二十五种绣球种质资源分析和综合评价

任倩倩，张京伟，孙纪霞，罗珍珍，丁兆堂，张德顺，张英杰，郭对田，郭文姣，*

(1.山东省烟台市农业科学研究院，山东 烟台 265500； 2.烟台大学 生命科学学院，山东 烟台 264005； 3.烟台市园林建设养护中心，山东 烟台 264000； 4.青岛农业大学 园艺学院，山东 青岛 266109； 5.同济大学 建筑与城市规划学院，上海 200092)

绣球Hydrangeamacrophylla(Thunb.) Ser.，又称八仙花、紫阳花，为虎耳草科八仙花属木本花卉，其花色多样，花型饱满，观赏期长，栽培难度低，在园林绿化和鲜切花市场中广受欢迎[1]。绣球原产于我国，日本和朝鲜也有少量分布，18世纪后经日本传至欧洲作为园林绿化和盆栽栽培。绣球花期主要集中在5—9月，是少有的夏季观花植物，同时部分品种花色会随着土壤酸碱性的变化而呈现由红转蓝的色彩变化，具有较高的观赏价值[2]。但绣球在我国的庭院种植与园林绿化中并未受到应有的重视[3]。目前国内对于部分绣球品种的扦插繁殖、组培快繁、抗逆生理进行了一定的研究，但是对于种质资源的综合评价分析则不多见[4]。而且由于国内引进的绣球品种相对较多，各种不同花色、花型和花期的新品种更是不断涌出[5]，这就造成国内绣球品种盲目引进，混乱应用。因此，有必要通过绣球形态性状的观察和比较，建立绣球种质资源归类和分析评价体系，促进其新优品种的科学引进与规模化推广应用。

近年来，利用不同方法进行观赏园艺植物种质资源分析及景观评价的应用逐渐完善，取得了较好的效果。吴超等[6]采用主成分分析和聚类分析的方法对微型月季品种进行了表型性状遗传多样性研究，为微型月季的资源评价和品种选育提供了理论依据。吴晓星等[7]对36个欧美观赏海棠品种(种)的应用价值通过等级划分做了综合评价。熊亚运等[8]应用层次分析法和灰色关联分析相结合的方法分别对北京地区引进的郁金香、烟台地区引进的玉簪品种进行分析评价，筛选出适宜的品种材料。白露等[9]运用层次分析法对八仙花引种的适应性进行评价，得出了适合上海地区引种的八仙花品种。基于此，笔者对引种的25个绣球新品种进行了物候期观测，对其适应性与观赏特性进行分析记录，利用变异系数分析、聚类分析和层次分析法(analytic hierarchy process，AHP)对其环境物候表现、适应性和观赏特性进行种质分析与综合评价，以期筛选出适应当地环境条件、观赏性状优良的绣球品种。

1 材料与方法

1.1 材料与方法

1.1.1 试验材料

试验在山东省烟台市农业科学研究院的连栋温室(地理位置 37°29′2″N，121°16′26″E，海拔6 m)进行。供试绣球品种共25个(图1)。其中，万华镜(Mangekyou)、白色天使(White Angel)、花手鞠(Stockings)、头花(Corsage)、纱织小姐(Miss yarn weaving)、小町(Komatsu)、卑弥呼(Himiko)、灵惠(Linghui)、夏祭(Summer Sacrifice)、你我的情感(Your feelings and mine)等间接引自日本，爱你的吻(Love You Kiss)间接引自北美，含羞叶(Shameful leaves)、史欧尼(Swoney)和魔幻水晶(Mohuan crystal)间接引自荷兰，爆米花(Popcorn)、塞布丽娜(Sabrina)、魔幻绿火(Magic green fire)、魔幻贵族(Magic nobility)、甜蜜幻想(Sweet fantasy)、 太阳神殿(Temple of the sun)、蒂亚娜(Tijana)、红衣少女(Girl with red coat)、卡米拉(Camilla)、水晶绒球(Crystal pompom)、你我的永恒(The eternity of you and me)等间接引自欧洲其他地区。每个种随机选取10株生长状况一致的一年生扦插苗进行观察记录。花盆上口径25 cm，下口径20 cm，高30 cm，单株定植；培养基质为园土和草炭土按体积比1∶1的比例配比，常规水肥管理。

1.1.2 材料性状的测量记录

将25个绣球品种移植于试验大棚中，试验期间定期监测大棚中的小气候和病虫害情况，观测各品种在2 a(2018—2020年)内病虫害的受灾时期和面积，并用数据量化处理；观测其全年物候期，对不同时期的适应性变化和生长状况进行数字和图像等信息采集；进行扦插繁殖试验，观测其不同品种的成活情况，统计成活概率；进行耐旱性试验，对比不同品种的抗逆性，并对结果进行量化处理；观察并详细记录各观赏特性，参考资料录入花期、花径、单个花序小花朵数、花序类型、株高、株型等形态特征，为评价体系数据处理提供理论依据。

1.2 种质资源性状数据的处理

参考运用IBM SPSS Statistics 22.0统计分析软件进行数据分析处理，首先对25种绣球的性状进行变异系数分析和讨论，然后在R-型聚类分析和Q-型聚类分析的基础上结合AHP对25种绣球种质资源进行综合评价。

1.3 种质资源评价体系的建立

采用AHP，参照观赏花卉常用的评价指标，并结合绣球自身特性初步制定评价指标，经征询10名中级以上农艺师及园林专家问卷意见后确定最终评价指标，建立层次结构模型。模型分为目标层(O)、约束层(C)、标准层(P)和最底层(D)。约束层(C)由适应性(C1)、抗逆性(C2)、花部观赏特性(C3)以及株型观赏特性(C4)4个一级指标构成。其中适应性包括生物量(P1)、根系总量(P2)和扦插成活率(P3)3个指标，抗逆性包括抗病虫害(P4)、耐旱性(P5)2个指标，花部观赏特性包括花色可调性(P6)、花期(P7)、花色(P8)、花型(P9)、花序直径(P10)、花序类型(P11)、单个花序小花朵数(P12)7个指标，株型观赏特性包括节间距(P13)、茎粗细(P14)、株高(P15)、株型(P16)、叶质地(P17)、叶色(P18)、叶量(P19)、冠幅大小(P20)6个指标。标准层(P)由20个二级指标的具体评价因子组成。最底层(D)为评价绣球的各指标分值[11]。

2 结果与分析

2.1 种质资源分析

2.1.1 绣球观赏性状比较

观赏性状在花卉种质资源筛选中具有重要的作用和意义。在表1中可以看出，花色可调的品种居多，其中由红变蓝的品种有9个，粉变蓝的有5个，在未经人为调色的情况下，花瓣颜色以红色居多。花型主要以单瓣和重瓣居多，圆形内卷和重瓣条纹的品种各仅有一个。白色天使的花序直径最大，其次为灵惠。单个花序小花朵数个数在8.33～118.67个，太阳神殿的单个花序小花朵数最多，达到118.67个，是花朵数最少的品种红衣少女的14.25倍。各品种株高差距不大，平均高度在44.67 cm。其中小町植株最高，达到66.67 cm。25个品种中，株型直立的相对较多，叶片为中等厚度的品种达19种，大部分叶色为绿色的品种叶质地为中等厚度。仅有夏祭这一品种叶片较薄。绣球花期主要集中在5—8月，其中万华镜的花期能维持到10月，展现了较长的开花习性。纱织小姐这一品种的叶量最多，平均每株166片叶子，夏祭和红衣少女的平均叶片也在150片以上，其他品种叶量在49.00～101.67片。爱你的吻节间距最大，是节间距最小值的2.58倍。这一特性适合种苗扦插繁育，但植株具有倒伏的潜在危险。茎粗各品种间差异性不大，除万华镜均值为0.76 cm外，其他品种普遍直径在0.49～0.67 cm。

2.1.2 绣球适应性和抗逆性性状比较

由表2可以看出，25种绣球中生物量主要集中在8～14 g，仅有白色天使生物量达到14 g以上。白色天使、含羞叶、纱织小姐、甜蜜幻想、你我的永恒和魔幻贵族的根系总量相对较为茂盛。25种绣球的扦插成活率普遍较高，成活率低于40%的仅有4种，19种成活率在60%以上。抗病虫害能力方面也相对较好，有一半以上品种生长旺盛，抗病虫性强，受害程度30%及以下，其中爱你的吻、蒂亚娜、夏祭和魔幻贵族抗病虫害能力达到最高水平，但太阳神殿和爆米花受害程度极为严重。25种绣球耐寒能力达到中等以上水平，其中8种植株20%及以上完好，无受害现象。

表2 适应性和抗逆性性状数据

2.1.3 绣球数量性状的变异特征分析

由表3可以看出，25个绣球品种(系)中单个花序小花朵数的变异系数最大，达到了69.79%，茎粗的变异系数最小。叶量的变异系数仅次于单个花序小花朵数，但其平均值高于其他24个品种。株高和冠幅在各性状分析的项目数值相近，变异系数也相对较小。花序直径的平均值为16.45 cm，其最大值约为最小值的3.33倍。节间距的变异系数值虽为40%，但其平均值和标准差却相对较小，分别为5和1.89。

表3 数量性状分析

2.1.4 绣球各性状的R-型聚类分析

由图2 R-型聚类分析中可以看出，将绣球性状分为4大类。第一类性状有花色、花色可调性、花序直径、冠幅大小、花期和花型。第二类性状为抗病虫害、耐旱性、花序类型、单个花序小花朵数、茎粗细和叶质地。第三类性状为株型、叶量、生物量、根系总量和叶色。第四类为节间距、株高和扦插成活率。从各性状相关程度上看，花色和花色可调性、花序类型和单个花序小花朵数、生物量和根系总量、节间距和株高这4组性状两两距离较近，相关程度大，说明两性状是伴随发生，具有相似性。因此，在进行Q型聚类分析时仅需保留花色、单个花序小花朵数、生物量和株高进行分析。用单因素方差分析结果显示，4个聚类变量均极显著(P<0.01)，说明用于分类的4个变量对分类有作用，可以使用，作为聚类变量是比较合理的。

图2 R-型聚类分析Fig.2 R-type cluster analysis

根据R-型聚类分析结果，将25个绣球品种进行Q-型聚类分析(图3)。结果表明：在欧氏距离20处聚为4大类，不同组类间绣球种质之间具有一定差异。第Ⅰ类包括17个品种，该类花色主要以红色为主，普遍为花色可调性品种，株型多为直立型。第Ⅱ类包括万华镜、太阳神殿和纱织小姐3个品种。主要特征是引种扦插成活率高，重瓣花型，叶质坚挺厚实，叶量偏多。第Ⅲ类为爱你的吻、小町和白色天使。该类绣球品种普遍耐旱性好，花序直径大，株高均在50 cm以上，冠幅较大。第Ⅳ类仅包括夏祭和红衣少女2个品种，耐旱性极差，均为单瓣花，单个花序小花朵数极少，但叶量茂盛。

图3 Q-型聚类分析Fig.3 Q-type clustering analysis

2.2 种质资源评价

2.2.1 确定评分标准

为了使综合评价具有合理性，结合文献和综合专家意见，同时参考了樱花、紫薇花、大丽花以及其他宿根花卉等植物的评价标准拟定了一个量化标准(表4)[12-15]。即采用绝对评定选择的方法，将标值划分为5个标度，按照1～5标度来表示各个指标之间的相对重要性标准，对待评的25种绣球就每项指标确定出相应的分值。

表4 各指标评分标准

2.2.2 判断矩阵的一致性检验

根据评价总目标在征询10位中级以上园林专家和园艺从业者意见的基础上，采用1～9比率标度使之定量化，而做出两两比较判断[16-17]。将第二层(C)因素与第一层(O)重要性比较判断，将第三层(P)因素与第二层(C)重要性比较判断，分别构造出C—O、P—C共4个判断矩阵。由此计算出各指标的权重值，形成评价的基础。为保证结论的可靠性和合理性，有必要对判断矩阵进行一致性检验。研究中主要借用Excel软件计算出各评价指标权重、判断矩阵的最大特征根(λmax)、各特征向量(W)以及CI值。为保证结论的可靠性、合理性，对判断矩阵进行一致性检验，即判断矩阵O有如下关系：aij=aik/ajk(k=1，2，3，…，n)。只要满足λmax略大于，且其余特征约等于0，并且CI与判断矩阵的平均随机一致性指标RI之比值 CR，为判断矩阵一致性指标时，必须CR<0.1，则认为判断矩阵具有满意的一致性，否则需调整[18-19]。

2.2.3 指标权重分析

根据所求的权重(表5)，明显可以看出适应性在种质评价中占有最大权重，抗逆性在种质评价中权重值最低，仅占总值的5%，其次是花部观赏特性和株型观赏特性，由此可见，适应性比观赏性在种质评价中更为重要。同时根据P-C判断矩阵(表6)看出，在适应性这一约束层中，扦插成活率占40%，适应性评价中作用最大，根系总量占比重最小，仅占5%。在抗逆性这一约束层中，抗旱性最为重要，在花部观赏特性中，花期占权重最大，占总值的40%，其次是花色可调性和花色，分别占19%和16%，其他性状占比较为平均。在株型观赏特性中株型和冠幅占比相对较大，其他特性占比比较平均。

表5 判断矩阵及一致性检验(C—O)

表6 判断矩阵及一致性检验(P—C)

2.2.4 种质评价综合评分及等级划分

根据赋分标准和给予相应指标的赋分分值，再用各评价指标本身的权值加权综合，得出每一品种的综合评价得分，并将综合评分按一定的等级标准划分等级。其中，Ⅰ级为综合评价值大于14.5，Ⅱ级范围介于13.5～14.5，Ⅲ级介于12.5～13.5，Ⅳ级小于12.5。

综上所述，25个绣球的种质综合评价值排序为：万华镜(16.43)>小町(15.54)>卡米拉(15.08)>你我的情感(15.05)>爆米花(14.88)>魔幻水晶(14.86)>你我的永恒(14.67)，这7个品种达到Ⅰ级指标，综合表现良好，可在广大园林绿地中引种。史欧尼(14.01)>甜蜜幻想(13.83)>灵惠(13.81)>白色天使(13.79)>魔幻绿火(13.50)这5个品种达到Ⅱ级指标，这几个品种具有一定的引种价值，但需要较为理想的栽培微环境精心种植。纱织小姐(13.44)>含羞叶(13.41)>魔幻贵族(13.28)>爱你的吻(13.16)>花手鞠(13.08)>太阳神殿(12.79)，这6个品种达到Ⅲ级指标，在个别评价指标中表现不佳，需防范引种及应用风险。卑弥呼(12.28)>头花(12.26)>红衣少女(11.71)>塞布丽娜(11.70)>水晶绒球(11.67)>蒂亚娜(11.55)>夏祭(10.65)，这7个品种综合赋分为Ⅳ级，综合表现不佳，不建议引种应用。

3 结论与讨论

目前，绣球的已知品种多达200多种，且新品种不断推陈出新，各品种的花色、花型和花期等差异很大。近年来，由于盲目引种、程序不规范，导致目前国内绣球品种资源、应用情况不明，种质资源评价体系不够完善[20]。

本研究以遗传多样性为切入点，对绣球的花序直径、单个花序小花朵数和叶量等数量性状量化进行变异系数分析，得出单个花序小花朵数、叶量和节间距3个数量性状的变异系数较大，分别为69.79%、44.52%和40.00%，但是在综合评价中的权重值相对较小。说明数量性状的变异对种质评价的影响不大，评价结果较为准确。通过R-型聚类分析将20个评价性状进行量化处理，筛选出相关程度高的性状并剔除。花色和花色可调性、花序类型和单个花序小花朵数、生物量和根系总量、节间距和株高这四组性状两两距离较近，性状相伴发生变化。根据遗传信息和量化评分依据，筛选保留花色、单个花序小花朵数、生物量和节间距四个代表性指标，确保分类依据的合理性和客观性。Q-型聚类分析是建立在R-型聚类分析的基础上，对25个绣球品种进行聚类，筛选得出花色、花型、叶质地和花絮直径成为品种间的主要分类依据。运用层次分析法对25个绣球品种进行种质评价和等级排序，筛选出以万华镜为首的7个Ⅰ级绣球品种。Ⅰ级品种普遍花色具有可调性，花色会因土壤酸碱性不同产生颜色统一变化或为混色，盛花期植株冠幅也普遍偏大，单个花序小花朵数普遍偏多，扦插成活率普遍较高，整体适应性较强，同时株型主要为直立或半直立。

综上所述，本研究以25个绣球品种评价为基础，建立起一个较为客观的种质评价体系，为以后绣球优良种质的筛选和评价提供一定的理论依据。同时本次评价体系在抗逆性评价方面指标相对较少，在绣球耐寒、耐酸和耐光照等方面的研究还有待丰富。

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社会主义核心价值包含价值目标、价值取向和价值准则三个方面内容，落实到农村文化建设中，以培养有担当的社会主义新人为着眼点，以促进国民教育、精神文明创建、文化产品创新为标准，对多样性的农村文化进行把关，实现农民文化健康的表现和交流，从而最终转化为人们的情感认同和行为习惯，实现农村文化的和谐发展。德国的乡村文化和谐活动做的最好，一个小镇平均每年的文化活动高达50多次。

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