李 薇

（重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院，重慶永川 402160）

模糊數(shù)學(xué)在茶業(yè)科學(xué)上的初步應(yīng)用

李 薇

（重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院，重慶永川 402160）

目前，模糊數(shù)學(xué)已廣泛應(yīng)用于各種科學(xué)研究中，對此，本文以模糊數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)，對其在茶葉科學(xué)方面的應(yīng)用進(jìn)行了初步的探討，并對模糊數(shù)學(xué)在茶葉科學(xué)上應(yīng)用的發(fā)展前景進(jìn)行了簡單的闡述。

模糊數(shù)學(xué)；茶葉科學(xué)；應(yīng)用

模糊數(shù)學(xué)的理論是一門研究模糊事物的數(shù)學(xué)化學(xué)科，在茶葉科學(xué)中，存在各種各樣的模糊性現(xiàn)象，采用模糊數(shù)學(xué)理論進(jìn)行處理，可以將各種模糊性的現(xiàn)象進(jìn)行定量描述，使其結(jié)果更符合實(shí)際情況。因此，對模糊數(shù)學(xué)在茶葉科學(xué)上的應(yīng)用進(jìn)行研究是有必要的。

1 模糊數(shù)學(xué)在茶業(yè)科學(xué)上的初步應(yīng)用

隨著模糊數(shù)學(xué)理論的完善，在初步應(yīng)用中，主要包括應(yīng)用隸屬函數(shù)對茶葉的種植方式、密度和施肥水平進(jìn)行評價(jià)；利用模糊貼近度對新引進(jìn)品種和原品種生化成分之間的近似程度進(jìn)行判別；利用模糊聚類法對不同品種的形態(tài)分類進(jìn)行了相關(guān)分析；同時(shí)還研究了模糊綜合評判法在不同茶葉評審分級中的應(yīng)用。

1.1 隸屬函數(shù)的應(yīng)用

隸屬函數(shù)是對模糊性現(xiàn)象進(jìn)行定量描述的關(guān)鍵，也是模糊數(shù)學(xué)理論誕生的一個(gè)標(biāo)志。模糊數(shù)學(xué)理論的創(chuàng)始人查德在數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上用[0，1]這樣的閉區(qū)間上的任意實(shí)數(shù)對實(shí)際事物的模糊性進(jìn)行定量的描述。在實(shí)際的茶葉種植中，對同一茶種不同的種植方式、種植密度及施肥情況利用隸屬函數(shù)進(jìn)行分析，選取衡量茶樹生長好壞的五個(gè)指標(biāo)（覆蓋度、芽梢數(shù)、有效分枝數(shù)、葉面積、自疏率）進(jìn)行分析時(shí)，我們可以對其各個(gè)指標(biāo)建立最佳群體狀況的隸屬函數(shù)，對覆蓋度、芽梢數(shù)、有效分枝數(shù)、葉面積建立隸屬函數(shù)，對自疏率建立隸屬函數(shù)，通過對其隸屬函數(shù)進(jìn)行求解，便可看出各處理對茶樹群體生長好壞的影響順序，從而選擇出最優(yōu)的種植方式、密度和施肥水平。

1.2 模糊相似優(yōu)先比的應(yīng)用

對于茶樹的引種，通過數(shù)學(xué)模糊理論，選取具有較大影響力的六大氣候影響因子（年極端最低溫度、年平均≤0℃日數(shù)、年≥10℃活動(dòng)積溫、年日照總時(shí)數(shù)、年總降水量和年平均相對溫度），對茶樹品種的原產(chǎn)地和引入地之間各種影響因素和條件進(jìn)行比較，求出原產(chǎn)地和引入地之間因素之間的隸屬度，同是利用模糊相似優(yōu)先比的方法，使引種區(qū)劃與實(shí)際情況相符。

1.3 模糊貼近度的應(yīng)用

對于各類茶樹品種生化成分，我們可利用模糊貼近度的方法對各種茶品的生化成分進(jìn)行比較。

1.4 模湖聚類分析的應(yīng)用（系統(tǒng)聚類分析法）

在茶葉科學(xué)中，其模糊性越來越大。在茶品中的分類中，我們可利用模糊聚類分析法對茶品的進(jìn)行分類。模糊聚類分析法的主要步驟是：（1）將各個(gè)不同品種茶的形態(tài)特征進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，一般可采用極標(biāo)準(zhǔn)化公式，將各品種的形態(tài)特征進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。（2）進(jìn)行標(biāo)定，即求出可衡量被聚類茶品對象間相似程度的統(tǒng)計(jì)量rij，以此確定論域上的相似矩陣R={rij}。（3）對模糊矩陣進(jìn)行復(fù)合運(yùn)算，以滿足模糊關(guān)系矩陣的對稱性、自反性和傳遞性。一般情況下，關(guān)系矩陣的自反性和對稱性容易直接看出，但是其傳遞性就需要通過計(jì)算才能夠確定。如果Rk·Rk=R2k≤R*，則該模糊關(guān)系矩陣為模糊等價(jià)關(guān)系矩陣。（4）根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的置信水平入值，使模糊關(guān)系逐步形成由細(xì)到粗的聚類。通過聚類分析可以對茶的品種進(jìn)行有效的鑒定。

1.5 模糊綜合評判的應(yīng)用

在實(shí)際的茶葉分級評價(jià)中沒有絕對的標(biāo)準(zhǔn)，利用模糊綜合評判法便能很好的解決這類問題。在對茶葉進(jìn)行模糊綜合評判時(shí)，主要包括因素集u、決斷集合v、單因素決斷三個(gè)要素。其中單因素決斷是指從因素集合到?jīng)Q斷集合的一個(gè)模糊映射即存在一個(gè)固定單因素U∈u，其中也存在一個(gè)模糊決斷B(u)∈J(v)。在模糊變換 X?R=Y中，x是因素集合u上的模糊子集，也叫做因素的權(quán)重集，主要用來衡量各個(gè)不同因素因子在進(jìn)行綜合審評中所占作用的大小；R是單因素的評價(jià)矩陣，即從因素集合到?jīng)Q斷集合之間模糊關(guān)系的一種轉(zhuǎn)換；y是評判的結(jié)果，同時(shí)也是決斷集合上的一個(gè)模糊子集。以炒青茶的評審為例，對其應(yīng)用模糊綜合評判法進(jìn)行評審。茶葉審評師通過視覺、嗅覺、觸覺等感官對茶葉的色、香、味、形等各種品質(zhì)因子進(jìn)行模糊評判，而這些品質(zhì)因子可由相應(yīng)的生化因子來代替，將審評師感官評審中個(gè)品質(zhì)因子所占有的權(quán)重轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的生化因子權(quán)重上，以此對茶葉進(jìn)行評審。經(jīng)相關(guān)的應(yīng)用試驗(yàn)可知，利用模糊綜合評判法進(jìn)行茶葉的評審，其正確率可高達(dá)90%以上，在實(shí)際茶葉評審中具有很高的實(shí)用價(jià)值。

2 模糊數(shù)學(xué)在茶業(yè)科學(xué)上的應(yīng)用的發(fā)展前景

模糊數(shù)學(xué)在茶葉科學(xué)上的應(yīng)用促進(jìn)了茶葉行業(yè)的發(fā)展，隨著模糊數(shù)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，其在茶葉科學(xué)及其他科學(xué)上的應(yīng)用將越來越廣泛。

2.1 茶葉的市場營銷

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，大部分的茶葉消費(fèi)者購買的數(shù)量和行為是沒有邊界的，是一種模糊性的事物，因此借助模糊數(shù)學(xué)理論對影響消費(fèi)者購買數(shù)量和行為的主要因素進(jìn)行科學(xué)的分析，對這些模糊因素進(jìn)行定量的描述，為開拓茶葉市場和制定茶葉營銷策略提供更加可靠的依據(jù)。

2.2 茶園土地肥力的分級

不同茶葉品種的種植對土地肥力有著不同的需求，土地肥力受到雨水、空氣質(zhì)量等各種模糊因素的影響，因此，可利用模糊數(shù)學(xué)的分析方法對各種因素和土壤肥力的關(guān)系進(jìn)行分析，求出各因素影響土壤肥力所占的權(quán)重系數(shù)，組成相應(yīng)的矩陣，在此基礎(chǔ)上建立各因素對各級別土壤的隸屬函數(shù)，組成一個(gè)模糊矩陣，對茶園的土壤肥力進(jìn)行有效的綜合評判，從而可以長期有效地保持茶園土壤的肥力，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)茶葉的生產(chǎn)。

2.3 茶樹病蟲害的預(yù)防和控制

目前大部分茶樹的病蟲害受到當(dāng)?shù)丨h(huán)境、氣候等各方面的影響，采用模糊數(shù)學(xué)理論對氣候和環(huán)境等各方面的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出控制病蟲害的主要影響因素，對不利的影響因素在可控范圍內(nèi)進(jìn)行有效的調(diào)整，最終達(dá)到少用農(nóng)藥化肥，生產(chǎn)更加綠色優(yōu)質(zhì)的茶葉。

2.4 制茶方面的應(yīng)用

在茶葉生產(chǎn)過程中，影響茶葉制造質(zhì)量的因素較多，如采摘鮮葉的質(zhì)量、氣候、制造的工藝等都會(huì)影響制茶的質(zhì)量。對此，可以利用模糊數(shù)學(xué)法計(jì)算出各因素之間相關(guān)系數(shù)，利用模糊聚類分析法篩選出對制茶質(zhì)量影響較大的幾個(gè)因素，在制造過程中可利用計(jì)算機(jī)技術(shù)以最少的因素控制整個(gè)制造過程，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量茶葉的自動(dòng)化生產(chǎn)。

2.5 茶葉機(jī)械總體性能評價(jià)

茶葉機(jī)械是茶葉生產(chǎn)加工的主體，針對這些情況，我們可以利用模糊數(shù)學(xué)中AHP多目標(biāo)決策等方法，建立一個(gè)茶葉機(jī)械整體性能的評價(jià)模型，計(jì)算茶葉機(jī)械的各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，并建立與其對應(yīng)的隸屬函數(shù)，將各個(gè)性能指標(biāo)進(jìn)行量化，再建立茶葉機(jī)械總體性能評價(jià)模型，為茶葉機(jī)械性能的優(yōu)化和創(chuàng)新提供定量化的參考數(shù)據(jù)。

3 結(jié)語

隨著模糊數(shù)學(xué)在茶葉科學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，將模糊數(shù)學(xué)理論與茶葉科學(xué)相結(jié)合，選擇具有代表性和獨(dú)立性的茶葉科學(xué)指標(biāo)，正確建立隸屬函數(shù)，以保證分析結(jié)果更加科學(xué)，使其更加有利于促進(jìn)茶葉行業(yè)的不斷發(fā)展。

[1]黃斌,曾憲唐.模糊數(shù)學(xué)在茶葉市場營銷決策中的應(yīng)用——我院茶葉教師消費(fèi)市場調(diào)查研究[J].茶葉科學(xué)簡報(bào),1990,02:7-9+47.

[2]孫威江,郭紅.茶葉營銷中的模糊綜合評判[J].中國茶葉,1991,06:24-25.

[3]孫威江,周振煌.茶業(yè)研究中模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用的現(xiàn)狀與前景[J].茶葉,1992,03:17-19.

[4]李遠(yuǎn)志.模糊數(shù)學(xué)在茶樹引種區(qū)劃中的應(yīng)用[J].中國茶葉,1985,04:8-10.

李 薇（1980-），女，四川南充人，講師，本科，研究方向：高等數(shù)學(xué)教育教學(xué)方向。