浙江大学学报（农业与生命科学版）

浙江大学学报（农业与生命科学版）, 2020, 46(3): 327-333 doi: 10.3785/j.issn.1008-9209.2019.07.021

园艺学

8个彩叶紫薇品种观赏性及适应性评价

王莹,,, 李玉娟,,, 谈峰, 郭聪

江苏沿江地区农业科学研究所，江苏 南通 226541

Evaluation of ornamental value and adaptability of eight varieties of crape myrtle with color leaves

WANG Ying,,, LI Yujuan,,, TAN Feng, GUO Cong

Jiangsu Riverine Institute of Agricultural Sciences, Nantong 226541, Jiangsu, China

通讯作者: 李玉娟（https://orcid.org/0000-0001-9792-3669），E-mail：381260896@qq.com

收稿日期: 2019-07-02   接受日期: 2019-11-17   网络出版日期: 2020-07-16

基金资助: 江苏省南通市基础科学研究.  JC2018086
江苏省现代农业重点及面上项目.  BE2018326
江苏省林业科技创新与推广项目（LYKJ〔2019〕50）

Received: 2019-07-02   Accepted: 2019-11-17   Online: 2020-07-16

作者简介 About authors

王莹（https://orcid.org/0000-0002-1790-137X），E-mail：466625450@qq.com , E-mail：466625450@qq.com

摘要

运用层次分析法（analytic hierarchy process, AHP）对8个彩叶紫薇品种的观赏性、生态适应性与生长特性进行综合评判，以筛选出适应江苏省南通地区的优良彩叶紫薇品种。结果表明：叶色的权重最大，其次为花色，两者是评价彩叶紫薇观赏性的重要指标；整体形态及果实权重相对较小，是观赏性评价的辅助指标；抗病虫害和耐水湿是评价彩叶紫薇适应性的重要指标；生长速度快慢也是引种能否成功较为关键的因素。通过综合分析模型可知，‘火红’（‘Blush’）、‘赤红’（‘Red Hot’）和‘绯红’（‘Crimson Red’）3个品种的综合评价等级达到Ⅰ级，尤其以‘火红’为佳。

关键词： 彩叶紫薇 ; 层次分析法 ; 观赏性与适应性 ; 评价

Abstract

With the analytic hierarchy process (AHP), the ornamental value, ecological adaptability and growth characteristics of eight varieties of crape myrtle with color leaves were evaluated comprehensively, which helping to select out the best varieties adapting to Nantong area in Jiangsu Province. The results showed that the weight value of leaf color is the largest, followed by flower color, which are important indexes to evaluate the ornamental value of crape myrtle. The weight values of overall form and fruit were auxiliary indexes of ornamental evaluation. Resistance to pests and diseases and wet resistance were important indexes to evaluate the adaptability of crape myrtle. Growth rate was also a key factor for successful introduction. Through the comprehensive analysis model, three crape myrtles with color leaves belonged to grade Ⅰ level, including ‘Blush’, ‘Red Hot’ and ‘Crimson Red’, among which ‘Blush’ was especially the best of all.

Keywords： crape myrtle with color leaves ; analytic hierarchy process ; ornamental value and adaptability ; evaluation

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本文引用格式

王莹, 李玉娟, 谈峰, 郭聪. 8个彩叶紫薇品种观赏性及适应性评价. 浙江大学学报（农业与生命科学版）[J]. 2020, 46(3): 327-333 doi:10.3785/j.issn.1008-9209.2019.07.021

WANG Ying, LI Yujuan, TAN Feng, GUO Cong. Evaluation of ornamental value and adaptability of eight varieties of crape myrtle with color leaves. Journal of Zhejiang University（Agriculture & Life Sciences）[J]. 2020, 46(3): 327-333 doi:10.3785/j.issn.1008-9209.2019.07.021

随着我国园林绿化事业的迅速发展，人们对园林美化的要求愈来愈高。彩叶植物因其独特的叶色，在整个或某个生长季节全部或部分的叶片较稳定地呈现非绿色[1]，有效弥补了城市淡花季节景观色泽单一的不足，市场前景十分广阔。但是，园林植物的观赏性及适应性是影响园林绿化效果的较大因素[2]，因此，筛选观赏价值高且适应性良好的树种是提高园林绿化效果的重要途径。中国紫薇属资源十分丰富，但品种较单一，彩叶品种稀缺，基本上以红火箭（Lagerstroemia indica ‘Red Rocket’）、红叶紫薇（Lagerstroemia indica ‘Pink Velour’）、‘黑钻’紫薇（Lagerstroemia indica ‘Black Diamond’）等为主[3-4]；评价方法仍然套用普通紫薇或其他园林植物的评价体系[5-6]，并没有真正突显彩叶紫薇的园林价值，因此，亟须建立彩叶紫薇观赏性综合评价体系，从观赏性出发，结合适应性，客观全面地评价彩叶紫薇的引种效果。本研究在对彩叶紫薇进行性状统计的基础上，通过层次分析法（analytic hierarchy process, AHP）对彩叶紫薇的观赏性与适应性进行定性与定量综合分析，筛选出综合价值高的彩叶紫薇品种，为其园林应用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在江苏沿江地区农业科学研究所的引种圃进行，试验地位于32°12′ N，120°62′ E，海拔5 m，属亚热带气候区，冬季低温少雨，夏季高温多雨，年降雨量在1 000 mm以上，年平均气温在15 ℃左右，年平均日照约2 100 h，常年雨日平均约120 d，主要为黄棕壤土质。

1.2 试验材料

本试验采用8个彩叶紫薇品种，包括“黑钻”系列中的6个品种‘火红’（‘Blush’）、‘赤红’（‘Red Hot’）、‘绯红’（‘Crimson Red’）、‘纯白’（‘Pure White’）、‘佳红’（‘Best Red’）和‘火红V2’（‘Blush V2’），以及红叶紫薇（Lagerstroemia indica ‘Pink Velour’）和屋久岛紫薇（Lagerstroemiafauriei Koehne）。植株均为高80 cm左右的一年生扦插苗。

1.3 观赏性层次分析法模型的建立

利用层次分析法（AHP）构建8个彩叶紫薇综合评价体系，模型分为4个层次：1）目标层（A），对各彩叶紫薇品种进行综合评价；2）准则层（B），将评价因素分解成叶（B1）、花（B2）、整体形态（B3）和果（B4）4个子准则层；3）因子层（P），将子准则层再分解为13个指标层，包括叶色（P1）、叶大小（P2）、叶观赏期（P3）、花色（P4）、花径（P5）、花显著度（P6）、花观赏期（P7）、冠幅（P8）、树干（P9）、树皮（P10）、果色（P11）、果形（P12）和果显著度（P13）；4）最底层（D），待评价的彩叶紫薇。

1.4 适应性与生长性评价方法

在观赏性评价体系的基础上，建立引种适应性与生长性综合评价体系。适应能力主要通过耐水湿（P14）、耐盐碱（P15）、抗寒（P16）、抗病虫害（P17）4个指标层体现，生长性能主要通过生长速度（P18）、再生能力（P19）、根系深浅（P20）3个指标层体现。采用层次分析法确定各评价指标的权重，确定综合分值并分级。

1.5 评价体系判断矩阵及一致性检验

根据彩叶园林植物相关文献及紫薇特异性、一致性、稳定性标准，运用比例标度法建立判断矩阵，利用层次分析软件Yaahp 7.5判断矩阵的一致性，得到约束层、指标层的权重系数。

1.6 评价指标量化标准

在查阅文献的基础上，综合专家意见，拟定彩叶紫薇观赏性与适应性各项指标评分标准（表1），通过确定彩叶紫薇对于评价因素的得分值（F），与对应的指标层权重相乘，然后求和，得到该品种总评分（H）。H值分为3级：Ⅰ级（H＞5）为适于本地种植的观赏价值高的树种；Ⅱ级（H为3～5）为应用价值一般的树种；Ⅲ级（H＜3）为应用价值较差的树种。

表1   彩叶紫薇观赏性与适应性各项指标评分标准

Table 1  Evaluation criteria of ornamental value and adaptability in crape myrtle with color leaves

准则层

Criterion layer

因子层

Factor layer

得分值 Score (F)
97531

形态

Form

冠幅 Crown diameter/m＞2.5＞2.0～2.5＞1.5～2.01.0～1.5＜1.0
树干 Trunk通直、美观通直、一般一般弯曲不明显
树皮 Bark极奇特、美观奇特平滑粗糙较粗糙

花

Flower

花色 Flower color纯正、鲜艳鲜艳较鲜艳一般较暗
花径 Flower diameter/cm＜2.0＞1.5～2.0＞1.0～1.50.8～1.0＜0.8
显著度 Significance密满团簇星散稀疏稀少
观赏期 Ornamental period/d＞30＞20～30＞15～2010～15＜10

叶

Leaf

叶色 Leaf color纯正、鲜艳鲜艳一般暗红色暗且杂
叶大小 Leaf size/cm＞15＞10～15＞8～105～8＜5
观赏期 Ornamental period/d＞30＞20～30＞15～20＞10～15＜10

果

Fruit

果形 Fruit type大较大一般较小小
果色 Fruit color黑色深褐色褐色黄褐色黄色
显著度 Significance繁而醒目较繁而醒目一般较小小

适应能力

Adaptive capacity

耐水湿 Wet resistance强较强中较差差
耐盐碱 Saline tolerance强较强中较差差
抗寒 Chill-proof无寒害有细微枯梢枯梢达1/3枯梢达1/3～1/2地上死亡

抗病虫害

Resistance to pests and diseases

无1种1～2种2种3种以上

生长特性

Growth characteristic

生长速度 Growth rate快速中快速中速中慢速慢速

再生能力

Regeneration capacity

极强强较强弱较弱
根系深浅 Root depth/m＞1.5＞1.2～1.5＞0.9～1.20.6～0.9＜0.6

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2 结果与分析

2.1 判断矩阵与一致性检验结果

根据评价模型，建立判断矩阵，进行一致性检验，结果见表2。判断矩阵的一致性比率（consistency ratio, CR）均小于0.1%，显示矩阵满足层次分析法对一致性的检验要求。

表2   不同层次的判断矩阵及一致性检验结果

Table 2  Judgment matrix of different levels and consistency test results

层次模型

Hierarchical

model

判断矩阵

Judgment matrix

权重

Weight

一致性检验

Consistency

test

A-BnAB1B2B3B4

λmax=4.157 3

CI=0.058 9

CR=0.065 4

B111/6110.130 9
B261260.554 8
B311/2130.221 8
B411/61/310.092 5
B1-PnB1P1P2P3

λmax=3.028 7

CI=0.014 4

CR=0.024 8

P11530.633 3
P21/511/30.106 2
P31/3310.260 5
B2-PnB2P4P5P6P7

λmax=4.034 2

CI=0.016 2

CR=0.018 0

P411430.381 6
P511350.403 8
P61/41/3110.109 9
P71/31/5110.104 8
B3-PnB3P8P9P10

λmax=3.033 7

CI=0.016 9

CR=0.029 1

P8111/40.186 5
P9111/20.234 1
P104210.579 4
B4-PnB4P11P12P13

λmax=3.026 5

CI=0.013 2

CR=0.022 8

P1111/430.265 2
P124160.679 8
P131/31/610.095 4

λmax：最大特征值；CI：一致性指标；CR：一致性比率。

λmax: Maximum eigenvalue; CI: Consistency index; CR: Consistency ratio.

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2.2 各品种观赏性评价

综合彩叶紫薇观赏性评价层次结构模型及各因子权重（表3）：在目标层中，叶的权重系数大于花、整体形态和果，表明叶是评价彩叶紫薇观赏性的重要指标。在因子层中，叶色和花色权重较大。在整体形态中，树干与树皮权重接近。叶色（P1）、叶观赏期（P3）、花色（P4）、花观赏期（P7）、花显著度（P6）等对彩叶紫薇的观赏性贡献较大。

表3   彩叶紫薇观赏性评价层次结构模型及各因子权重

Table 3  Ornamental value of crape myrtle with color leaves in evaluation hierarchy model and weight of each factor

目标层

Destination

layer (A)

准则层

Criterion

layer (B)

因子层

Factor layer (P)

权重

Weight

排名Ranking

彩叶紫薇无性系观赏价值评价

Ornamental value of crape myrtle clones

叶

Leaf (B1)

叶色

Leaf color (P1)

0.1681

叶大小

Leaf size (P2)

0.0236

观赏期

Ornamental

period (P3)

0.1153

花

Flower (B2)

花色

Flower color (P4)

0.1252

花径

Flower diameter

(P5)

0.0217

显著度

Significance (P6)

0.0425

观赏期

Ornamental

period (P7)

0.0784

形态

Form (B3)

冠幅

Crown diameter

(P8)

0.0178

树干

Trunk (P9)

0.00710

树皮

Bark (P10)

0.00611

果

Fruit (B4)

果色

Fruit color (P11)

0.0099

果形

Fruit type (P12)

0.00313

显著度

Significance (P13)

0.00512

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2.3 各品种适应性与生长特性评价

彩叶紫薇适应性与生长特性权重如表4所示：适应性指标层中，抗病虫害权重最大，是评价彩叶紫薇适应性的重要指标，其次为耐水湿性。在生长特性因子层中，生长速度的权重达到0.075，可见其对彩叶紫薇的生长性评价贡献较大。

表4   适应性与生长特性权重

Table 4  Weight of adaptability and growth characteristics of each variety

准则层

Criterion layer

准则层权重

Weight of

criterion layer

因子层

Factor layer (P)

指标层权重

Weight of index layer

适应能力

Adaptive

capacity

0.287

耐水湿

Wet resistance (P14)

0.084

耐盐碱

Saline tolerance (P15)

0.061

抗寒

Chill-proof (P16)

0.054

抗病虫害

Resistance to pests

and diseases (P17)

0.088

生长特性

Growth

characteristic

0.165

生长速度

Growth rate (P18)

0.075

再生能力

Regeneration

capacity (P19)

0.056

根系深浅

Root depth (P20)

0.034

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2.4 紫薇各品种得分及分级

对引进的8个彩叶紫薇品种进行评价，筛选出综合评价等级达到Ⅰ级（H＞5）的彩叶紫薇有3种（表5），且‘火红’（‘Blush’）＞‘赤红’（‘Red Hot’）＞‘绯红’（‘Crimson Red’），其中‘火红’（‘Blush’）得分最高（6.163 2分），其变色晚、色叶率高、色叶期长，早花，花期2个月，浅粉色，长势强。

表5   8个彩叶紫薇品种的评价得分

Table 5  Evaluation scores of eight varieties of crape myrtle with color leaves

序号

No.

品种

Variety

综合得分

Synthesis

score (H)

等级

Grade

1‘火红’ ‘Blush’6.163 2Ⅰ
2‘赤红’ ‘Red Hot’5.626 7Ⅰ
3‘绯红’ ‘Crimson Red’5.014 2Ⅰ
4‘纯白’ ‘Pure White’4.820 1Ⅱ
5

红叶紫薇

Lagerstroemia indica ‘Pink Velour’

4.153 2Ⅱ
6‘佳红’ ‘Best Red’3.597 0Ⅱ
7‘火红V2’ ‘Blush V2’2.639 6Ⅲ
8

屋久岛紫薇

Lagerstroemiafauriei Koehne

2.293 9Ⅲ

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2.5 品种介绍

2.5.1 黑钻系列‘赤红’

乔木，植株生长势强，树姿直立；主干皮黄褐色，嫩枝紫红色，具四棱；单叶互生，叶片狭长，长 2.7～6.4 cm，宽1.7～3.4 cm，卵状椭圆形，叶缘平直，叶面呈U形，叶尖端突尖，叶基呈近圆形；叶片正面紫褐色，背面褐色布紫晕；圆锥顶生花序，花瓣边缘褶皱成波浪状，花瓣为粉红色，8月初开花，花期短，可持续1个月左右（图1）。

图1

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图1   黑钻系列‘赤红’

Fig. 1   Black diamond series ‘Red Hot’


2.5.2 黑钻系列‘火红’

乔木，侧枝萌生能力强；主干皮黄绿色，嫩枝紫红色，具四棱；单叶互生，叶片卵状椭圆形，长2.5～8.4 cm，宽1.6～5.3 cm，叶边缘平直；叶面平展，叶尖端突尖，叶基部楔形；叶片春季呈紫红色，夏季返青，嫩叶正面呈紫红，背面黄绿色布紫晕，成年叶片绿色；花瓣边缘皱缩，波状具浅齿；花瓣为浅粉色，7月底至8月初开花，花期可持续1个月左右（图2）。

图2

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图2   黑钻系列‘火红’

Fig. 2   Black diamond series ‘Blush’


2.5.3 黑钻系列‘佳红’

乔木，树姿直立；主干皮黄绿色，嫩枝紫红色，具四棱；单叶互生，长2.8～5.6 cm，宽2～3.7 cm，叶片卵状椭圆形，叶边缘平直，叶尖端渐尖，叶基部近圆形；嫩叶鲜红色，老叶绿色有紫晕；花瓣边缘褶皱明显，波状具细齿，花瓣为粉紫色，7月底至8月初开花，花期可持续1个月左右（图3）。

图3

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图3   黑钻系列‘佳红’

Fig. 3   Black diamond series ‘Best Red’


2.5.4 黑钻系列‘纯白’

葡匐枝小灌木，树皮灰褐色；枝条灰褐色，平展或下垂；小枝细瘦，褐色，侧枝萌生能力较强，生长势中，树姿开张；干皮黄绿色，剥落；嫩枝黄褐色；单叶互生，长1.9～6.9 cm，宽1.6～3.4 cm，叶片卵状椭圆形，附绒毛，叶边缘平直，叶面平展，叶尖端突尖，叶基部狭楔形；嫩叶正面墨绿色布紫晕，背面黄绿色，成年叶绿色；花瓣边缘褶皱，波状具浅齿，花瓣为亮白色，8月初开花，花期可持续2个月左右（图4）。

图4

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图4   黑钻系列‘纯白’

Fig. 4   Black diamond series ‘Pure White’


2.5.5 黑钻系列‘绯红’

乔木，植株生长势极强，树姿直立；主干皮灰绿色，剥落，嫩枝红褐色，具明显四棱；叶大，长2.7～10.0 cm，宽2.0～4.9 cm，单叶互生，叶片卵状椭圆形，叶缘平直，具明显褶皱，叶尖端突尖，叶基呈近圆形；嫩叶叶片正面墨绿色布紫晕，背面绿色布紫晕，成年叶片墨绿色布紫晕；圆锥顶生花序，花序大，花瓣边缘褶皱成波浪状，花瓣为紫红色，7月底至8月初开花，花期可持续2个月左右（图5）。

图5

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图5   黑钻系列‘绯红’

Fig. 5   Black diamond series ‘Crimson Red’


2.5.6 黑钻系列‘火红V2’

乔木或灌木，侧枝萌生能力强；干皮黄褐色，剥落，嫩枝红褐色，具四棱；叶片长2.5～5.5 cm，宽 2.3～3.7 cm，单叶互生，叶片长卵状椭圆形，叶边缘平直；叶面平展，叶尖端突尖，叶基部楔形；嫩叶正面墨绿色布紫晕，背面黄绿色，成年叶片绿色；花瓣边缘皱缩，波状具浅齿；花瓣为粉紫色，7月中下旬开始开花，花期可持续1个月左右（图6）。

图6

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图6   黑钻系列‘火红 V2’

Fig. 6   Black diamond series ‘Blush V2’


2.5.7 屋久岛紫薇

落叶小乔木，地栽高5～8 m，直立性强，叶缘有锯齿，夏末秋初最高温时转为紫青色。该品种生长势旺，新叶酒红色，老叶略带红色。新枝红色。花深粉红色，8月初始花，花期2个月以上，花量大（图7）。

图7

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图7   屋久岛紫薇

Fig. 7   Lagerstroemia fauriei Koehne


2.5.8 红叶紫薇

长势旺，新叶酒红色，老叶略带红色。新枝红色。花深粉红色，7月底始花，花期长达2月以上，花量大。极易形成花芽，花后短截枝顶，半月可形成花芽，约20 d又可第2次开花。喜光，适应性广，耐旱，且可耐－23 ℃的低温，病虫害较少（图8）。

图8

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图8   红叶紫薇

Fig. 8   Lagerstroemia indica ‘Pink Velour’


3 讨论

紫薇在全世界约有55个种，遗传变异丰富，各品种（系）间观赏性和适应性存在较大差异[7]，但目前其评价标准和体系尚未完善。层次分析法可以有效消除主观认识上的差异，将问题定量化[8]。张少伟等[9]利用层次分析法，构建了8个柳树无性系观赏价值评价综合分析模型。杨林等[10]对20个大花朱顶红品种的15个重要指标建立于AHP模型。基于层次分析法，本研究对8个彩叶紫薇品种无性系的观赏性及适应性进行了综合评价。综合彩叶紫薇观赏性评价层次结构模型及各因子权重，结果表明：叶色的权重最大，其次为花色，表明叶色和花色是评价彩叶紫薇观赏性的重要指标，与彩叶紫薇叶色多彩、花色艳丽的实际要求相符。由于整体形态及果实权重相对较小，因而是彩叶紫薇观赏性评价的辅助指标。

我国园林正处于从绿化到彩化转型的起点，但中国市场上优良的彩色树木奇缺[11]，现今选育具有地方优势特色的紫薇是保持地方紫薇育种可持续发展不可或缺的工作。彩叶紫薇市场前景广阔，但在园林绿化引种过程中，不仅要考虑观赏性，还要考虑引种地区的适应性，所以应综合彩叶紫薇的适应能力和生长特性，评价彩叶紫薇是否适合在本地引种。根据评价标准，抗病虫害权重最大，其次为耐水湿，说明这两者是评价彩叶紫薇适应性的重要指标。在生长特性因子层中，生长速度的权重达到0.075，是引种能否成功较为关键的因素。

总之，本研究构建了彩叶紫薇无性系观赏性与适应性评价的综合分析模型，并最终筛选出3个综合评价等级达Ⅰ级（H＞5）的彩叶紫薇优良品种‘火红’‘赤红’和‘绯红’，其色叶期长，花色艳丽，抗病虫害能力好，适合在江苏省南通地区推广，尤其以‘火红’为佳。在实际运用中，可根据使用目的，结合不同品种的特点，进行合理选择。

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王金凤,柳新红,陈卓梅.

紫薇属植物育种研究进展

.园艺学报,2013,40(9):1795-1804. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2013.09.016

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WANG J F, LIU X H, CHEN Z M.

Research progress in breeding of Lagerstroemia plant

Acta Horticulturae Sinica, 2013,40(9):1795-1804. (in Chinese with English abstract)

DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2013.09.016      [本文引用: 1]

张晓玮,龚雪梅,李琳,等.

基于层次分析法的皖北地区引种的彩叶植物综合评价

.浙江大学学报(农业与生命科学版),2018,44(5):580-587. DOI:10.3785/j.issn.1008-9209.2018.03.02

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ZHANG X W, GONG X M, LI L, et al.

Comprehensive evaluation of the color-leaf plants introduced in Northern Anhui based on analytic hierarchy process

Journal of Zhejiang University (Agriculture and Life Sciences), 2018,44(5):580-587. (in Chinese with English abstract)

DOI:10.3785/j.issn.1008-9209.2018.03.02      [本文引用: 1]

张少伟,翟飞飞,费英杰,等.

8个柳树无性系的观赏价值与适应性研究

.西南林业大学学报(自然科学),2017,37(4):41-46. DOI:10.11929/j.issn.2095-1914.2017.04.007

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ZHANG S W, ZHAI F F, FEI Y J, et al.

Ornamental value and adaptability of 8 willow clones

Journal of Southwest Forestry University (Natural Sciences), 2017,37(4):41-46. (in Chinese with English abstract)

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杨林,王忠义,聂紫瑾,等.

基于AHP的盆栽大花朱顶红品种评价筛选

.北京农学院学报,2015,30(3):73-78. DOI:10.13473/j.cnki.issn.1002-3186.2015.0058

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YANG L, WANG Z Y, NIE Z J, et al.

The selection and evaluation of potted large-flowered amaryllis based on AHP

Journal of Beijing University of Agriculture, 2015,30(3):73-78. (in Chinese with English abstract)

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杨超.

彩叶植物在园林绿化中的应用及发展前景

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YANG C.

Application and development prospect of color leaf plants in landscape greening

Modern Agricultural Science and Technology, 2017(2):59-60. (in Chinese)

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