玫瑰種質(zhì)資源的綜合評(píng)價(jià)與品種優(yōu)選

侯秋梅， 周 薇， 吳 楠， 金 平， 張 婷， 吳洪娥

(貴州省植物園， 貴陽(yáng) 550001)

玫瑰(Rosa rugosa)屬薔薇科薔薇屬植物，在我國(guó)栽培歷史悠久,玫瑰具有觀賞、營(yíng)養(yǎng)、藥用、化工等多重開發(fā)價(jià)值，玫瑰精油更被稱為“液體黃金”，因此玫瑰具有較大的種植開發(fā)潛力及經(jīng)濟(jì)效益[1-3]。玫瑰在我國(guó)種植面積較為廣闊，多地均有玫瑰種質(zhì)資源的引進(jìn)栽培，陳政等[4]、王建國(guó)等[5]、侯秋梅等[6]分別在四川省資中市、銀川市、貴陽(yáng)市引進(jìn)紫枝玫瑰、豐花玫瑰等玫瑰進(jìn)行栽培觀測(cè)，目前對(duì)玫瑰引種集中在性狀觀察上，缺乏對(duì)引種種質(zhì)的系統(tǒng)評(píng)價(jià)及相應(yīng)的評(píng)價(jià)體系。

層次分析法(Analytic Hierarchy Process)是一種多方案或多目標(biāo)的決策分析方法，為多目標(biāo)、多準(zhǔn)則、內(nèi)容復(fù)雜的問題提供簡(jiǎn)單有效的決策方案，由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家于1973年提出[7]。層次分析法目前已在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到較多應(yīng)用[8-9]，在植物的綜合評(píng)價(jià)應(yīng)用方面主要在大花蕙蘭[10]、菊花[11]、建蘭[12]、小麥[13]、月季[14-15]等中，并取得明顯效果，在種質(zhì)資源的綜合評(píng)價(jià)中層次分析法被用在珍貴樹種上[16]。目前，層次分析法在玫瑰的種質(zhì)評(píng)價(jià)和優(yōu)選的應(yīng)用方面還未見報(bào)道，將層次分析法應(yīng)用到對(duì)種質(zhì)資源的綜合評(píng)價(jià)與品種的優(yōu)先選擇中，能有效解決玫瑰引種推廣中品種評(píng)價(jià)及選擇問題，本研究結(jié)合育種及生產(chǎn)實(shí)際，以玫瑰的觀賞性、適應(yīng)性及抗性、經(jīng)濟(jì)性狀等3個(gè)方面15個(gè)指標(biāo)為因子建立玫瑰種質(zhì)資源綜合評(píng)價(jià)體系，對(duì)引種的27個(gè)玫瑰品種進(jìn)行引種適應(yīng)性評(píng)價(jià)及篩選，以期為玫瑰的育種提供優(yōu)良材料，并篩選出適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際的優(yōu)良玫瑰品種，同時(shí)為玫瑰的引種種植及大面積推廣提供評(píng)價(jià)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與種植地

選取從山東平陰引種保存的27個(gè)玫瑰品種(詳見表1)，所有苗木均為二年生苗并于2017年底—2018年2月定植，株行距為1.2 m×1.2 m，于2018—2020年進(jìn)行性狀調(diào)查，其中產(chǎn)量性狀以2019—2020年數(shù)據(jù)為評(píng)價(jià)值。

表1 綜合評(píng)價(jià)的玫瑰品種名錄

種植地位于貴州省植物園(貴陽(yáng)市)東經(jīng)106°42′，北緯26°34′，海拔1 210～1 410 m，年均溫度15 ℃，年均降水量1 210 mm，年均相對(duì)濕度80%，全年日照時(shí)數(shù)975 h，無(wú)霜期264 d。土壤為黃壤，地勢(shì)平坦，排水良好。

1.2 方 法

1.2.1構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

為了對(duì)玫瑰品種綜合價(jià)值作出更加全面、客觀、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，本研究采用層次分析法，嚴(yán)格按照科學(xué)性、代表性、層次性、可操作性和可比性的原則，通過專家咨詢法，從觀賞性、適應(yīng)性及抗性、經(jīng)濟(jì)性狀3個(gè)方面15個(gè)性狀確定玫瑰品種綜合價(jià)值的四級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，并建立完全相關(guān)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(圖1)。

1.2.2性狀指標(biāo)測(cè)定方法

連續(xù)3年進(jìn)行觀測(cè)，每個(gè)品種抽取5株，觀測(cè)記錄株型、冠幅(東西×南北)、分枝數(shù)、覆蓋度(冠幅的投影占所測(cè)冠幅的百分?jǐn)?shù))等指標(biāo)，管理強(qiáng)度依據(jù)平時(shí)的管理強(qiáng)度進(jìn)行記錄，結(jié)實(shí)性和花產(chǎn)量均以單株產(chǎn)量進(jìn)行記錄，稀有度為品種的特有程度，參照育種者的意見判斷。

1.2.3權(quán)重計(jì)算

采用1～9比例標(biāo)度法(表2)，通過兩兩對(duì)比建立判斷矩陣。一致性檢驗(yàn)的比率CR=CI/RI小于0.10，則通過檢驗(yàn)，否則需要進(jìn)行調(diào)整，直到一致為止。采用YaAHP層次分析法軟件V 6.0計(jì)算權(quán)重。

表2 元素對(duì)比時(shí)重要性等級(jí)及其賦值

按比較的結(jié)果構(gòu)成的矩陣A=(aij)作為判斷矩陣。其中aij>0，aij=1且aij=1/aji。

1)權(quán)重的確定和一致性檢驗(yàn)

第一步：λmax和ω的根法計(jì)算；

第二步：對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)；

一致性檢驗(yàn)公式為：

其中，λmax為判斷矩陣A的最大特征根；ω為特征向量；對(duì)ω進(jìn)行歸一化，即為B層相應(yīng)元素對(duì)于上一層次A層某一因素相對(duì)重要性的權(quán)重向量；n為判斷矩陣階數(shù)。

如果CR=CI/RI小于0.10，則檢驗(yàn)通過，否則需要再次進(jìn)行評(píng)分。RI的隨機(jī)一致性指標(biāo)見表3。

表3 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI值

2)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

按照指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算原理公式。其中，i，j，k=1，2，3，……，n進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算，即得到各指標(biāo)的權(quán)重值。

1.2.4綜合評(píng)價(jià)及等級(jí)劃分

定性指標(biāo)通過征詢專家意見，采用5分制，依據(jù)實(shí)際情況，分別對(duì)其進(jìn)行客觀評(píng)定；定量指標(biāo)分值直接來(lái)源于調(diào)查數(shù)據(jù)。因?yàn)楦髦笜?biāo)的取值區(qū)間不一致，把各個(gè)指標(biāo)綜合為指數(shù)，必須進(jìn)行歸一化處理，使其取值區(qū)間統(tǒng)一在[0，5]的范圍內(nèi)，各指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)見表4。最終建立評(píng)價(jià)矩陣數(shù)學(xué)模型，并逐級(jí)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的運(yùn)算，評(píng)價(jià)等級(jí)劃分見表5。

表4 玫瑰品種各指標(biāo)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

表5 玫瑰品種綜合評(píng)價(jià)等級(jí)劃分

2 結(jié)果與分析

2.1 權(quán)重值分析

經(jīng)判斷矩陣一致性檢驗(yàn)，得到各層比率CR值均小于0.10(表6至表9)，通過檢驗(yàn)。由此計(jì)算得出玫瑰品種綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重表(表10)。

表6 A-C判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

表7 C 1-Pi判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

表8 C 2-Pi判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

表9 C 3-Pi判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

權(quán)重值的大小反映了該指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的貢獻(xiàn)大小程度。由表10可知，在標(biāo)準(zhǔn)層中，指標(biāo)權(quán)重值大小排序?yàn)椋哼m應(yīng)性及抗性=經(jīng)濟(jì)性狀>觀賞性。表明適應(yīng)性及抗性和經(jīng)濟(jì)性狀對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響最大；其次為觀賞性，觀賞性的權(quán)重值較低，表明該指標(biāo)僅作為綜合評(píng)價(jià)的輔助因子。

表10 評(píng)價(jià)體系權(quán)重分配

在指標(biāo)層中，評(píng)價(jià)因子總權(quán)重值最大的是花產(chǎn)量，達(dá) 0.273，這反映了玫瑰的花是利用價(jià)值中最為關(guān)鍵的部分。玫瑰花芳香美麗，權(quán)重值大小與人們的心理衡量尺度相一致。其次為抗逆能力和生長(zhǎng)勢(shì)，這說明玫瑰的生長(zhǎng)健康狀況也是影響評(píng)價(jià)結(jié)果的重要指標(biāo)，一株健壯、無(wú)病害的玫瑰能夠展現(xiàn)完美的株型、正常的物候狀態(tài)、優(yōu)質(zhì)的花色和香味、較低的養(yǎng)護(hù)成本，表現(xiàn)出優(yōu)良的栽培利用價(jià)值。再次是稀有度，稀有度則是基因和遺傳多樣性的表現(xiàn)，是玫瑰遺傳育種及開發(fā)利用的重要種質(zhì)資源。

2.2 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)評(píng)價(jià)體系權(quán)重值計(jì)算出玫瑰品種綜合評(píng)價(jià)值，具體分值見表11，根據(jù)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)可將其分為 4個(gè)等級(jí)：Ⅰ級(jí)(W≥4)，引種表現(xiàn)好，綜合價(jià)值高，僅有1個(gè)品種，即豐花玫瑰；Ⅱ級(jí)(3≤W<4)，引種表現(xiàn)較好，綜合價(jià)值較高，共有11個(gè)品種；Ⅲ級(jí)(2≤W<3)，引種表現(xiàn)中等，綜合價(jià)值中等，共有12個(gè)品種；Ⅳ級(jí)(W<2)，引種表現(xiàn)一般，綜合價(jià)值一般，共有3個(gè)品種。

表11 玫瑰品種綜合評(píng)價(jià)值及等級(jí)

豐花玫瑰的綜合評(píng)價(jià)分值最高，為4.103 5，其中豐花玫瑰的適應(yīng)性及抗性評(píng)分最高，說明豐花玫瑰在引種地的適應(yīng)性及抗性較好，同時(shí)還具備較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；苦水玫瑰、亮葉玫瑰、漢莎玫瑰、紫枝玫瑰等11個(gè)品種綜合評(píng)價(jià)分值相對(duì)較高，是引種表現(xiàn)較好，綜合利用價(jià)值較高的品種，其中苦水玫瑰的經(jīng)濟(jì)性狀較為突出，平陰12號(hào)的觀賞性狀評(píng)分較高，在生產(chǎn)實(shí)踐及育種中都十分有潛力；保加利亞白玫瑰、大馬士革白玫瑰、保加利亞紅玫瑰等12個(gè)品種表現(xiàn)中等，其中繁花玫瑰的觀賞性狀表現(xiàn)較優(yōu)，可作為較好的育種資源；單瓣紫枝玫瑰、山刺玫、天鵝黃玫瑰3個(gè)品種引種表現(xiàn)一般，可作為重要種質(zhì)資源收集保存。

3 討論與結(jié)論

連續(xù)3年觀察記錄了從山東引進(jìn)的27個(gè)玫瑰品種的田間表現(xiàn)，大部分品種均可以很好地生長(zhǎng)開花，性狀表現(xiàn)良好，說明適宜貴州氣候栽植。同時(shí)，研究建立起的玫瑰品種綜合評(píng)價(jià)模型，形成了三層次評(píng)價(jià)體系，根據(jù)玫瑰的性狀特點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用，從觀賞性、適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性狀三方面開展評(píng)價(jià)，能較為全面地評(píng)價(jià)玫瑰，這與月季的綜合評(píng)價(jià)體系存在差異[14-15]，主要是由于實(shí)際生產(chǎn)中玫瑰的應(yīng)用方向與月季有所不同，月季更側(cè)重于對(duì)觀賞性狀的需求，而玫瑰在生產(chǎn)中主要用于加工，其經(jīng)濟(jì)性狀較為重要。應(yīng)用該玫瑰品種綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)引種的27個(gè)品種價(jià)值進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，獲得豐花、苦水、亮葉、紫枝等 12個(gè)優(yōu)良品種，其中以豐花玫瑰的綜合表現(xiàn)最優(yōu)，這與豐花玫瑰被引種至四川資中的優(yōu)良表現(xiàn)一致[4]，應(yīng)用此評(píng)價(jià)體系所篩選出的優(yōu)良品種也是實(shí)際應(yīng)用被引種推廣較多的品種，因此應(yīng)用此評(píng)價(jià)系統(tǒng)可對(duì)引種推廣的玫瑰品種進(jìn)行篩選，另外，玫瑰作為抗性育種材料，其抗性的評(píng)價(jià)指標(biāo)也非常重要，通過評(píng)價(jià)系統(tǒng)篩選出的抗性表現(xiàn)優(yōu)良及其他性狀表現(xiàn)突出的品種可在育種中加以應(yīng)用。因此建立綜合的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)玫瑰引種篩選、推廣種植、新品種選育都具有重要的指導(dǎo)意義。

結(jié)合國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)狀況和本省產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，引進(jìn)的品種中綜合評(píng)價(jià)較好的豐花玫瑰、苦水玫瑰、紫枝玫瑰、重瓣紅玫瑰、大馬士革玫瑰5個(gè)玫瑰品種可以根據(jù)具體的需求和玫瑰特點(diǎn)進(jìn)行推廣應(yīng)用。同時(shí)，綜合評(píng)價(jià)體系的建立對(duì)引進(jìn)和推廣新優(yōu)和名優(yōu)玫瑰品種奠定理論基礎(chǔ)，對(duì)玫瑰種質(zhì)資源收集利用有積極的促進(jìn)作用，有利于促進(jìn)貴州玫瑰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。