黃淮海地區(qū)釀酒高粱品種生態(tài)適應(yīng)性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建與應(yīng)用

王 智 柯福來(lái) 宋迎輝 張華文 石燕楠 孟 彥 朱 凱 呂 芃 李桂英

（1 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所/作物分子育種國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；2 遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所，沈陽(yáng) 110161；3 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所，鄭州 450002；4 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，濟(jì)南 250131；5 河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所，石家莊 050035；6 河南省商丘市農(nóng)林科學(xué)院，商丘 476002）

高粱起源于非洲熱帶地區(qū)[1]，具有抗旱耐澇、耐貧瘠、耐鹽堿等特性[2-3]，與水稻、玉米等主要農(nóng)作物相比，具有更廣泛的適應(yīng)性，在我國(guó)不同生態(tài)區(qū)均有種植[4]。我國(guó)高粱產(chǎn)區(qū)主要有東北高粱生產(chǎn)區(qū)、西南高粱生產(chǎn)區(qū)、西北高粱生產(chǎn)區(qū)和華北黃淮海高粱生產(chǎn)區(qū)。東北、西南、西北主要是春播為主，黃淮海區(qū)則以夏播高粱為主，主要分布在河北、河南和山東地區(qū)。近年來(lái)，隨著種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，以及災(zāi)害性天氣頻發(fā)，而高粱具有抗旱、耐鹽、耐貧瘠的特性，而且生產(chǎn)效益較好，黃淮海地區(qū)高粱面積逐年攀升。

不同生態(tài)區(qū)高粱品種的生態(tài)適應(yīng)性存在較大差異。春播區(qū)高粱品種多數(shù)能在夏播區(qū)完成整個(gè)生育期，但也存在病蟲(chóng)害嚴(yán)重、品質(zhì)得不到保證和商品性差等諸多問(wèn)題。春播區(qū)高粱生育期長(zhǎng)，病蟲(chóng)害輕，多為緊穗型品種。緊穗型品種在夏播區(qū)病蟲(chóng)害更為嚴(yán)重，尤其是灌漿后期，螟蟲(chóng)發(fā)生較重，而且一旦發(fā)生，難以防治，嚴(yán)重影響產(chǎn)量和品質(zhì)，中散穗型及散穗型品種病蟲(chóng)害相對(duì)較輕，籽粒品質(zhì)及商品性較好。夏播區(qū)因一年兩熟制，要求高粱生育期相對(duì)較短，不影響后茬冬季作物生產(chǎn)。黃淮海地區(qū)高粱生產(chǎn)規(guī)模化、集約化、機(jī)械化的發(fā)展方向，要求高粱品種抗倒性強(qiáng)，矮稈或中矮稈品種為宜[5]。

多年來(lái)，育種工作者更多關(guān)注的是品種的生物學(xué)適應(yīng)性，而生產(chǎn)者更關(guān)注的是生產(chǎn)和市場(chǎng)的適應(yīng)性。李桂英等[6]在借助現(xiàn)代辦公手段廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，利用層次分析法、德?tīng)柗品ǖ冉⒘艘惶赘吡黄贩N生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)方法，本文在高粱生產(chǎn)、銷(xiāo)售、加工等環(huán)節(jié)廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步針對(duì)黃淮海地區(qū)的具體實(shí)際，構(gòu)建該地區(qū)的釀酒高粱品種適應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法，為釀酒高粱生產(chǎn)提供參考。高粱品種類(lèi)型多樣，本文所制定的指標(biāo)體系，只適宜于黃淮海地區(qū)釀酒用高粱。

1 研究方法

1.1 高粱品種生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建的原則高粱品種生態(tài)適應(yīng)性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建應(yīng)以充分反映黃淮海地區(qū)高粱產(chǎn)業(yè)需求為目的，綜合評(píng)價(jià)體系的各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)以評(píng)價(jià)目標(biāo)為中心，且需根據(jù)品種特點(diǎn)，既能相互獨(dú)立又能相互聯(lián)系地從各方面反映其生態(tài)適應(yīng)性；評(píng)價(jià)體系從目標(biāo)層到準(zhǔn)則層，再到指標(biāo)層，所有計(jì)算和調(diào)查均應(yīng)符合科學(xué)性、層次性和系統(tǒng)性；各項(xiàng)指標(biāo)的選擇和評(píng)價(jià)應(yīng)盡可能地保證最簡(jiǎn)化、可量化，最終得到極簡(jiǎn)化的判定結(jié)果。

1.2 高粱品種生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建的方法根據(jù)品種的屬性，其生態(tài)適應(yīng)性包括生物學(xué)適應(yīng)性、生產(chǎn)適應(yīng)性和市場(chǎng)適應(yīng)性[7]。因?yàn)樗蓄?lèi)型的高粱品種在黃淮海地區(qū)均可正常成熟，因此，生物學(xué)適應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)只選擇與生產(chǎn)緊密相關(guān)的綜合抗逆性（含抗病性、抗蟲(chóng)性等）。與生產(chǎn)適應(yīng)性密切相關(guān)的指標(biāo)很多，考慮到生產(chǎn)實(shí)際，主要選擇機(jī)械化生產(chǎn)條件下的指標(biāo)，包括生育期的匹配度和株高。市場(chǎng)適應(yīng)性只考慮市場(chǎng)對(duì)品種類(lèi)型和品質(zhì)的需求、產(chǎn)量和相對(duì)經(jīng)濟(jì)效益。其次，在黃淮海地區(qū)，不同穗型的高粱病蟲(chóng)危害程度明顯不同，因此，在評(píng)價(jià)指標(biāo)中加入穗型指標(biāo)。最后確定評(píng)價(jià)指標(biāo)為產(chǎn)量、品質(zhì)與經(jīng)濟(jì)性、綜合抗性、生育期、株高、穗型。然后就各指標(biāo)的重要性進(jìn)行調(diào)研。根據(jù)生產(chǎn)調(diào)研、市場(chǎng)調(diào)研、文獻(xiàn)查閱和專(zhuān)家建議，最終確認(rèn)黃淮海地區(qū)高粱品種生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系所需指標(biāo)，利用層次分析法，構(gòu)建黃淮海地區(qū)高粱品種生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系的層次結(jié)構(gòu)；利用德?tīng)柗品▽?duì)各指標(biāo)的相對(duì)重要性按照1～7 級(jí)，借助重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2019YFD1001700）微信群進(jìn)行專(zhuān)家問(wèn)卷調(diào)查，使用SPSSAU 優(yōu)序圖法，計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重。

1.3 所建評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用驗(yàn)證利用國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目中品種適應(yīng)性試驗(yàn)的2 年數(shù)據(jù)，選擇6 個(gè)試驗(yàn)品種的表現(xiàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合打分評(píng)價(jià)，驗(yàn)證評(píng)價(jià)方法的可靠性。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃淮海地區(qū)釀酒高粱生產(chǎn)調(diào)研本研究對(duì)黃淮海地區(qū)釀酒高粱種植規(guī)模、品種類(lèi)型、品種需求、當(dāng)?shù)刂饕∠x(chóng)害情況、耕作制度匹配需求等生產(chǎn)情況進(jìn)行調(diào)研，共收回問(wèn)卷20 份。結(jié)果顯示黃淮海地區(qū)高粱種植以萬(wàn)畝以上為主要規(guī)模（占55%的用戶(hù)），僅30%的用戶(hù)當(dāng)?shù)馗吡粸榱阈欠N植。種植品種類(lèi)型的調(diào)研表明，70%的人當(dāng)?shù)嘏锤吡缓途吡欢加蟹N植，只種糯高粱的占到20%，只種粳高粱僅占10%，說(shuō)明糯高粱發(fā)展非常迅速，尤其是訂單種植的帶動(dòng)下，糯高粱發(fā)展很快。而對(duì)高粱品種的需求方面，85%的用戶(hù)需要高產(chǎn)品種，80%以上的用戶(hù)希望高粱品種為中稈（170～250cm）或者矮稈（170cm 以下）；65%被調(diào)查者希望品種為散穗品種，20%的人希望為緊穗品種。同時(shí)，對(duì)當(dāng)?shù)氐闹饕∠x(chóng)害進(jìn)行了調(diào)研，其中蚜蟲(chóng)（75%）、螟蟲(chóng)（75%）和葉部病害（65%）為主要病蟲(chóng)害，也存在一些如立枯、青枯等其他病害。在耕作制度匹配需求方面，主要播期在6 月10日前（40%）、6 月20 日前（50%），6 月30 日是夏播高粱的最晚播期；春播高粱需在9 月30 日前成熟，夏播高粱大多數(shù)要求最遲在10 月10 日前成熟。

2.2 黃淮海地區(qū)釀酒高粱品種生態(tài)適應(yīng)性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)重要性調(diào)研與權(quán)重確定

2.2.1 高粱品種適應(yīng)性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)重要性調(diào)研結(jié)果本研究對(duì)產(chǎn)量、品質(zhì)與經(jīng)濟(jì)性、綜合抗性、生育期、穗型、株高和其他7 個(gè)方面進(jìn)行了評(píng)價(jià)，積分規(guī)則按照排序計(jì)分，排序從1～7 分別計(jì)7～1 分。產(chǎn)量是各地首要指標(biāo)，品質(zhì)與經(jīng)濟(jì)性、綜合抗性次之，隨后生育期評(píng)分超過(guò)了穗型與株高，重要性排在了第4 位，但也與產(chǎn)量、抗性、品質(zhì)的重要性有一個(gè)斷崖式下降。此外，不同地區(qū)有特殊的農(nóng)藝性狀需求，如單寧含量、籽粒大小等指標(biāo)，歸為其他項(xiàng)（表1）。

表1 高粱適應(yīng)性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)重要性調(diào)研結(jié)果

2.2.2 黃淮海地區(qū)釀酒高粱品種生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的層次結(jié)構(gòu)按照層次分析的方法，將黃淮海地區(qū)高粱品種生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分解成目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層，將生產(chǎn)調(diào)研得到的必要性評(píng)價(jià)指標(biāo)按照層次分析法進(jìn)行歸類(lèi)。其中目標(biāo)層是高粱品種生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)綜合得分，準(zhǔn)則層包括生物學(xué)適應(yīng)性（指標(biāo)層是綜合抗性）、生產(chǎn)適應(yīng)性（指標(biāo)層分別是生育期、株型和穗型3 個(gè)指標(biāo)）和市場(chǎng)適應(yīng)性（指標(biāo)層分別是產(chǎn)量、品質(zhì)與經(jīng)濟(jì)性和其他3項(xiàng)指標(biāo)）。

2.2.3 各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果使用SPSSAU 在線(xiàn)軟件，采用優(yōu)序圖法計(jì)算各項(xiàng)目的權(quán)重，將表格內(nèi)各指標(biāo)兩兩比較，得出各指標(biāo)重要性。最終結(jié)果如表2 所示：準(zhǔn)則層權(quán)重從大到小分別是市場(chǎng)適應(yīng)性、生物學(xué)適應(yīng)性、生產(chǎn)適應(yīng)性；其中市場(chǎng)適應(yīng)性的指標(biāo)層權(quán)重值中產(chǎn)量占到40.11%，品質(zhì)與經(jīng)濟(jì)性占到33.61%；生產(chǎn)適應(yīng)性的指標(biāo)層權(quán)重值中生育期占到40.91%，株高占到33.10%，穗型占到25.98%，生物學(xué)適應(yīng)性指標(biāo)層項(xiàng)目只設(shè)置了綜合抗性，其權(quán)重值即100%。

表2 各層不同項(xiàng)目權(quán)重

2.3 黃淮海地區(qū)釀酒高粱品種生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系從本地區(qū)生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，評(píng)價(jià)釀酒高粱品種生態(tài)適應(yīng)性過(guò)細(xì)劃分沒(méi)有實(shí)際意義，因此只分為適宜、較適宜和不適宜3 級(jí)，各項(xiàng)因素也相應(yīng)劃為3 級(jí)。根據(jù)各因素的屬性和重要性，通過(guò)研究并廣泛征詢(xún)意見(jiàn)，制定了相應(yīng)的判別標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 黃淮海地區(qū)高粱品種生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.4 高粱品種生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)方法

2.4.1 建立綜合評(píng)價(jià)公式a、b、c詳見(jiàn)表3。

2.4.2 評(píng)價(jià)方法具體操作時(shí)，需首先收集品種相關(guān)信息；利用Excel 制作評(píng)價(jià)表，參照表3 中的相應(yīng)判定標(biāo)準(zhǔn)，給各因素賦予分值；然后根據(jù)上述公式（1）～（4）進(jìn)行計(jì)算，獲得綜合得分；依據(jù)綜合得分進(jìn)行適應(yīng)性判定，90 分以上（≥90 分）為適應(yīng)，75～89 分為較適宜，75 分以下（≤75 分）為不適宜。

2.5 高粱品種的適宜性評(píng)價(jià)與分析依托高粱品種生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)與布局項(xiàng)目，在黃淮海地區(qū)選取6 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，分別為河北滄州、石家莊，山東泰安，河南安陽(yáng)、鄭州，江蘇鹽城。并根據(jù)品種特性選擇6 個(gè)代表性品種，分別為龍雜20 號(hào)、遼糯11、冀釀3 號(hào)、遼雜10 號(hào)、錦雜109、赤雜106，其中龍雜20 號(hào)為極早熟品種，赤雜106 為早熟品種，遼糯11 和冀釀3號(hào)為中早熟品種，錦雜109 為中晚熟品種，遼雜10號(hào)為晚熟品種。根據(jù)上述確定的指標(biāo)體系對(duì)各試驗(yàn)點(diǎn)各品種分別進(jìn)行打分，將各指標(biāo)打分結(jié)果帶入公式，進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)價(jià)，結(jié)果如表4 所示。遼糯11 在6 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)得分均超過(guò)或達(dá)到90 分，冀釀3 號(hào)除鹽城點(diǎn)外，得分均大于90 分；其余品種在6 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)得分均未超過(guò)90 分，其中遼雜10 號(hào)在各試驗(yàn)得分均較低。總體上看，遼糯11、冀釀3 號(hào)平均得分超過(guò)90 分，適宜黃淮海地區(qū)種植，其他品種應(yīng)根據(jù)不同地點(diǎn)表現(xiàn)慎重選擇。

表4 不同地區(qū)高粱品種適宜性得分

3 討論

高粱抗旱性強(qiáng)，水分利用率高，相對(duì)于玉米、小麥等旱地作物單位產(chǎn)量的耗水量低[8-10]，在黃淮海地下水虧缺地區(qū)種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中具有重要作用。高粱品種在黃淮海地區(qū)的適應(yīng)性如何，是決定該地區(qū)高粱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。多年來(lái)，對(duì)于高粱生態(tài)適應(yīng)性的研究多局限在生物學(xué)適應(yīng)性方面[11-14]，而高粱生產(chǎn)者更加重視高粱的生產(chǎn)和市場(chǎng)適應(yīng)性。綜合評(píng)價(jià)高粱生物學(xué)、生產(chǎn)、市場(chǎng)3 方面適應(yīng)性，需要構(gòu)建科學(xué)合理的評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，層次分析法、德?tīng)柗品ㄊ菢?gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的有效方法[15-21]。此外優(yōu)序圖法在權(quán)重的確定過(guò)程中操作簡(jiǎn)便，易于理解，結(jié)果可靠，適合于多種領(lǐng)域，便于管理部門(mén)和實(shí)際使用者掌握和推廣[22]。

李桂英等[6]建立了一套科學(xué)合理的高粱品種生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，該體系涵蓋因素多，針對(duì)性稍差，因此，本文專(zhuān)門(mén)針對(duì)黃淮海地區(qū)的生產(chǎn)實(shí)際，通過(guò)廣泛生產(chǎn)調(diào)研，按照指標(biāo)重要性得分篩選出產(chǎn)量、品質(zhì)與經(jīng)濟(jì)性、綜合抗性、生育期、穗型、株高等6 個(gè)主要指標(biāo)；諸如單寧含量、籽粒糯性等指標(biāo)得分較低，歸為其他類(lèi)。按照層次分析法構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，從準(zhǔn)則層的權(quán)重情況看，市場(chǎng)適應(yīng)性權(quán)重最高，其次是生物學(xué)適應(yīng)性，生產(chǎn)適應(yīng)性的權(quán)重最低，表明市場(chǎng)表現(xiàn)是黃淮海地區(qū)高粱品種選擇的主要指標(biāo)。

黃淮海地區(qū)光熱資源充足，高粱都能正常成熟，因此在生物適應(yīng)性方面只考慮了綜合抗性指標(biāo)。在生產(chǎn)適應(yīng)性方面，黃淮海地區(qū)多為一年二熟，茬口對(duì)倒茬作物的生育期要求嚴(yán)格，從權(quán)重值上也可看出，生育期的權(quán)重最高，其次是株高，這與該地區(qū)機(jī)械化水平較高有關(guān)，株高較矮適宜機(jī)械化收獲。在市場(chǎng)上適應(yīng)性方面，產(chǎn)量和品質(zhì)是決定高粱收益的兩個(gè)主要因素，在選擇高粱品種過(guò)程中應(yīng)平衡產(chǎn)量和品質(zhì)關(guān)系，以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。

應(yīng)用本文的評(píng)價(jià)體系，初步篩選出適合黃淮海地區(qū)的高粱品種2 個(gè)（遼糯11、冀釀3 號(hào)），進(jìn)一步驗(yàn)證了該套指標(biāo)評(píng)價(jià)體系的可靠性。但作為一種宏觀決策判定方法，任何評(píng)價(jià)指標(biāo)體系都有其局限性。本文的主要調(diào)查對(duì)象為高粱科研人員，調(diào)查結(jié)果只反映了科研人員的判斷，下一步將選擇更多高粱產(chǎn)業(yè)上下游從業(yè)者參與指標(biāo)選擇及權(quán)重制定，提高評(píng)價(jià)體系的實(shí)用性。