王 豪，陸云峰，沈 波，趙 綺，金文良，袁冬明，王建軍*

（1.寧波市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，浙江 寧波 315012；2.寧波市鄞州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，浙江 寧波 315199；3.寧波芳華農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，浙江 寧波 315137）

0 引言

菊花（Chrysanthemum morifoliumRamat.）是世界四大切花之一，廣泛應(yīng)用于裝飾設(shè)計(jì)領(lǐng)域，在亞洲花卉市場(chǎng)中占有重要地位。日本為亞洲市場(chǎng)的主要鮮切花消費(fèi)國(guó)［1］，菊花年消費(fèi)量在30億支左右，是我國(guó)切花菊出口的主要目標(biāo)市場(chǎng)［2］。受日本文化及祭祖拜神習(xí)俗影響，單頭切花菊被廣泛用于祭祀，其品質(zhì)、價(jià)格均高于其他用途的切花菊，因此，形成了巨大、穩(wěn)定且具有高度特殊性的單頭切花菊消費(fèi)市場(chǎng)［3-4］。

國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)切花菊的種質(zhì)資源篩選與評(píng)價(jià)開(kāi)展了許多研究，其目的與方法各不相同，開(kāi)展篩選與評(píng)價(jià)較多的是多頭切花菊［5-8］，對(duì)單頭切花菊的研究較少，主要集中在觀賞性評(píng)價(jià)方面［9-11］。寧惠娟等［12］對(duì)40個(gè)大花型秋菊品種開(kāi)展了觀賞性、開(kāi)花周期、瓶插壽命和病蟲(chóng)害抗性評(píng)價(jià)，從中選出5個(gè)適合做切花菊的品種；朱德寧等［13］對(duì)69個(gè)多花型園林小菊品種進(jìn)行了生長(zhǎng)特性、觀賞特性和適應(yīng)性評(píng)價(jià)，篩選出12個(gè)性狀優(yōu)良的品種；郭方其等［14］對(duì)48個(gè)多頭菊品種進(jìn)行了觀賞和生育方面共16個(gè)農(nóng)藝性狀的評(píng)價(jià)，最終篩選出23個(gè)優(yōu)良品種。

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是一種將定量因素與定性因素相結(jié)合，研究多因素問(wèn)題的系統(tǒng)化、層次化的科學(xué)決策方法，能夠客觀、有效地反映各因素的影響效果［15-16］。K-means聚類(lèi)分析法是一種迭代性聚類(lèi)算法，其通過(guò)反復(fù)計(jì)算各個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象到聚類(lèi)中心的距離和優(yōu)化聚類(lèi)中心的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)未知數(shù)據(jù)對(duì)象的分類(lèi)［17］。這2種方法在花卉的綜合評(píng)價(jià)和植物品種的選育中均有廣泛的應(yīng)用［18］，已在月季、百合、鐵線蓮等花卉綜合評(píng)價(jià)及利用方面取得較好的效果［19-21］。結(jié)合層次分析法和K-Means聚類(lèi)分析法可有效實(shí)現(xiàn)切花菊的綜合評(píng)價(jià)和分級(jí)，并快速篩選出性狀佳的優(yōu)良品種。

目前，我國(guó)出口日本的單頭切花菊品種較為單一，主栽品種多年未更新，在日本市場(chǎng)缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，迫切需要篩選一批綜合性狀好的單頭切花菊品種進(jìn)行生產(chǎn)出口。出口祭祀用切花菊要在花未全開(kāi)時(shí)進(jìn)行采收，具備花色為黃色或白色、花枝高、葉片數(shù)量多、瓶插壽命長(zhǎng)等特性，而針對(duì)出口祭祀用花標(biāo)準(zhǔn)且適宜產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的品種評(píng)價(jià)及篩選尚未見(jiàn)報(bào)道。因此，構(gòu)建一套針對(duì)出口單頭切花菊祭祀適宜品種的綜合評(píng)價(jià)體系非常必要。基于此，本研究針對(duì)出口祭祀用切花菊需求和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)要求，選擇了15個(gè)性狀作為評(píng)價(jià)因子，采用層次分析法和K-Means聚類(lèi)分析法構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)模型，旨在篩選出適宜出口的祭祀用單頭切花菊品種，以期為出口切花菊企業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)和品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)環(huán)境

2019年4月—2021年9月，從浙江海豐花卉有限公司、昆明虹之華園藝有限公司引進(jìn)單頭白菊、黃菊等共計(jì)17個(gè)品種，其來(lái)源及特性詳見(jiàn)表1。供試品種定植于寧波芳華農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司基地的連棟溫室大棚內(nèi)，該基地位于寧波市鄞州區(qū)云龍鎮(zhèn)陳黃村（121.58°E, 29.73°N），海拔10 m，年平均氣溫16.2 ℃，年極端最高氣溫39.0 ℃，年極端最低氣溫-11.0 ℃，年均降水量1380 mm，年平均日照時(shí)間2000 h。土壤為水稻土，土壤容重為0.84，土壤pH值為5.71，水解性氮含量為234.0 mg/kg，有效磷含量為131.0 mg/kg，速效鉀含量為57.9 mg/kg?；赜羞B棟溫室大棚8 hm2，配備水肥一體化設(shè)備、遮黑布、補(bǔ)光燈等設(shè)施。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，種植畦長(zhǎng)20 m、寬0.8 m，植株定植距離為10 cm×10 cm，每個(gè)小區(qū)種植30株整齊一致的植株。試驗(yàn)期間采用電照補(bǔ)光栽培，每日于22:00~次日1:00進(jìn)行補(bǔ)光，植株高度達(dá)到60 cm后停止補(bǔ)光。植株高度達(dá)到30 cm時(shí)拉網(wǎng)，及時(shí)抹除側(cè)芽和側(cè)蕾。統(tǒng)計(jì)總側(cè)芽數(shù)的試驗(yàn)不做任何抹側(cè)芽處理，各品種30株。于盛花期觀察并記錄各品種性狀，每個(gè)品種隨機(jī)選取5株進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果取平均值。

1.3 性狀篩選與觀測(cè)

參考菊花DUS 測(cè)試指南［22］、日本鮮切花標(biāo)準(zhǔn)［23］、荷蘭菊花切花標(biāo)準(zhǔn)［24］及韓勇等［9］的綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，征求專(zhuān)家、出口切花菊生產(chǎn)商意見(jiàn)，并綜合市場(chǎng)需求最終確定株高、單枝重、莖稈粗度、總側(cè)芽數(shù)、花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)、葉柄著生角度、花色亮度、花2級(jí)開(kāi)放度時(shí)花徑、花9級(jí)開(kāi)放度時(shí)花徑、舌瓣花數(shù)量、花梗長(zhǎng)度、花頭長(zhǎng)度、瓶插觀賞期、氣溫適應(yīng)性和病蟲(chóng)害抗性等15個(gè)最重要的測(cè)試性狀指標(biāo)。為減小誤差，所有性狀的測(cè)定均由同一人完成。

各指標(biāo)的測(cè)定方法和標(biāo)準(zhǔn)為：花朵開(kāi)放級(jí)別：花朵開(kāi)放級(jí)別共劃分為11級(jí)，根據(jù)出口市場(chǎng)需求，2級(jí)時(shí)進(jìn)行采收，9級(jí)為最佳觀賞級(jí)別，其中2級(jí)為萼片包裹花頭1/2，花瓣緊抱；9級(jí)為外3層花瓣舒展，整體花頭呈杯狀［25］；單枝重：在距根部10 cm處剪下花枝，測(cè)量枝重；總側(cè)芽數(shù)：統(tǒng)計(jì)地上部分主干上所有著生芽或已萌發(fā)成枝的節(jié)點(diǎn)數(shù)；花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)：統(tǒng)計(jì)花序向下20 cm以?xún)?nèi)的總?cè)~片數(shù)；花2級(jí)開(kāi)放度時(shí)花徑：于花朵2級(jí)開(kāi)放時(shí)測(cè)量花序直徑；花9級(jí)開(kāi)放度時(shí)花徑：于花朵9級(jí)開(kāi)放時(shí)測(cè)量花序直徑；瓶插觀賞期：剪下花枝放入清水瓶插，每2 d換1次清水，直到失去品質(zhì)價(jià)值，計(jì)算每個(gè)品種的平均瓶插天數(shù)；氣溫適應(yīng)性：在試驗(yàn)品種生長(zhǎng)過(guò)程中，觀測(cè)記錄每個(gè)品種對(duì)高溫、低溫的耐受情況；病蟲(chóng)害抗性：在試驗(yàn)品種生長(zhǎng)過(guò)程中，觀測(cè)記錄每個(gè)品種的自然感病和受蟲(chóng)害侵?jǐn)_情況以及感染后的輕重程度；其余7個(gè)觀賞性狀參照菊花DUS測(cè)試指南進(jìn)行觀測(cè)。株高、單枝重、花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)、花2級(jí)開(kāi)放度時(shí)花徑、花梗長(zhǎng)度、瓶插觀賞期在花2級(jí)開(kāi)放度時(shí)進(jìn)行測(cè)量。

1.4 統(tǒng)計(jì)與分析

使用Excel 2010軟件對(duì)各性狀測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，參考曹茂林［26］的方法計(jì)算各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值，利用SPSS 24.0軟件進(jìn)行聚類(lèi)分析。

1.4.1 評(píng)價(jià)模型構(gòu)建 根據(jù)出口單頭切花菊祭祀適宜品種評(píng)價(jià)因子間的相互關(guān)系和隸屬關(guān)系，構(gòu)建了出口單頭切花菊3個(gè)層次的綜合評(píng)價(jià)模型，包含目標(biāo)層（Z）、約束層（C）和標(biāo)準(zhǔn)層（P），共15個(gè)評(píng)價(jià)因子（表2）。

1.4.2 判斷矩陣及一致性檢驗(yàn) 根據(jù)構(gòu)建模型中各層次間的關(guān)系，以及同層次中各影響因子的相對(duì)重要性，參考專(zhuān)家意見(jiàn)，采用1~9比例標(biāo)度法［27］，對(duì)任意2個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)逐項(xiàng)進(jìn)行比較，1、3、5、7和9代表一個(gè)因子對(duì)另一個(gè)因子的重要性分別為同樣重要、稍微重要、明顯重要、非常重要和絕對(duì)重要，2、4、6和8表示上述兩個(gè)相鄰判斷的中間值，構(gòu)造層次間和同一層次中相互比較的判斷矩陣，如表3~表7所示。一致性檢驗(yàn)結(jié)果表明，隨機(jī)一致性比率CR值均小于0.1，說(shuō)明構(gòu)建的判斷矩陣符合數(shù)學(xué)理論的要求，各評(píng)價(jià)因子的相互關(guān)系合理，均通過(guò)了一致性檢驗(yàn)。

表3 Z組的判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)結(jié)果

表4 C1組的判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)結(jié)果

表5 C2組的判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)結(jié)果

表6 C3組的判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)結(jié)果

表7 C4組的判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)結(jié)果

2 結(jié)果與分析

2.1 單頭切花菊形態(tài)觀賞指標(biāo)統(tǒng)計(jì)及各因子評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的制定

由表8和圖1可知，12個(gè)形態(tài)觀賞指標(biāo)的均值與中值接近，其中株高、單枝重、莖稈粗度的均值分別為74.53 cm、50.52 g和4.88 mm，株高最大值為116.77 cm，株高＞100 cm的品種數(shù)占比為29.4%，單枝重＞60 g的品種數(shù)占比為23.5%，莖稈粗度在4.0~5.5 mm的品種數(shù)最多；總側(cè)芽數(shù)、花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)、葉柄著生角度的均值分別為25.0個(gè)、12.1片和55.4°，總側(cè)芽數(shù)在20~25和30~35個(gè)范圍的品種數(shù)最多，花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)在7~15片的品種數(shù)最多；花2級(jí)開(kāi)放度時(shí)花徑、花9級(jí)開(kāi)放度時(shí)花徑的均值分別為20.85、122.25 mm，花2級(jí)開(kāi)放度時(shí)花徑＞20.00 mm的占比為70.6%，花9級(jí)開(kāi)放度時(shí)花徑＞140.00 mm的占比為17.6%；舌瓣花數(shù)量均值為253.3瓣，其中200~250瓣的品種數(shù)最多；花梗長(zhǎng)度、花頭長(zhǎng)度的均值分別為4.2、3.0 cm，花梗長(zhǎng)度＜4.0 cm的占比為41.18%，花頭長(zhǎng)度在2.5~3.5 cm的品種數(shù)占比為76.5%；瓶插觀賞期的均值為19.2 d。除花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)、花梗長(zhǎng)度外，其余10個(gè)形態(tài)觀賞性狀的頻率均呈正態(tài)分布，其中株高、葉柄著生角度、舌瓣花數(shù)量右偏態(tài)分布明顯，花頭長(zhǎng)度左偏態(tài)分布明顯。根據(jù)上述性狀的頻率分布情況，參考生產(chǎn)實(shí)踐及專(zhuān)家意見(jiàn)，將花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)＞15、花梗長(zhǎng)度＜4.0 cm的定為3分，其余性狀則根據(jù)各自分布情況，并參考其他單頭切花菊的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)制定3分制的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（表9）。

圖1 供試單頭切花菊品種的12個(gè)形態(tài)觀賞性狀的頻率分布

表8 供試單頭切花菊品種的形態(tài)觀賞指標(biāo)

表9 各因子的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2.2 各影響因子的權(quán)重值

由表10可知，花2級(jí)開(kāi)放度時(shí)花徑對(duì)出口單頭切花菊品質(zhì)性狀影響最大，其權(quán)重為0.173，其次是株高，其權(quán)重為0.127，第三是花梗長(zhǎng)度，其權(quán)重為0.116，花9級(jí)開(kāi)放度時(shí)花徑對(duì)出口單頭切花菊品質(zhì)性狀影響位列第四，其權(quán)重值為0.095。單枝重、莖稈粗度、總側(cè)芽數(shù)、花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)、葉柄著生角度、花色亮度、舌瓣花數(shù)量、花頭長(zhǎng)度、瓶插觀賞期、氣溫適應(yīng)性、病蟲(chóng)害抗性等因子對(duì)出口單頭切花菊品質(zhì)性狀的影響相對(duì)較小。

表10 各層次權(quán)重值矩陣分析

2.3 單頭切花菊品種綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)17個(gè)單頭切花菊品種進(jìn)行逐一打分，并根據(jù)各影響因子相對(duì)于目標(biāo)層的權(quán)重值計(jì)算出各個(gè)品種的綜合得分（表11）。利用K-Means聚類(lèi)分析法將17個(gè)單頭切花菊品種劃分為3個(gè)等級(jí)，代碼1~3分別表示單頭切花菊綜合品質(zhì)為優(yōu)、良、差，各樣本點(diǎn)綜合品質(zhì)得分的聚類(lèi)中心分別為2.50、2.08和1.73。聚類(lèi)分析結(jié)果表明：優(yōu)等級(jí)品種有5個(gè)，占29.4%，綜合性狀優(yōu)良，主要表現(xiàn)為花2級(jí)及9級(jí)開(kāi)放度時(shí)的花徑大、花枝高、花梗短、莖稈粗重、側(cè)芽數(shù)少、花色亮、瓶插觀賞期長(zhǎng)、氣溫適應(yīng)性與抗性佳；良等級(jí)品種有9個(gè)，占52.9%，綜合性狀較好，表現(xiàn)為花2級(jí)及9級(jí)開(kāi)放度時(shí)的花徑較大、花枝較高、花梗長(zhǎng)度中等、花色較亮、莖稈較粗重；差等級(jí)品種有3個(gè)，占17.7%，綜合性狀一般，主要表現(xiàn)為花徑小、植株較矮、花梗長(zhǎng)、花色較暗、花枝輕。

表11 供試單頭切花菊品種的綜合得分及等級(jí)

3 結(jié)論與討論

單頭切花菊品種繁多，不同品種間的性狀差異較大，根據(jù)供試材料和研究目的不同，應(yīng)選取不同的形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。張亞瓊等［28］對(duì)32個(gè)大花型秋菊品種的19個(gè)觀賞性和適應(yīng)性指標(biāo)進(jìn)行了觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，從觀賞性狀、抗逆性、栽培流程3個(gè)方面，篩選出7個(gè)既具有中國(guó)傳統(tǒng)特色又適用規(guī)模化生產(chǎn)的盆栽菊花品種。張冬菊等［29］選出與切花菊生產(chǎn)相關(guān)的觀賞特性、栽培特性和與病蟲(chóng)害抗性相關(guān)的15個(gè)性狀，對(duì)40個(gè)單頭切花菊品種進(jìn)行了評(píng)價(jià)，從中篩選出20個(gè)引種較為成功且綜合性狀優(yōu)良的品種。史峰霖［30］對(duì)32個(gè)彩色標(biāo)準(zhǔn)型切花菊品種開(kāi)展了株形、葉、花、無(wú)性繁殖4個(gè)方面共17個(gè)性狀的評(píng)價(jià)，篩選出優(yōu)等級(jí)品種10個(gè)。

本研究在引種品種的觀賞性的基礎(chǔ)上綜合考慮品種適應(yīng)性及規(guī)?；a(chǎn)的成本，將總側(cè)芽數(shù)、氣溫適應(yīng)性和病蟲(chóng)害抗性作為評(píng)價(jià)因子。出口切花菊是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，栽培過(guò)程中抹芽需要大量人工，通過(guò)評(píng)價(jià)不同品種的側(cè)芽發(fā)生特性，可篩選出少側(cè)芽品種，從而減少用工，控制成本。品種的適應(yīng)性決定了植株生長(zhǎng)勢(shì)、生產(chǎn)的難易和觀賞品質(zhì)，是切花菊生產(chǎn)企業(yè)極為關(guān)心的指標(biāo)，在后期的研究中應(yīng)將適應(yīng)性轉(zhuǎn)為定量分析，從而使評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。病蟲(chóng)害抗性不僅直接與切花菊出口標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)，推廣生產(chǎn)抗性強(qiáng)的品種也能有效降低農(nóng)藥施用量，從而達(dá)到綠色節(jié)本的目標(biāo)。由于氣候條件會(huì)直接影響菊花病蟲(chóng)害的發(fā)生情況，而本研究的觀測(cè)時(shí)間較短，難以做出全面評(píng)價(jià)，后續(xù)可將薊馬、白銹病等主要病蟲(chóng)害的自然感病和受蟲(chóng)害侵?jǐn)_情況納入適應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)中。同時(shí)，根據(jù)日本等國(guó)的切花菊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，增加了花2級(jí)開(kāi)放度時(shí)花徑、花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)等評(píng)價(jià)因子，使評(píng)價(jià)結(jié)果更加符合出口市場(chǎng)的需求。根據(jù)不同的出口國(guó)家，應(yīng)及時(shí)針對(duì)不同的出口檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整相關(guān)觀賞指標(biāo)，使評(píng)價(jià)體系更加精準(zhǔn)和實(shí)用。

本研究篩選出15項(xiàng)指標(biāo)，可歸納為4個(gè)方面的作用因子，依次為整體株形因子、葉芽的性狀因子、花的性狀因子以及適應(yīng)性與抗性因子。整體株形因子由株高、單枝重和莖稈粗度構(gòu)成；葉芽的性狀因子由總側(cè)芽數(shù)、花頭以下20 cm內(nèi)葉片數(shù)和葉柄著生角度構(gòu)成；花的性狀因子由花色亮度、花2級(jí)開(kāi)放度時(shí)花徑、花9級(jí)開(kāi)放度時(shí)花徑、舌瓣花數(shù)量、花梗長(zhǎng)度、花頭長(zhǎng)度和瓶插觀賞期構(gòu)成；適應(yīng)性與抗性因子由氣溫適應(yīng)性、病蟲(chóng)害抗性構(gòu)成。運(yùn)用層次分析法確定了花2級(jí)開(kāi)放度時(shí)花徑（0.173）、株高（0.127）、花梗長(zhǎng)度（0.116）等權(quán)重值相對(duì)較高的指標(biāo)，符合篩選出口單頭切花菊祭祀適宜品種的要求。采用K-means聚類(lèi)分析法將17個(gè)品種的得分劃分為3個(gè)等級(jí)，最終篩選出5個(gè)綜合性狀優(yōu)良的品種，分別為金扇、白扇、優(yōu)香、黃玉、神馬，評(píng)價(jià)結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)際相符，體現(xiàn)了綜合評(píng)價(jià)體系的有效性。綜上，本研究構(gòu)建的出口單頭切花菊祭祀適宜品種綜合評(píng)價(jià)體系對(duì)企業(yè)生產(chǎn)出口切花菊具有重要的指導(dǎo)價(jià)值，同時(shí)，該評(píng)價(jià)體系的建立也可為我國(guó)單頭切花菊新品種的選育工作提供一定的借鑒和指導(dǎo)。