运用主成分-聚类分析评价切花洋桔梗贵阳引种效果.pdf

问题探讨 石乐娟 等 运用主成分 聚类分析评价切花洋桔梗贵阳引种效果 收稿日期 基金项目 贵州省科技支撑计划项目 洋桔梗栽培技术研究及标准化栽培示范 黔科合支撑 作者简介 石乐娟 女 汉族 山东寿光人 硕士 副研究员 主要从事花卉遗传育种及生理栽培研究 通讯作者 崔 嵬 男 汉族 贵州铜仁人 学士 副研究员 主要从事花卉产业规划及栽培技术研究 运用主成分 聚类分析评价切花洋桔梗贵阳引种效果 石乐娟 王维泽 唐玲涵 吴青青 杨跃虎 杜致辉 崔 嵬 贵州省农业科学院园艺研究所 贵阳 摘 要 引进 个切花洋桔梗品种在贵阳地区进行栽培试验 通过设施栽培控制生长环境 观测不同品种间物候期 洋桔 梗品种性状 对其进行主成分 聚类分析 研究洋桔梗在当地引种效果 筛选出贵州地区的适栽品种 结果表明 洋桔梗 在贵州设施栽培条件下 能够正常生长发育 用主成分分析株高 茎粗 单株花数 叶对数 花径 瓶插天数指标 综合评 价排序为优胜白色 惊艳绿色 蕾娜香槟 露西塔 粉色 露西塔 紫边 柯罗马浅紫改良 美人醉 红色 研究表 明 优胜白色 惊艳绿色 蕾娜香槟适宜在贵阳地区引种栽培 其他品种也有各自的优点 在贵州引种时可适量选择 起到 丰富市场的作用 关键词 贵州地区 洋桔梗 引种 中图分类号 文献标志码 文章编号 洋桔梗 属 龙胆科草原龙胆属多年生宿根草本花卉 原产美国中 部 生产上常作一 二年生栽培 洋桔梗株态轻盈潇 洒 花色典雅明快 花形别致可爱 是目前国际上十分流 行的盆花和切花种类之一 种植经济效益高 我国云南 上海等地自 世纪 年代从日本 台 湾等地引进新品种并试栽培成功 现已成为洋桔梗在 我国的主要生产基地 而洋桔梗在贵州地区少有种植 年贵州黄平县初步开展试种 为进一步 研究洋桔梗在贵州地区栽培的适应性 选取 个洋桔 种 子 第 卷 第 期 年 月 梗品种进行试验栽培 以期为洋桔梗在贵州的品种筛 选及栽培管理提供科学参考 材料与方法 试验地点 试验安排在贵州省农业科学院园艺研究所花卉大 棚内进行 试验材料 洋桔梗品种分别为惊艳绿色 露西塔 绿色 露西 塔 粉色 美人醉 红色 露西塔 紫边 优胜白色 柯 罗马浅紫改良 蕾娜香槟 具体见表 个品种种苗 均购于北京神州克劳沃园艺技术有限责任公司 表 个洋桔梗品种特征特性 序号 品种名称 特征特性 惊艳绿色 亮绿色 带白色 玫瑰花型 每轮 瓣 轮 露西塔 绿色 康乃馨花型 波浪绿 有褶皱 裂瓣 露西塔 粉色 月季型 紧凑 轮 花瓣平展 花色较均匀 无间条带 褶皱少 美人醉 红色 花量少 分枝少 玫瑰花型 花边有褶皱 花紧凑 露西塔 紫边 玫瑰型 紧凑 间杂有纯紫色花 每轮 瓣 轮 优胜白色 玫瑰花形 花瓣多 重瓣率高 花型好 花瓣 很厚 颜色纯白 部分花朵有白中带绿现象 柯罗马浅紫改良 月季型 长势较弱 琥珀色底瓣 花瓣较平展 褶皱少 轮 每轮 瓣 蕾娜香槟 波浪形 康乃馨型 带粉色 轮 试验方法 年 月 日种苗抵达贵阳 并于当日定植 定植床长 宽 沟宽 土壤 珍珠岩 和蛭石以 的比例混合 同时每床加入复合肥 有机肥 混匀 耙平 种植株行距 每床种植 株 从每个品种中随机抽取 株调查生长性状和生育 性状 每 调查其抽薹时间 开花时间 在盛花期调 查其株高 茎粗 叶片对数 单株花头数 花径等性状 物候期观测采用田间目测 从 植株开始抽薹 起为抽薹时间 从 的植株开放到 花蕾开放为 初花期 从 的植株叶片开始变黄算起为枯萎期 株高 花径采用卷尺测量 茎粗采用游标卡尺测量 每 品种选择 株测量后取平均值 用 软件 进行数据统计分析 结果与分析 不同品种洋桔梗物候期比较 从表 看出 在同样的大棚环境下 所选洋桔梗品 种在定植后 开始抽薹 其中最早的是惊艳绿 色品种 最晚的是美人醉 红色 其抽薹 期相差 各品种开花时间在 月上旬至中旬 惊 艳绿色开花时间最早 在 年 月 日 蕾娜香槟 开花时间最晚 时间为 年 月 日 个品种 洋桔梗凋谢时间在 月上旬至中旬 花期 号洋桔梗从定植期到枯萎期时长分别为 相比之 下 各品种定植期到枯萎期时长差距不大 表 不同洋桔梗品种在贵州地区栽培的物候期观察 品种 物候期 年 月 日 定植期 抽薹期 初花期 盛花期 枯萎期 惊艳绿色 露西塔 绿色 露西塔 粉色 美人醉 红色 露西塔 紫边 优胜白色 柯罗马浅紫改良 蕾娜香槟 不同品种洋桔梗盛花期性状比较 从表 可以看出 各品种在大棚长势各不相同 露 西塔 粉色 优胜白色株高分别达 露西塔 紫边与优胜白色茎粗最粗 露西塔 紫 边单株开花数最多 平均为 朵 惊艳绿色 科罗马 浅紫改良 优胜白色叶对数没有显著差异 分别为 对 对 对 蕾娜香槟花径相对最大 达 在瓶插天数方面露西塔 粉色 优胜白色 蕾娜 香槟最好 时长 为进一步客观 科学的评价引种 效果 使用主成分 聚类分析法对数据进行分析 不同品种洋桔梗各指标间的相关性分析 相关性分析对于主成分分析具有一定的参考价值 通常相关系数高的指标很可能会被划分到同一个主成 分 同时 数据的结构也是划分主成分的一个因素 从不同品种洋桔梗各指标间相关性系数矩阵中看出 花 径与瓶插天数达显著水平 其他指标间未达显著水平 数据中存在相关性 因此运用主成分分析是可行的 主成分分析 主成分分析是将原来的数据降维转化为几个能涵 盖大部分原始变量的综合指标 这种方法不仅简化了 原始变量 还最大限度的保留了原始数据 问题探讨 石乐娟 等 运用主成分 聚类分析评价切花洋桔梗贵阳引种效果 表 盛花期洋桔梗品种性状调查 品种 盛花期性状 株高 茎粗 单株花数 叶对数 花径 瓶插天数 花型花色 惊艳绿色 玫瑰花型亮绿色 露西塔 绿色 康乃馨花型绿色 露西塔 粉色 月季型粉色 美人醉 红色 玫瑰花型深粉红色 露西塔 紫边 玫瑰型白底紫边 优胜白色 玫瑰型白色 柯罗马浅紫改良 月季型浅紫色 蕾娜香槟 康乃馨型香槟色 表 不同品种洋桔梗各指标间相关性系数矩阵 性状 株高 茎粗 单株花数 叶对数 花径 瓶插天数 株高 茎粗 单株花数 叶对数 花径 瓶插天数 注 代表差异显著 代表差异极显著 下同 由于本试验中 个指标具有不同量纲 所以要将 原始的数据进行标准化处理 来排除不同量纲对主成 分分析 结 果 的 影 响 数 据 标 准 化 后 将 株高 茎粗 单株花数 叶对数 花径 瓶插天数 为新的指标 表示标准 化后的数据 将新的指标数据运用主成分分析 得出各品种洋 桔梗的贡献率和特征值表 特征值是反映主成分影响 大小的指标 一般情况下 选择特征值 的作为选择 主成分的原则 当累计方差贡献率大于 时 可以 确定主成分数量 对于不同品种洋桔梗 可以提取 个主成分 这 个主成分中包含了株高 茎粗 单株花数 叶对数 花 径 瓶插天数 且具有较高的载荷值 个主成分中特 征值分别为 方差贡献率分别为 个主成分的累计贡献 率为 说明这 个主成分保留了原 始数据信息量的 所以利用这 个主成分来 评价不同品种洋桔梗引种效果是可行的 主成分的特征向量 也叫系数向量 反映各原始指 标在主成分中的重要程度 等于相应的载荷系数除以 对应的特征值的平方根 表 不同洋桔梗指标间主成分分析的特征值与方差贡献率 成分 初始特征值 载荷因子平方和 特征值 方差 累计 特征值 方差 累计 本试验主成分是 个新指标的线性组合 其系数 是对应各指标的特征向量 如表 所得的各主成分 函数表达式为 第一主成分 为 株高 茎粗 单株花数 叶对数 花径 瓶插天数 第二主成分 为 株高 茎粗 单株花数 叶对数 花径 瓶插天数 第三主成分 为 株高 茎粗 单株花数 叶对数 花径 瓶插天数 综合主成分得分是计算每个主成分得分与其对应 贡献率之乘积总和 即 将不同品种洋桔梗标准化后的数据分别代入以上 函数表达式中 就能得到引种效果在不同主成分上的 得分 并按照综合得分进行排序 表 由表 可知 不同洋桔梗引种效果排序为优胜白色 惊艳绿色 蕾 种 子 第 卷 第 期 年 月 娜香槟 露西塔 粉色 露西塔 紫边 柯罗马浅紫 改良 露西塔 绿色 美人醉 红色 表 不同洋桔梗主成分分析下各项指标的特征向量 指标 第一主成分 特征向量 第二主成分 特征向量 第三主成分 特征向量 株高 茎粗 单株花数 叶对数 花径 瓶插天数 表 不同洋桔梗引种效果主成分得分及排序 品种 第一主成分 得分 第二主成分 得分 第三主成分 得分 综合得分 综合 排名 惊艳绿色 露西塔 绿色 露西塔 粉色 美人醉 红色 露西塔 紫边 优胜白色 柯罗马浅紫改良 蕾娜香槟 以不同洋桔梗引种效果主成分分析得分作为评价 引种效果的新指标 用欧氏距离作为衡量各处理引种 效果差异大小 采用最短距离法将各处理按引种效果 的亲疏相似程度进行聚类 图 聚类树形图 由表 和图 可以看出不同洋桔梗引种效果的归 类情况 优胜白色 惊艳绿色 蕾娜香槟 露西塔 粉色 露西塔 紫边 柯罗马浅紫改良 露西塔 绿 色 美人醉 红色 也就是不同洋桔梗引种效果分为 个等级 级 优胜白色 级 惊艳绿色 级 蕾 娜香槟 级 露西塔 粉色 露西塔 紫边 级 柯罗马浅紫改良 级 露西塔 绿色 级 美人 醉 红色 结论与讨论 目前 有关主成分 聚类分析在引种效果方面的研 究较少 降低数据的复杂程度 主成分聚类分析法可 保证数据的有效性 被广泛运用在许多领域 周蓉 等 运用这种方法对番茄 个品种进行了遗传多样 性的分析 张梦潇等 对不同品种紫薯进行了主成分 及聚类分析 李健等 运用主成分分析法对蓝莓矿质 营养吸收进行了综合评价 目前 对引种效果的评价指标众多 但没有统一的 评测标准 这可能是因为不同学者的评价目的不同 侧 重的引种效果不同 决定了评价指标的多样性 左小 平 在研究 种香草花卉引种栽培及适应性时 主 要对 种香草的株高 茎粗 花径 成活率等生长指标 进行统计 刘玉爱等 在研究玉米引种材料时则选取 了粗蛋白 粗脂肪等指标 蒋鹏远等 在杭州地区引 种酢浆草时 则是对其物候期进行分析 本试验侧重于洋桔梗引种后生长方面 所以选取 了株高 茎粗 单株花数 叶对数 花径 瓶插天数等生 长指标 通过对贵州地区引种的 种洋桔梗的品种性 状进行分析 发现不同洋桔梗都有自己优势的性状 一 些品种在有些指标上没有明显差异 如露西塔 粉色 和优胜白色在株高上就没有明显差异 因此很难从单 一指标评价其优劣 利用主成分分析方法将株高 茎粗 单株花数 叶 对数 花径 瓶插天数 个生长指标进行降维 提取 个主成分 累计贡献率达 保留了大部分原始 数据信息 因此 利用所选的 个指标评价洋桔梗引种 效果是可靠的 个洋桔梗品种从定植至凋谢的时长相近 天数 最多相差 是因为其品种为中生或者中晚生的缘 故 贵州天气夏无酷暑 引进的 个洋桔梗品种花期 在 之间 若岔口安排得当 可满足市场夏季 秋季的用花 以主成分分析所得值作为新指标进行聚类分析 可将不同洋桔梗引种效果进行分类 级 优胜白色 级 惊艳绿色 级 蕾娜香槟 级 露西塔 粉 色 露西塔 紫边 级 柯罗马浅紫改良 级 露 西塔 绿色 级 美人醉 红色 由此可见 优胜 白色 惊艳绿色 蕾娜香槟品种适合在贵州栽培 其他 品种也有各自的优点 在贵州引种时可适量选择 起到 丰富市场的作用 下转第 页 问题探讨 李 鹏 等 玉木耳的鉴定及其生长最佳营养条件研究 谭 对第三代杂交白色毛木耳变种的研究中得到其 最佳碳氮源分别为葡萄糖和酵母膏 本研究中酵母膏 同样为玉木耳的适宜碳源之一 但最佳碳源的差异很 有可能是供试菌株品种不同所致 并且菌丝生长情况 受培养基多种因子共同影响 两研究中最适碳源上的 差异也有可能源于供试培养基其他成分 而培养基内 不同成分影响因子的影响力大小也可通过正交试验所 得 但本试验尚未开展这类研究 本研究主要针 对玉木耳适宜的碳源和氮源的选择进行了正交试验 分析得到玉木耳最优碳氮源组合为 即最 佳碳氮混合培养基配方为可溶性淀粉 蔗糖 豆粕粉 蛋白胨 维生素 琼脂 去离子水 为玉木耳优质母种生产提供理论依据 以期为玉 木耳在贵州的引种示范和规模化 标准化推广奠定 基础 参考文献 马海霞 屈直 马子龙 等 适宜海南栽培的毛木耳品种筛选 试验 热带农业科学 王秀秀 玉木耳子实体多糖抗氧化 抗炎症和保肝作用分析 泰安 山东农业大学 张旭 贾俊 张爱国 等 玉木耳新品与传统黑木耳营养成分 检测及分析研究 食品安全导刊 姜建新 徐代贵 王致钦 等 玉木耳高产栽培技术 农村 新技术 王月 任梓铭 于延申 玉木耳保健功效及栽培技术要点 吉林蔬菜 林汝楷 傅俊生 上官舟建 玉木耳的 分析 食用菌 学报 李晓 张阔谭 木耳属白色变异菌株的研究进展 食药用 菌 李玉 李晓 图说玉木耳优质高产栽培 北京 中国农业 出版社出版社 姚清华 陈国平 颜孙安 等 两种木耳营养分析与评价 营养学报 李晓 苏文英 玉木耳大棚挂袋出耳管理技术 食药用 菌 曹玉春 玉木耳化学成分及其药理活性的研究 长春 吉 林农业大学 罗信昌 陈士瑜 中国菇业大典 第 版 北京 清华大 学出版社 图力古尔 蕈菌分类学 北京 科技出版社 余姚 耳 中新贵 玉木耳 农村新技术 黄艺宁 袁滨 柯丽娜 白背毛木耳母种培养基碳源氮源研 究 长江大学学报 自然科学版 张阔谭 毛木耳白色变种的良种选育 长春 吉林农业大 学 莫伟鹏 刘远超 胡惠萍 等 白肉灵芝菌丝体生物学特性 的初步研究 中国食用菌 上接第 页 参考文献 夏忠强 吴艳华 王再鹏 洋桔梗切花设施栽培技术 北方 园艺 傅巧娟 沈国正 张延恒 洋桔梗育苗技术 杭州农业与科 技 桂敏 莫锡君 吴旻 等 洋桔梗切花栽培管理技术 中国 种业 沈敏东 盆花新秀 洋桔梗栽培技术 花卉 马洪英 洋桔梗天津地区引种及栽培技术研究 天津 天 津大学 陈玉芹 胡永亮 张丽萍 等 基于主成分和聚类分析的德宏 橡胶林土壤肥力评价 热带作物学报 刘永志 主成分分析和聚类在科学技术数据分析中的应用 长春 吉林大学 李向华 常汝镇 中国春大豆品种聚类分析及主成分分析 作物学报 周蓉 蒋芳玲 梁梅 等 基于表型性状的番茄品种评价和遗 传多样性分析 西北农业学报 张梦潇 周文化 周虹 等 不同品种紫薯营养主成分及聚 类分析 中国粮油学报 李健 张媛媛 张敏 等 基于主成分分析方法的蓝莓矿质 营养吸收综合评价 江苏农业科学 左小平 种香草花卉在金昌地区的引种栽培及适应性研 究 现代农业科技 刘玉爱 侯建华 高志军 等 玉米引种材料的主成分分析 和聚类分析 玉米科学 蒋鹏远 常鹏杰 刘志高 等 杭州地区酢浆草种质资源引 种栽培试验研究 种子