适制优质条形绿茶的生态经济型品种评价模型构建及应用

陈敏仪，庭玉杰，方实明，章夏胜，许奥迪，朱俊彦，李叶云，刘升锐*，韦朝领*

适制优质条形绿茶的生态经济型品种评价模型构建及应用

陈敏仪1，庭玉杰1，方实明2，章夏胜2，许奥迪1，朱俊彦1，李叶云1，刘升锐1*，韦朝领1*

1. 茶树生物学与资源利用国家重点实验室/农业部茶树生物学与茶叶加工重点实验室/安徽省实验室，安徽农业大学，安徽 合肥 230036；2. 安徽皖垦茶业集团有限公司，安徽 宣城 242000

我国依据茶树品种农艺性状进行选育的国家级和省级良种已达300多个，但以综合价值为目标的生态经济型品种筛选尚未见报道。以条形绿茶为例，利用德尔菲法和层次分析法（AHP）对24个茶树品种进行综合评价，筛选出适制优质条形绿茶的生态经济型茶树品种。综合专家打分和对其提出的建议进行小组讨论，形成含6个一级指标和19个二级指标的综合评价体系，其中确定指标的两轮德尔菲法专家积极程度分别为82.5%和100%，专家权威程度分别为0.93和0.90，变异系数（）分别为0.19和0.16，肯德尔系数（）分别为0.296（＜0.05）和0.358（＜0.05）。一级指标权重分别为0.364、0.204、0.128、0.108、0.124、0.072；二级指标权重在0.101～0.805（均通过一致性检验），其中重要性赋值的德尔菲法专家（第三轮）积极程度为100%、专家权威程度为0.91、为0.36、为0.11（＜0.05）。模型综合评价结果表明，龙井长叶、舒茶早、菊花春分别以3.714、3.624、3.581得分位居前三名，是适制优质条形绿茶的生态经济型品种。

德尔菲法；层次分析法；条形绿茶；综合评价；生态经济型

茶树起源于中国，我国是世界上茶类最丰富的国家。根据加工工艺的不同，茶可分为绿茶、红茶、黄茶、黑茶、白茶和乌龙茶六大茶类，其中绿茶是我国产量最大、消费量最大、最有优势的茶类[1-2]。绿茶因富含茶多酚、咖啡碱、氨基酸和萜烯类香气等多种风味物质，并具有降血压、减肥及抗衰老等功效，深受人们喜爱。2020年，我国绿茶产量为179.56万t，占六大茶类总产量的62.38%[3]。条形绿茶是外形呈条索状的茶类，如黄山毛峰、信阳毛尖、古丈毛尖、湖北龙峰茶等[4-5]。我国经认定、审定、鉴定的国家级茶树良种有134个，其中适制绿茶的无性系品种有44个[6]。这些品种大多以发芽早、生长势强、产量高等农艺性状为育种目标，未见对其进行包括产量、品质、抗性、环境适应性、资源利用效率和价格等综合指标的生态经济型品种特性评价。生态经济型茶树品种除了具有很好的经济价值外，还能够调节生物因子和环境之间的关系、保护生物多样性、发挥茶园在涵养水源等方面的生态价值[7]。因此，为了我国茶产业高质量发展，对茶树品种进行综合评价并筛选出适合茶区种植的生态经济型品种非常迫切。

德尔菲法也称专家调查法，即通过给专家发送问卷但专家互不见面的形式获取专家对某一问题的看法，经几轮调整后，得到专家一致的群体意见。该方法最大的优点是专家间不见面，可消除权威的影响[8]。层次分析法是将一个复杂的问题分解为多个层次，进一步分解为多个指标、构建判断矩阵，最终得到各指标的权重，该方法具有系统性且简洁实用[9]。将德尔菲法和层次分析法联合运用，就是将主观评价与定量分析结合起来，同时邀请经验丰富的专家参与，得出的评价结果更加科学合理[10]。

本研究以条形绿茶为研究对象，联合运用德尔菲法和层次分析法，对其一级评价指标（感官审评、产量指标等）和相应的二级评价指标（外形、汤色等）进行确定，构建适制优质条形绿茶的生态经济型品种评价模型，并加以验证，为进一步建立适制其他不同茶类的生态经济型茶树品种评价模型提供重要参考。

1 材料与方法

1.1 材料

本研究选取24个茶树品种进行评价，分别为龙井长叶、鄂茶1号、劲峰、中茶102、浙农117、浙农139、皖茶91、菊花春、浙农113、茶农98、舒茶早、乌牛早、福鼎大白茶、龙井43、丹桂、山坡绿、凫早2号、碧香早、溪河早、鄂茶12号、苏玉黄、雨前大芽、苏茶120、槠叶齐。茶树均栽种于安徽皖垦茶业集团宣城麻姑山茶场的茶树种质资源圃（30.98°N，118.93°E）内，单行单株栽植，行距1.5 m，株距0.3 m，树龄8 a，并统一按当地正常生产茶园进行田间管理。在2021年3月春茶开采期，以一芽二叶初展为标准采摘鲜叶，按照摊放—杀青—理条—烘干的工序制作茶样，理条时未使用压力棒等任何外力，制成茶样为直条形、无分叉。

1.2 评价指标的遴选

依据适制优质条形绿茶生态经济型茶树品种评价的客观需求，并保证评价体系的可行性、科学性和合理性，本研究通过实地调查、查找文献资料、课题组反复讨论后，初步确定评价指标体系为1个目标层、5个一级指标和17个二级指标（表1），用于后续专家咨询。

1.3 咨询专家的遴选条件

根据研究内容，选择在茶行业内具有丰富经验，且来自生产、加工和市场销售的种植大户和企业家，以及行业协会/学会、茶产业管理部门、高校和研究所的专家。

专家遴选条件：①大专及以上学历；②具有5年以上茶叶相关领域工作经验；③自愿参加本次咨询。排除标准：①未在规定时间内完成问卷；②拒绝参与者。根据以上标准每轮选择33名专家。

1.4 德尔菲法

德尔菲法是先将待解决的问题、需咨询项目的研究背景和目的等通过邮件等方式单独发送给专家进行咨询，将收回的意见进行整理得出综合意见后再反馈给专家，并再次征询意见，经过几轮征询、整理和修改而最终达成一致意见。专家人数以15～50人为宜[11-12]。

表1 初始指标评价体系

本研究在2021年8月至9月，以“问卷星”（https://www.wjx.cn）的形式给专家发送问卷，并告知专家两周内完成问卷；回收问卷后及时整理汇总专家意见。根据专家意见和建议对指标进行讨论和修改后及时反馈给专家，并发送下一轮问卷，直至专家形成统一意见。

1.4.1 调查问卷内容

问卷内容包括研究背景介绍、专家基本信息调查表、专家权威程度评价表和评价体系调查表[13]。在研究背景中主要介绍本研究的来源、目的及期待得到的结果；专家基本信息调查表反映专家的年龄、工作年限及工作领域等基本信息；专家权威程度（Cr）评价表包括指标熟悉程度（Cs）和判断依据（Ca），其中熟悉程度按照非常熟悉（1.0）、熟悉（0.8）、一般（0.6）、不太熟悉（0.4）、不熟悉（0.2）划分和赋值，判断依据有理论知识、工作经验、文献资料、职业直觉4个方面（表2）；评价体系调查表要求专家先依据一级和二级指标的重要性进行各自赋分，然后分别在各级指标内按照重要程度进行两两比较赋分。

本研究按照Likert 5级评分表[14]的方法对指标的重要性进行赋值（表3），例如“1分”代表指标不符合评价标准，“5分”代表指标完全符合评价标准；按照1—9级标度法对指标的重要程度进行比较赋值（表4），例如“1分”代表两个指标同等重要。此外，问卷还设置了建议栏，供专家提出其他建议，以便完善评价模型。

1.4.2 指标筛选

依据指标重要性评分的分值大小和变异系数对指标进行筛选，如果某一指标的分值≤4且变异系数≥0.3，原则上将其排除，但是最终是否排除，需要课题组结合专家建议讨论确定。

表2 判断依据及影响程度量化表

表3 Likert 5级评分表

表4 1至9级标度表

1.5 层次分析法

经德尔菲法咨询结果确定评价模型指标及各指标重要性，建立判断矩阵，通过天津大学开发的AHP软件（https://pan.baidu.com/s/1leVpXjUsvyIuhtsZcuFoyg）计算权重。计算原理如下：

将各层指标转化成判断矩阵

由perron-frobenius定理可知矩阵有唯一非零特征根即最大特征根（max）对应特征向量（）：

max

采用和积算法计算特征向量，即将中的数据按列归一化得到：

将归一化的矩阵同行求和得到：

将相加后的向量除以，得到权重向量：

最大特征根为：

其中()表示向量的第个分量，根据以上公式可算出各指标的权重，并进行一致性检验，以确保判断矩阵具有逻辑性[15]。

一致性检验公式为：

其中为判断矩阵阶数，为一致性系数，为平均随机一致性指标，且可通过查表获得[8]，为检验系数。只有在一致性系数和检验系数均小于0.1时，一致性检验才能通过，根据判断矩阵得出的权重才能被接受；若一致性检验未通过，则说明判断矩阵逻辑存在错误，需要重新打分、重新构建判断矩阵[16]。

1.6 二级指标评分标准

本研究在参考NY/T 1312—2007、GB/T 23776—2018的基础上，分别对24个茶树品种的生物学性状、抗性、感官审评等指标进行实际观测和测定，再结合咨询专家意见和查阅文献确定19个二级指标，并按1—5分制定评分标准（表5），其中净光合速率（）使用美国PP SYSTEMS公司生产的CIRAS-3型便携光合作用测定仪测定[17]，于晴天的上午9:00—12:00，连续两天观测当年成熟叶片，每个品种重复3次取平均值；土壤pH采用纯水浸提pH计法测定[18]，每个品种重复3次取平均值；土壤容重用环刀法测量[19]；氮肥利用率计算参照宫亮等[20]方法进行。

表5 二级指标评价标准

1.7 统计学方法

采用SPSS软件和AHP软件对数据进行处理。专家积极程度以问卷有效回收率表示，当问卷有效回收率≥70%时，表示专家认为本研究具有研究价值。专家权威程度以熟悉程度和判断依据表示，即=（+）÷2，当＞0.7时，认为专家权威程度较高；＞0.8认为专家权威程度高。专家意见协调程度以变异系数（）和肯德尔和谐系数（）衡量：值越小，专家协调程度越高；值为0～1，值越大，专家协调程度越高。

2 结果与分析

2.1 专家背景

本研究共进行3轮咨询，每轮挑选33位专家，其中第一轮男性23人，女性10人，82%的专家有10年以上工作经验，88%的专家具有副高及以上职称；第二轮男性27人，女性6人，97%的专家有十年以上工作经验，85%的专家具有副高及以上职称；第三轮男性25人，女性8人，94%的专家有10年以上工作经验，91%的专家具有副高及以上职称。专家具体信息如表6所示。

2.2 专家积极系数

第一轮发出问卷40份，收回33份，专家积极系数为82.5%；第二轮和第三轮均发出问卷33份，收回33份，专家积极系数为100%。3轮问卷专家积极系数均大于70%，说明本研究的目的和意义得到专家的积极响应，具有开展研究的价值。

2.3 专家权威程度

第一轮专家对调查内容的熟悉程度为0.92、判断依据为0.95，权威程度为0.94；第二轮专家熟悉程度为0.86、判断依据为0.94，权威程度为0.90；第三轮专家熟悉程度为0.87、判断依据为0.94，权威程度为0.91。3轮问卷专家权威程度均大于0.8，说明专家权威度很高。

2.4 专家意见协调程度

为了确定评价模型指标，先后进行了两轮的德尔菲法问卷调查，结果表明，第一轮一级指标均值为0.15、二级指标均值为0.21，第二轮一级指标均值为0.13，二级指标均值为0.16。第二轮一二级指标均值相比于第一轮都有所下降，专家协调程度上升。第一轮为0.292（＜0.05），第二轮为0.358（＜0.05），上升，专家协调程度上升。为了进一步确定指标权重，再一次（第三轮）以德尔菲法问卷形式进行专家咨询，其均值为0.36、为0.11（＜0.05）。

表6 专家信息

2.5 指标修改及确定

第一轮问卷结果表明，二级指标中“毫密度”和“分枝角度”的平均分分别为3.36、3.15，均低于4，变异系数分别为0.38、0.42，均大于0.3，小组讨论后决定将这两个二级指标排除；有两位专家建议加入“发芽密度”和“百芽重”作为二级指标，且小组讨论后决定采纳；有专家认为干茶价格受市场价格变动及消费者选择影响较大，不宜出现在评价模型中，小组讨论后决定将其排除；还有专家提出，模型目前包含的指标不足以体现“生态经济型”中的“生态”，小组讨论决定添加一级指标“生态指标”和其下属的二级指标“净光合速率”“土壤pH”“土壤容重”“氮肥利用率”（表7）。

在第二轮问卷调查中，有专家认为二级指标中“百芽重”不具体，故将二级指标“百芽重”修改为“一芽二叶百芽重”（表7）。

2.6 适制条形绿茶的生态经济型品种评价结果

条形绿茶感官审评结果如表8所示。根据二级指标评价标准及权重（表5和表7），对24个茶树品种进行打分，并结合其各自权重，最终得出评价分数和排序，结果发现总分排在前十位的品种依次为龙井长叶、舒茶早、菊花春、龙井43、碧香早、皖茶91、浙农113、劲峰、苏茶120、中茶102，其中龙井长叶、舒茶早和菊花春排在前三位（表9）。

表7 最终评价体系

表8 条形绿茶感官审评结果

Table 8 Sensory evaluation results of strip-shaped green tea

表9 茶树品种综合评价得分及排序（排名前十）

Table 9 Comprehensiveevaluation score and ranking of tea cultivars(The top 10)

3 讨论

2015年，农业农村部针对化肥和农药过度使用导致环境污染、农残超标等情况提出“一控两减三基本”的目标，并争取在2020年实现化肥、农药使用零增长[21]。将这项政策应用在茶叶生产上，就是要求选用的茶树品种不仅产量高、品质优、经济效益好，而且还要适应性和抗性强、资源利用效率高和对茶区生态系统具有较好的保护功能。

本研究主要以构建生态经济型茶树品种评价模型为目的，并以皖南茶区优质条形绿茶为例，验证此评价模型在实际应用中的可行性。为此，先以德尔菲法确定了模型的评价指标体系，主要包括6个一级指标和19个二级指标，再以层次分析法对各个指标进行权重赋值，最后选取皖垦茶业集团麻姑山茶场种植的24个茶树品种对模型进行验证，结果证明构建的模型较为客观准确。

经过专家反复讨论后，确定衡量茶树生态贡献的指标包括净光合速率、土壤pH、土壤容重和氮肥利用率，其中“净光合速率”表示茶树在单位时间内通过光合作用积累有机物的能力[22]；常年使用化肥造成茶园土壤酸化，进而破坏茶园土壤生态，导致土壤有效性养分流失，最终影响茶叶产量和品质，因此“土壤pH”可反映茶园生态被破坏程度[23-25]；“土壤容重”综合反映了土壤结构，容重越小则土壤结构越疏松，利于养分活化和根系生长以及增加土壤含水量，此指标可反映茶园土壤保肥水能力[26-27]；“氮肥利用率”可用茶树根系吸收氮素的效率表示，茶树氮肥吸收率高可减少施肥量，达到节本高效的目的[28]。为此，本研究构建的评价体系是基于生态适应性、抗性、经济性状与生境互作关系建立的，有效体现了不同生态环境因子与品种产量、质量、抗性等性状的关联，并为解决茶产业发展过程中盲目引种、品种适栽区域不精准等问题提供重要参考。

本研究利用24个茶树品种对构建的评价模型进行验证，结果发现排名前三的是龙井长叶、舒茶早和菊花春。这3个茶树品种都具有高产、优质、抗性强等特点，如龙井长叶适制绿茶，抗寒性、抗旱性和适应性强，在浙江、江苏、安徽、四川、山东、陕西等地均有栽培，且产量较高；舒茶早适制绿茶，且具兰花香，该品种抗寒性、抗旱性和扦插繁殖能力强，产量高，安徽、河南、浙江、山东、福建、四川均有引种；菊花春在浙江、江苏、安徽等茶区均有栽培，抗寒能力较强，所制绿茶香气鲜浓、滋味鲜醇。因此，本研究的评价体系在筛选适制优质条形绿茶的生态型经济品种时，结果可靠。

用于评价体系指标确定的调查方法主要包括专家会议法和德尔菲法。专家会议法指通过召开专家会议、集体讨论，得出一致的意见。此方法能够广泛收集专家意见，准确性高、专业性强，但专家间容易相互影响，或碍于情面不愿意表达不同意见，或不愿修改原有意见。德尔菲法除具有专家会议法的优点外，最大的特点是匿名性，参加德尔菲法的专家之间不沟通，只通过调查组反馈意见，在完全匿名的情况下可消除权威的影响，经过反复征询、归纳、修改，最终得到趋于一致的看法。同时本研究根据德尔菲法规定的算法得到的权威系数和肯德尔协调系数都较高，因此专家的权威性和意见一致性同样较高，所以咨询结果客观和可靠[29]。此外，“问卷星”是线上调查问卷平台，现已被广泛使用于问卷调查，与传统的邮件相比，该平台不仅具有高效、便捷、易用的优点，还能够在线上完成数据统计和结果分析等工作。

层次分析法将研究的问题分成不同的层次，分析每一层权重，再确定综合权重。该方法将定性和定量方法有机结合，使复杂的问题简单化，具有简洁、实用等特点。通过德尔菲法确定评价指标体系各级指标并对其赋值，结合层次分析法构建判断矩阵，确定综合权重得到完整评价体系，再根据二级指标评价标准给各品种打分、排序。本研究在3轮德尔菲法中，问卷回收率、专家权威程度、专家协调程度均较为理想，说明本研究不仅具有研究价值，且得到多方专家的认同。同时，本研究确定的评价体系是针对安徽宣城地区的茶树品种建立的，对于皖南周边地区或生态条件相似的地区有较大的参考价值。

目前关于如何评价绿茶生态经济型品种尚未见报道。本研究在实地考察、走访茶农、查找文献、询问专家的基础上，联合运用德尔菲法和层次分析法构建可靠且权威的条形绿茶生态经济型茶树评价模型，为适制不同茶类的生态经济型茶树品种筛选提供较为客观的判断依据，具有重要的应用前景。

研究中所选的24个茶树品种主要是用来验证所构建模型的合理性，它们的二级指标各项数值仅反映其在本研究中当年的观察表现，并不代表其在其他茶区的多年实际呈现的结果。此外，本研究主要目的是基于茶树的生态适应性、抗性、经济性状及其对环境的影响，初步探讨建立生态经济型茶树品种综合评价模型，并以优质条形绿茶进行验证，该模型的可靠性和有关指标的选择及权重的确定还需要后续研究进一步检验和完善。

致谢：非常感谢参与咨询的所有专家，他们对本研究中评价指标的遴选和确定提供了无私的支持和帮助！感谢皖垦茶业集团有限公司的臧少坤和钦家乐；感谢安徽农业大学资源与环境学院的谷勋刚教授及其研究生冯英。

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Construction and Application of Optimal Eco-economical Cultivar Evaluation Model for Strip-shaped Green Tea

CHEN Minyi1, TING Yujie1, FANG Shiming2, ZHANG Xiasheng2, XU Aodi1, ZHU Junyan1, LI Yeyun1, LIU Shengrui1*, WEI Chaoling1*

1. State Key Laboratory of Tea Plant Biology and Utilization/Key Laboratory of Tea Biology and Processing of Ministry of Agriculture/Anhui Provincial Laboratory, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China; 2. Anhui WanKen Tea Industry Group Co., Ltd., Xuancheng 242000, China

More than 300 state- and provincial-level tea plant cultivars have been selected according to the agronomic traits in our country. However, few studies about the selection of eco-economical cultivars through comprehensive value method was reported. In this study, to screen optimal tea plant cultivars suitable for eco-economic strip-green tea, 24 tea cultivars were evaluated using Delphi and Analytic Hierarchy Process (AHP) methods. A comprehensive evaluation system containing 6 first-level indicators and 19 secondary indicators was formed based on the experts’ evaluated scoring and suggestions by a comprehensive discussion. Among them, the experts’ positivity degree of the first two rounds based on Delphi method were 82.5% and 100%, respectively. The degrees of experts’ authority were 0.93 and 0.90, respectively. The Coefficients of Variation were 0.19 and 0.16, respectively. While the Kendall’s W were 0.296 and 0.358, respectively (<0.05). The weights of the first-level indicators were 0.364, 0.204, 0.128, 0.108, 0.124 and 0.072, respectively. The weights of secondary indicators were between 0.101-0.805 (all parameters were passed the consistency test). Among them, the expert positivity, degree of expert authority, Coefficient of Variation and Kendall’s W of the final round were 100%, 0.91, 0.36 and 0.11 (<0.05), respectively. In summary, ‘Longjing Changye’, ‘Shuchazao’ and ‘Juhuachun’ ranked the top three, with scores of 3.714, 3.624 and 3.581, respectively.

Delphi method, AHP, strip-shaped green tea, comprehensive evaluation, ecological economy type

S571.1

A

1000-369X(2022)04-588-13

2022-01-07

2022-05-10

“十三五”国家重点研发项目（2019YFD1001601）、安徽省科技重大专项（202003a06020021）、安徽高校协同创新项目（GXXT-2020-080）

陈敏仪，女，硕士研究生，主要从事茶树遗传育种研究。*通信作者：liushengrui@ahau.edu.cn；weichl@ahau.edu.cn