百子莲属品种资源综合评价与筛选

陈香波,张冬梅*,申瑞雪

(1 上海市园林科学规划研究院,上海城市困难立地绿化工程技术研究中心,上海 200232;2 上海上房园林植物研究所有限公司,上海 201114)

百子莲(Agapanthusspp.)又名蓝百合、非洲爱情花,为多年生草本,常绿或落叶,顶生聚伞花序,花色蓝、白或紫,花期6—9 月。 百子莲原产于南非,17 世纪中叶被引入英国及欧洲大陆各国,后又被引入新西兰、美国等国,经过300 多年的发展,如今在欧洲花园中广为种植[1]。 1997 年,国内首次自南非引种早花百子莲(Agapanthus praecox),在上海地区试种,发现其适应夏季高温高湿气候,露地越冬无需防护,配植于花境,蓝、白花色可为炎热夏季带来一丝清凉,作为开花地被植物在园林绿地中得到推广应用。 四川、云南等地引进百子莲作切花栽培生产,硕大的球形花序加之‘爱情花’的花语含义,使之在切花市场倍受欢迎[2]。

据最新的被子植物APG Ⅳ分类系统,百子莲列于石蒜科Amaryllidaceae 百子莲亚科Agapanthoideae百子莲属Agapanthus。 1965 年,Leighton 根据形态学将百子莲属分为10 个种,后经DNA 研究结果核对归并,保留6 个种,包括两个常绿种(A.africanus、A.praecox)与4 个落叶种(A.campanulatus、A.caulescens、A.coddii、A.inapertus)[3]。 通过长期品种选育,迄今百子莲园艺品种已达600 多个,以英国、荷兰、新西兰、日本、南非等国培育品种居多[4]。 2011 年,国际植物新品种保护联盟(UPOV)发布百子莲的新品种测试指南,规范百子莲品种性状描述及测试要求,推进了百子莲属培育新品种的培育及国际登录[5]。

百子莲属品种资源丰富,在生活型、花色、叶色、花序形、花型等方面表现多样、观赏性各异[2],而作为南半球新引入花卉,栽培适应性关系到引种成败,需首先通过种植观察对引进百子莲资源有充分的认识与了解,在此基础上推选有应用潜力的品种。 在花卉品种评价与筛选领域,层次分析法(APH 法)被广泛采用,该方法将人的主观判断用数量形式表达和处理,综合定性与定量性状观测指标进行多准则决策,具有较高的可行性与科学性[6-7]。

本研究以引自荷兰、英国、南非的百子莲品种为研究对象,测试相关形态指标,总结引进后的适应性及生长表现,运用层次分析法,建立兼顾观赏与适应性的品种资源评价体系,筛选适应引种地上海的气候与土壤条件、观赏价值较高的品种,以期为进一步百子莲园林栽培与推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 引种地概况

试验于上海上房园艺有限公司青村苗圃进行。 苗圃位于上海南部,地理位置30°56′48.46″N、120°33′17.5″E,所在地属北亚热带海洋性季风气候,气候温和湿润,年平均气温17.8 ℃,最冷月1 月份的平均气温4.9 ℃,最热月7 月份的平均气温27.9 ℃。 全年降水量1 136.9 mm 左右,冬季潮湿寒冷,夏季适逢梅雨季节、高温多湿,全年无霜期约230 d。

1.2 供试材料

供试材料为上海市园林科学规划研究院自2014 年以来引进的41 个百子莲品种,其中包括3 个原种、38 个品种。 除A.praecox‘Floribundance’、A.praecox‘Mt thon’、A.praecoxsp.praecox、A.coddii以种子形式引自南非外,其余37 个品种均以裸根苗形式自英国、荷兰等地引进。 种子引入后,先在培养皿中浸种3 d,播种于园土∶草炭=1∶1过筛基质,待种子发芽长出两片真叶后移栽上盆,栽培基质为园土∶草炭∶珍珠岩=1∶2∶1的混合基质;裸根苗引入后立即上盆(基质同种子播种苗),所有盆栽苗均放置于单层塑料大棚内。 2019 年冬季,去盆地栽种植,栽培土壤以表层园土混合等体积草炭加以改良,栽后浇足水分,维持日常养护管理。

1.3 测试方法

于2020—2021 年连续两年观察百子莲生长状况,于夏季的7—8 月份与冬季2—3 月份观察植株生长、落叶情况,其后分别统计越夏、越冬成活率。 于盛花期5—8 月测量各品种叶部、花部各形态指标,参照百子莲新品种测试指南(UPOV,2011 版)相关标准进行测量[5]。 测试植株均为3 年以上分株苗,每品种至少观测5 株植株,对2 年测试结果进行数据汇总统计。

1.4 评价指标体系的建立

由5 名百子莲种植与栽培方面专业人士组成专家团队,依据百子莲生长习性与观赏特性,讨论制定出百子莲品种评价的指标体系与评价方法。

1.4.1 评价模型

依据适应性为主兼顾观赏性与应用效果,制定出百子莲属品种的综合评价层次结构模型(表1),包括目标层(A)、准则层(B)与指标层(C),其中准则层包括整体性(B1)、叶部性状(B2)、花部性状(B3)、适应性(B4)4 个方面,整体性注重于应用的整体效果,叶部、花部性状侧重于观赏性,适应性则特别针对引种地上海的气候、土壤的适应情况。 从科学性、客观性和可操作性角度综合考虑,列出19 个具体评价指标,包括:整体性指标(绿期C1、株丛紧密度C2、花序梗整齐度C3、花色整齐度C4),叶部性状(花叶性C4、叶片伸展姿态C5、叶宽C6、叶片色泽C7),花部性状(花色稀有度C8、花序形状C9、单花序小花数C10、花序梗长C11、花期早晚C12、花型C13、花序大小C14、花朵重瓣性C15),适应性(耐热性C16、抗寒性C17、耐盐碱性C18、抗病虫害性C19)[8]。

表1 百子莲属品种综合评价体系及权重值Table 1 Variance analysis of yield traits of randomized block

1.4.2 评分标准

区分数量性状与质量性状对各指标层予以赋值打分,对于叶宽、单花序小花数、花序梗长、花序大小等数量性状指标以品种测试平均值分布区间为标准,划分5 个等级,而对于叶色、花色、花型等质量性状则以现有百子莲品种性状中公认的或被市场所认可的评价标准赋予分值(表2)。

表2 百子莲属品种指标评分标准Table 2 The scoring standard of each index for Agapanthus.

1.4.3 权重计算

用1—9 的标度法对4 个准则层及19 个指标层进行两两打分,经专家组讨论最终确定彼此间相对重要程度,构建判断矩阵[9],采用Yaahp 6.0 层次分析软件计算各指标的权重值,并进行矩阵的一致性检验判断。 对照表2 的评分标准,结合性状调查结果,分别对41 个百子莲品种的19 个性状进行赋值打分,将各性状的评分值乘以对应权重再相加,即为该品种(种)的评价值,计算公式为:

式中,P为综合评价指标值,Wi为第i个指标的权重,Pi为第i个指标的评分值。 分别观赏性(C1—C15)、适应性(C16—C19)指标计算得出观赏性与适应性评价分值,两者之和即为综合得分值,计算完成后对41 种百子莲分值排序,进行评分分级。

2 结果与分析

2.1 权重赋值结果

表1 列出百子莲品种综合评价的框架模型,从权重值比较来看,4 个准则层权重不同,其中适应性与花部性状所占权重较大,两者之和占去总权重值的70%以上,其次是整体性,权重值0.199 2,叶部性状所占权重相对较小,为0.081 3。 百子莲作为观花球根花卉,主要观赏部位在于花部,花最能够体现百子莲的观赏价值,而引进后的栽培适应性,则决定着引种成败的关键,因此,两者所占权重较高。 将整体性列入百子莲品种评价体系,原因在于到目前为止百子莲仍存在以种子繁殖为主的种(或品种),特别是南非原产的原种、亚种及从中选育的品种,同一种(或品种)内有蓝、白及浅蓝中间过渡色等多种花色,并且花序梗长短高低错落,成片种植时显得杂乱而不整齐,严重影响景观效果,因此,将整齐度置于百子莲观赏性的重要位置。

叶部性状中,花叶性权重值最大(0.044 7),其次为叶片伸展姿态(0.022 1),叶宽与叶片色泽所占权重则相对较小,仅为0.009 4 与0.005 1。 目前,百子莲中已培育出多个叶片带有金黄、黄与银白色条带条纹的花叶品种,靓丽叶色能够第一眼抓住观者眼球,因而也是叶部性状中最突出的。 相比而言,宽叶型、叶片两侧斜对开生长的百子莲较窄叶型、叶片平展铺地的百子莲更能衬托硕大球形花序,而叶片色泽作为底色,对观赏性的影响相对有限。

花部性状的重要值由大到小的排序为:花序大小(0.086 6) ＞花色稀有度(0.084 6) ＞单花序小花数(0.073 4) ＞花序形状(0.046 9) ＞花型(0.024 5) ＞花朵重瓣性(0.019 1) ＞花序梗长(0.014 3) ＞花期早晚(0.010 4),百子莲花序是由多数小花组成,相比于单个小花,花序性状(花序大小、花色、单花序小花数、花序形状)的重要性自然要高于单个小花性状(花型、花朵重瓣性)。 相比普通的蓝、白花色,紫、紫红或双色花色因为花色稀有而市场受欢迎程度更高,更能体现品种的推广应用价值,其重要值自然排在花部性状的前列。

2.2 综合评价结果

2.2.1 观赏性评价

根据观赏性评价分值,可将41 个百子莲品种分为3 个等级(表3),Ⅰ级(P≥2.0 分)包括16 个品种(图1),观赏性评价为‘优’;Ⅱ级(1.5≤P＜2.0)品种16 个,观赏性评价为‘中等’;Ⅲ级(P＜1.5)品种9 个,观赏性评价为‘一般’。

观赏性评价为‘优’的16 个品种全部为常绿型品种,排在最前列4 个品种均为大花型品种、单花序小花数在150 以上,其中蓝白双色品种A.‘Queen Mum’观赏性评价分值最高、为2.881 4,其次为深蓝品种A.‘Hoyland'sChelsea Blue’,分值2.626 2,白花重瓣品种A. ‘White Heaven’位列第三,分值2.480 0,A.‘Peter Franklin’以其大而紧凑花序位列第四,分值2.410 2。 其他分值排在前列的品种观赏性也各具特色,A.‘Regal Beauty’、A.‘Purple Cloud’、 ‘Black Pantha’三品种花色为紫、深紫或紫黑,在百子莲中属稀有少见品种,A. ‘Jack's Blue’、A. ‘Tornado’品种花色深蓝,A. ‘Glenavon Glen’品种略带花香、A. praecox‘Floribundance’品种圆球状大花序、小花数多达163,A.'Luly'品种花朵着生细密紧凑,A.‘Lavender Haze’品种小花梗长、呈开散状花序,A.‘Barnfield Blue’品种叶宽达5.0 cm、硕大花序自两列似君子兰叶的叶间伸出,极具观赏性,A.‘Summer Days’品种灰绿色叶片质地硬、呈平行斜上生长呈羽状排列,A.‘Blue Nile’品种花瓣底端反卷呈盘形、边缘波状,淡蓝色花序精巧可人。 这些品种中多个曾获颁英国皇家园艺学会奖(AGM,RHS Award of Garden Merit),包括A. ‘Hoyland's Chelsea’、A. ‘Luly’、A. ‘Peter Franklin’、A.‘Summer Days’等,观赏价值得到普遍认可。 评价分值最高的双色品种A.‘Queen Mum’引入国内不出几年即已在多个大型花展中展示应用,市场受欢迎程度高。

观赏性评价‘中等’的品种绝大多数性状表现良好,仅个别性状欠佳,如落叶型品种A. ‘Black Magic’、A.‘Arctic Star’绿期短,重瓣矮生品种A.‘Double Diamond’叶片小而窄,略显稀疏;早花品种A.‘Silver Baby’开花整齐,但花序小、花数较少。

观赏性评价‘一般’的9 个品种均为落叶型品种,花叶品种A.‘Silver Moon’冬、夏季两季落叶,耐热性欠佳,A.‘BlueTriumphator’、A.‘Lilliput’、A.‘Peter Pan’均属较矮生品种,花序仅20—30 个小花、花朵数偏少,这些品种观赏性一般。

2.2.2 适应性评价

根据适应性评价分值,可将41 个百子莲品种分为3 个等级(表3),Ⅰ级(P≥1.5)包括10 个品种,适应性评价为‘适应’;Ⅱ级(1.0≤P＜1.5)品种17 个,适应性评价为‘较适应’;Ⅲ级(P＜1.0)品种12 个,适应性评价为‘不适应’。

10 个‘适应’品种均为常绿品种,除A.‘Silver Baby’、A.‘Blue Nile’、A.‘Moonlight Star’3 个为窄叶型品种外,其余均为宽叶型品种(叶宽≥2 cm),包括早期引种的早花百子莲A. praecoxsp. praecox 与品种A.praecox.‘Floribundance’、叶片宽而硬质的品种A.‘Summer Days’、宽叶大花型品种A.‘Peter Franklin’、A.‘Hoyland'sChelsea Blue’、A.‘Queen Mum’、A.‘White Heaven’等,这些品种适应性强,在上海常年气温可露地安全越冬,夏季高温下叶片不枯焦、不落叶,开花多、具有勤花的特点,可以相对粗放田间管理;‘较适应’品种,夏季或冬季出现叶片变黄、落叶现象,但基本能够恢复;‘不适应’品种中,超50%以上为落叶窄叶型品种,包括A. ‘Beatrice’、A. ‘Arctic Star’、A. ‘Taw Valley’、A. ‘Northern Star’以及花叶品种A.‘Silver Moon’、A.‘Tinkerbell’等,夏季受高温伴随土壤多湿影响,肉质根呼吸不畅、容易烂根而死亡,耐热性欠佳,这些品种栽培中需特别注意夏季土壤排水,改良土壤增加透气性,并保持环境通风。

2.2.3 综合评价

综合观赏性与适应性评价结果,可将41 个百子莲品种划分为3 个等级,Ⅰ级(P≥3.5 分),包括12 个品种,包括观赏性位居前列的4 个大花型品种A. ‘Queen Mum’、A. ‘Hoyland'sChelsea Blue’、A. ‘Peter Franklin’、A.‘White Heaven’,早花百子莲原种A.praecoxsp.praecox 及品种A.praecox.‘Floribundance’以及A.‘Barnfield Blue’、A. ‘Summer Days’、A. ‘Moonlight Star’、A. ‘Lavender Haze’、A. ‘Silver Baby’、A.‘Blue Nile’等特色品种,观赏价值高、适应性较好,值得大面积推广应用;Ⅱ级(2.5≤P＜3.5)品种17个,包括A. ‘Regal Beauty’、A. ‘Tornado’、A. ‘Black Magic’、A. ‘Luly’、A. ‘Silver Lining’、A.‘Purple Cloud’品种以及百子莲原种A.africanus及其品种A.africanus‘Albus’等,这些品种基本可以适应本地气候,观赏性较好,具一定推广应用价值;Ⅲ级(P＜2.5)品种12 个,这些品种观赏、适应性一般,个别品种不耐热、夏季易枯萎死亡,限制了其推广应用。

3 结论与讨论

随着国内对于百子莲花卉引种的增加,栽培品种类型日渐丰富。 早期种子引进、引自南非的早花百子莲A.praecox原种及品种,多为宽叶型常绿大花品种,品种类型较为单一。 近年间,国内陆续有以种苗引进的方式引入英国、荷兰等欧洲国家培育的百子莲品种,包括双色品种、矮生、重瓣品种等。 引进品种数量的增加,迫切需要对品种特性与适应性开展研究,评估品种推广应用价值。 本研究在定量与定性性状指标观测的基础上,采用层次分析法(AHP 法)对国内引进百子莲品种进行品种综合评价,建立了百子莲属品种资源评价体系,结果对于我国百子莲品种推广应用具有重要参考价值。

评价模型分整体性、叶部性状、花部性状与适应性4 个性状方面19 个指标进行评价,其中整体性、花部性状、叶部性状与观赏性相关联。 与原种相比,品种化的栽培有利于提升整齐度,在‘花色整齐度’与‘花序梗整齐度’两个指标体现最明显。 依靠种子繁殖的南非原种及衍生品种(A. praecoxsp. praecox、A.praecox‘Floribundance’、A.praecox‘Mt thon’)花色与花序梗长整齐度较低,而大多数无性繁殖品种则花色相对稳定,仅个别品种花序梗长短不够整齐,这与百子莲花序梗属营养生长型性状,易受环境及营养体大小影响有关[10]。 而花部性状中,与花序大小相关联性状,如花序横径、单花序小花数与花色、特别是花色稀有度对于百子莲观赏价值影响更大。 众所周知,从大众审美的角度,大花型百子莲品种必然受到花卉市场的青睐、应用推广价值更高,而稀有花色比如紫、粉、双色一直以来都是百子莲育种的方向,重要值也反映出这些性状在花卉观赏中的地位。

以整体性、花部性状与叶部性状三方面为基础的观赏性评价结果,常绿型品种观赏性优于落叶型品种,这与常绿型品种多为大花型、花序形状为球形或近球形,花型漏斗形等有关,常绿型品种多数具有早花百子莲A.praecox的遗传背景,较百子莲属另一常绿种A.africanus,A. praecox花序更大、单花序小花数更多,而落叶种A.inapertus花型闭口管状、花朵下垂,观赏性受影响。 从品种选育的角度,以A.praecox及其亚种作为亲本更有助于培育观赏价值高的百子莲品种。

从品种适应性角度分析,常绿型品种适应性普遍优于落叶型品种,尤其是早花百子莲A.praecox,作为国内最早引进的百子莲种类,适应性较好,而常绿型品种中又以宽叶型品种适应性优于窄叶型品种,例如窄叶种A.inapertus及其选育品种A.‘Crystal Drop’、A.‘Silver Moon’耐热性均较差,特别不适应上海夏季高温、多湿气候,易出现烂根死亡现象。 因此,基于上海乃至长三角地区气候适应型的引种规划,在进行百子莲品种引进时,应优先宽叶型品种的引进,而慎引窄叶型品种。

本研究筛选出的12 个观赏价值高、适应性强的百子莲品种,其中包括大花型品种A.‘Queen Mum’、A.‘Hoyland'sChelsea Blue’、A.‘Peter Franklin’、A.‘White Heaven’、A.praecox‘Floribundance’、A.praecoxsp.praecox,中等偏矮型品种A. ‘Barnfield Blue’、A. ‘Blue Nile’、A. ‘Moonlight Star’,披散花序品种A.‘Lavender Haze’,早花品种A. ‘Silver Baby’,叶姿斜上伸展品种A. ‘Summer Days’,蓝白双色品种A.‘Queen Mum’以及重瓣品种A.‘White Heaven’等,随着这些特色优良百子莲品种在上海乃至长三角地区绿地中的推广,将会极大丰富夏季观花球根花卉种类,推动我国百子莲种苗生产与应用。

致谢:上海植物园张杰工程师给予数据分析帮助,特此感谢!