楊 碩 徐繩武 施仕勝 鄭 麗 夏文娟 余安安 瞿和平

(咸寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 湖北咸寧 437100)

竹為多年生禾本科竹亞科(Bambusoideae)植物，主要分布區(qū)域包括以季風(fēng)氣候為主的熱帶及亞熱帶地區(qū)，在我國主要分布于東部亞熱帶地區(qū)，如四川省、重慶市、湖北省、江西省、浙江省等。其莖分為地上及地下部分，竹筍則由地下莖的芽發(fā)育而成，按不同收獲季節(jié)大多分為春筍及冬筍。竹筍因口感細(xì)膩，營養(yǎng)豐富，富含蛋白質(zhì)及膳食纖維，已逐漸成為消費者青睞的綠色食品，以竹筍為主要經(jīng)營目標(biāo)的竹則稱為筍用竹。

咸寧市是湖北省的主要產(chǎn)竹區(qū)，現(xiàn)有竹種17屬140余種，面積11.53萬hm2，面積、立竹量、年產(chǎn)量均占湖北省總量的80%以上[1]。咸寧市竹林栽培面積雖大，但品種單一，主要為毛竹、雷竹及少量水竹，出筍期集中于12月至翌年4月，無法滿足消費者四季對鮮筍的需求?；谘娱L供筍周期，提高經(jīng)濟(jì)效益考慮，應(yīng)引進(jìn)不同筍用竹種進(jìn)行品種搭配，因此需對其引種質(zhì)量進(jìn)行評價，篩選出幾個綜合表現(xiàn)優(yōu)良的筍用竹種。然而，在筍用竹引種質(zhì)量評價研究中，前人僅側(cè)重于筍用竹種的單一類別指標(biāo)，或某些指標(biāo)的相互作用，未總結(jié)出一套系統(tǒng)的評價方法或體系。如何建立一種評價筍用竹引種質(zhì)量的可量化的評價方法或體系，對引種的筍用竹品種進(jìn)行全面、科學(xué)的評估是目前亟待解決的問題。

層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)作為一種定性與定量分析相結(jié)合的綜合性評價方法，在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)決策中應(yīng)用廣泛，其中包括農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、科技進(jìn)步、氣象災(zāi)害以及農(nóng)業(yè)決策方案和生產(chǎn)基地的優(yōu)選、農(nóng)業(yè)安全度評價等方面。層次分析法對于確定決策優(yōu)選與評價過程中的主要制約因素，并進(jìn)而提出相應(yīng)對策發(fā)揮著重要作用[2]。本文基于AHP研究出一套筍用竹引種質(zhì)量評價體系，為今后的引種栽培研究提供依據(jù)。

1 筍用竹引種與評價概述

我國有筍用竹種29個屬200余種[3]。近年來，隨鮮筍及筍制品的暢銷，竹筍需求量劇增，筍用竹栽培面積逐年增加。浙江、江西、重慶等地筍用竹種質(zhì)資源豐富，咸寧從這些地區(qū)引進(jìn)優(yōu)良筍用竹種具備極高可行性?，F(xiàn)有的研究顯示，對引種竹種篩選的評價指標(biāo)可以歸為3類：生態(tài)適應(yīng)性、商品性及市場性。

1.1 生態(tài)適應(yīng)性

生態(tài)適應(yīng)性指標(biāo)反映了筍用竹對栽培環(huán)境的適應(yīng)程度，包括母竹成活率、發(fā)筍數(shù)、成竹率、病蟲害情況、斷梢率、地下竹鞭長等。早在1992年，江西省就開展了從浙江引種優(yōu)良筍用竹種的試驗研究，其中包括6個筍用竹種共1.56萬株，觀測指標(biāo)有成活率、出筍率、成竹率及出筍期[4]。王海霞等[5]、吳炳生等[6]及阮俊峰等[7]以母竹存活率、發(fā)筍率、發(fā)筍數(shù)等恢復(fù)適應(yīng)性指標(biāo)對雷竹、烏哺雞竹、早竹等優(yōu)良筍用竹進(jìn)行引種評價。

盡管生態(tài)適應(yīng)性是評價筍用竹引種的一個重要指標(biāo)，但引種目的是為推廣適宜栽培的筍用竹種以獲得優(yōu)質(zhì)的竹筍產(chǎn)品，因此對竹筍品質(zhì)及特性，即商品性及市場性的評定應(yīng)同樣得到重視。

1.2 商品性

商品性指標(biāo)主要包括單筍質(zhì)量、可食率、風(fēng)味、筍長、胸徑、水分、蛋白質(zhì)、總氨基酸、總糖、纖維素、單寧等，以竹筍生物學(xué)特性及營養(yǎng)品質(zhì)等為主。近年來，對竹筍營養(yǎng)成分分析的研究較多，但較少應(yīng)用于筍用竹引種綜合評價中。金川等[8]以出筍力、筍產(chǎn)量、營養(yǎng)成分、風(fēng)味、筍體可食率等為選種指標(biāo)，對浙南地區(qū)21個優(yōu)良筍用竹種進(jìn)行綜合考察及評定，篩選出了適宜當(dāng)?shù)卦耘嗟睦硐胫穹N。劉躍鈞等[9]對方竹筍的可食率、氨基酸含量進(jìn)行了測定與比較。陳興福等[10]在早竹引種試驗中，一方面觀測記錄生長適應(yīng)性指標(biāo)，另一方面對筍體、筍味、產(chǎn)量及收入等經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行綜合分析。王裕霞等[11]則系統(tǒng)性對10種叢生竹及4種雜種竹的竹筍鮮食品質(zhì)、加工性能及營養(yǎng)成分含量進(jìn)行綜合分析，并對不同品質(zhì)進(jìn)行了比較與分級。

1.3 市場性

市場性指標(biāo)可反映不同品種竹筍在消費者選擇時的受歡迎程度及市場需求情況，包括筍產(chǎn)量、出筍歷期、平均單價等。陳松河等[12]在前人研究基礎(chǔ)上以出筍歷期、筍產(chǎn)量、竹筍口感等指標(biāo)建立了優(yōu)良筍用竹種的量化評價方法，并依據(jù)該指標(biāo)體系對其竹種園的竹種進(jìn)行了評價及篩選。近年來，筍用竹發(fā)展迅速的一個主要原因就是筍價格的提高，從市場角度看，平均單價、出筍歷期等指標(biāo)具有重要的參考價值。

1.4 層次分析法的原理和步驟

層次分析法(AHP)由美國運籌學(xué)家Saaty于20世紀(jì)70年代初首先提出[13]。該方法是將復(fù)雜問題中與決策有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定性和定量分析，為最佳方案提供依據(jù)，該方法具有系統(tǒng)、靈活、簡潔的優(yōu)點。該方法不僅考慮了定性因素，通過結(jié)合專家的經(jīng)驗判斷，融入遞階層次結(jié)構(gòu)中，還運用一定數(shù)學(xué)方法建模并計算，最終得出可量化的數(shù)據(jù)[14]。運用AHP建模來解決實際問題，主要有4個步驟：建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型；構(gòu)造出各層次中的所有判斷矩陣；層次單排序及一致性檢驗；依據(jù)權(quán)重值計算綜合得分并排序。

2 建立基于AHP的筍用竹引種質(zhì)量評價體系

通過建立筍用竹引種質(zhì)量評價體系，可篩選出適宜當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境及市場需求的筍用竹品種。依據(jù)AHP原理，評價體系分為5個步驟(圖1)。

圖1 筍用竹引種質(zhì)量評價步驟

2.1 篩選評價因子

根據(jù)筍用竹的生長習(xí)性、竹筍特性、市場反饋等因素，并依據(jù)專家經(jīng)驗篩選配置適用于評價筍用竹引種質(zhì)量的評價指標(biāo)，包括生態(tài)適應(yīng)性、商品性及市場性3類指標(biāo)，具體評價指標(biāo)包括成活率、發(fā)筍數(shù)、成竹率、病蟲害情況、營養(yǎng)品質(zhì)、可食率、單筍質(zhì)量、感官品質(zhì)、總產(chǎn)量、歷期、價格等11個。評估體系所采用的評價因子可包含但不限于上述指標(biāo)。

2.2 建立層次評估模型

將各評價因子分類并進(jìn)行層次排序，并建立層次評估模型(圖2)。評價體系共分為3個層次，從上至下分別為目的層、準(zhǔn)則層及方案層。

圖2 筍用竹引種質(zhì)量評價層次評估模型

方案層共包括11個因子，成活率、發(fā)筍數(shù)、成竹率及病蟲害情況4個評價因子對應(yīng)生態(tài)適應(yīng)性；營養(yǎng)品質(zhì)、可食率、單筍重及感官品質(zhì)4個評價因子對應(yīng)商品性；總產(chǎn)量、歷期及價格3個評價因子對應(yīng)市場性。生態(tài)適應(yīng)性、商品性及市場性3個因子為準(zhǔn)則層，目的層為筍用竹引種質(zhì)量。該評估體系通過3個層次，共15個評價因子，為筍用竹引種評價提供依據(jù)。

2.3 建立判斷矩陣并計算權(quán)重值

建立判斷矩陣并計算各層次指標(biāo)的權(quán)重，進(jìn)行一致性檢驗。因各指標(biāo)在目標(biāo)衡量中所占比重不同，需對每個層次中相應(yīng)類別中各指標(biāo)的相對重要性進(jìn)行兩兩比較并計算權(quán)重值，此處采用1—9比例標(biāo)度法[15]以數(shù)字進(jìn)行量化描述(表1)。

表1 1—9比例標(biāo)度法定義

定義矩陣A=(aij)n×n，n為矩陣階數(shù)，依據(jù)專家經(jīng)驗兩兩比較確定aij數(shù)值，分別得到4個判斷矩陣，并計算最大特征根λmax及其所對應(yīng)的特征向量W，W即為權(quán)重值。

由于判斷矩陣各指標(biāo)標(biāo)度的確定具有一定的主觀性，為保證層次分析法分析結(jié)果更合理，需對權(quán)重值進(jìn)行一致性檢驗，首先計算一致性指標(biāo)CI，公式為：

(1)

為衡量CI的大小，引入隨機(jī)一致性指標(biāo)RI，其與判斷矩陣的階數(shù)有關(guān)，對應(yīng)關(guān)系見表2。

表2 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI標(biāo)準(zhǔn)值

將CI與RI比較后得出一致性比例CR，計算公式為：

(2)

當(dāng)CR<0.10或λmax=n，CI=0時，可認(rèn)為該判斷矩陣的一致性可接受，否則應(yīng)對判斷矩陣予以修正。判斷矩陣A1—Bi、B1—Ci、B2—Ci、B3—Ci的計算結(jié)果見表3至表6。

表3 判斷矩陣A1—Bi

表4 判斷矩陣B1—Ci

表5 判斷矩陣B2—Ci

表6 判斷矩陣B3—Ci

以上4個判斷矩陣均滿足CR<0.1，通過一致性檢驗，表明評價因子權(quán)重值合理，可得出筍用竹引種質(zhì)量評價體系各層指標(biāo)權(quán)重，如表7所示。

表7 筍用竹引種質(zhì)量評價體系權(quán)重值

2.4 統(tǒng)計各指標(biāo)數(shù)據(jù)并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理

建立評估體系建立判斷矩陣并計算出各指標(biāo)的權(quán)重后，即可統(tǒng)計各筍用竹品種的各項指標(biāo)實際數(shù)據(jù)，統(tǒng)計方法為每個品種調(diào)查地塊面積4 m × 4 m，3次重復(fù)。由于各類數(shù)據(jù)量綱不同，因此需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即將可量化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為百分制，便于統(tǒng)計綜合得分，不適合量化的數(shù)據(jù)可采用分類定義方式進(jìn)行處理，具體方法如下：

1) 成活率：調(diào)查單位面積的母竹成活數(shù)及移栽數(shù)。成活率=母竹成活數(shù)/移栽數(shù)×100%；采用公式X=(原始數(shù)據(jù)-極小值)/(極大值-極小值)×100進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

2) 發(fā)筍率：調(diào)查單位面積的母竹數(shù)及總發(fā)筍數(shù)。發(fā)筍率=發(fā)筍數(shù)/母竹數(shù)×100%；采用公式X=(原始數(shù)據(jù)-極小值)/(極大值-極小值)×100進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

3) 成竹率：調(diào)查單位面積的總出筍數(shù)、留筍養(yǎng)竹數(shù)及成竹數(shù)。成竹率=成竹數(shù)/留筍養(yǎng)竹數(shù)×100%；采用公式X=(原始數(shù)據(jù)-極小值)/(極大值-極小值)×100進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

4) 病蟲害情況：調(diào)查病蟲害發(fā)生級別，分0～Ⅳ共5個級別，即0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級，分別代表無、輕微、中等、較嚴(yán)重、嚴(yán)重。具體判斷標(biāo)準(zhǔn)為：0級為5片以下竹葉有輕微危害；Ⅰ級為6～30片有危害；Ⅱ級為31～50片有危害；Ⅲ級為51～70片，且有危害的竹葉面積不超過50%；Ⅳ級為71片以上，或有危害竹葉面積超過50%。0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級依次對應(yīng)數(shù)值為100、80、60、40、20分。

5) 營養(yǎng)品質(zhì)：氨基酸是評價森林蔬菜鮮味的重要指標(biāo)之一，因此重點對竹筍的氨基酸含量進(jìn)行測定與比較。測定方法：利用高靈敏度多功能氨基酸分析儀(型號：DE61M/A300-IC)測定不同竹筍的氨基酸含量。采用公式X=(原始數(shù)據(jù)-極小值)/(極大值-極小值)×100進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

6)可食率：統(tǒng)計除去筍籜、筍基部木質(zhì)化等部位后的質(zhì)量即為凈質(zhì)量。可食率=凈質(zhì)量/總質(zhì)量×100%；采用公式X=(原始數(shù)據(jù)-極小值)/(極大值-極小值)×100進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

7) 單筍質(zhì)量：統(tǒng)計單筍總質(zhì)量；采用公式X=(原始數(shù)據(jù)-極小值)/(極大值-極小值)×100進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

8) 感官品質(zhì)：風(fēng)味是評價竹筍感官品質(zhì)的重要指標(biāo)，因此重點對竹筍風(fēng)味進(jìn)行評價與比較。評價方法：采用評分法，分5個梯度：好、較好、一般、較差、很差，依次對應(yīng)數(shù)值為100、80、60、40、20分。

9) 總產(chǎn)量：統(tǒng)計單位面積的鮮筍產(chǎn)量。鮮筍產(chǎn)量=(總出筍數(shù)-留筍養(yǎng)竹數(shù))×單筍質(zhì)量；采用公式X=(原始數(shù)據(jù)-極小值)/(極大值-極小值)×100進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

10) 歷期：統(tǒng)計出筍起始及終止日期，以及出筍持續(xù)時間T。按T>150 d、120 d

11) 價格：統(tǒng)計出筍時的市場價格P，單位為元/kg。按P>30、20

2.5 計算綜合得分并排序

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后得到的數(shù)據(jù)，代入公式(3)至公式(6)分別計算出生態(tài)適應(yīng)性、商品性、市場性以及筍用竹引種質(zhì)量綜合得分，按照綜合得分高低進(jìn)行排序，即可篩選出該地區(qū)引種質(zhì)量相對較高的筍用竹品種。

3 討論

3.1 確定判斷矩陣存在一定主觀性

層次分析法作為對定性問題進(jìn)行定量分析的一種多準(zhǔn)則決策方法，具有高度的邏輯性、系統(tǒng)性、簡潔性和實用性?；谠摲椒ń⒃u價體系的前提是確定合適的評價指標(biāo)并構(gòu)筑判斷矩陣，根據(jù)專家經(jīng)驗篩選指標(biāo)并兩兩比較確定標(biāo)度，因此具有一定的主觀性。為盡可能減少主觀判斷對該體系的影響，降低可能產(chǎn)生的偏差，可選取多位專家的篩選意見，并對各指標(biāo)標(biāo)度進(jìn)行算術(shù)平均處理，以使得出的結(jié)果更加合理。

3.2 評價體系的進(jìn)一步驗證

對評價體系的驗證是完善其科學(xué)性及實用性的重要一環(huán)，因此應(yīng)結(jié)合實際情況對其合理性進(jìn)行進(jìn)一步檢驗[16]。在建立筍用竹引種質(zhì)量評價體系后，下一步應(yīng)引種不同筍用竹種，在栽培過程中對其相應(yīng)性狀及表現(xiàn)進(jìn)行記錄，應(yīng)用該體系進(jìn)行評價及綜合分析，并對比各竹種的實際適應(yīng)情況等對該評價體系進(jìn)行調(diào)整與改進(jìn)。