀賞價值和驅(qū)避、化感作用。百里香是多年生芳香草本，全株濃郁芳香，其主要揮發(fā)性成分為酚類和萜烯類[13]。百里香提取物對紋豆象成蟲具有明顯的殺蟲和殺卵毒性，紋豆象對其具有產(chǎn)卵忌避性[14]。百里香適應(yīng)性強(qiáng)且耐鹽堿，可作為修復(fù)植物。在退化草地上，百里香可通過長期的化感作用在草地植被演替中逐漸成為優(yōu)勢草地物種[15]。百里香匍匐莖小巧有型、四季常青，可作盆栽和地被植物。此外，百里香抗強(qiáng)風(fēng)、喜光、耐干旱瘠薄，也可應(yīng)用于屋頂綠化。

迷迭香屬多年生常綠亞灌木，株形優(yōu)美、香味濃烈，被廣泛應(yīng)用于香水、化妝品、空氣清新劑、食品調(diào)料等。迷迭香葉和花揮發(fā)性物質(zhì)的主要成分均為萜烯類化合物和酚類化合物，其中迷迭香酸、肌酸和肌醇是迷迭香抗氧化的主要活性成分[16—17]。迷迭香易繁殖，耐干旱瘠薄，萌蘗力強(qiáng)耐修剪，2年生植株灌叢發(fā)達(dá)四季常綠，可用于綠籬、花境配材等。

留蘭香是多年生宿根草本，生根能力強(qiáng)且抗逆性強(qiáng)。留蘭香是薄荷屬植物中食用較多的種類，其香氣的主要來源是揮發(fā)性成分的萜烯類化合物[18]。相關(guān)抗氧化作用研究表明，齒狀薰衣草、留蘭香和胡椒等芳香植物可減少小鼠因低氧導(dǎo)致增長的紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板的計數(shù)[19]。留蘭香等芳香植物在芳療花園、保健型綠地等人居環(huán)境和公共空間的營造中有利于呼吸。水培是植物高效用水、節(jié)約空間和生產(chǎn)力的可行替代方案，水培留蘭香除產(chǎn)量高于土壤耕作外，其提取物中的抗氧化活性、酶活性和活性成分以及有機(jī)酸含量都更高[20]。因此，部分芳香植物也可作為室內(nèi)水培盆栽或者水生植物應(yīng)用于城市濱水景觀營造和城市周邊地區(qū)綠化。

唇形科芳香植物是觀賞價值較高兼具藥用價值和食用價值的珍貴植物資源?；诜枷阒参镔Y源本身的復(fù)雜性，綜合評價不但要考慮芳香植物自身的觀賞價值，還要顧全其地域適應(yīng)性及開發(fā)價值。綜合評價可使園林植物開發(fā)利用的目的更明確，重點突出，避免無序、無效的選擇。層次分析法(AHP)能夠針對芳香植物的觀賞價值、開發(fā)潛力、抗逆性將定性和定量分析相結(jié)合，從而提高觀賞性芳香植物篩選的可行性、有效性和可靠性。本研究基于觀賞性狀對福州地區(qū)引種的唇形科芳香植物進(jìn)行綜合評價，結(jié)果顯示迷迭香、留蘭香和百里香可以作為新型園林觀賞植物進(jìn)行推廣。