淺談數(shù)學建模在茶葉施肥中的應用分析

丁艷風，趙燕

（1.鄭州升達經(jīng)貿(mào)管理學院基礎部，河南鄭州451191；2.新鄉(xiāng)醫(yī)學院，河南新鄉(xiāng)453000）

淺談數(shù)學建模在茶葉施肥中的應用分析

丁艷風，趙燕

（1.鄭州升達經(jīng)貿(mào)管理學院基礎部，河南鄭州451191；2.新鄉(xiāng)醫(yī)學院，河南新鄉(xiāng)453000）

施肥是影響茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的一個重要的因素。合理的進行施肥，不但可以改善園區(qū)的土壤質(zhì)地，還能提高茶葉的經(jīng)濟效益。為對茶葉進行合理的施肥，需要考慮種種來自環(huán)境的因素。本文通過闡述數(shù)學建模和茶葉施肥的關系，以茶葉施肥的問題為依據(jù)，結合了數(shù)學建模在茶葉施肥上的優(yōu)勢，重點分析數(shù)學建模在對茶葉產(chǎn)量與質(zhì)量的影響?？疾炝朔柿瞎芾?、改良土質(zhì)、高效種植的影響因素，預測了數(shù)學建模在茶葉施肥中面向信息化、趨于合理化、集合區(qū)域化的發(fā)展趨勢，這為研究茶葉施肥管理的有效性，提供有價值的理論和基礎。

數(shù)學建模；茶樹施肥；質(zhì)量影響；應用分析

茶葉是中國人日常生活中不可缺少的飲品，滿足了營養(yǎng)價值高和保健功能好的飲品需求。面對日益擴展的茶葉市場，茶葉產(chǎn)量的不斷提高，

人們對于茶葉的品質(zhì)的要求也隨之提高。據(jù)報道，近年來我國的茶葉品質(zhì)正不斷的在下滑，主要是因為現(xiàn)代自然環(huán)境的不斷惡化和氣候的改變，給中國的茶葉進軍國際市場帶來了阻礙。因此，提高茶葉的品質(zhì)和質(zhì)量是目前茶葉界研究者所面臨的最大挑戰(zhàn)和迫切任務。數(shù)學建模是為解決數(shù)據(jù)分析、經(jīng)濟模型建立的有效手段，在對于茶葉種植過程中施肥的管理提供了重要的技術支撐。利用數(shù)學建模在茶葉施肥的應用中進行有效的管理和分析，為改善我國茶葉品質(zhì)所處的窘境開辟了可持續(xù)發(fā)展的道路。

1　數(shù)學建模與茶葉施肥的關系概述

數(shù)學建模與茶葉施肥有著密切的關系，主要是因為現(xiàn)在社會中茶葉種植遇到茶葉市場需求的問題。數(shù)學建模以其獨特的分析數(shù)據(jù)和建立模型的優(yōu)勢，可以與茶葉施肥的各類數(shù)據(jù)處理相結合，很好的解決茶葉施肥的問題。

1.1茶葉施肥的現(xiàn)狀和問題

1.1.1茶葉施肥的現(xiàn)狀

施肥是提高茶葉產(chǎn)品的一項重要的技術，也標志著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的新的發(fā)展階段。為了擺脫以前茶葉生長緩慢困境，提高茶葉的出葉率和增加茶葉的營養(yǎng)價值，茶園經(jīng)營者往往會向土壤中施加含氮、磷、鉀等的肥料。而隨著市場經(jīng)濟的變化，人們對于茶葉的品質(zhì)要求變得越來越高，有機肥成為了現(xiàn)代茶葉種植的主導肥料，主要是由于有機肥中含有普通化肥所沒有的“療效”，促進了茶葉種植的可持續(xù)發(fā)展?，F(xiàn)代茶葉種植在施肥過程和措施上都有了很大的改觀。

1.1.2茶葉施肥的問題

由于茶園主為了加大茶葉的產(chǎn)出率，大量的施加化肥，導致了部分地區(qū)的土壤出現(xiàn)干涸、肥力過剩的現(xiàn)象，嚴重的破壞了當?shù)氐耐寥劳临|(zhì)，不利于可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求。與此同時，由于地區(qū)和地域的差別，種植茶葉的園區(qū)的土壤都具有差異性。例如：長江以南的土壤含鎂比較多而且多數(shù)呈現(xiàn)酸性，在種植比較利于茶葉種植；而長江以北的土壤含鎂較少多數(shù)呈現(xiàn)堿性，不利于茶葉的種植。了解各個地方的土壤情況，進行肥料的合理施加，將有利于茶葉的高效化生產(chǎn)，節(jié)約成本增加茶葉種植經(jīng)濟效益。

1.2數(shù)學建模的發(fā)展

1.2.1數(shù)學建模比傳統(tǒng)分析方法的優(yōu)勢

數(shù)學建模是從數(shù)學學科發(fā)展而來，是一種有效的分析方法。通過數(shù)學符合和公式，表達實際生活的復雜情況，并提供有效的解決方法，是日常生活中深受人們喜愛的技術方法。而傳統(tǒng)的數(shù)學統(tǒng)計分析方法只能夠進行簡單問題的分析，對于大數(shù)據(jù)或者比較復雜的情況，則會出現(xiàn)費時、準確度低等情況。所以，運用數(shù)學建模的思想，實質(zhì)有效的應用到實際問題中去，是解決當前復雜數(shù)據(jù)問題的戰(zhàn)略手段。

1.2.2數(shù)學建模在茶葉施肥需求上的優(yōu)勢

茶葉施肥是一個復雜的過程，無論是肥料數(shù)量和各種成分含量的多少，還是肥料施加的時間、方法，或多或少對茶葉的生長帶來不可忽視的影響。面對使用傳統(tǒng)分析技術無法有效解決的難題，數(shù)學建模則能夠在這方面充分地發(fā)揮出實質(zhì)性的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)：一方面，數(shù)學建模能夠準確估算肥料種類和用量對茶葉的影響；另一方面，可以結合其他化學分析方法統(tǒng)計土壤情況，并實施合理的肥料添加規(guī)劃，滿足了現(xiàn)代茶葉種植產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。

2　數(shù)學建模在茶葉施肥中的應用情況

對于茶葉種植的環(huán)境，數(shù)學建模都表現(xiàn)出其他分析方法所不具備的時效性。由于具有這樣的優(yōu)點，導致在現(xiàn)代茶葉種植中，數(shù)學建模的施肥處理方法被應用得越來越廣，成為了解決問題的好方法。

2.1數(shù)學建模對茶葉質(zhì)量的影響

2.1.1數(shù)學建模對茶葉產(chǎn)量的影響

不同種類和不同數(shù)量的肥料往往決定了茶葉種植的效益情況。例如：含氮比較少的土壤園區(qū)施加尿素比施加硫酸銨更加好，主要是尿素中含有量更多氮元素。研究表明，只要肥料中各種元素的含量處于合理的范圍，能夠促進茶葉產(chǎn)量的增加的。利用數(shù)學建模的方法分析從茶葉園區(qū)中收集回來的土壤，整理土壤成分含量和茶葉周邊氣候環(huán)境的數(shù)據(jù)，建立適茶葉園區(qū)的數(shù)據(jù)模型，能夠指導員工施加不同種類的肥料，提高肥料的使用效率，增加茶葉的產(chǎn)量。

2.1.2數(shù)學建模對茶葉品質(zhì)的影響

肥料的種類和用量這兩種因素的交互作用，能夠促進茶葉中營養(yǎng)價值的提高。例如：氮肥的合理施加，可以使得茶葉中的多酚、氨基酸等含量有明顯的提升。當?shù)侍砑舆^量的時候，會導致茶葉中部分營養(yǎng)成分的下降。所以，研究者們利用數(shù)學建模的方法，對各種化肥進行逐一的分析，考慮了種類和用量對茶葉品質(zhì)影響的程度，建立出適合茶葉園區(qū)肥料施加的方案，給園區(qū)的茶葉品質(zhì)的提升，注入了強大的技術支持，也是提高我國茶葉品質(zhì)的一項重要的技術。

2.2數(shù)學建模對肥料管理的應用

2.2.1增加茶樹的適應性

數(shù)學建模應用到肥料的管理過程中，也注定了肥料與茶樹之間的“供給”效果變得越來越明顯，解決了如今茶葉不適應現(xiàn)代惡劣環(huán)境的問題，給茶樹的生長帶來保障。據(jù)報道，為了使得茶樹更快的吸收肥料，一般會采取葉面噴施的方法，利用茶樹內(nèi)部的生長發(fā)育，提高茶葉的成熟速度，增加茶葉的產(chǎn)率。但是單純的大量施肥則會出現(xiàn)“燒苗”的現(xiàn)象，數(shù)學建模的方法增加了茶樹與肥料之間的協(xié)調(diào)性，合理的加大茶樹的生長經(jīng)濟效益，給茶葉的種植提供了更具有親和力的施肥方法。

2.2.2改善土壤的品質(zhì)

數(shù)學建模在施肥中的應用還能改善土壤的品質(zhì)。由于目前我國的茶葉土壤中的含磷量比較缺乏，導致了茶葉對磷的利用率不達標。調(diào)查的結果顯示，茶葉對于磷肥里的利用率不到20％，也就是說向茶樹中施加的磷肥大部分都進入到了環(huán)境中。在我國南方，因為降雨量多，持續(xù)時間長使得肥料的有效利用率變得更加低。數(shù)學建模能夠在這方面針對不同地區(qū)的土質(zhì)進行數(shù)據(jù)修正，合理的制定施肥計劃，增加土壤的肥力，從而改善土壤的品質(zhì)。

2.2.3縮短合理施肥的成本

茶葉的種植更重要的取決于經(jīng)濟效益的大小。數(shù)據(jù)建模在茶葉施肥中的應用，能夠以最小量的肥料收獲最大量的茶葉效益，很好的降低了茶葉種植過程對于肥料的投入成本，是活躍茶葉市場，增加經(jīng)濟收益的有效措施。

3　數(shù)學建模在茶葉施肥應用中的發(fā)展趨勢

雖然數(shù)學建模廣泛應用在茶葉施肥中，但是為了能夠使這項技術更好的應用于各大茶葉園區(qū)，還需要進行相應的技術修改，給茶葉市場的發(fā)展提供真實有效的技術支持。

3.1面向信息化，大數(shù)據(jù)處理的發(fā)展

隨著信息化時代的發(fā)展，促進了計算機技術的高速發(fā)展，提升數(shù)據(jù)的處理能力，無論是在數(shù)據(jù)量，還是數(shù)據(jù)的傳輸速度、處理速度可視化方面，都表現(xiàn)出了前所未有的發(fā)展動態(tài)。數(shù)學建模的數(shù)據(jù)處理方式應該結合計算機的高速運算，將茶葉園區(qū)中關于茶葉的因素、環(huán)境因素、肥料因素等都進行統(tǒng)一的處理，實現(xiàn)各種內(nèi)在和外在因素的融合和交互，使得數(shù)學模型的預測效果更加準確，為實現(xiàn)數(shù)學建模全面服務于施肥應用，提供數(shù)據(jù)結果有效的保證。

3.2趨于合理化，可持續(xù)發(fā)展

數(shù)學建模依然存在著預測結果的偏差問題，主要是由于茶葉施肥的影響因素非常復雜，沒有統(tǒng)一的處理方式。因此，需要對各個園區(qū)中的數(shù)據(jù)進行合理的處理，針對單一和特別的影響因素進行規(guī)整，為以后處理數(shù)據(jù)提供經(jīng)驗手段，促進茶葉種植的施肥技術發(fā)展。在今后進行茶葉施肥過程中，應該準確合理的收集相關的數(shù)據(jù)，進行數(shù)學模型參數(shù)的確定，為建立合理、準確的數(shù)學模型提供基礎保障，實現(xiàn)茶葉施肥合理化的可持續(xù)發(fā)展。

3.3集合區(qū)域化，資源共享的發(fā)展

計算機技術的發(fā)展除了進行快速的運行速度和處理速度外，還具有另外一項重要技術，即存儲技術。通過數(shù)據(jù)庫、云盤等能夠加載數(shù)據(jù)的空間，能夠存儲各式各樣的數(shù)據(jù)。數(shù)學建模的發(fā)展建立在合理的數(shù)據(jù)參數(shù)上，只有收集了準確的影響數(shù)據(jù)，才能建立出適合茶葉種植的施肥方案。存儲技術實現(xiàn)了對不同茶葉園區(qū)，或者同一個園區(qū)中各種數(shù)據(jù)的收集和存儲，實現(xiàn)了資源的共享能力和附載能力，為擺脫目前“蒼白”的單一數(shù)據(jù)現(xiàn)狀提供了動力，能夠使得數(shù)據(jù)建模在茶葉施肥中的應用不斷完善。

4　結論

茶葉的種植離不開肥料的施加，肥料的施加離不開合理的施加方法。通過對數(shù)學建模的方法在茶葉的施肥中的應用進行分析，最終得出數(shù)學建模在肥料的選取和施加的方式上是非常有效的，不僅改善了土壤的品質(zhì)，還能有效的提高茶葉的產(chǎn)量和質(zhì)量，是實現(xiàn)茶葉走出國門，面向國際市場的重要措施。但是我國的數(shù)學建模用于茶葉產(chǎn)業(yè)還出于半摸索和半實踐狀態(tài)，需要更多的研究人員進行深入的研究和應用，為我國的茶葉帶來優(yōu)秀的技術和方法。

［1］蘇慶萍，們發(fā)友.茶樹如何合理施肥［J］.現(xiàn)代園藝，2015，（08）：50-52.

［2］郭廣杰.農(nóng)業(yè)計算機信息技術在茶葉種植中的應用分析［J］.福建茶葉，2016，（04）：17-18.

［3］顧春雷，楊漾，朱志春.幾種建立DEM模型插值方法精度的交叉驗證［J］.測繪與空間地理信息.2011（05）：85-87.

［4］王國友.測土配方施肥對農(nóng)業(yè)面源污染氮防控效果研究［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展.2011（05）：125-126.