百子蓮屬品種資源綜合評價與篩選

陳香波,張冬梅*,申瑞雪

(1 上海市園林科學規(guī)劃研究院,上海城市困難立地綠化工程技術研究中心,上海 200232;2 上海上房園林植物研究所有限公司,上海 201114)

百子蓮(Agapanthusspp.)又名藍百合、非洲愛情花,為多年生草本,常綠或落葉,頂生聚傘花序,花色藍、白或紫,花期6—9 月。 百子蓮原產于南非,17 世紀中葉被引入英國及歐洲大陸各國,后又被引入新西蘭、美國等國,經(jīng)過300 多年的發(fā)展,如今在歐洲花園中廣為種植[1]。 1997 年,國內首次自南非引種早花百子蓮(Agapanthus praecox),在上海地區(qū)試種,發(fā)現(xiàn)其適應夏季高溫高濕氣候,露地越冬無需防護,配植于花境,藍、白花色可為炎熱夏季帶來一絲清涼,作為開花地被植物在園林綠地中得到推廣應用。 四川、云南等地引進百子蓮作切花栽培生產,碩大的球形花序加之‘愛情花’的花語含義,使之在切花市場倍受歡迎[2]。

據(jù)最新的被子植物APG Ⅳ分類系統(tǒng),百子蓮列于石蒜科Amaryllidaceae 百子蓮亞科Agapanthoideae百子蓮屬Agapanthus。 1965 年,Leighton 根據(jù)形態(tài)學將百子蓮屬分為10 個種,后經(jīng)DNA 研究結果核對歸并,保留6 個種,包括兩個常綠種(A.africanus、A.praecox)與4 個落葉種(A.campanulatus、A.caulescens、A.coddii、A.inapertus)[3]。 通過長期品種選育,迄今百子蓮園藝品種已達600 多個,以英國、荷蘭、新西蘭、日本、南非等國培育品種居多[4]。 2011 年,國際植物新品種保護聯(lián)盟(UPOV)發(fā)布百子蓮的新品種測試指南,規(guī)范百子蓮品種性狀描述及測試要求,推進了百子蓮屬培育新品種的培育及國際登錄[5]。

百子蓮屬品種資源豐富,在生活型、花色、葉色、花序形、花型等方面表現(xiàn)多樣、觀賞性各異[2],而作為南半球新引入花卉,栽培適應性關系到引種成敗,需首先通過種植觀察對引進百子蓮資源有充分的認識與了解,在此基礎上推選有應用潛力的品種。 在花卉品種評價與篩選領域,層次分析法(APH 法)被廣泛采用,該方法將人的主觀判斷用數(shù)量形式表達和處理,綜合定性與定量性狀觀測指標進行多準則決策,具有較高的可行性與科學性[6-7]。

本研究以引自荷蘭、英國、南非的百子蓮品種為研究對象,測試相關形態(tài)指標,總結引進后的適應性及生長表現(xiàn),運用層次分析法,建立兼顧觀賞與適應性的品種資源評價體系,篩選適應引種地上海的氣候與土壤條件、觀賞價值較高的品種,以期為進一步百子蓮園林栽培與推廣應用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 引種地概況

試驗于上海上房園藝有限公司青村苗圃進行。 苗圃位于上海南部,地理位置30°56′48.46″N、120°33′17.5″E,所在地屬北亞熱帶海洋性季風氣候,氣候溫和濕潤,年平均氣溫17.8 ℃,最冷月1 月份的平均氣溫4.9 ℃,最熱月7 月份的平均氣溫27.9 ℃。 全年降水量1 136.9 mm 左右,冬季潮濕寒冷,夏季適逢梅雨季節(jié)、高溫多濕,全年無霜期約230 d。

1.2 供試材料

供試材料為上海市園林科學規(guī)劃研究院自2014 年以來引進的41 個百子蓮品種,其中包括3 個原種、38 個品種。 除A.praecox‘Floribundance’、A.praecox‘Mt thon’、A.praecoxsp.praecox、A.coddii以種子形式引自南非外,其余37 個品種均以裸根苗形式自英國、荷蘭等地引進。 種子引入后,先在培養(yǎng)皿中浸種3 d,播種于園土∶草炭=1∶1過篩基質,待種子發(fā)芽長出兩片真葉后移栽上盆,栽培基質為園土∶草炭∶珍珠巖=1∶2∶1的混合基質;裸根苗引入后立即上盆(基質同種子播種苗),所有盆栽苗均放置于單層塑料大棚內。 2019 年冬季,去盆地栽種植,栽培土壤以表層園土混合等體積草炭加以改良,栽后澆足水分,維持日常養(yǎng)護管理。

1.3 測試方法

于2020—2021 年連續(xù)兩年觀察百子蓮生長狀況,于夏季的7—8 月份與冬季2—3 月份觀察植株生長、落葉情況,其后分別統(tǒng)計越夏、越冬成活率。 于盛花期5—8 月測量各品種葉部、花部各形態(tài)指標,參照百子蓮新品種測試指南(UPOV,2011 版)相關標準進行測量[5]。 測試植株均為3 年以上分株苗,每品種至少觀測5 株植株,對2 年測試結果進行數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計。

1.4 評價指標體系的建立

由5 名百子蓮種植與栽培方面專業(yè)人士組成專家團隊,依據(jù)百子蓮生長習性與觀賞特性,討論制定出百子蓮品種評價的指標體系與評價方法。

1.4.1 評價模型

依據(jù)適應性為主兼顧觀賞性與應用效果,制定出百子蓮屬品種的綜合評價層次結構模型(表1),包括目標層(A)、準則層(B)與指標層(C),其中準則層包括整體性(B1)、葉部性狀(B2)、花部性狀(B3)、適應性(B4)4 個方面,整體性注重于應用的整體效果,葉部、花部性狀側重于觀賞性,適應性則特別針對引種地上海的氣候、土壤的適應情況。 從科學性、客觀性和可操作性角度綜合考慮,列出19 個具體評價指標,包括:整體性指標(綠期C1、株叢緊密度C2、花序梗整齊度C3、花色整齊度C4),葉部性狀(花葉性C4、葉片伸展姿態(tài)C5、葉寬C6、葉片色澤C7),花部性狀(花色稀有度C8、花序形狀C9、單花序小花數(shù)C10、花序梗長C11、花期早晚C12、花型C13、花序大小C14、花朵重瓣性C15),適應性(耐熱性C16、抗寒性C17、耐鹽堿性C18、抗病蟲害性C19)[8]。

表1 百子蓮屬品種綜合評價體系及權重值Table 1 Variance analysis of yield traits of randomized block

1.4.2 評分標準

區(qū)分數(shù)量性狀與質量性狀對各指標層予以賦值打分,對于葉寬、單花序小花數(shù)、花序梗長、花序大小等數(shù)量性狀指標以品種測試平均值分布區(qū)間為標準,劃分5 個等級,而對于葉色、花色、花型等質量性狀則以現(xiàn)有百子蓮品種性狀中公認的或被市場所認可的評價標準賦予分值(表2)。

表2 百子蓮屬品種指標評分標準Table 2 The scoring standard of each index for Agapanthus.

1.4.3 權重計算

用1—9 的標度法對4 個準則層及19 個指標層進行兩兩打分,經(jīng)專家組討論最終確定彼此間相對重要程度,構建判斷矩陣[9],采用Yaahp 6.0 層次分析軟件計算各指標的權重值,并進行矩陣的一致性檢驗判斷。 對照表2 的評分標準,結合性狀調查結果,分別對41 個百子蓮品種的19 個性狀進行賦值打分,將各性狀的評分值乘以對應權重再相加,即為該品種(種)的評價值,計算公式為:

式中,P為綜合評價指標值,Wi為第i個指標的權重,Pi為第i個指標的評分值。 分別觀賞性(C1—C15)、適應性(C16—C19)指標計算得出觀賞性與適應性評價分值,兩者之和即為綜合得分值,計算完成后對41 種百子蓮分值排序,進行評分分級。

2 結果與分析

2.1 權重賦值結果

表1 列出百子蓮品種綜合評價的框架模型,從權重值比較來看,4 個準則層權重不同,其中適應性與花部性狀所占權重較大,兩者之和占去總權重值的70%以上,其次是整體性,權重值0.199 2,葉部性狀所占權重相對較小,為0.081 3。 百子蓮作為觀花球根花卉,主要觀賞部位在于花部,花最能夠體現(xiàn)百子蓮的觀賞價值,而引進后的栽培適應性,則決定著引種成敗的關鍵,因此,兩者所占權重較高。 將整體性列入百子蓮品種評價體系,原因在于到目前為止百子蓮仍存在以種子繁殖為主的種(或品種),特別是南非原產的原種、亞種及從中選育的品種,同一種(或品種)內有藍、白及淺藍中間過渡色等多種花色,并且花序梗長短高低錯落,成片種植時顯得雜亂而不整齊,嚴重影響景觀效果,因此,將整齊度置于百子蓮觀賞性的重要位置。

葉部性狀中,花葉性權重值最大(0.044 7),其次為葉片伸展姿態(tài)(0.022 1),葉寬與葉片色澤所占權重則相對較小,僅為0.009 4 與0.005 1。 目前,百子蓮中已培育出多個葉片帶有金黃、黃與銀白色條帶條紋的花葉品種,靚麗葉色能夠第一眼抓住觀者眼球,因而也是葉部性狀中最突出的。 相比而言,寬葉型、葉片兩側斜對開生長的百子蓮較窄葉型、葉片平展鋪地的百子蓮更能襯托碩大球形花序,而葉片色澤作為底色,對觀賞性的影響相對有限。

花部性狀的重要值由大到小的排序為:花序大小(0.086 6) ＞花色稀有度(0.084 6) ＞單花序小花數(shù)(0.073 4) ＞花序形狀(0.046 9) ＞花型(0.024 5) ＞花朵重瓣性(0.019 1) ＞花序梗長(0.014 3) ＞花期早晚(0.010 4),百子蓮花序是由多數(shù)小花組成,相比于單個小花,花序性狀(花序大小、花色、單花序小花數(shù)、花序形狀)的重要性自然要高于單個小花性狀(花型、花朵重瓣性)。 相比普通的藍、白花色,紫、紫紅或雙色花色因為花色稀有而市場受歡迎程度更高,更能體現(xiàn)品種的推廣應用價值,其重要值自然排在花部性狀的前列。

2.2 綜合評價結果

2.2.1 觀賞性評價

根據(jù)觀賞性評價分值,可將41 個百子蓮品種分為3 個等級(表3),Ⅰ級(P≥2.0 分)包括16 個品種(圖1),觀賞性評價為‘優(yōu)’;Ⅱ級(1.5≤P＜2.0)品種16 個,觀賞性評價為‘中等’;Ⅲ級(P＜1.5)品種9 個,觀賞性評價為‘一般’。

觀賞性評價為‘優(yōu)’的16 個品種全部為常綠型品種,排在最前列4 個品種均為大花型品種、單花序小花數(shù)在150 以上,其中藍白雙色品種A.‘Queen Mum’觀賞性評價分值最高、為2.881 4,其次為深藍品種A.‘Hoyland'sChelsea Blue’,分值2.626 2,白花重瓣品種A. ‘White Heaven’位列第三,分值2.480 0,A.‘Peter Franklin’以其大而緊湊花序位列第四,分值2.410 2。 其他分值排在前列的品種觀賞性也各具特色,A.‘Regal Beauty’、A.‘Purple Cloud’、 ‘Black Pantha’三品種花色為紫、深紫或紫黑,在百子蓮中屬稀有少見品種,A. ‘Jack's Blue’、A. ‘Tornado’品種花色深藍,A. ‘Glenavon Glen’品種略帶花香、A. praecox‘Floribundance’品種圓球狀大花序、小花數(shù)多達163,A.'Luly'品種花朵著生細密緊湊,A.‘Lavender Haze’品種小花梗長、呈開散狀花序,A.‘Barnfield Blue’品種葉寬達5.0 cm、碩大花序自兩列似君子蘭葉的葉間伸出,極具觀賞性,A.‘Summer Days’品種灰綠色葉片質地硬、呈平行斜上生長呈羽狀排列,A.‘Blue Nile’品種花瓣底端反卷呈盤形、邊緣波狀,淡藍色花序精巧可人。 這些品種中多個曾獲頒英國皇家園藝學會獎(AGM,RHS Award of Garden Merit),包括A. ‘Hoyland's Chelsea’、A. ‘Luly’、A. ‘Peter Franklin’、A.‘Summer Days’等,觀賞價值得到普遍認可。 評價分值最高的雙色品種A.‘Queen Mum’引入國內不出幾年即已在多個大型花展中展示應用,市場受歡迎程度高。

觀賞性評價‘中等’的品種絕大多數(shù)性狀表現(xiàn)良好,僅個別性狀欠佳,如落葉型品種A. ‘Black Magic’、A.‘Arctic Star’綠期短,重瓣矮生品種A.‘Double Diamond’葉片小而窄,略顯稀疏;早花品種A.‘Silver Baby’開花整齊,但花序小、花數(shù)較少。

觀賞性評價‘一般’的9 個品種均為落葉型品種,花葉品種A.‘Silver Moon’冬、夏季兩季落葉,耐熱性欠佳,A.‘BlueTriumphator’、A.‘Lilliput’、A.‘Peter Pan’均屬較矮生品種,花序僅20—30 個小花、花朵數(shù)偏少,這些品種觀賞性一般。

2.2.2 適應性評價

根據(jù)適應性評價分值,可將41 個百子蓮品種分為3 個等級(表3),Ⅰ級(P≥1.5)包括10 個品種,適應性評價為‘適應’;Ⅱ級(1.0≤P＜1.5)品種17 個,適應性評價為‘較適應’;Ⅲ級(P＜1.0)品種12 個,適應性評價為‘不適應’。

10 個‘適應’品種均為常綠品種,除A.‘Silver Baby’、A.‘Blue Nile’、A.‘Moonlight Star’3 個為窄葉型品種外,其余均為寬葉型品種(葉寬≥2 cm),包括早期引種的早花百子蓮A. praecoxsp. praecox 與品種A.praecox.‘Floribundance’、葉片寬而硬質的品種A.‘Summer Days’、寬葉大花型品種A.‘Peter Franklin’、A.‘Hoyland'sChelsea Blue’、A.‘Queen Mum’、A.‘White Heaven’等,這些品種適應性強,在上海常年氣溫可露地安全越冬,夏季高溫下葉片不枯焦、不落葉,開花多、具有勤花的特點,可以相對粗放田間管理;‘較適應’品種,夏季或冬季出現(xiàn)葉片變黃、落葉現(xiàn)象,但基本能夠恢復;‘不適應’品種中,超50%以上為落葉窄葉型品種,包括A. ‘Beatrice’、A. ‘Arctic Star’、A. ‘Taw Valley’、A. ‘Northern Star’以及花葉品種A.‘Silver Moon’、A.‘Tinkerbell’等,夏季受高溫伴隨土壤多濕影響,肉質根呼吸不暢、容易爛根而死亡,耐熱性欠佳,這些品種栽培中需特別注意夏季土壤排水,改良土壤增加透氣性,并保持環(huán)境通風。

2.2.3 綜合評價

綜合觀賞性與適應性評價結果,可將41 個百子蓮品種劃分為3 個等級,Ⅰ級(P≥3.5 分),包括12 個品種,包括觀賞性位居前列的4 個大花型品種A. ‘Queen Mum’、A. ‘Hoyland'sChelsea Blue’、A. ‘Peter Franklin’、A.‘White Heaven’,早花百子蓮原種A.praecoxsp.praecox 及品種A.praecox.‘Floribundance’以及A.‘Barnfield Blue’、A. ‘Summer Days’、A. ‘Moonlight Star’、A. ‘Lavender Haze’、A. ‘Silver Baby’、A.‘Blue Nile’等特色品種,觀賞價值高、適應性較好,值得大面積推廣應用;Ⅱ級(2.5≤P＜3.5)品種17個,包括A. ‘Regal Beauty’、A. ‘Tornado’、A. ‘Black Magic’、A. ‘Luly’、A. ‘Silver Lining’、A.‘Purple Cloud’品種以及百子蓮原種A.africanus及其品種A.africanus‘Albus’等,這些品種基本可以適應本地氣候,觀賞性較好,具一定推廣應用價值;Ⅲ級(P＜2.5)品種12 個,這些品種觀賞、適應性一般,個別品種不耐熱、夏季易枯萎死亡,限制了其推廣應用。

3 結論與討論

隨著國內對于百子蓮花卉引種的增加,栽培品種類型日漸豐富。 早期種子引進、引自南非的早花百子蓮A.praecox原種及品種,多為寬葉型常綠大花品種,品種類型較為單一。 近年間,國內陸續(xù)有以種苗引進的方式引入英國、荷蘭等歐洲國家培育的百子蓮品種,包括雙色品種、矮生、重瓣品種等。 引進品種數(shù)量的增加,迫切需要對品種特性與適應性開展研究,評估品種推廣應用價值。 本研究在定量與定性性狀指標觀測的基礎上,采用層次分析法(AHP 法)對國內引進百子蓮品種進行品種綜合評價,建立了百子蓮屬品種資源評價體系,結果對于我國百子蓮品種推廣應用具有重要參考價值。

評價模型分整體性、葉部性狀、花部性狀與適應性4 個性狀方面19 個指標進行評價,其中整體性、花部性狀、葉部性狀與觀賞性相關聯(lián)。 與原種相比,品種化的栽培有利于提升整齊度,在‘花色整齊度’與‘花序梗整齊度’兩個指標體現(xiàn)最明顯。 依靠種子繁殖的南非原種及衍生品種(A. praecoxsp. praecox、A.praecox‘Floribundance’、A.praecox‘Mt thon’)花色與花序梗長整齊度較低,而大多數(shù)無性繁殖品種則花色相對穩(wěn)定,僅個別品種花序梗長短不夠整齊,這與百子蓮花序梗屬營養(yǎng)生長型性狀,易受環(huán)境及營養(yǎng)體大小影響有關[10]。 而花部性狀中,與花序大小相關聯(lián)性狀,如花序橫徑、單花序小花數(shù)與花色、特別是花色稀有度對于百子蓮觀賞價值影響更大。 眾所周知,從大眾審美的角度,大花型百子蓮品種必然受到花卉市場的青睞、應用推廣價值更高,而稀有花色比如紫、粉、雙色一直以來都是百子蓮育種的方向,重要值也反映出這些性狀在花卉觀賞中的地位。

以整體性、花部性狀與葉部性狀三方面為基礎的觀賞性評價結果,常綠型品種觀賞性優(yōu)于落葉型品種,這與常綠型品種多為大花型、花序形狀為球形或近球形,花型漏斗形等有關,常綠型品種多數(shù)具有早花百子蓮A.praecox的遺傳背景,較百子蓮屬另一常綠種A.africanus,A. praecox花序更大、單花序小花數(shù)更多,而落葉種A.inapertus花型閉口管狀、花朵下垂,觀賞性受影響。 從品種選育的角度,以A.praecox及其亞種作為親本更有助于培育觀賞價值高的百子蓮品種。

從品種適應性角度分析,常綠型品種適應性普遍優(yōu)于落葉型品種,尤其是早花百子蓮A.praecox,作為國內最早引進的百子蓮種類,適應性較好,而常綠型品種中又以寬葉型品種適應性優(yōu)于窄葉型品種,例如窄葉種A.inapertus及其選育品種A.‘Crystal Drop’、A.‘Silver Moon’耐熱性均較差,特別不適應上海夏季高溫、多濕氣候,易出現(xiàn)爛根死亡現(xiàn)象。 因此,基于上海乃至長三角地區(qū)氣候適應型的引種規(guī)劃,在進行百子蓮品種引進時,應優(yōu)先寬葉型品種的引進,而慎引窄葉型品種。

本研究篩選出的12 個觀賞價值高、適應性強的百子蓮品種,其中包括大花型品種A.‘Queen Mum’、A.‘Hoyland'sChelsea Blue’、A.‘Peter Franklin’、A.‘White Heaven’、A.praecox‘Floribundance’、A.praecoxsp.praecox,中等偏矮型品種A. ‘Barnfield Blue’、A. ‘Blue Nile’、A. ‘Moonlight Star’,披散花序品種A.‘Lavender Haze’,早花品種A. ‘Silver Baby’,葉姿斜上伸展品種A. ‘Summer Days’,藍白雙色品種A.‘Queen Mum’以及重瓣品種A.‘White Heaven’等,隨著這些特色優(yōu)良百子蓮品種在上海乃至長三角地區(qū)綠地中的推廣,將會極大豐富夏季觀花球根花卉種類,推動我國百子蓮種苗生產與應用。

致謝:上海植物園張杰工程師給予數(shù)據(jù)分析幫助,特此感謝!