茶業(yè)研究中模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用的現(xiàn)狀與前景

任建寧（宣化科技職業(yè)學(xué)院，河北張家口075100）

?

茶業(yè)研究中模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用的現(xiàn)狀與前景

任建寧
（宣化科技職業(yè)學(xué)院，河北張家口075100）

摘要：隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)越來越成熟，模糊數(shù)學(xué)也應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，尤其是在茶葉區(qū)劃、茶樹良種鑒定、品種分類比較、市場(chǎng)營(yíng)銷策略、茶園管理技術(shù)方案等方面應(yīng)用了模糊數(shù)學(xué)。本文就模糊數(shù)學(xué)在茶葉領(lǐng)域應(yīng)用的前景有針對(duì)性地提出見解，以期解決應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題。

關(guān)鍵詞：茶葉；模糊數(shù)學(xué)；綜合評(píng)判

所謂模糊數(shù)學(xué)就是研究工作者在“模糊領(lǐng)域”對(duì)事物數(shù)學(xué)化的研究，是數(shù)學(xué)學(xué)科中的一個(gè)重要的支脈。具有一定的特殊性，因此被認(rèn)為是目前國(guó)際上頗具敏感特點(diǎn)的新興學(xué)科。在自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)中,模糊數(shù)學(xué)能夠很好地處理客觀實(shí)際問題，其既能夠與精確數(shù)學(xué)有效融合應(yīng)用，但是其與精確數(shù)學(xué)有很大的不同。茶業(yè)在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí)，出現(xiàn)了一些與數(shù)學(xué)有關(guān)的模糊性現(xiàn)象,這些現(xiàn)象如果用經(jīng)典的數(shù)學(xué)方法去加以解決，總是難以獲得完善的結(jié)果。如果利用模糊數(shù)學(xué)方法來進(jìn)行解析，許多模糊現(xiàn)象從只能定性描述轉(zhuǎn)化為定量描述,問題也就引刃而解。正因?yàn)槟：龜?shù)學(xué)能夠解決這些問題，所以這種解決問題的方式就在茶業(yè)科學(xué)研究中得以應(yīng)用。

1　茶業(yè)研究中模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)體現(xiàn)

1.1在引種區(qū)劃方面應(yīng)用的現(xiàn)狀。眾所周知，我國(guó)是一個(gè)幅員遼闊、地域廣袤、氣候復(fù)雜的大國(guó)，南方的很多地區(qū)種植茶樹的面積非常大，品種也很多，在茶樹引種過程中，首先要考慮原產(chǎn)地和引入地的氣候條件，然后結(jié)合這些氣候元素和茶藝，決定引種成功與否的可能性。從事茶樹種植和移植研究的專家李遠(yuǎn)志就提出了應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)解決這一問題的辦法，繼而對(duì)引入地和原產(chǎn)地之間的地理、氣候、土壤等要素做出比對(duì)，從中獲得引入地對(duì)原產(chǎn)地的隸屬度，這樣就會(huì)了解到量化水平，防止問題存在出入，使區(qū)劃具有牢固的科學(xué)依據(jù)。正是應(yīng)用了模糊數(shù)學(xué)進(jìn)行研究，做出了相似優(yōu)先比的決斷，從而得出中國(guó)云南大葉種茶樹適宜引種區(qū)域在那個(gè)范圍。

1.2體現(xiàn)在市場(chǎng)營(yíng)銷層面上的模糊數(shù)學(xué)現(xiàn)狀。隨著市場(chǎng)化進(jìn)程的不斷深化，我國(guó)的茶葉市場(chǎng)體系發(fā)生了改變，茶葉市場(chǎng)由先前的賣方市場(chǎng)轉(zhuǎn)化為買方市場(chǎng)。這就導(dǎo)致茶葉生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和茶葉消費(fèi)者的原有行為發(fā)生了變化。茶葉消費(fèi)者往往是出于對(duì)茶品的喜好進(jìn)入茶葉市場(chǎng),面對(duì)大量的茶品，對(duì)于每個(gè)品種的性質(zhì)、特點(diǎn)他們尚處于一個(gè)沒有界定、意識(shí)模糊的狀態(tài)下，基于這種狀況，顯然就需要用模糊數(shù)學(xué)進(jìn)行一番科學(xué)的分析，讓模糊現(xiàn)象轉(zhuǎn)變?yōu)榫_的數(shù)值，這樣就能夠?yàn)椴枞~生產(chǎn)加工企業(yè)的市場(chǎng)銷售提供出較為準(zhǔn)確的策略。通過對(duì)福建農(nóng)林大學(xué)各類群人所喜歡的茶類進(jìn)行調(diào)查，應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)判對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析，得出對(duì)各種茶喜歡的人數(shù)比率。若取樣具有代表性，則分析結(jié)果可用于指導(dǎo)茶葉營(yíng)銷策略的制訂。中國(guó)林學(xué)院在研究中，采用層次分析法原理，建立茶葉商品評(píng)價(jià)模型，同時(shí)還綜合分析各種因素之間的關(guān)系，進(jìn)而做出了評(píng)判權(quán)重系數(shù)，在調(diào)查的基礎(chǔ)上，采用廣義模糊綜合評(píng)判法，首先是對(duì)茶葉的質(zhì)量、包裝、價(jià)格等方面進(jìn)行判別，然后再對(duì)評(píng)價(jià)出來因子的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行判別，從而得出評(píng)價(jià)結(jié)果，這樣就會(huì)得到茶品選購(gòu)者對(duì)茶品價(jià)格，質(zhì)量和包裝的需求程度，從中預(yù)測(cè)到未來銷售市場(chǎng)的大小，通過模糊數(shù)學(xué)的應(yīng)用，建立起有效的市場(chǎng)營(yíng)銷評(píng)價(jià)機(jī)制，為生產(chǎn)廠家的營(yíng)銷決策提供一定的參考。

1.3利用模糊數(shù)學(xué)有助于對(duì)茶樹良種鑒定及品種性狀的分類和比較。科學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，在茶樹良種早期鑒定中，直觀的數(shù)據(jù)往往提供出了具有連續(xù)性的表現(xiàn)，在界限上并不明確，如果僅僅采用評(píng)分法就無(wú)法準(zhǔn)確判別單株茶樹的優(yōu)劣和排序。在這里模糊數(shù)學(xué)就派上了用場(chǎng)，應(yīng)確立各品種鑒定因子之間的隸屬函數(shù)模式，繼而就每個(gè)品種開展加權(quán)性綜合評(píng)價(jià)，問題就迎刃而解。錢書云采取比較法，對(duì)新選育品種的生化成分和原有品種之間的近似程度進(jìn)行評(píng)估，當(dāng)然首先要采用模糊數(shù)學(xué)來判別。因此，他采取模糊聚類法對(duì)云南地區(qū)和四川地區(qū)栽培的22個(gè)茶樹品種進(jìn)行形態(tài)分類，確立了模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用的有效性。

1.4將模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用到預(yù)防和控制茶樹病蟲害的預(yù)測(cè)方面，能夠?yàn)榉乐共∠x害發(fā)生，和災(zāi)害發(fā)生之后贏得最好的控制病蟲害的蔓延，減少茶農(nóng)的損失。茶樹專家黃明星先生就采用了這種方法，取得了非常好的效果。他首先選取了6個(gè)區(qū)域作為氣象因子，然后選取3個(gè)時(shí)間段作為因子以做出預(yù)報(bào)前瞻，在建立了相關(guān)數(shù)學(xué)模式后，采取模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)判法做出判斷，這種方法能夠提前兩個(gè)半月預(yù)報(bào)出病蟲害的發(fā)生時(shí)間。黃明星先生和他的研究團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過利用模糊數(shù)學(xué)評(píng)判和預(yù)測(cè)，從中得到前10年的擬合預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)，結(jié)果其中有9年的預(yù)報(bào)一致，這種方式的實(shí)踐作用得到而體現(xiàn)，為茶葉生產(chǎn)的病蟲害預(yù)防和控制發(fā)揮了巨大作用。

1.5在模糊數(shù)學(xué)的應(yīng)用中，對(duì)茶葉的審評(píng)應(yīng)用可謂是最多的一個(gè)方面，因?yàn)檫@種評(píng)價(jià)屬于典型模糊綜合評(píng)判。在評(píng)判中，技術(shù)人員通過利用視、觸、嗅覺完成對(duì)茶葉的色、香、味、形等品質(zhì)因子有一個(gè)感官上的模糊評(píng)價(jià)，然后對(duì)其品相、質(zhì)量等品質(zhì)因子進(jìn)行權(quán)重分配，進(jìn)而將所得到的各類因子的模糊評(píng)價(jià)做一個(gè)綜合評(píng)判。技術(shù)人員經(jīng)過模糊綜合評(píng)判，不僅能獲得茶葉等級(jí)的層次，同時(shí)也會(huì)評(píng)出同一等級(jí)茶品的檔次。在實(shí)踐中，技術(shù)人員為了更準(zhǔn)確地鑒定茶葉等級(jí)和名次，往往會(huì)利用層次分析法來進(jìn)行評(píng)審，首先確立評(píng)審的層次，然后對(duì)指標(biāo)進(jìn)行劃分，找出權(quán)重?cái)?shù)據(jù)加以確定。另外還采取多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)，將那些合理的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行綜合分析，從而得出更加準(zhǔn)確和需要的結(jié)果。雖然在茶葉的審評(píng)上，感官體驗(yàn)十分重要，因?yàn)槠淇焖?、?jiǎn)單，但是這種體驗(yàn)只是單一的，往往會(huì)受到主觀條件的限制。錢書云應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)研究成果，對(duì)茶葉中主要化學(xué)成分含量進(jìn)行數(shù)學(xué)化評(píng)價(jià)，通徑分析系數(shù)從中找出留存在茶樹和茶品內(nèi)的化學(xué)成分因子，然后對(duì)這些因子進(jìn)行權(quán)重系數(shù)分析，建立各化學(xué)成分因子對(duì)各等級(jí)的隸屬函數(shù)，接著會(huì)經(jīng)過采取模糊矩陣的復(fù)合運(yùn)算，獲得綜合評(píng)判的數(shù)據(jù)。這種方式經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，其準(zhǔn)確性很高。河北農(nóng)大的龍翔教授也同樣采用類似于黃明星教授的方法，只是他利用了現(xiàn)代科技手段，施以計(jì)算機(jī)來進(jìn)一步深化模糊數(shù)學(xué)對(duì)茶樹綜合評(píng)審，很好地解決了對(duì)炒青綠茶的品質(zhì)級(jí)別的鑒別和評(píng)判，在很大程度上提高了評(píng)茶的速度和數(shù)據(jù)計(jì)算的準(zhǔn)確性。

2　模糊數(shù)學(xué)在茶業(yè)研究中的市場(chǎng)前景

在我國(guó)，模糊數(shù)學(xué)在茶業(yè)科學(xué)中的應(yīng)用開始于上個(gè)世紀(jì)80年代中期，至今已有30年的時(shí)間，盡管很多領(lǐng)域已經(jīng)很成熟地應(yīng)用了這種方式，但是在茶業(yè)科學(xué)領(lǐng)域中，這種應(yīng)用還沒有真正得到推廣，有很多需要探索的問題需要解決。隨著世界性科學(xué)的不斷進(jìn)步，我國(guó)茶業(yè)科學(xué)的發(fā)展也在逐漸發(fā)展中，模糊數(shù)學(xué)理論在茶葉研究中日漸成熟，模糊數(shù)學(xué)在茶業(yè)科學(xué)研究領(lǐng)域中應(yīng)用之路會(huì)越來越平坦。

2.1茶葉的生長(zhǎng)離不開環(huán)境和土壤，茶園土坡的肥力和土壤會(huì)影響茶樹的生長(zhǎng)和品質(zhì)，在研究中要充分分析與茶樹相關(guān)的各種因素同土壤肥力之間的關(guān)系，從而得出影響的權(quán)重系數(shù)，經(jīng)過模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用組成矩陣，然后建立各因素對(duì)各級(jí)別土壤的隸屬函數(shù)，這樣就可以用模糊數(shù)學(xué)的形式合成模糊關(guān)系矩陣，只有這樣才能進(jìn)行下一步的綜合評(píng)價(jià)，這樣就會(huì)對(duì)茶園土壤級(jí)別有一個(gè)判定。

2.2我國(guó)茶樹品種繁多，對(duì)茶樹品種鑒別顯然需要有更加準(zhǔn)確的方法，僅僅按照傳統(tǒng)的感官認(rèn)識(shí)，不僅技術(shù)性不強(qiáng)，而且存在很多不確定性。所以，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)踐中，用輔助模糊數(shù)學(xué)中的模板匹配原理，就能有效解決這個(gè)難題。即是把以前總結(jié)出來的各種數(shù)據(jù)信息貯存在計(jì)算機(jī)內(nèi)，當(dāng)研究者開始品種質(zhì)量鑒別時(shí)，將新采集到的茶樹綜合數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，利用已經(jīng)貯存和形成模板匹配數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，然后進(jìn)行模糊識(shí)別。

2.3考慮茶樹具有經(jīng)濟(jì)特性，其涵蓋了可靠性、安全性以及作業(yè)性，在研究和實(shí)踐中充分應(yīng)用AHP多目標(biāo)決策的辦法，首先建構(gòu)出茶葉機(jī)械性能評(píng)價(jià)模型，以及計(jì)算指標(biāo)權(quán)重和各指標(biāo)隸屬函數(shù)，該模型定量分析結(jié)果，可指明總體性能系統(tǒng)評(píng)價(jià)。然后利用構(gòu)建起來的這種模型進(jìn)行一番優(yōu)劣次序的排定，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析找出茶樹品種優(yōu)劣緣由，當(dāng)然，這主要是為改進(jìn)方案系統(tǒng)和做出評(píng)價(jià)結(jié)果提供定量依據(jù)。

2.4造成茶樹優(yōu)劣的因素很多，包括茶樹的土壤環(huán)境、生長(zhǎng)效果，氣候因素、鮮葉質(zhì)量以及制作過程，如果利用模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用的方式計(jì)算出僅兩個(gè)因素之間的相關(guān)系數(shù)，那顯然不能全面反映出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。只有將所有因子進(jìn)行綜合，然后應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)進(jìn)行聚類分析，找出對(duì)茶葉品質(zhì)影響最大的幾個(gè)因素，這樣就會(huì)確定在以后的控制行為中瞄準(zhǔn)那些因素施行控制，同時(shí)在以后的研究中深化與計(jì)算機(jī)結(jié)合形式，不僅使各種數(shù)據(jù)得到有效控制，而且能夠解決制茶自動(dòng)化的問題。

參考文獻(xiàn)

[1]黃斌.模糊數(shù)學(xué)在茶葉市場(chǎng)營(yíng)銷決策中的應(yīng)用[J].茶葉科學(xué)簡(jiǎn)報(bào)1990,2：7-10

[2]孫威江,郭紅.茶葉營(yíng)銷中的模糊綜合評(píng)判[J].中國(guó)茶葉1992

[3]李遠(yuǎn)志.模糊數(shù)學(xué)在茶樹引種區(qū)劃中的應(yīng)用[J].中國(guó)茶葉1955 12-22

[4]王素菊.茶樹種植區(qū)域的F此:y評(píng)判[J].山東氣象1983,10-14

[5]諸世林.茶樹良種早期鑒定綜合評(píng)判法[J].貴州茶葉1986,18-20

[6]錢書云.模糊數(shù)學(xué)在茶業(yè)科學(xué)上的初步應(yīng)用[J].茶葉科學(xué)簡(jiǎn)報(bào)1987,1-8

[7]黃明星.用模糊綜合評(píng)判法預(yù)測(cè)茶假眠小綠葉蟬發(fā)生量[J].中國(guó)茶葉1996.6-38

[8]過婉珍等.茶芽粗腿象成蟲始見期模糊多元回歸預(yù)測(cè)[J].中國(guó)茶葉1999,35-36

[9]黃明星.多級(jí)判別法預(yù)測(cè)第一代長(zhǎng)白螃’卵孵高峰期[J].中國(guó)茶葉1990.26-28