藜麦种植评价指标体系及其权重的研究

魏志敏，王新玉，吕玮，赵宇，李顺国*，刘秋红

（1.河北省农林科学院谷子研究所/河北省杂粮研究实验室/国家谷子改良中心，河北 石家庄 050035；2.国家半干旱农业工程技术研究中心，河北 石家庄 050051；3.河北医科大学，河北 石家庄050050）

藜麦（Cheuopodium quinoa）别称南美藜、藜谷、奎奴亚藜等，原产于安第斯山脉，有5 000 a以上的种植历史，是印加土著居民的主要传统食物，被印加人称为“粮食之母”[1]。藜麦营养价值高且全，具有多种开发利用价值。联合国粮农组织（FAO）认为藜麦是唯一可以满足人体全部基本营养物质需求的完美食品。美国航空航天局（NASA）将藜麦列为宇航员长期从事太空任务的理想食物之一。联合国大会将2013年定为“国际藜麦年”[2]。藜麦的种植经济效益高于其他作物，目前在我国新疆、西藏、甘肃、宁夏、青海、内蒙古和山西等高海拔冷凉地区均有种植。但是藜麦生态类型丰富、品种繁多，而不同的品种性状不同，适应性也不一样，且其表现还随环境条件的变化而有所差异。特定的环境适合种植特定的品种，但截至目前，国内尚无藜麦品种评价体系，很难对在特定区域种植价值产值最大化的品种做出正确评价。建立藜麦品种评价指标体系，有利于藜麦产业生产水平的提高和持续稳定地发展，同时又可为科研人员、种子生产经营者和藜麦种植者有效解决种子质量和品种特性提供合理和准确的参考[3]。

品种评价指标体系的建立是品种评价的基础，目的是在众多因子中筛选出那些最灵敏、最有代表性的因素作为评价指标，因此评价指标必须具有典型性、代表性和系统性[4]。选择评价指标时，既要体现作物本身的发生、发展规律，又要体现其对生态、经济、社会环境的保护、增益和调节功能，同时还要为育种人员、农业公司和农户制定农业发展规划与宏观决策以及种植计划等提供准确的数据信息[5]。在评价体系中，各指标之间相互联系也相互影响，对评价总目标的作用大小不同，因此需对这些指标的相对重要性（权重）进行判断[6]。藜麦品种评价指标体系是一个复杂的软系统，构成因素众多，系统层次复杂。评价指标体系建立和权重确定是否科学直接决定评价结果的正确与否，因此，不仅要注重单个性状的表现，还要注重综合性状的表现[7]。Delphi法在作物品种评价中应用较为广泛，简单实用，且误差较小[8]。我们根据藜麦的种植特点，建立了一套符合藜麦生产的评价指标体系，并采用Delphi法确定了评价指标的权重值，以期评价出适合当地种植的优质藜麦品种，为该区域藜麦种植品种选择提供理论依据，改变高海拔冷凉地区农业的种植结构，提高农民收入。

1 研究方法

1.1 评价指标体系的建立

1.1.1 评价指标体系的主要特征 藜麦品种评价指标体系是定量地评价藜麦种植生产系统的多指标集合，包含多个反映不同子系统特点的评价指标[9]；不同指标分别描述藜麦种植系统不同方面与不同层次的特征，所有指标的集合能够反映藜麦种植的全面信息；不同量纲的各评价指标能转化为无量纲的相对评价值；各指标的合成指标能对藜麦生产进行整体评价[10]。

1.1.2 评价指标体系的设计原则 设计评价指标体系时，应遵循6个原则：科学性与可比性相统一原则；系统性与针对性相统一原则[11]；独立性与层次性相统一原则；空间性与时间性相统一原则；最大限性与可操作性相统一原则；动态性与静态性相统一原则[12]。

1.1.3 评价指标体系的框架结构 研究目的不同，评价指标体系的框架结构也不一样。作物种植指标评价体系提出后，有的从营养价值角度出发研究了品种与营养成分之间的关系，有的从技术经济角度出发着重研究了效率关系（如生产率指标法）[13]，有的从生态角度出发着重研究了农田生态系统，还有的利用J.Tingbergen模型进行农业技术进步贡献率测算来判断作物品种的发展水平[14]。

1.2 评价指标权重的确定

1.2.1 运用Delphi法构建判断矩阵 以上一层次的指标αk为准则，对2个指标βi和βj的相对重要性（表1）作如下判断矩阵通式：

表1 表度说明Table 1 Surveyor’s degree and description

1.2.2 层次单排序和一致性检验 层次单排序指某层次指标对于上一层次指标而言的权重排序[15]。其计算方法为：

第一步，计算判断矩阵每行判断值的几何平均值：

第二步，对向量W=（w1，w2，……wn）T进行正规

第三步，计算最大特征根，求一致性指标和随机一致性比值：

一致性指标CI＝（λmax－n）/（n－1）

一致性比值CR＝CI/RI

CR＜0.1，判断矩阵具有满意的一致性。否则，对判断矩阵进行调整。

1.2.3 层次总排序 根据各层次的单排序进行加权综合，计算同一层的指标对于上一层的权重，得到各指标的权重结果。

2 藜麦种植评价指标体系及其权重

2.1 藜麦种植评价指标体系的建立

借鉴国内外有关作物评价指标体系的成功经验，结合藜麦种植特性，采用会内会外法进行评价指标的筛选，共收集评价指标56个。为使分析简单有效且又科学合理，我们选择具有典型代表意义的重要性评价指标作为分析对象，建立了一个由3个层、5个系统、15个具体指标组成的藜麦种植评价指标体系[16]（表2）。

2.2 藜麦种植评价指标权重的确定

根据藜麦种植评价的指标体系及其分层，编制了由第2层5个指标构成的权重判断矩阵表（农艺性状、土壤肥力、子粒营养、作物产能和生态环保五大系统权重判断矩阵表）以及第3层指标的判断矩阵表，然后在经过3轮专家咨询的基础上[17]，构建如下权重判断矩阵：

表2 藜麦种植评价指标体系的基本框架Table 2 Basic framework of evaluation index system for quinoa planting

对所建判断矩阵的一致性进行检验，结果（表3）显示，所构建的判断矩阵具有满意的一致性。

表3 判断矩阵的一致性检验Table 3 Consistency test of judgment matrix

根据各层次的单排序进行加权综合，得到各指标的权重（表4），即层次C总体优先级。

表4 层次单排序和层次总排序Table 4 Single order and whole order of arrangement

2.3 结果与分析

CR＜0.1，表明判断矩阵具有满意的一致性，判断矩阵具有合理性。进而说明，根据判断矩阵所得到的评价指标体系中各指标的权重具有合理性。从子系统（第2层指标）的权重来看，作物产能子系统占主要位置，其次是农艺性状子系统、子粒营养子系统、生态环保子系统，最后是土壤肥力子系统；从单个指标（第3层指标）的权重来看，亩产量对评价指标体系的贡献率最大，其次是抗倒伏率、千粒重、株高、蛋白质含量、子粒颜色、亩有机肥使用量、收获指数、脂肪含量、土壤有机质含量、淀粉含量、亩浇地用水量、土壤速效钾含量、亩农药使用量、土壤有效磷含量。计算结果与实际情况基本相符。

3 结论与讨论

采用AHP法和Delphi法与藜麦种植系统相结合，建立了藜麦种植评价的指标体系，并确定了各评价指标的权重。所得到的评价指标体系及其权重能够比较客观地反映出该藜麦品种种植的实际情况。

本研究提出的藜麦种植评价体系主要是起到一个抛砖引玉的作用，目的在于引起藜麦研究者的重视，以共同完善这一体系及相应的方法和指标。