灰色关联度分析法在切花牡丹品种筛选中的应用

刘红凡，王晓晖,邵安领，冀含乐，王占营，3

(1.河南省洛阳市农林科学院，河南 洛阳 471023;2.河南省洛阳市国花园管理处，河南 洛阳 471023；3.华大基因洛阳农业创新中心，河南 洛阳 471023)

灰色关联度分析法在切花牡丹品种筛选中的应用

刘红凡1，王晓晖1,邵安领2，冀含乐1，王占营1，3

(1.河南省洛阳市农林科学院，河南 洛阳 471023;2.河南省洛阳市国花园管理处，河南 洛阳 471023；3.华大基因洛阳农业创新中心，河南 洛阳 471023)

以冠世红玉、洛阳红和锦上添花等39个牡丹品种为试验材料，选取11个性状为评价因子，采用灰色关联度分析法，研究适宜切花牡丹品种各性状指标对其品种总体表现的影响，综合评价品种优劣，以期筛选出在洛阳地区适宜切花的牡丹品种，为牡丹鲜切花市场的产业化发展以及牡丹育种中亲本材料选择提供科学依据。结果表明：参试的39个牡丹品种中有19个品种与理想品种的加权关联度较大(r>0.7000)，推荐为适宜切花牡丹品种；有17个品种的加权关联度在0.6000～0.7000之间，推荐为较适宜切花的品种；加权关联度低于0.6000的有3个品种，不建议作切花品种。其中，如花似玉与理想品种的加权关联度最大(r=0.0.7931),综合性状最优；素心兰关联度最小(r=0.5317)，综合性状最差。

牡丹；切花品种；灰色关联度分析法;筛选

牡丹为芍药科芍药属牡丹组木本植物[1]，其花朵硕大，花色艳丽，是富贵吉祥的象征，但其花期较短，单朵花最佳观赏期仅仅两三天左右。目前，洛阳通过引种，牡丹花期总体上也只延长到40 d左右。每年牡丹花会期间，仿真牡丹绢花的热卖，说明了人们对牡丹鲜切花的喜爱，希望延长牡丹的观赏时间，因此用科学的方法，筛选出在洛阳地区适宜推广的牡丹切花品种十分必要。灰色关联度分析法是邓聚龙教授[2]1982年创立的一种重要的统计分析方法，运用灰色关联分析法分析参试品种，对品种主要性状进行综合描述和量化评估，能够克服单一性状两两比较的局限性，可较全面地评价品种的优劣[3-4]。近年来，该方法也在对观赏植物的评价中得到应用[5-9]。本文利用此方法，以期筛选出在洛阳地区适宜切花的牡丹品种，且生长良好，具有较好的观赏性，为牡丹鲜切花市场的产业化发展以及牡丹育种中亲本材料的选择提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

洛阳市位于河南省西部，地处东经111.8°～112.59°、北纬33.35°～35.05°。属暖温带大陆性季风气候和亚热带季风气候，春旱多风，夏热多雨，秋爽日照长，冬长寒冷少雨雪，四季分明，雨热同季。年平均气温约15 ℃，极端最高气温40.4 ℃，极端最低气温-20.2 ℃。年降雨量约630 mm，无霜期216 d。试验地地势平坦，土壤为褐土，土层厚度60 cm，通透性好，肥力中等。

1.2 试验材料

从洛阳农林科学院牡丹资源圃中初步筛选出成花率高、花朵芳香、花梗挺直、生长健壮且年生长量大的39个牡丹品种为供试材料，于2016年4月盛花期进行调查。供试牡丹品种为：(1)冠世红玉；(2)洛阳红；(3)锦上添花；(4)百花展翠；(5)红荷；(6)雪映桃花；(7)李园春；(8)气壮山河；(9)玉面桃花；(10)兰芙蓉；(11)素心兰；(12)蝴蝶报春；(13)贵妃插翠；(14)层中笑；(15)春早；(16)古城春色；(17)雏鹅黄；(18)黄翠羽；(19)黑海撒金；(20)满园春光；(21)香玉；(22)佳丽；(23)飞雪迎夏；(24)红斑白；(25)如花似玉；(26)玉盘托金；(27)荷花绿；(28)紫气东来；(29)新七福神；(30)新日月锦；(31)芳纪；(32)日暮；(33)明石泄；(34)花竟；(35)皇嘉门；(36)群乌；(37)海黄；(38)彩菊；(39)花都绿。

1.3 试验方法

1.3.1 性状筛选 根据牡丹的观赏特性以及鲜切花的行业要求，参考《中国牡丹品种图志》[10]、《中国牡丹品种图志续志》[11]等相关文献资料，选取花型、花色、花瓣质地、最大花径、叶片观赏性、可采切最大长度、可采切花朵数、花梗硬度、花梗粗度、生长势、瓶插寿命等11个性状指标对所调查的39个牡丹品种进行评价。各数量性状直接按数值进行评价，其中最大花径按行业标准将测量结果分为3个等级。描述性性状赋值见表1。

表1 试验牡丹品种部分性状指标的赋值标准

1.3.2 测试方法 对数量性状的指标，随机抽取5个样本进行测量，取其平均值。对描述性性状的指标，由5位园艺专家现场共同评定。花型：以出现频率最多的花型为准。花色：以盛花期花色为准。最大花径：在盛花期测量，切花花朵开放后可以达到的最大直径。花瓣质地：花瓣的厚薄、有无绒光感等。叶片观赏性：叶片的色泽、大小、小叶的形状等。可采切最大长度：切花花枝当年生枝条的最大长度。可采切花朵数：每个品种选取5株，统计其当年正常开花的朵数。花梗硬度：选取当年生花枝，用天平测其质量，算其单位花茎长度的质量。花梗粗度：当年生枝自下而上第3片叶处枝条的粗度。瓶插寿命：室温环境下，从瓶插之日到花瓣出现萎蔫、脱落或焦边的瓶插天数。

采用层次选择标准对筛选指标进行评分，每层次总权重值设为1，同一层次内各项标准的权重值相等。第1层次为直接对切花生产效益或切花品质产生影响的，其下又设第2等级。权重分配见表2。

表2 试验牡丹品种筛选指标权重分配

1.3.3 分析方法 以参试的39个牡丹品种作为一个灰色系统，每一品种为系统中的一个灰元，对性状指标的量化值进行标准化及无量纲化处理后，以各性状评价值的最大值作为“理想品种”(即标准品种)的性状值，详见表3；然后利用公式(1)计算参试品种与标准品种的各主要性状的关联系数。把参试品种各性状指标的权重和关联系数代入公式(2)求得被评价切花牡丹品种与标准品种的加权关联度。根据加权关联度大小的比较，对适宜切花牡丹品种进行数量化的综合筛选。关联度越大，则因素的相似程度越高，表明品种综合性状较优，反之则较差。计算结果见表4。

其计算公式如下：

关联系数ζi(k)=

(1)

加权关联度：

(2)

表3 试验牡丹品种各性状的平均值

2 结果与分析

运用灰色关联度分析法对39个切花牡丹品种进行筛选，按灰色系统理论关联分析原则，关联度越大的数列与参考数列越接近，说明该品种的综合性状越好。通过比较指标的关联度大小，可以明确各品种的优劣。结果表明，关联度在0.7000以上、适宜切花的有19个品种，0.6000～0.7000之间、较适宜切花的有17个品种，低于0.6000、不适宜切花的有3个品种。

表4 参试牡丹品种的关联系数及综合关联度排名

从表4可以看出，在参试的品种中，最优的为如花似玉，其关联度为0.7931，其次为雪映桃花和花都绿(0.7775)，最差的是素心兰，其关联度仅为0.5317。关联度在0.7000以上的牡丹品种，花色鲜艳润泽；花瓣质地较厚，有绒光感，花径适中，瓶插寿命长，产量大。其中如花似玉的花型、花色、花瓣质地、花径等观赏性指标均最好，在花梗特点和产量及瓶插寿命这几个指标上虽不是最好的，但在参试品种中居上等水平，故使其综合评价排名第一。排名并列第二的是雪映桃花和花都绿，其中雪映桃花和如花似玉一样在花和叶的观赏性指标上均表现最好，其产量也位居前茅，但其花梗特点和瓶插寿命表现一般，故其综合评价逊于如花似玉；另因产量和瓶插寿命表现比较突出的花都绿，虽在花色和最大花径上不占优势，但其瓶插寿命显著高于所有参试品种，使其最终综合评比居第2名。

关联度综合排序最后的是素心兰，其花色、花型等观赏性指标差，花梗粗度中等但是硬度差，且产量较低，瓶插寿命也不长，故其综合排名最后；其次的荷花绿各项指标均处于较低水平，特别是瓶插寿命最短，影响了其综合排名；还有彩菊，虽其观赏性指标较好，但是其产量一般，花梗硬度差且瓶插寿命短，致使其关联度也较低。关联度综合排序居中的李园春除花型外其他观赏指标较优，长势和瓶插寿命表现中等，但可采切花朵数位居所有参试品种的第2名，但是其综合排序居第22名。这正是有些品种虽然个别性状指标较优，但同时又在某一性状上有一定的缺陷，难以在综合评比中领先的原因。

3 结论与讨论

根据加权关联度的排序可知，在参试的品种中，关联度在0.7000以上的品种，综合表现最优，推荐为生产中适宜推广的切花牡丹品种。分别为如花似玉、雪映桃花、花都绿、层中笑、黑海撒金、新七福神、洛阳红、玉面桃花、锦上添花、日暮、新日月锦、海黄、芳纪、贵妃插翠、花竟、气壮山河、玉盘托金、紫气东来和群乌。

应用灰色关联度分析法，本试验通过构造“理想品种”，既体现了切花牡丹选育目标的要求，又能从现有的切花牡丹实际情况出发，因而更客观、合理。对品种性状赋值时，最大花径选择了适中值为最好，花型以千层类为最佳，花梗粗度和可采切最大长度这两个性状赋值稍高于所有参试品种相应的性状值，其他指标选取了参试品种相应的最大值。另外，在各性状指标权重值的确定上常采用人为赋值，带有较强的主观性。拟在进一步的研究中，采用变异系数法等更加客观的方法为指标权重赋值，评价指标尽可能多地选取数量指标，减少人为因素的影响。对于观赏性状的评价，由于参评人员个人因素和文化、审美观的不同，有时会存在较大的差别。因此，在以后的工作中需要进一步探讨评价指标的选取和赋值，形成统一的标准，建立更适宜的评价体系，为切花牡丹新品种的快速选育提供理论基础。

由于条件所限，试验所涉及的材料只是洛阳农林科学院牡丹资源圃中收集的牡丹品种。要建立科学的庞大的筛选体系，应对生产中的牡丹切花进行综合评价，快速准确地评选出适宜切花的品种，使牡丹切花市场有据可依。在对切花牡丹各个指标特征和综合评价的基础上，利用现代分子标记育种技术，对某个品种的某个不良性状进行改良，或把某个品种的特优性状加以利用，或将数个基因聚合到一个品种中，选育出具有较高观赏价值、产量高、长势强且具有一定抗性的切花牡丹新品种，对促进牡丹鲜切花市场的产业化有着非常积极的意义。

[1] 李嘉珏,张西方,赵孝庆.中国牡丹[M].北京:中国大百科全书出版社,2011.

[2] 邓聚龙.灰色系统综述[J].世界科学,1983(7):1-5.

[3] 陈连珠,肖日升,林道元,等.基于灰色关联分析的黄秋葵品种综合评估[J].南方农业学报,2016,47(3):419-423.

[4] 李秀玲,刘君,宋海鹏,等.13种观赏草在南京地区夏秋两季观赏价值的灰色关联分析[J].草业科学,2010(2):39-44.

[5] 杜淑辉,臧德奎,孙居文.木瓜属观赏品质的灰色关联度综合评价[J].山东农业科学,2011(1):12-15.

[6] 雷中华,王琴,石必显,等.应用灰色系统理论对向日葵品种进行综合评价[J].新疆农业科学,2010,47(9):1770-1774.

[7] 刘光立,陈其兵,曹洋,等.基于灰色系统理论的天彭牡丹品种综合评价[J].北方园艺,2010(14):109-112.

[8] 王晓晖,王占营,吴建梅,等.灰色关联度分析法评价三十个紫斑牡丹品种[J].北方园艺,2016(18):57-60.

[9] 桃联安,经艳芬,董立华,等.甘蔗属割手密种云南82-114 F1代灰色关联度综合评价及分类[J].南方农业学报,2015,46(2):188-193.

[10] 王连英.中国牡丹品种图志[M].北京:中国林业出版社,1997.

[11] 王连英,袁涛.中国牡丹品种图志续志[M].北京:中国林业出版社,2015.

(责任编辑:许晶晶)

Application of Gray Correlative Degree Analysis in Screening of Peony Varieties for Cut Flower

LIU Hong-fan1, WANG Xiao-hui1, SHAO An-ling2, JI Han-le1， WANG Zhan-ying1,3

(1. Luoyang Academy of Agriculture and Forestry Sciences in Henan Province, Luoyang 471023, China;2. Luoyang Garden Management Office of Henan Province, Luoyang 471023, China;3.BGI Luoyang Agricultural Innovation Center, Luoyang 471023, China)

In order to screen out the suitable peony varieties for cut flower in Luoyang area, and to provide scientific basis for the industrial development of peony fresh cut flower market and for the selection of parental materials in peony breeding, we selected a total of 39 peony varieties as the experimental materials, used 11 traits as the evaluation factors, studied the effects of various traits on the overall performance of cut-flower peony varieties, and comprehensively evaluated the advantages and disadvantages of these varieties by using gray correlative degree analysis. The results showed that: among the tested 39 peony varieties, 19 varieties had bigger weighted correlative degree (r>0.7000) with the ideal variety, and they were very suitable to be used for cut flower; seventeen varieties had moderate weighted correlative degree (r=0.6000～0.7000), and they were suitable to be used for cut flower; three varieties had low weighted correlative degree (r<0.6000), and they could not be used for cut flower; the variety Ruhuasiyu had the biggest weighted correlative degree (r=0.7931) with the ideal variety, indicating the comprehensive traits of this variety were the best; the variety Suxinlan had the lowest weighted correlative degree (r=0.5317), suggesting its comprehensive traits were the worst.

Peony; Cut flower variety; Gray correlative degree analysis; Screening

2017-03-01

刘红凡(1973─)，女，工程师，主要从事牡丹育种及栽培技术研究。

S685.11

A

1001-8581(2017)06-0049-05