冉秦，吳道寧，吳志丹，花文元，羅良國*

（1.中國農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京 100081；2.福建省農業(yè)科學院茶葉研究所，福州 350013；3.國家土壤質量福安觀測實驗站，福建 福安355015）

在茶園管理中，施肥是茶園生產的重要環(huán)節(jié)。但茶農習慣性施肥使得茶園存在施肥過量、養(yǎng)分投入比例不合理等問題[1-3]，這不僅給茶園造成土壤酸化、面源污染等負面影響[4-5]，而且直接影響了茶葉的品質和茶農的經濟收入。為保障茶產業(yè)可持續(xù)發(fā)展，保護茶園生態(tài)環(huán)境，“十三五”重點研發(fā)項目設置了“化學肥料和農藥減施增效綜合技術研發(fā)”專項，包括專門針對茶園而研發(fā)的系列化肥減施增效技術模式，如控釋肥替代化肥[6]、不同比例有機肥替代化肥[7-8]，以及集成套種技術[9]等模式。根據(jù)“十四五”規(guī)劃和生態(tài)環(huán)境部、農業(yè)農村部聯(lián)合印發(fā)的《農業(yè)面源污染治理與監(jiān)督指導實施方案（試行）》要求，為了治理面源污染，全面推進鄉(xiāng)村振興，需深入實施化肥減量行動。為此，有關茶園化肥減施增效技術模式的評價和篩選應當加快進程。

茶園化肥減施增效技術模式在實際生產中是否具有實用性、穩(wěn)定性和可推廣性，能否滿足政府管理部門、社會生產部門以及農戶的需求，迫切需要開展科學的評估。部分研究者在評析技術模式時，多關注茶葉產量與品質，而缺少了對技術模式所帶來的經濟效益的分析[10-11]。馬立鋒等[12]、陳玉真等[13]、周波等[14]在關注化肥減量的同時，還從茶葉產量、品質和經濟效益等方面對技術模式進行了分析和篩選。孟令宇等[15]則針對勐海茶園化肥減施增效技術模式構建了以土壤肥力、水環(huán)境和經濟指標為主的指標體系，并應用模糊綜合評價法對其進行了整體評價?，F(xiàn)有研究多數(shù)是基于田間試驗效果單獨分析茶葉產量、品質、經濟效益以及茶園土壤環(huán)境等指標，并未針對不同技術模式從多維度進行整體評估，且鮮有研究者考慮技術模式本身以及管理指標。雖然少數(shù)學者構建了指標體系并對技術模式進行了整體評價，但卻忽視了技術模式應用推廣帶來的社會效益，無疑會影響到技術模式篩選結果的科學性和可靠性。

因此，本研究以針對福建省閩東綠茶區(qū)存在的施肥問題而研發(fā)的5 項化肥減施增效技術模式為評價對象，從技術特征、經濟效益、社會效益、管理和區(qū)域差異5 個層面構建指標體系，運用基于專家意見多重相關性的灰色關聯(lián)分析模型進行評價排序，以期篩選出可在閩東綠茶區(qū)大規(guī)模推廣的最佳技術模式，滿足閩東茶農技術需求，深入推進當?shù)鼗蕼p量行動，為農戶優(yōu)化茶園施肥及政府進行技術推廣提供參考和決策依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

閩東泛指福建省東部地區(qū)，包括福州和寧德兩市，閩東綠茶區(qū)茶園化肥減施增效技術模式試驗區(qū)位于寧德市周寧縣，處于北緯26°53′～27°19′、東經119°06′～119°29′（圖1），境內多山地丘陵，平均海拔800 m，屬于亞熱帶季風氣候，土壤類型為紅黃壤，試驗區(qū)茶樹品種為福云6 號，茶樹樹齡約40 年，生產茶類主要為綠茶（名優(yōu)綠茶和珠茶）。該地茶農習慣施用化肥量偏高，折純總養(yǎng)分量高達915 kg·hm-2，其中折純化學N 為555 kg·hm-2，P2O5為180 kg·hm-2，K2O 為180 kg·hm-2。

圖1 試驗區(qū)位置圖Figure 1 Location of the test zone

1.2 茶園化肥減施增效技術模式

本研究所評價的技術模式及相關參數(shù)由福建省農業(yè)科學院茶葉研究所和國家土壤質量福安觀測實驗站研究團隊提供。5 種化肥減施增效技術模式包括施用專用肥模式（模式1）、有機肥料替代部分化肥模式（模式2）、施用脲甲醛復合肥新型肥料模式（模式3）、施用生物炭基肥模式（模式4）、地力改良與施生物炭結合模式（模式5），各項技術模式主要集成了新型高效肥料技術、有機肥替代部分化肥技術和土壤改良技術等。由于5 種技術模式所針對的問題不同、目標不同，因而各模式的關鍵技術環(huán)節(jié)措施也有所差異，詳見表1、表2。5 種模式施肥方式均采用撒施后旋耕，時間運籌為一基兩追，基肥、春茶追肥和秋茶追肥比例按照40%、30%和30%進行，土壤水分、病蟲害等其他管理措施均保持一致。

表1 5項技術模式比較Table 1 Comparison of five technical modes

表2 5項技術模式施肥特征Table 2 Characteristics of fertilization amount of five technical modes

1.3 構建技術模式社會經濟效果評價指標體系

在遵循科學性、可比性、系統(tǒng)性、動態(tài)性、層次性、典型性、區(qū)域性等原則的基礎上，綜合考慮技術可行性、經濟可持續(xù)性、社會可接受性等維度，采用文獻綜合研究法，初步構建茶園化肥減施增效技術模式社會經濟效果評價指標體系[16-21]，并邀請農學、土壤化學、植物營養(yǎng)和農業(yè)經濟及管理等多個學科的專家，通過多輪討論，對指標體系進行篩選和優(yōu)化，最終確立了包含5 個一級指標、16 個二級指標和38 個三級指標的茶園化肥減施增效技術模式社會經濟效果評價指標體系（表3）。

表3 茶園化肥減施增效技術模式評價指標體系及釋義Table 3 The evaluation index system and definition of chemical fertilizer application reduction and efficiency improvement technical mode in tea gardens

1.4 茶園化肥減施增效技術模式的評價模型

在茶園化肥減施增效技術模式社會經濟效果評價指標體系中，每個指標從不同層面反映了一項技術模式社會經濟管理基本特征。而要從總體上和各準則層面測度不同化肥減施增效技術模式的效果，則需要開展定量化評估。本研究主要借鑒了專家組多重相關性賦權法[22]和灰色關聯(lián)分析法[23-24]，將主觀賦權和客觀評價結合起來，形成了基于專家意見多重相關性的灰色關聯(lián)分析模型[25]。

1.4.1 專家組多重相關性賦權法

專家組多重相關性賦權法屬于主觀賦權方法，是在決策者的經驗基礎上，根據(jù)決策者對指標重要性的判斷進行賦權的一種方法。一般情況下，常采用簡單

的算數(shù)平均法去測度一個指標的最終權重，存在忽視專家意見的差異性和偏好的不足，導致最終評價結果不理想。為此，本研究采用了基于專家組多重相關的賦權方法，即通過獲取專家組的打分意見，建立權重（打分）矩陣，然后計算兩個不同專家打分之間的相關系數(shù)，利用打分意見的相關性，重新賦予每個指標專家組意見一致的權重。專家組多重相關性賦權法計算步驟如下：

第一步：建立權重（打分）矩陣。設指標個數(shù)為n個，由m名專家對各個指標進行打分，獲得m個主觀權重組合，構成權重（打分）矩陣W：

第二步：計算專家p與專家q之間相關系數(shù)rpq。綜合計算得出m名專家指標權重的相關系數(shù)，相關系數(shù)范圍為[-1，1]。在正相關情況下，相關系數(shù)越大，兩位專家的意見越一致，同時定義他們?yōu)檩^權威專家；在負相關情況下，相關系數(shù)越小，兩位專家意見越相悖，并定義該專家為較不權威專家。較權威的專家所賦權重將在最終的權重結果中占有重要地位。

相關系數(shù)計算公式如下：

第三步：運用SPSS 軟件計算得到各位打分專家的相關系數(shù)矩陣R。

第四步：對矩陣R進行歸一化處理，然后得到歸一化后的相關系數(shù)矩陣R′。計算公式如下：

第五步：計算專家加權權重矩陣Q：

此時，專家加權權重矩陣不具有收斂性，為了獲得收斂矩陣，即獲得一致性的指標賦權值，需要重復此過程。即每一次將此矩陣作為新的權重矩陣，重復第二步至第五步的過程，直至得到收斂的權重結果。

第六步：求出各個層次指標的最終主觀權重。計算收斂的加權權重矩陣各列的平均值，將平均值進行絕對值歸一化處理，最終得到主觀權重。為便于計算，將n個子指標的權重記為列矩陣?。

1.4.2 基于專家意見多重相關性的灰色關聯(lián)分析模型

灰色關聯(lián)分析模型是一種客觀評價法，該方法只計算評價值，而沒有權重[26]，因此本研究將灰色關聯(lián)分析法與專家意見多重相關性賦權法相結合，構建主客觀結合的評價模型。具體步驟如下：

第一步：將原始數(shù)據(jù)（t項技術模式各項指標的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)）進行標準化處理，消除量綱差異。逆向指標：

式中：Xij為第i個評價對象的第j項指標值；為評價對象第j項指標的均值；δj為評價對象第j項指標的標準差。

第二步：構造比較數(shù)列和參考數(shù)列。以原始數(shù)據(jù)標準化后的數(shù)據(jù)作為比較數(shù)列，并將標準化后的數(shù)據(jù)記為xi（k），比較數(shù)列記為Xi；以標準化后不同技術下同一指標的最優(yōu)值作為參考數(shù)列，將最優(yōu)值記為x0（k），參考數(shù)列記為X0。

第三步：計算關聯(lián)系數(shù)，并將關聯(lián)系數(shù)構成矩陣記為E，把規(guī)范化后的數(shù)列與參考數(shù)列進行比較，得出第k個指標的關聯(lián)系數(shù)：

式中：ρ為分辨系數(shù)，介于0與1之間，一般取值為0.5。

第四步：計算評估數(shù)值矩陣。由關聯(lián)系數(shù)矩陣E和專家組多重相關性賦權法所計算的意見一致的主觀權重?的乘積得到評估數(shù)值矩陣D：

2 結果與分析

2.1 基于專家意見多重相關性指標賦權結果

根據(jù)指標體系設置專家打分表，并邀請了24 位農學、土壤化學、植物營養(yǎng)和農業(yè)經濟及管理等多學科專家進行打分賦權，采用專家組多重相關性賦權法得到最終權重（表4）?？傮w上看，專家們較為關注化肥減施增效技術模式的技術特征，賦予了技術特征最高的權重，36.52%；其次是經濟效益，權重為26.95%，這既是政府所關心的，更是廣大農戶關心的；再次是社會效益，權重為21.24%，這是推廣部門和學者共同關心的，它反映了專家對科技成果推廣率或技術模式社會需求率的重視程度；管理指標權重最小，為15.29%，體現(xiàn)了政府層面對技術成果應用的重視程度。從4 個準則層的分項子指標來看，技術特征指標中，化肥N農學效率和單位種植面積茶青產量的權重較高；經濟效益指標中，與傳統(tǒng)技術相比單位面積凈增收益的權重較高；社會效益指標中，專家們比較關注的是集中連片規(guī)模3 hm2以上采納技術戶占區(qū)域全部規(guī)模戶比例；管理指標中，是否發(fā)布技術使用手冊和是否被當?shù)卣{入文件列為主推技術這2 個子指標被賦予了相對較高的權重。因本研究待評價的5 種化肥減施增效技術模式都在同一個區(qū)域開展示范，準則層中體現(xiàn)地域差異的區(qū)域指標不再考慮；同時，5 種技術模式都沒有單獨的補貼支持，且部分生產投入和茶園管理相同，因此實際監(jiān)測數(shù)據(jù)相同的指標在模型計算中不再考慮。

表4 基于專家組多重相關性賦權法的賦權結果Table 4 The weighting result based on the method of multiple correlation of expert groups

2.2 基于專家意見多重相關性的灰色關聯(lián)分析模型的評價結果

運用基于專家意見多重相關性的灰色關聯(lián)分析模型進行評價，得到5 種化肥減施增效技術模式應用的社會經濟效果綜合評價結果及排序（表5）。首先，從綜合效果評價得分看，模式2>模式1>模式4>模式3>模式5；其次，從各技術模式在其技術特征、經濟效益、社會效益和管理4 個準則層面得分來看，不同化肥減施增效技術模式表現(xiàn)出不同的結果及差異化排序。

表5 基于專家意見多重相關性的灰色關聯(lián)分析模型的評價結果Table 5 Evaluation results of grey relational analysis model based on multiple correlation of expert opinions

總體上，5 種化肥減施增效技術模式中，茶農一般更關注技術的收益回報性、經濟性（低成本）和簡易操作性，政府則更關注技術應用的社會性與管理的有效性。盡管有機肥替代部分化肥技術模式（模式2）在技術特征、社會效益和管理方面都優(yōu)于其他模式（排序都是第一），但其經濟效益與農戶的期望是有距離的，該模式需要補足收益這個短板，使其更易于推廣應用。專用肥技術模式（模式1）因技術特征得分很低，社會效益難免受到影響，若能突破技術障礙使之更符合農戶能力可及的范圍，則會更易于推廣應用。生物炭技術模式（模式4），除了社會效益指標在5 項技術模式中排在末尾，其他3 項準則層指標得分都處于第二的位次，若能進一步克服相關指標反映的不足，未來在茶園生產中會有很大的推廣應用潛力和空間。施用脲甲醛復合肥新型肥料模式（模式3）和地力改良與施生物炭結合模式（模式5）各準則層指標得分排序相當靠后，說明這2 種模式不僅社會效益和經濟效益差強人意，而且技術特征和管理層面也存在明顯不足，有待深入創(chuàng)新研究，不宜立即推廣應用。

3 討論

采用基于專家意見多重相關性賦權與灰色關聯(lián)分析相結合的模型評估福建閩東綠茶區(qū)茶園化肥減施增效技術模式，總體來說，模式1和模式2優(yōu)勢明顯大于其他技術模式，一方面在于這兩種模式較其他三種能更好地提高茶葉產量和品質，另一方面這兩種模式在管理方面得到了當?shù)卣蛯I(yè)力量的支持。茶園化肥減施增效技術模式能否被農戶采納，除了與技術本身以及技術所能帶來的各種效益有關外，還會受到技術推廣服務形式和推廣力度的影響[27]。陶群山等[28]分析了影響農戶采納農業(yè)新技術的因素，發(fā)現(xiàn)政府對新技術的扶持和宣傳對農戶采納新技術具有顯著的作用。而針對模式3、模式4 和模式5 的劣勢，建議在強化技術改良與提升茶青產量和產值的同時，加強政府的支持力度，如利用電話、電視、網(wǎng)絡等現(xiàn)代信息化技術加大宣傳，派遣專業(yè)技術人員對茶農進行技術培訓，都是提升茶農對這些技術模式認可和接納非常有效且必要的措施。

有學者統(tǒng)計了茶園施用茶葉專用肥后的茶園產量、產值和肥料投入成本，發(fā)現(xiàn)茶園產值收益顯著提高[29]。本研究中，模式1 具有較好的經濟效益，主要源于該技術模式所帶來的高產值和低成本。但在化肥減量方面，模式1 的化肥N 和化肥總養(yǎng)分量投入雖較當?shù)夭柁r習慣施用量減少32%和37%，但其單位面積化肥N 施用量上依然是5 種技術模式中最高的，達到375 kg·hm-2，直接導致單位面積化肥N投入而獲得的茶青產量稍低于模式2，使其在技術特征指標一項中處于劣勢。部分學者認為，茶樹專用肥能夠一定程度提高茶葉產量和品質，若與有機肥配施或增加其有機質含量則更利于發(fā)揮其對茶葉產量和品質的提升作用[30-31]。針對模式1還需進一步優(yōu)化茶樹專用肥中氮磷鉀的配比，特別是減N 潛力，以達到穩(wěn)產前提下減少化肥N用量、增加茶園收益的目的。

模式2 作為有機肥替代部分化肥技術應用模式，其綜合評價得分位列5 項技術模式之首，值得優(yōu)先普及推廣。然而，雖然有機肥的施用可提高土壤有機質含量，改善和豐富土壤微生物群落結構，使土壤養(yǎng)分供給能力增強，促進茶葉產量和質量大幅提升[32]，但該模式化肥減量使用所減少的成本并未抵消或降低總生產成本，反而增加了額外支出，尤其是偏高的有機肥成本，導致該模式的單位面積凈增收益遜色于其他模式。黃繼川等[33]在研究有機肥替代技術中發(fā)現(xiàn)，有機肥用量增加使得有機肥成本升高，再加上當?shù)卣谠搮^(qū)域禁止養(yǎng)殖生豬的政策推高了有機肥價格，使有機肥施用成本進一步增加。因此，在推廣有機肥替代部分化肥技術模式時，政府需要積極發(fā)揮作用，出臺包容性綠色增長政策，直補茶農因采納有機肥替代化肥技術而額外支出的成本，鼓勵和引導茶農科學綠色種植的積極性。

4 結論

（1）基于我國閩東地區(qū)綠茶生產實際情況，結合國內外學者相關可持續(xù)農業(yè)技術評價指標篩選研究經驗，系統(tǒng)構建了針對茶園化肥減施增效技術模式應用的社會經濟效果評價指標體系。該體系雖然與普遍適用或通適的環(huán)保型農業(yè)技術評價指標體系還有較大差距，但仍可為其他作物化肥減施增效技術應用效果評價指標體系的構建提供參考。

（2）利用專家意見多重相關性的灰色關聯(lián)分析模型對福建閩東綠茶區(qū)5 種技術模式應用的社會經濟效果進行評估，綜合效果評價得分表現(xiàn)為模式2>模式1>模式4>模式3>模式5。

（3）5 項技術模式中，模式2，即有機肥替代部分化肥模式最值得推廣，但是因施用有機肥而產生的額外成本，需要政府通過綠色支持政策給予直接補償，以鼓勵茶農在生產實踐中持續(xù)應用該技術模式。

（4）茶園化肥減施增效技術模式能否被農戶采納，除了與技術本身以及技術所能帶來的各種效益有關外，還受到技術推廣服務形式和推廣力度的影響，建議政府加強對于技術推廣的支持力度和宣傳力度，積極發(fā)揮政府對良好技術普及應用的主導作用。