花椰菜病害數(shù)值診斷法的研究

劉莉莉，姚星偉，文正華，單曉政

（天津科潤(rùn)蔬菜研究所，300384）

花椰菜病害數(shù)值診斷法的研究

劉莉莉，姚星偉，文正華，單曉政

（天津科潤(rùn)蔬菜研究所，300384）

對(duì)花椰菜常見(jiàn)病害進(jìn)行總結(jié)、歸類，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)原理和灰色系統(tǒng)理論，將病害癥狀信息量化為診斷指數(shù)，然后在診斷中用模糊識(shí)別法進(jìn)行比較鑒別，經(jīng)簡(jiǎn)單加減運(yùn)算求和，以和值最大者為診斷結(jié)論。經(jīng)回顧性驗(yàn)證、考核性驗(yàn)證以及雙盲試驗(yàn)，證明此方法簡(jiǎn)單易行，且準(zhǔn)確率高達(dá)99%，便于推廣和應(yīng)用。

花椰菜；病害；數(shù)值診斷

花椰菜病害數(shù)值診斷法是在收集大量相關(guān)花椰菜病害書(shū)籍、專著的基礎(chǔ)上，根據(jù)每種病害在生產(chǎn)中的重要性，再按照病害的不同性質(zhì)進(jìn)行分類排序，并對(duì)各種病害的癥狀、病原、發(fā)生條件以及防治方法進(jìn)行整理總結(jié)，最后運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)原理和灰色系統(tǒng)理論，將病害癥狀信息用隸屬度或灰度量化為診斷指數(shù)，在診斷中用模糊識(shí)別法進(jìn)行比較鑒別，經(jīng)簡(jiǎn)單加減運(yùn)算求和，以和值最大者為診斷結(jié)論。此法具有內(nèi)容詳盡、通俗易懂、方法簡(jiǎn)便快速等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)回顧性驗(yàn)證、考核性驗(yàn)證及雙盲試驗(yàn)等多種方式檢驗(yàn)，診斷準(zhǔn)確率可達(dá)90%以上，適用于廣大菜農(nóng)、基層農(nóng)業(yè)人員和農(nóng)業(yè)大專院校的學(xué)生以及其他園藝技術(shù)人員。數(shù)值診斷法是蔬菜病理診斷學(xué)與模糊數(shù)學(xué)、灰色系統(tǒng)理論、信息論相結(jié)合的一種全新的蔬菜病害診斷方法，有利于推進(jìn)植物病害診斷的現(xiàn)代化。

1 試驗(yàn)過(guò)程與方法

1.1 研制過(guò)程

①確定花椰菜病害的數(shù)目及名稱 由于花椰菜病害數(shù)目很大，而且種類繁多，從查閱的資料中收集所有的侵染性病害，按病害出現(xiàn)頻率的高低進(jìn)行排序并分別編號(hào)。最終確定了細(xì)菌、真菌、病毒三大類中的20種花椰菜的病害作為研究重點(diǎn)。

②建立病害的 “綜合卡” 將每種病害所涉及的名稱、俗稱、病原的名稱和拉丁文學(xué)名、病害的主要癥狀，以及該病的發(fā)生規(guī)律和防治方法等全部列出，再依次進(jìn)行補(bǔ)充，將20種病害全部列出。

③建立癥狀水平項(xiàng)目表 將20種病害的癥狀逐條列出，包括病害的初期癥狀、中期癥狀和偶發(fā)癥狀。

④建立癥狀水平頻數(shù)表 在癥狀水平項(xiàng)目表的基礎(chǔ)上，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，按每個(gè)病害每個(gè)癥狀在診斷中的定義不同進(jìn)行綜合評(píng)定，即癥狀在相應(yīng)花椰菜上為害的重要程度和該病的普遍性，算出20種病害每條癥狀的頻數(shù)，并依次給每條癥狀標(biāo)出相應(yīng)頻數(shù)分值，并建立癥狀水平頻數(shù)表。

⑤建立分?jǐn)?shù)“矩陣表” 利用坐標(biāo)紙，依據(jù)前述1，2項(xiàng)，將20種花椰菜病害的各項(xiàng)癥狀的頻數(shù)制成分?jǐn)?shù)矩陣表。

依據(jù)前述1項(xiàng)和2項(xiàng)中列出的病害序號(hào)和完成的病害的“綜合卡”，在坐標(biāo)紙最左端按順序列出病名、序號(hào)及每個(gè)病的癥狀，按幼苗期、成株期等幾個(gè)時(shí)期，每一時(shí)期再按葉、莖、根、花球等順序?qū)⑾鄳?yīng)病害逐條列出，力求將病害全部列出，沒(méi)有遺漏。

在每個(gè)病害的每條癥狀和相應(yīng)病名的交叉處，按該條癥狀是否在每本書(shū)中出現(xiàn)，如出現(xiàn)，即劃勾，將20種病害的每條癥狀全部劃完，最后運(yùn)用“主觀貝葉斯評(píng)分法”，在每條癥狀后，依據(jù)4項(xiàng)中水平頻數(shù)表和專家教授在實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)，標(biāo)出分值，從而建立分?jǐn)?shù)矩陣表。

⑥建立病組 有些病害在某個(gè)發(fā)病階段會(huì)出現(xiàn)相似的癥狀，在判斷中容易混淆，遇到這類問(wèn)題便選擇具有相似癥狀的病害放在一個(gè)組內(nèi)進(jìn)行鑒別、比較、診斷，并以此項(xiàng)相似癥狀作為病組名稱，即建立病組比較診斷卡。

⑦建立病組病害數(shù)值診斷卡 a.制作數(shù)值診斷卡。數(shù)值診斷卡和前述第5項(xiàng)中所作分?jǐn)?shù)矩陣表相似，表左端為癥狀欄，表上端為病名序號(hào)和病害名稱，表末有總計(jì)量值欄。b.病名排序。將每個(gè)病組中的病害按病名序號(hào)從左至右，由小至大依次排列，填入診斷卡上端的序號(hào)和相應(yīng)的病名欄。c.鑒別癥狀的選擇。依據(jù)病組內(nèi)病名排列順序，先將序號(hào)最小的病害的癥狀從分?jǐn)?shù)矩陣表中全部找出，然后逐條填入數(shù)值診斷卡左端的癥狀欄內(nèi)，并在每條癥狀與病名交叉處填入分值，此病害填完后再依次填第二個(gè)病害的癥狀，依次類推，直至將所有病害的癥狀和分值全部填完為止。d.計(jì)算總計(jì)量值。將病組中每個(gè)病害的全部癥狀的分值相加，其和值即為總計(jì)量值，填入診斷卡最后的總計(jì)量值欄內(nèi)。e.有關(guān)“防治方法”的說(shuō)明。防治方法均按病名序號(hào)依序?qū)懺诜乐纹?jié)中，待利用病害數(shù)值診斷卡診斷出病害名稱后，即可按照病名序號(hào)到防治篇節(jié)中去查找防治方法，而后應(yīng)用到生產(chǎn)中。

1.2 試驗(yàn)方法

使用本數(shù)值診斷卡對(duì)花椰菜病害進(jìn)行診斷的具體方法可以概括為：以癥找組，以卡診病，以病求治。

①以癥找組 依照花椰菜病害表現(xiàn)的癥狀，到第一節(jié)中查找病組。選準(zhǔn)病組是正確進(jìn)行花椰菜病害診斷的第一步。選病組的5條原則是：a.主要癥狀與次要癥狀，以主要癥狀選擇病組；b.多數(shù)病株的癥狀與少數(shù)病株的癥狀，以多數(shù)病株的癥狀選擇病組；c.發(fā)病早期癥狀與中、晚期癥狀，以中、晚期癥狀選擇病組；d.固有癥狀與偶發(fā)癥狀，以固有癥狀選擇病組；e.特殊癥狀與一般癥狀，以特殊癥狀選擇病組。

②以卡診病 a.找準(zhǔn)病組后，到第三節(jié)中找到該組數(shù)值診斷卡。b.首先對(duì)病組第一病癥進(jìn)行診斷，即對(duì)診斷卡左端第一、第二… 癥狀進(jìn)行檢查，直至將該病的全部癥狀檢查完。病株有哪項(xiàng)癥狀就在哪項(xiàng)癥狀上做一標(biāo)記，沒(méi)有的癥狀就略過(guò)，最后將所有標(biāo)記的癥狀分值相加求和，記錄下這個(gè)和值，并用此和值減去總計(jì)量值，記錄結(jié)果。c.第一號(hào)病害診斷完后，再按上述方法依次對(duì)病組中的第二、第三號(hào)病害分別進(jìn)行診斷，并分別記錄和值及差值。d.比較各個(gè)病害和值、差值大小，以差值大的病名作為暫時(shí)診斷的病名。e.多進(jìn)病組減少誤診。如果有2個(gè)病害初次診斷計(jì)量值相近，可以在病株上再選其他1，2個(gè)或多個(gè)癥狀分別進(jìn)入其他病組，各病組仍按上述方法進(jìn)行診斷。如果進(jìn)入3個(gè)病組后，有2個(gè)病組診斷結(jié)果相同，即可把這個(gè)相同的病名作為診斷病害名稱。f.多次診斷減少誤診。經(jīng)初次診斷后，間隔一段時(shí)間再次診斷.g.查找防治方法。根據(jù)診斷的病名，依其序號(hào)在防治節(jié)中查找防治方法。

③以病求治 用此診斷卡診斷花椰菜病害除上述方法外，如果讀者擁有花椰菜病害知識(shí)，看到病株癥狀后，即可確定發(fā)生的是哪種病，那么可以按照自己認(rèn)為的病害名到第二節(jié)“花椰菜常見(jiàn)病名稱、序號(hào)及所在病組”中找到相應(yīng)的病名，再根據(jù)該病所在病組序號(hào)，到其所在病組進(jìn)行核對(duì)檢查癥狀，計(jì)算分值，具體方法同上。

有2種情況，應(yīng)按下述方法處理：a.在一個(gè)病組中若有兩個(gè)病最后所得差值相等時(shí)，則需再選擇其他癥狀進(jìn)入其他病組進(jìn)行診斷。b.若對(duì)初步診斷的結(jié)果有疑問(wèn)，可以再另找一個(gè)主要癥狀進(jìn)入另外一個(gè)病組，若結(jié)論相同疑問(wèn)應(yīng)消除；若兩組結(jié)論不同，應(yīng)再選第三個(gè)主要癥狀進(jìn)入相應(yīng)病組，作進(jìn)一步驗(yàn)證。通常只要癥狀選擇準(zhǔn)確，一次就可得出正確的診斷結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 回顧性驗(yàn)證

用原始的主要參考資料上記載的病例對(duì)數(shù)值診斷卡的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證，即根據(jù)資料上記載的某種病害的部分癥狀，利用數(shù)值診斷卡進(jìn)行診斷，以驗(yàn)證此診斷卡的可用性。

從表1可見(jiàn)回顧性驗(yàn)證共計(jì)120例，有115例與原結(jié)論符合，符合率為95.83%。

2.2 考核性驗(yàn)證

用未在編制診斷卡中使用過(guò)的資料上刊載的病例來(lái)驗(yàn)證。

從表1可見(jiàn)，考核性驗(yàn)證共計(jì)56例，有53例與結(jié)論符合，符合率為94.64%。

2.3 雙盲測(cè)驗(yàn)

請(qǐng)兩種人作此測(cè)驗(yàn)，一種是不懂花卉病理學(xué)知識(shí)的學(xué)生利用此診斷卡診病，另一種是有多年經(jīng)驗(yàn)的病害專家憑經(jīng)驗(yàn)診病。

從表2可以看出，應(yīng)用診斷卡診病符合率為95.65%，專家憑經(jīng)驗(yàn)診病符合率為71.25%。

表1 回顧性和考核性驗(yàn)證結(jié)果

表2 雙盲測(cè)驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

①花椰菜常見(jiàn)病害數(shù)值診斷卡的診斷方法簡(jiǎn)便易學(xué)，凡具有初中文化程度會(huì)做加減法的人，用幾天的時(shí)間就可以掌握，并用于花椰菜病害診斷，從而減少不必要的損失。

②數(shù)值診斷卡的準(zhǔn)確率高，可以準(zhǔn)確地用于指導(dǎo)花椰菜生產(chǎn)，防治病害，且不需任何特殊儀器。所以“花椰菜常見(jiàn)病害數(shù)值診斷卡”便于推廣使用，有利于提高花椰菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。

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Research on Quantitative Diagnostics of Cauliflower Disease

LIU Lili,YAO Xingwei,WEN Zhenghua,SHAN Xiaozheng
(Tianjin Kerun Vegetable Research Institute,Tianjin 300384)

The common diseases were summarized and sort out,through using fuzzy mathematics principle and gray system theory,making the amount of information into diagnosis index.The diagnosis indexes were then compared and indentified through fuzzy recognition and summed through simple addition and subtraction.The maximal sum was considered as the diagnosis result.After retrospective validation,exam validation and double-blind trial,the results showed that this method could provide detailed information with high accuracy simply and quickly,and would be applied widely for extension and application,and the accuracy rate of 99%.

Cauliflower;Disease;Quantitative Diagnostics

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.06.023

劉莉莉（1978-），女，助理研究員，研究方向?yàn)榛ㄒ恕⑶嗷ú擞N，13821651976

2011-01-07