DTOPSIS法在综合评价烤烟品种上的应用

周 勇，周冀衡，邓小华，赵文涛

（1.湖南农业大学烟草研究院，长沙 410128；2.湖南农业大学农学院，长沙 410128；3.湖南农业大学生物科学与技术学院，长沙 410128）

烟叶是发展中式卷烟的基础[1]。品种是决定烟叶品质的最主要因素之一[2]。目前，有关烤烟品种的评价，多仅从品种本身的农艺性状、经济性状和某方面的质量特征进行[2-7]，较少考虑到卷烟品牌的需要，因而缺乏针对性。对烤烟品种的评价，应该考虑卷烟品牌对原料品质的要求，应综合烟叶的内在化学成分协调性、加工性和经济性等，对烤烟品种进行综合评价，特别是在品牌导向型的基地单元建设时更宜如此。Dynamic Topsis（DTOPSIS）法[8]借助于多目标决策的理想解和负理想解去排序，把每一个性状指标都量化为可比较的规范化标准，且对每一指标都找出其理想解和负理想解，能详细的比较各指标间的差异，为决策者提供量化标准，客观全面地反映真实情况，比仅仅用单一指标进行分析更为合理，因此该法有着广泛的应用前景。DTOPSIS法已经在烟草品质评价和其他作物上有了广泛的应用[9-12]，但在烤烟品种综合评价上的应用报道较少。笔者尝试应用 DTOPSIS法，以浙江中烟有限责任公司“利群”品牌需求为导向，以品种的经济性状及烟叶的理化性质来综合评价烤烟品种，对丰富烤烟品种评价体系以及更好地进行基地单元品种选择提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

以2011年在宁乡烟区种植的10个品种的经济性状与烟叶理化性质数据为材料进行综合分析。参试品种为 K326、NC55、NC297、NC89、NX232、Y892、湘烟 3号、云烟 87、云烟 97、中烟 100。试验小区排列为随机区组，重复3次，每小区种植85株，株行距以及大田管理按当地优质烟叶生产措施进行，成熟采摘后按“三段式烘烤工艺”进行烘烤，按烤烟 42级标准分级，计算各品种的产值，中上等烟比例。取各品种的C3F烟叶，按文献[13]方法测定烟叶物理性状。按照YC/T159—2002、YC/T160—2002测定烟叶样品的水溶性总糖和还原糖、烟碱；凯氏定氮法测定总氮，离子色谱法测定氯，火焰光度法测定钾[14]。

1.2 DTOPSIS法评价步骤

（1）设有m个品种，n个性状，建立矩阵A。

（2）对A进行无量纲化处理，使其成为可相互比较的规范化矩阵Z。

yi*为指标最优值，其中：yjmin= mini(yij)，yjmax=maxi(yij)，（i = 1，2，3，…，m，j=1，2，3，…n）。

（3）建立加权的规范化决策矩阵R，其中元素Rij= WjZij，Wj为第j个性状的权重，(i = 1，2，3，…m，j =1，2，3，…，n)。

（4）品种性状的“理想解”和“负理想解”：

（5）利用欧基里德范数作为距离的测度，得到各品种与“理想解”和“负理想解”的距离分别为：

（6）求各品种对理想解的相对接近程度：

按照Ci大小排序，最大者即为最优良品种。

1.3 评价指标的选择及权重的确定

根据浙江中烟有限责任公司“利群”品牌对宁乡基地单元烟叶原料的需求，选择烟碱、两糖差、糖碱比、氮碱比、钾氯比等化学成分指标；含梗率、平衡含水率、密度等物理特性；中上等烟比例、产值等经济性状等10个指标进行品种综合评价。

参照以往的研究结论[14-22]，将评价指标分为 3类：

（1）正向型指标：产值、中上等烟比例、钾氯比、平衡含水率；

（2）负向型指标：两糖差、含梗率；

（3）固定型指标：烟碱、糖碱比、氮碱比、密度，考虑宁乡烟区烟叶生产实际情况和“利群”品牌对原料的要求，最优值分别为2.5%，10，0.8，1.1 g/cm3。

采用层次分析法[21]计算烟碱、两糖差、糖碱比、氮碱比、钾氯比、含梗率、平衡含水率、密度、中上等烟比例、产值及所占权重。

2 结 果

2.1 评价矩阵和无量纲矩阵

将10个参试品种的评价指标的3次重复取平均值后得评价矩阵A（表1）。根据式（1），得无量纲矩阵Z（表2）。

2.2 规范化决策矩阵和综合评价结果

利用层次分析法得各评价指标所占权重，得矩阵 W(0.109，0.068，0.078，0.051，0.094，0.083，0.049，0.068，0.183，0.217），与无量纲矩阵 Z加权计算后得规范化决策矩阵R，并根据式（2）—（6）得综合评价结果（表3）。

表1 各烤烟品种综合评价指标Table 1 Evaluation indices of each flue-cured tobacco variety

表2 无量纲化矩阵Table 2 Data standardization

表3 DTOPSIS决策矩阵R及计算结果Table 3 DTOPSIS decision matrix and its calculation results

从Ci值排序来看，中烟100的Ci值最大，说明该品种烟叶综合评价较高，符合“利群”品牌工业需求和烟农利益，在宁乡“利群”品牌基地单元中应推广种植，并研究配套栽培措施；NC89得分最低，说明该品种综合评价较低，应改进栽培措施或不在基地推广。除中烟100外，K326、NX232、云烟97、湘烟3号、以及Y892综合评价也较好。

3 讨 论

烤烟品种性状是具有复杂组成的综合性状，对烤烟品种的评价涉及到对多个性状指标的综合评价。以往的品种试验对烤烟品种的评价或局限于对单个主要性状的方差分析比较，对品种的综合评价较主观，缺少量化的综合评价[2-7]，或虽然选择多个指标进行综合分析，但仅从烤烟品种自身的特点出发，没有考虑卷烟品牌对原料的要求[24]，难以实现烟叶生产从“种什么买什么”向“要什么种什么”转变，这在品牌导向型基地的品种选择中缺乏针对性和指导意义。采用 DTOPSIS法，综合考虑基地单元和卷烟品牌对烟草品种的需求，能弥补方差分析法功能不足、目的不明确的缺陷，提高品种综合评价的客观性和准确性。与灰色关联度分析相比，DTOPSIS法评价结果差异更明显，能更好地评价品种的优劣[25]。

DTOPSIS法综合评价烤烟品种的排序与指标的选择及其权重存在紧密联系，从宁乡烟区“利群”品牌基地建设对品种的需求来看，笔者选用的指标和权重是适宜的。但由于不同卷烟品牌对原料品质要求有差别，同时，各基地单元烟叶在卷烟叶组配方中的定位和作用不同，所需要选择的性状指标和最优值也不同。因此，在对其他基地单元品种综合评价时，需要根据其对应卷烟品牌对烟叶品质的需求，调整各性状指标及其最优值和权重，使DTOPSIS法综合评价排序更理想，且更接近实际。

4 小 结

DTOPSIS法使品种综合性状这一模糊指标量化为该品种性状与理想解的相对接近度，将无统一度量且对目标指标作用不同的性状转化为可以统一度量的决策矩阵和综合排序，其原理简单易懂，且计算简便，容易利用计算机程序实现决策支持系统，使决策过程科学化，简单化，是一种实用的方法。

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