藜麥種植評價指標體系及其權重的研究

魏志敏，王新玉，呂瑋，趙宇，李順國*，劉秋紅

（1.河北省農林科學院谷子研究所/河北省雜糧研究實驗室/國家谷子改良中心，河北 石家莊 050035；2.國家半干旱農業工程技術研究中心，河北 石家莊 050051；3.河北醫科大學，河北 石家莊050050）

藜麥（Cheuopodium quinoa）別稱南美藜、藜谷、奎奴亞藜等，原產于安第斯山脈，有5 000 a以上的種植歷史，是印加土著居民的主要傳統食物，被印加人稱為“糧食之母”[1]。藜麥營養價值高且全，具有多種開發利用價值。聯合國糧農組織（FAO）認為藜麥是唯一可以滿足人體全部基本營養物質需求的完美食品。美國航空航天局（NASA）將藜麥列為宇航員長期從事太空任務的理想食物之一。聯合國大會將2013年定為“國際藜麥年”[2]。藜麥的種植經濟效益高于其他作物，目前在我國新疆、西藏、甘肅、寧夏、青海、內蒙古和山西等高海拔冷涼地區均有種植。但是藜麥生態類型豐富、品種繁多，而不同的品種性狀不同，適應性也不一樣，且其表現還隨環境條件的變化而有所差異。特定的環境適合種植特定的品種，但截至目前，國內尚無藜麥品種評價體系，很難對在特定區域種植價值產值最大化的品種做出正確評價。建立藜麥品種評價指標體系，有利于藜麥產業生產水平的提高和持續穩定地發展，同時又可為科研人員、種子生產經營者和藜麥種植者有效解決種子質量和品種特性提供合理和準確的參考[3]。

品種評價指標體系的建立是品種評價的基礎，目的是在眾多因子中篩選出那些最靈敏、最有代表性的因素作為評價指標，因此評價指標必須具有典型性、代表性和系統性[4]。選擇評價指標時，既要體現作物本身的發生、發展規律，又要體現其對生態、經濟、社會環境的保護、增益和調節功能，同時還要為育種人員、農業公司和農戶制定農業發展規劃與宏觀決策以及種植計劃等提供準確的數據信息[5]。在評價體系中，各指標之間相互聯系也相互影響，對評價總目標的作用大小不同，因此需對這些指標的相對重要性（權重）進行判斷[6]。藜麥品種評價指標體系是一個復雜的軟系統，構成因素眾多，系統層次復雜。評價指標體系建立和權重確定是否科學直接決定評價結果的正確與否，因此，不僅要注重單個性狀的表現，還要注重綜合性狀的表現[7]。Delphi法在作物品種評價中應用較為廣泛，簡單實用，且誤差較小[8]。我們根據藜麥的種植特點，建立了一套符合藜麥生產的評價指標體系，并采用Delphi法確定了評價指標的權重值，以期評價出適合當地種植的優質藜麥品種，為該區域藜麥種植品種選擇提供理論依據，改變高海拔冷涼地區農業的種植結構，提高農民收入。

1 研究方法

1.1 評價指標體系的建立

1.1.1 評價指標體系的主要特征 藜麥品種評價指標體系是定量地評價藜麥種植生產系統的多指標集合，包含多個反映不同子系統特點的評價指標[9]；不同指標分別描述藜麥種植系統不同方面與不同層次的特征，所有指標的集合能夠反映藜麥種植的全面信息；不同量綱的各評價指標能轉化為無量綱的相對評價值；各指標的合成指標能對藜麥生產進行整體評價[10]。

1.1.2 評價指標體系的設計原則 設計評價指標體系時，應遵循6個原則：科學性與可比性相統一原則；系統性與針對性相統一原則[11]；獨立性與層次性相統一原則；空間性與時間性相統一原則；最大限性與可操作性相統一原則；動態性與靜態性相統一原則[12]。

1.1.3 評價指標體系的框架結構 研究目的不同，評價指標體系的框架結構也不一樣。作物種植指標評價體系提出后，有的從營養價值角度出發研究了品種與營養成分之間的關系，有的從技術經濟角度出發著重研究了效率關系（如生產率指標法）[13]，有的從生態角度出發著重研究了農田生態系統，還有的利用J.Tingbergen模型進行農業技術進步貢獻率測算來判斷作物品種的發展水平[14]。

1.2 評價指標權重的確定

1.2.1 運用Delphi法構建判斷矩陣 以上一層次的指標αk為準則，對2個指標βi和βj的相對重要性（表1）作如下判斷矩陣通式：

表1 表度說明Table 1 Surveyor’s degree and description

1.2.2 層次單排序和一致性檢驗 層次單排序指某層次指標對于上一層次指標而言的權重排序[15]。其計算方法為：

第一步，計算判斷矩陣每行判斷值的幾何平均值：

第二步，對向量W=（w1，w2，……wn）T進行正規

第三步，計算最大特征根，求一致性指標和隨機一致性比值：

一致性指標CI＝（λmax－n）/（n－1）

一致性比值CR＝CI/RI

CR＜0.1，判斷矩陣具有滿意的一致性。否則，對判斷矩陣進行調整。

1.2.3 層次總排序 根據各層次的單排序進行加權綜合，計算同一層的指標對于上一層的權重，得到各指標的權重結果。

2 藜麥種植評價指標體系及其權重

2.1 藜麥種植評價指標體系的建立

借鑒國內外有關作物評價指標體系的成功經驗，結合藜麥種植特性，采用會內會外法進行評價指標的篩選，共收集評價指標56個。為使分析簡單有效且又科學合理，我們選擇具有典型代表意義的重要性評價指標作為分析對象，建立了一個由3個層、5個系統、15個具體指標組成的藜麥種植評價指標體系[16]（表2）。

2.2 藜麥種植評價指標權重的確定

根據藜麥種植評價的指標體系及其分層，編制了由第2層5個指標構成的權重判斷矩陣表（農藝性狀、土壤肥力、子粒營養、作物產能和生態環保五大系統權重判斷矩陣表）以及第3層指標的判斷矩陣表，然后在經過3輪專家咨詢的基礎上[17]，構建如下權重判斷矩陣：

表2 藜麥種植評價指標體系的基本框架Table 2 Basic framework of evaluation index system for quinoa planting

對所建判斷矩陣的一致性進行檢驗，結果（表3）顯示，所構建的判斷矩陣具有滿意的一致性。

表3 判斷矩陣的一致性檢驗Table 3 Consistency test of judgment matrix

根據各層次的單排序進行加權綜合，得到各指標的權重（表4），即層次C總體優先級。

表4 層次單排序和層次總排序Table 4 Single order and whole order of arrangement

2.3 結果與分析

CR＜0.1，表明判斷矩陣具有滿意的一致性，判斷矩陣具有合理性。進而說明，根據判斷矩陣所得到的評價指標體系中各指標的權重具有合理性。從子系統（第2層指標）的權重來看，作物產能子系統占主要位置，其次是農藝性狀子系統、子粒營養子系統、生態環保子系統，最后是土壤肥力子系統；從單個指標（第3層指標）的權重來看，畝產量對評價指標體系的貢獻率最大，其次是抗倒伏率、千粒重、株高、蛋白質含量、子粒顏色、畝有機肥使用量、收獲指數、脂肪含量、土壤有機質含量、淀粉含量、畝澆地用水量、土壤速效鉀含量、畝農藥使用量、土壤有效磷含量。計算結果與實際情況基本相符。

3 結論與討論

采用AHP法和Delphi法與藜麥種植系統相結合，建立了藜麥種植評價的指標體系，并確定了各評價指標的權重。所得到的評價指標體系及其權重能夠比較客觀地反映出該藜麥品種種植的實際情況。

本研究提出的藜麥種植評價體系主要是起到一個拋磚引玉的作用，目的在于引起藜麥研究者的重視，以共同完善這一體系及相應的方法和指標。