Establishment and application of comprehensive evaluation system for ornamental quality of Clematis cultivars

铁线莲品种的物候观测在浙江农林大学铁线莲种质资源圃(30°13′19.2″N，119°44′9.6″E，平均海拔为30 m)进行。该地属北亚热带季风气候，温暖湿润，四季分明，年平均气温为13.0~21.0 ℃，年平均日照时数为1939.0 h，无霜期为234.0 d，雨量充沛。

选用20个铁线莲品种5年生扦插苗为试材，均购自浙江虹越花卉有限公司，每个品种10株。使用m(泥炭)∶m(珍珠岩)=1∶1的基质盆栽，定植于浙江农林大学铁线莲种质资源圃内，水肥及病虫害行常规管理。试验材料的亲本来源、品种特性等基本信息见表1。

在2019—2021年对20个铁线莲品种的主要物候期及生长发育情况进行观测记录，主要包括萌芽期、抽枝展叶期、始花期、盛花期、末花期、结实期和落叶期。各物候时期的划分标准见表2。在盛花期记录株高、节间距、叶长(复叶)、叶宽(复叶)、花径、花期及单株开放的花数。采用英国皇家园艺协会RHS植物比色卡(RHS Large Colour Chart)标记花萼和雄蕊色值；在结实期记录单株结种花数、单花接种数、果序发育状况、果序直径等，其中叶长、叶宽由10对中上部健康叶片均值所得。

NY/T 2583—2014《植物新品种特异性、一致性和稳定性的测试指南 铁线莲属》(以下简称《测试指南》)^[6]，结合相关园艺专家的意见，选用植株性状(B₁)、叶部性状(B₂)、花部性状(B₃)和果部性状(B₄)作为观赏特性评价对象。以生态型(C₁)、株高(C₂)、节间距(C₃)作为植株性状测定指标，以叶长(C₄)、叶宽(C₅)作为叶部性状测定指标，以萼片色系(C₆)、花型(C₇)、雄蕊色系(C₈)、花径(C₉)、花数(C₁₀)、花期(C₁₁)作为花部性状测定指标，以果序发育状况(C₁₂)、果序数量(C₁₃)、果序直径(C₁₄)作为果部性状测定指标，构建3层AHP评价模型。

采用1~9比例标度法，结合《测试指南》中对观赏性状的重要性进行定性评价构建两两比较判断矩阵，计算最大特征根λ_max。依据公式I_C=(λ_max−n)/(n−1)(n为矩阵阶数)和R_C=[(λ_max−n)/(n−10)]/I_R(I_R为平均随机一致性指标)，计算一致性指标I_C和R_C，各指标的权重系数W_i采用方根法^[7]计算，若R_C＜0.10，则判断矩阵通过一次性检验。

对株高(C₂)、节间距(C₃)、叶长(C₄)、叶宽(C₅)、花径(C₉)、花数(C₁₀)、花期(C₁₁)、果序数量(C₁₃)和果序直径(C₁₄)等9个指标，直接采用物候观测数据；对生态型(C₁)、萼片色系(C₆)、花型(C₇)、雄蕊色系(C₈)和果序发育状况(C₁₂)采用5分制法赋值。具体评分标准见表3。

参考常宝亮等^[8]的方法，结合铁线莲形态特征加以优化，构建铁线莲“理想种”X0模型，花期、花数和果序发育状况以最大值为理想值；株高、节间距、叶长、叶宽、花径、果序数量和果序直径以平均值为理想值。

在构建“理想种”X0后，对各品种的数据进行无量纲化处理，并计算参试材料14个性状与X0的灰色关联系数ξ_i和关联度r_i。公式为：

其中：i为品种数(1$, \cdots, $ 20)，k为指标数(1$, \cdots, $ 14)；$ \left| {} \right.{C_0}(k) - {C_i}(k)\left. {} \right| $表示理想品种第k个性状无量纲化处理的测度值与第i个品种该性状测度值的差值的绝对值；ρ为分辨系数(取 0.5)；W_k为第k个性状的权重，n为性状数量；关联度(r_i)越大，说明与“理想种”X0的性状特征越接近，评价结果越好。

由观测数据(表4)可以看出：供试铁线莲品种的萌芽期在2月中旬至3月下旬，抽枝展叶期多发生于萌芽期后的7 d左右，且与萌芽期有交叉，持续时间为12~41 d。除常绿品种‘雪舞’外，其他品种均在12月中下旬至翌年1月上中旬落叶，平均时长为18 d。20个铁线莲参试品种的株高为1.3~3.2 m，平均节间距为8.2~20.8 cm。叶型多为三出或羽状复叶，叶长为13.7~25.9 cm，大多数品种的叶宽比叶长略小，为10.4~27.8 cm (表5)。

20个品种的花期多集中在4—6月(表6)，最早开花的为‘雪舞’(始花期为2月19—27日)，最迟开花的为‘卡娜瓦’(始花期为5月23—31日)。参试品种的总花期时长为23~61 d，单花寿命最长的为‘如古’(24 d)，最短的品种为‘卡娜瓦’(13 d)。20个铁线莲品种的盛花期为15~30 d，平均23 d，末花期为4~13 d，平均9 d。‘蓝焰’‘蓝光’‘如古’‘罗曼蒂克’‘戴安娜王妃’‘乌托邦’和‘朱卡’7个品种可2次开花，其中‘罗曼蒂克’开放最早，‘乌托邦’最晚；‘罗曼蒂克’‘蓝焰’‘乌托邦’第2次开花时长分别为49、41、35 d，长于第1次开花时长(分别为33、27、34 d)。

由表7可以看出：参试品种在盛花期的萼片色系除‘雪舞’为白色、‘包查德女伯爵’为粉色外，其他品种多为紫红色系、蓝紫色系或2种以上颜色兼有的复色；各品种花径为5.0~17.0 cm；萼片类型分单瓣、半重瓣、重瓣3种，以单瓣居多；雄蕊以黄色为主，少数为紫红色；单株花数平均为12.6朵，花量最大的为‘雪舞’(33朵)。

铁线莲的果实是瘦果，单个植株上有数个由花发育而成的聚合果序，1个果序上一般有多枚瘦果，少则几枚，多则近百枚。并非所有的瘦果都会发育完全并萌发，其发育完全的比例受多方面因素的影响^[9]。参试品种果序数量最多的为‘包查德女伯爵’(24个)，最少的为‘蓝光’(无果序)。果序直径除‘雪舞’(1.3 cm)低于2.0 cm，其他品种果序直径为2.0~4.0 cm (表8)。‘羞嗒嗒’‘波兰精神’‘茱莉亚夫人’‘仙女座’‘狂想曲’和‘蓝焰’果序发育情况较好，发育完全的比例超过50.0%，其中‘羞嗒嗒’的种子饱满率高达82.5%，其果序直径也较大(3.2 cm)；‘雪舞’的单株结种花数为12个，单花结种数为5个，但其无发育饱满的种子；‘蓝光’因雄蕊高度重瓣化而未结实。可见参试品种结实能力存在明显差异，‘羞嗒嗒’‘波兰精神’‘茱莉亚夫人’‘仙女座’和‘蓝焰’结实能力较强，可作为优良的育种亲本。

对物候观测项目中的量化指标进行相关性分析，由表9可见：20个铁线莲品种的叶长与叶宽极显著正相关(P＜0.01)，叶形以长卵圆型为主；花期与花数显著正相关(P＜0.05)，表明铁线莲丰花品种花期也相对较长，果序数量与花数也呈极显著正相关(P＜0.01)。

基于AHP法将铁线莲品种的观赏性评价模型划分为3层，并构建判断矩阵，算得R_C均小于0.1，均通过一致性检验，说明该判断矩阵合理。经计算得到铁线莲品种观赏性评价各指标权重值(表10)。由表10可知：对于准则层，花部性状所占权重值最大，为0.489，是评价体系中最重要的部分。这符合以观花为主的铁线莲属植物的观赏特征；其次是植株性状，占比为0.219；果部性状权重为0.179，叶部性状权重为0.113。

花部性状中萼片色系(C₇)权重值最大(0.308)，植株性状中生态型(C₁)权重值最大(0.666)，叶部性状中叶长(C₄)、叶宽(C₅)的权重值均为0.500，果部性状中果序发育状况(C₁₂)的权重值最大(0.648)。据各指标的综合评价相对权重值结果可得，权重值居首的为萼片色系(0.154)，其次为生态型(0.145)。

20个铁线莲品种14个性状的分值见表11，结合AHP所得权重值，运用关联度公式计算每个品种的加权关联度，判断它们与“理想种”X0间的关系。

可将20个铁线莲品种划分为5个等级(表12)：Ⅰ级有‘蓝焰’和‘茱莉亚夫人’，Ⅱ级有‘羞嗒嗒’‘仙女座’‘波兰精神’和‘雪舞’，这6个品种在株高、节间距、叶长、叶宽、花径、花数、果序直径等指标上接近“理想种”，其中复色品种占66.67%，紫红色雄蕊品种占33.33%；Ⅲ级有‘乌托邦’‘罗曼蒂克’和‘如古’，Ⅳ级有‘朱卡’‘倪欧碧’‘卡娜瓦’‘包查德女伯爵’‘茱斯塔’‘狂想曲’‘哈尼亚’‘鲁佩尔博士’和‘戴安娜王妃’，这12个品种中复色类型占41.67%，紫红色雄蕊占25.00%，多数品种花量较大，单株20朵花以上的占66.67%；Ⅴ级有‘蓝光’和‘丹尼尔德隆达’，这2个品种的花径较大，果序数量较少。

良好的观赏性是植物材料园林造景应具备的首要条件^[10-11]。对铁线莲品种资源进行观赏性评价，是促进其园林应用重要的前期工作^[12]。观赏性评价指标众多，且相互关联，故在评价方式的选择上需作周全考虑^[13-14]。本研究采用层次分析法和灰色关联度相结合的方式，兼顾定性、定量2个方面，对20个铁线莲品种的叶、花和果的典型指标进行观赏性综合评价。在《测试指南》中与花相关的表型指标最多，达到了33项，表明花是铁线莲品种最重要的观赏部位。本评价体系中花部权重(0.489)占比最大，在14个指标中，萼片色系、花径、雄蕊色系、生态型、果序发育状况等是重要的观赏性指标。这与孙印兵等^[15]、喇燕菲等^[16]的评价结果一致。通过统计国内铁线莲培育和销售企业——虹越花卉股份有限公司的销售平台上的数据，发现‘蓝焰’‘仙女座’‘茱莉亚夫人’‘波兰精神’‘羞嗒嗒’‘雪舞’‘如古’和‘乌托邦’等品种销量靠前，这也验证了本次评价结果的合理性。

目前，在国内销售的铁线莲栽培品种花期多在春季^[17]。本次评价结果中Ⅰ和Ⅱ级的多数品种在4月下旬至5月下旬开花，属于早花类群；Ⅲ和Ⅳ级中具2次开花特性的品种较多，如‘如古’‘罗曼蒂克’‘乌托邦’‘戴安娜王妃’‘朱卡’等，可在夏秋季开花，参试品种的开花时间覆盖了春季、夏季和秋季，有效拓展了观花期。观赏性评价为Ⅰ级的2个品种(‘蓝焰’和‘茱莉亚夫人’)的花萼分别为艳丽的蓝紫色和紫红色，色彩饱和度高，获得了较高的评分。这与前人的研究结果^[15-16]类似。同时也应看到，在Ⅰ和Ⅱ级的6个品种中，花萼粉(白)色和紫色系各占50%，浅色系列品种的综合观赏性也表现良好，其中‘雪舞’为纯白色花，聚伞花序单株花量大，有效弥补了市场上铁线莲色彩单一和花径较小的不足。

对20个铁线莲品种进行连续3 a的物候观测结果显示：参试品种中有落叶型19个，常绿型1个；萌芽期在2—3月，花期在4—6月，其中‘蓝焰’‘蓝光’‘如古’‘罗曼蒂克’‘戴安娜王妃’‘乌托邦’和‘朱卡’可在夏秋季节2次开花；品种萼片多为紫红色系、蓝紫色系或具2种颜色以上的复色系，雄蕊有黄色和紫红色2种，花型分为单瓣、半重瓣和重瓣；结实期在3—9月，各品种的落叶期在12月至翌年1月，除‘雪舞’和‘蓝光’外，其他品种均能形成饱满种子。

20个品种与“理想种”的关联度为0.8792~0.9312，观赏性综合评价等级显示：‘蓝焰’和‘茱莉亚夫人’归为Ⅰ级，‘羞嗒嗒’‘仙女座’‘波兰精神’和‘雪舞’归为Ⅱ级。这6个品种观赏性优异，可优先在杭州地区家庭园艺和园林中推广应用。