9种向日葵在长春地区的生长适应性及观赏性评价

摘要：为筛选出适宜在长春地区种植的优质观赏向日葵品种，并对其生长适应性和观赏价值进行科学评价。试验基于长春地区田间环境，采用随机区组设计，选取9个向日葵品种开展种植试验。通过对物候期、生长指标及观赏性状的观测，结合当地气候和土壤条件，深入探究各品种的生长适应性和观赏价值。研究结果表明，不同品种在生长指标上存在显著差异，‘白月光’‘文森特2包衣’和‘巧克力包衣’生长适应性优越，‘文森特2包衣’和‘金福贵’生长发育进程较早且适应性较强，‘泰迪熊’观赏期最长。在观赏性综合评价中，‘泰迪熊’综合得分最高，观赏价值均衡性良好；‘白月光’和‘阿尔卑斯包衣’在花瓣长度、宽度及花盘直径等正向指标上表现出色。综上，初步筛选出适宜在长春地区栽种的向日葵品种为‘白月光’‘阿尔卑斯包衣’和‘泰迪熊’。本研究构建的系统评价体系对降低生产损耗具有重要意义，在向日葵种质资源评价中具有重要应用价值。

关键词：向日葵；长春地区；熵权Topsis法；生长适应性；观赏性评价

Growth Adaptability and Ornamental Evaluation of Nine Sunflower

Varieties in Changchun region

Weihong Lian， Nan Li， Wenlong Tu， Wenzhuo Wang， Yang Zhao， Yanli Ma *

（College of Landscape Architecture， Changchun University， 130022， Changchun， China）

Abstract：To screen out high-quality ornamental sunflower varieties suitable for cultivation in the Changchun area and conduct a scientific assessment of their growth adaptability and ornamental value. The experiment was based on the field conditions in the Changchun area， employed a randomized block design， and selected nine sunflower varieties for the planting experiment. Through the observation of phenological periods， growth indicators， and ornamental traits， in combination with the local climate and soil conditions， an in-depth exploration was carried out on the growth adaptability and ornamental value of each variety. The research findings indicate that there are significant differences in growth indicators among different varieties. White Moonlight， Vincent 2 Coated， and Chocolate Coated demonstrate superior growth adaptability. Vincent 2 Coated and Golden Fortune have an earlier growth and development process and stronger adaptability， and Teddy Bear has the longest ornamental period. In the comprehensive evaluation of ornamental properties， Teddy Bear has the highest comprehensive score and excellent balance in ornamental value. White Moonlight and Alps Coated perform exceptionally well in positive indicators such as petal length， width， and flower disk diameter. In conclusion， the sunflower varieties initially selected as suitable for cultivation in the Changchun area are White Moonlight， Alps Coated， and Teddy Bear. The systematic evaluation system constructed in this study is of great significance for reducing production losses and has significant application value in the evaluation of sunflower germplasm resources.

Keywords： Sunflower; Changchun area; Entropy weight topsis approach; Growth adaptability;

Ornamental evaluation

向日葵（Helianthus annuus L.）凭借其独有的向光特性而享有“向阳花”之美誉[1]，位列世界五大油料作物之中，亦是我国关键的油料与经济作物[2，3]。向日葵属植物集食用、药用、经济、饲用、观赏及生态等多元价值于一体[4-6]。从营养成分的角度分析，其种子蕴含丰富的蛋白质、脂肪、各类维生素以及矿物质[7]，茎叶富含钙、镁、钾等元素，茎与叶可调制为青贮料，为反刍动物提供养分[8]。近年来，向日葵的种植规模呈迅速扩张之势，在诸多地区已成为特色农产品的支柱性产业，其生长的适应性与观赏性备受学界关注[9，10]。鉴于不同生态区域在气候、土壤等环境条件上存在显著差异，致使向日葵的生长表现和观赏特性也大相径庭[11，12]。为精准筛选出适应长春地区生长的向日葵品种，并对其观赏性进行全面综合的评价，该研究具有重要的学术价值和现实意义。

长春位于中国东北地区中部，土地肥沃，农业基础良好，是我国重要的商品粮基地之一[13，14]。近几十年来，随着城市发展和农业生产方式的转变，加上人类活动（如不合理的土地开发）及气候变化（如极端降水）等因素的影响，长春部分地区约30%的农田出现了土壤板结、肥力下降和生态功能受损等情况，农田植被覆盖度逐渐降低，原有良好的农业生产环境遭到一定程度的破坏[15-17]。除此之外，像向日葵等当地优质经济作物品种的选育滞后，致使农业产业结构不够优化，为当地农业发展带来了一定挑战[18]。向日葵作为具有较高经济价值的作物，能够适应长春地区夏季高温多雨、冬季寒冷干燥的气候条件。因此，选育和推广优质向日葵品种是大力发展向日葵产业、解决当地农产品品种单一、促进农民增收的有效途径，也是在较短时间内优化农业产业结构和推进当地农业可持续发展的关键举措。

鉴于此，该试验引进国外优质向日葵品种，于长春地区就供试向日葵的关键生长性状、经济价值与观赏特性展开深入且系统的探究。通过对其生长全程的物候期、生长指标及观赏性状进行严密且全方位的观测剖析，并与当地气候和土壤条件紧密结合，深入细致地探讨其在长春地区的生长适应性。同时，运用科学精准的熵权 Topsis 法对观赏性进行综合评估，得出不同品种在该区域的精确适应状况评估结果，旨在精准筛选出契合长春地区种植推广的优良品种，为有力推动长春地区向日葵的规模化种植、生产及应用提供优质且可靠的种质资源。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于吉林省长春市长春大学园林学院试验田，该地属于温带大陆性半湿润季风气候，年平均日照2 544.8 h，有效积温2 850 ℃，无霜期145 d，年平均气温5.8 ℃，年平均降水量558 mm。供试土壤类型为壤土，其基本理化性质如表1所示，试验前进行统一整地，试验期间精耕细作。

1.2 试验材料

供试向日葵共有9个品种，包括‘白月光’、‘文森特2清新’、‘文森特2包衣’、‘阿尔卑斯包衣’、‘巧克力包衣’、‘金福贵’、‘泰迪熊’、‘卡巴莱’和‘金拥碧翠’。供试育苗基质为实验室自制，配方为泥炭：蛭石：椰糠：珍珠岩=3：2：1：1。

1.3 试验设计

1.3.1 播种育苗

于2023年6月21日开展向日葵的播种育苗，参考李毅杰[19]等的方法利用育苗基质于50孔育苗穴盘种进行育苗，每穴1粒种子，播种于距离基质表面0.5 cm处，每个品种育苗3盘。各穴盘同时浇灌1.5 L清水，置于人工气候室，在25 ℃、80%湿度条件下培养20 d，育苗期间各品种穴盘适时进行等量清水补充。

1.3.2 定植移栽

育苗20 d后各品种选取长势一致的幼苗移栽至供试土壤中，每个品种定植100株，定植间隔为25 cm，每行20株，共5行，行距70 cm。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 物候期调查

参考《向日葵种质资源描述规范和数据标准》中规定的方法对观赏向日葵的物候期进行调查，记录每种向日葵的出苗期、现蕾期、露色期、初花期、盛花期和终花期等阶段的时间，其界定标准如表2所示。

1.4.2 农艺性状调查

于盛花期进行农艺性状调查，从每个品种的100株定植植株中随机抽取3株长势基本一致的植株，对其株高、茎粗、节间长、叶宽、叶长、花瓣长、花瓣宽、花盘直径、花瓣颜色、花瓣类型和分枝类型等指标进行测量。株高使用卷尺测量，从地面到植株顶端的垂直距离；茎粗使用电子数显游标卡尺于离地3 cm 处测量植株主茎的直径；节间长使用直尺测量向日葵基部第三节之间的距离（精确度1 mm）、叶宽和叶长使用直尺测量，测定向日葵冠层上部（上数第2片叶，上叶）、冠层中部（上数第 5片叶，中叶）、冠层下部（上数第8片叶，下叶）叶片，并取平均值；花瓣长、花瓣宽和花盘直径通过游标卡尺来测量主花盘的舌状花长、宽及主花盘直径；花瓣颜色、花瓣类型和分枝类型通过观察记录。

1.4.3 观赏性评价

利用主成分分析的方式进行9种向日葵的观赏性评价，选取农艺性状指标作为评价指标进行综合评价，其中花瓣长、花瓣宽和花盘直径为定量化指标，花瓣颜色、花瓣类型和分枝类型为定性化指标，并确定其赋值标准（表3）。该研究采用“熵权Topsis法”对9种向日葵的观赏性进行综合评价[20，21]。具体计算过程如下所示：

1.5 数据处理

利用Excel 2019软件对数据进行整理，通过DPS 18.10软件中的邓肯新复极差法进行单因素试验统计分析，利用Python 3.7软件通过“熵权Topsis法”进行综合评价，图片绘制通过Origin 2020 Pro软件进行。

2 结果与分析

2.1 生长指标

根据图1可知，不同品种向日葵在各项指标上表现出显著差异。株高方面，‘巧克力包衣’最高（177.5 cm），‘白月光’次之（172.5 cm），‘泰迪熊’最低（48.75 cm）；茎粗则以‘白月光’最大（2.92 cm），‘文森特2包衣’次之（2.83 cm），‘泰迪熊’最小（1.51 cm）。在节间长方面，‘白月光’最长（22.25 cm），‘泰迪熊’最短（15.50 cm）。叶宽以‘阿尔卑斯包衣’最大（25.00 cm），‘文森特2包衣’次之（23.75 cm），‘泰迪熊’最小（13.25 cm）；在叶长方面，‘文森特2包衣’最长（28.50 cm），‘金福贵’最短（17.00 cm）。叶片数最多的是‘白月光’（22.75片），‘金福贵’次之（20.50片），最少的是‘巧克力包衣’（12.00片）。从生长指标来看，‘白月光’在株高、茎粗、节间长、叶宽和叶片数等多项指标上表现优异，具备较高的观赏价值和生长潜力。‘文森特2包衣’在茎粗和叶长方面表现突出，显示出良好的生长适应性。‘巧克力包衣’尽管叶片数较少，但株高和叶长较好，观赏性强。相对而言，‘泰迪熊’在所有指标上表现较弱。总的来说，‘白月光’‘文森特2包衣’和‘巧克力包衣’在长春地区的生长适应性较为优越。

2.2 物候期调查

根据表4中9种向日葵在长春地区的物候期调查数据，可以对其生长适应性和观赏性进行综合分析。在出苗期方面，‘文森特2包衣’出苗最早，为4 d；‘白月光’出苗最晚，为7 d，其他品种均为6 d，这可能与种子处理方式及品种特性相关。现蕾期上，‘金福贵’最早现蕾，为26 d；‘泰迪熊’最晚，为42 d。露色期中，‘巧克力包衣’最早，为41 d；‘泰迪熊’最晚，为58 d。始花期表现为‘巧克力包衣’最早，为42 d；‘泰迪熊’最晚，为59 d。盛花期以‘文森特2包衣’最早，为48 d；‘泰迪熊’最晚，为96 d。终花期显示‘文森特2包衣’最早终花，为63 d；‘泰迪熊’最晚终花，为96 d。综合来看，‘文森特2包衣’和‘金福贵’在长春地区表现出较早的生长发育进程，适应性较强；而‘泰迪熊’的观赏期最长，持续37 d，可供观赏的时间最长。

2.3 观赏性指标

根据表5中9种向日葵的观赏性指标数据可知，不同品种在花瓣长度、花瓣宽度、花盘直径、花朵数量、花瓣颜色、花瓣类型和分枝类型等方面表现出明显的差异。‘白月光’花瓣最长，为5.90±0.23 cm；‘泰迪熊’花瓣最短，为3.49±0.59 cm，两者相差40.85%（Plt;0.05）。‘泰迪熊’花瓣最宽，为3.49±0.59 cm；‘金拥碧翠’花瓣最窄，为1.46±0.08 cm，两者相差58.17%（Plt;0.05）。‘文森特2包衣’的花盘直径最大，为18.48±2.18 cm；‘泰迪熊’的花盘直径最小，为3.33±0.53 cm，相差81.98%（Plt;0.05）。‘巧克力包衣’的花朵数量最多，为18.75±5.92；‘白月光’最少，为1.00±0.00，两者相差94.67%（Plt;0.05）。‘白月光’、‘阿尔卑斯包衣’和‘巧克力包衣’的花瓣颜色评分最高（0.8）；‘文森特2清新’‘文森特2包衣’‘金福贵’、‘泰迪熊’‘卡巴莱’和‘金拥碧翠’的评分最低（0.5）。‘泰迪熊’‘卡巴莱’和‘金拥碧翠’的花瓣类型评分最高（0.8）；‘白月光’‘文森特2清新’‘文森特2包衣’和‘阿尔卑斯包衣’的评分最低（0.6）。‘金福贵’和‘泰迪熊’的分枝类型评分最高（0.7）；‘白月光’和‘阿尔卑斯包衣’的评分最低（0.4）。综合各项观赏性指标，‘白月光’在花瓣长度和颜色上表现优异；‘文森特2包衣’在花盘直径上表现突出；‘巧克力包衣’在花朵数量和颜色上具备优势。‘泰迪熊’虽然花瓣较短，但在花瓣宽度、类型和分枝类型上表现良好。

2.4 观赏性综合评价

通过熵权-Topsis法的综合评价可知（表6），泰迪熊的综合得分最高，为0.5175，表现最为均衡，特别是在分枝类型和花瓣类型上得分较高。白月光和阿尔卑斯包衣分别以0.5067和0.5020的综合得分紧随其后，这两个品种在花瓣长、花瓣宽和花盘直径等正向指标上表现优异。巧克力包衣的得分为0.4848，在花瓣颜色和花盘直径方面表现突出。‘金拥碧翠’和‘卡巴莱’的得分接近，分别为0.4758和0.4745，表明它们在各项指标上的表现较为均衡但不够突出。‘文森特2清新’和‘文森特2包衣’的得分分别为0.2020和0.1710，显著低于其他品种，主要是在花盘直径和花朵数等关键指标上表现不佳。‘金福贵’得分最低，为0.0873，表明其在所有指标中的表现均不突出，尤其是在花瓣长、花盘直径和花瓣颜色等正向指标上得分较低。进一步分析各品种到理想解和负理想解的距离，‘泰迪熊’与负理想解的距离最远且与理想解的距离较近，表明其接近理想状态，综合表现最佳；‘金福贵’距离理想解最远且距离负理想解最近，综合表现最差。熵权法计算的权重结果显示，花瓣颜色和花瓣类型的权重最高，均为0.3203，表明在评价花卉品种时，这两个指标对综合得分的影响最大。分枝类型、花瓣宽和花盘直径的权重也较高，分别为0.0972、0.1226和0.0544，进一步反映了这些指标在品种综合评价中的重要性。

2.5 相关性分析

根据相关性热图的分析结果（图2），9种向日葵的各项观赏性指标之间存在显著关系。花瓣长与花瓣宽、叶片数和叶宽呈显著正相关（Plt;0.05）。花瓣宽与花盘直径和叶片数显著正相关，与叶长显著负相关（Plt;0.05）。花盘直径与株高和茎粗显著正相关，与花瓣颜色显著负相关（Plt;0.05）。花朵数与花瓣类型、分枝类型、株高、茎粗和叶片数显著正相关，与叶宽显著负相关（Plt;0.05）。花瓣颜色与株高、茎粗、叶片数、节间长和叶宽显著负相关（Plt;0.05）。花瓣类型与花朵数和株高显著正相关，与节间长显著负相关（Plt;0.05）。分枝类型与花朵数和株高显著正相关（Plt;0.05）。株高与花盘直径、花朵数、花瓣类型和分枝类型显著正相关，与花瓣颜色显著负相关（Plt;0.05）。茎粗与花盘直径、花朵数和株高显著正相关，与花瓣颜色显著负相关（Plt;0.05）。叶片数与花瓣长、花瓣宽、花朵数和叶宽显著正相关，与花瓣颜色显著负相关（Plt;0.05）。节间长与花瓣类型和花瓣颜色显著负相关（Plt;0.05）。叶宽与花瓣长、花瓣宽、叶片数显著正相关，与花朵数和花瓣颜色显著负相关（Plt;0.05）。叶长与花瓣宽显著负相关（Plt;0.05）。综上所述，花瓣长与花瓣宽、叶片数和叶宽有显著正相关，表明花瓣长较大的向日葵品种通常也具有较宽的花瓣和较多的叶片。花盘直径与株高和茎粗显著正相关，说明花盘较大的品种通常植株也较高且茎较粗。花瓣颜色与多项指标呈显著负相关，可能影响整体观赏性。

3 讨论与结论

3.1 讨论

研究表明，不同向日葵品种在生长指标上存在显著差异。‘白月光’‘文森特2包衣’和‘巧克力包衣’等品种在株高、茎粗、叶宽和叶长等方面表现出优越的生长适应性，‘白月光’在株高、茎粗和叶片数量方面表现出色，表明其在长春环境中具有强大的生长潜力。同样，‘文森特2号包衣’在茎粗和叶长方面表现出色，表明其具有良好的适应性。尽管‘巧克力包衣’叶片较少，但它的株高和叶长令人印象深刻，具有美学吸引力。这些发现与之前的研究一致，强调了生长性状在评估植物对特定区域适应性的重要性。例如，Ge等人的研究指出植物高度和茎粗是适应性的关键指标[22]，该研究中‘白月光’和‘文森特2包衣’在这些方面的优异表现验证了这一观点。

物候期调查显示，‘文森特2包衣’和‘金拥碧翠’等品种具有较早的生长发育过程，这表明它们对长春地区的环境条件具有更强的适应性。而‘泰迪熊’具有最长的观赏期，这对于观赏植物来说是一个非常理想的特性。这些物候期的差异对于在特定气候条件下选择合适的向日葵品种具有重要的指导意义，与史鑫蕊等人的研究结果相符[23]，即早熟品种通常具有更强的适应性。

通过熵权 Topsis 法对观赏性状进行综合评价，‘泰迪熊’品种由于在分枝型和花瓣型方面表现出色，综合得分最高，其观赏价值具有良好的平衡性。‘白月光’和‘阿尔卑斯包衣’品种在花瓣长度、宽度和直径方面表现出色，也具有较高的观赏价值。该研究建立的系统评价体系为向日葵品种的观赏价值评价提供了可靠的方法，并且与其他多属性决策方法相比[24]，熵权 Topsis 法在处理多维数据和综合评价方面具有明显的优势，使得评价结果更加科学可信。

本研究对中国北方向日葵产业的发展具有重要的指导意义，具体表现为以下几个方面：1）在品种筛选与推广层面，白月光、阿尔卑斯包衣和泰迪熊于长春地区呈现出卓越的表现，为北方地区提供了优质的种质资源。其他地区可参照这些品种的特性，并结合当地的环境条件进行种植[25-27]，从而推动产业的发展并增加农民的收益。2）在观赏价值提升方面，明确了花瓣长度等指标对观赏价值的重要影响，为北方地区发展向日葵观赏产业提供了科学依据，有助于满足市场需求并促进相关产业的发展。3）适应性研究表明，不同品种的生长指标和物候期存在差异，种植者应充分考虑当地的环境条件，进行合理布局，以充分发挥向日葵的经济和观赏价值。4）熵权 - Topsis法综合评价体系能够精确评估向日葵的生长适应性和观赏价值，应用该体系可提高种质资源评价和品种选育的效率与准确性，推动产业的可持续发展。

在不同环境条件下推广应用时，需注意该研究结果的普适性有限[28]，应进行适应性试验以确保品种在新环境中良好生长。1）多地点试验有助于深入探究品种与环境的相互作用，为推广应用提供科学依据。2）深入研究性状的遗传基础有助于选育出适应性更强、观赏价值更高的品种，从而扩大向日葵的种植范围。3）因地制宜的种植策略包括根据环境条件选择种植时间、管理方法和防治措施，并结合市场需求调整种植品种结构，以实现经济效益和观赏价值的最大化。4）产业协同发展注重加强产业链各环节的衔接与合作，以充分发挥产业的综合效益，促进北方地区农业经济的发展。此外，该研究存在一定的局限性，未来需要进行多地点试验以进一步验证研究发现，并深入探索性状的遗传基础以选育更优的品种。

3.2 结论

本研究运用熵权 - Topsis 法，针对长春地区引种的9个向日葵品种的物候期及农艺性状展开了综合评价，并构建起科学且合理的向日葵观赏性状系统评价体系。研究结果显示，泰迪熊综合得分最高，位列榜首，其在分枝类型和花瓣类型方面表现卓越，呈现出高度的均衡性；其次为白月光和阿尔卑斯包衣，在花瓣长度、宽度以及花盘直径等正向指标上表现出色。这3个品种生长适应性良好，各项性状优良，观赏价值颇高，可在长春地区优先引种推广，后续可作为重点育种对象。由此可见，本研究构建的系统评价体系能够应用于我国北方地区观赏向日葵的引种栽培，有助于降低生产损耗，在向日葵种质资源评价中具备广泛的应用价值。

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