基于模糊数学的茶业科学应用研究

代 鸿

（重庆大学城市科技学院，重庆永川 402160）

基于模糊数学的茶业科学应用研究

代 鸿

（重庆大学城市科技学院，重庆永川 402160）

我国农业科学技术得到了快速发展，模糊数学作为农业科学技术体系的重要组成在茶业科学领域也得到了广泛应用。本文对模糊数学在引种区划、茶叶市场营销、茶树良种鉴定及品种性状分类和比较、预防和控制茶树病虫害预测、茶叶审评中的应用价值进行了深入剖析，并以福建茶叶为研究案例，进行福建茶业发展和谐性模糊综合评价，意在促进模糊数学在茶业领域的应用，推动我国茶业科学的发展。

模糊数学；茶业科学；引种区划；茶树良种鉴定

随着计算机信息技术的发展，数理统计方法得到了广泛发展，模糊数学就是其中的一种。模糊数学是数理统计研究者对模糊领域的一种数学处理方法，鉴于模糊数学方法的特殊性，目前模糊数学成为国际数理学科关注的焦点，也是当前国际数学研究领域一项较为新兴的学科。模糊数学的研究优势在于能够使自然学科和社会科学领域的客观事物得到有效的处理和统计，对一些定性的研究事物，能够从定量的视角上进行统计分析。尽管模糊数学与精准数学存在较大的差距，研究的领域和内容存在不同，但是在一些模糊性现象处理上，模糊数学正是能发挥其数据处理的优势，为这些现象的解释提供了有效的研究方法，这正是精准数学领域所不能解决的重要问题。

众所周知，我国是茶叶的故乡，饮茶文化悠久，因此茶业科学得到了广泛发展。然而，在茶业科技领域，茶业科技研究也具有一定的模糊性，利用传统精准数学不能解决的现实问题下，就必须利用模糊数学方法对茶业科技进行研究，这样能有效地将定性研究问题转变成为定量研究，为茶业科技发展提供有效的数据分析工具支撑。本文将探索模糊数学在茶叶研究中的应用体现，并选取福建茶业为研究案例，进行福建茶业发展和谐性模糊综合评价，研究具有较强的现实指导意义。

1 模糊数学在茶叶研究中的应用体现

1.1 模糊数学在引种区划研究中的应用价值

我国幅员辽阔，土壤、气候等条件存在明显的差异。尤其是我国的南方，茶树种植面积非常广阔，茶业种类也非常繁多，在茶种引进的过程中，引种成功与否就要综合考虑茶艺、土壤、气候等条件，而模糊数学研究为引种区划提供了良好的依据。著名的模糊数学研究专家李远志（2015）就以云南地区为例，对大叶种茶树的引种区域进行了有效划分，他正是在模糊数学的基础上对引入地域与原产地的地理状况、气候条件、温度、土壤等要素进行对比分析，从而获得引入地对原产地的隶属度，最终确定茶叶引种的量化水平。可见，模糊数学在引种区划研究中具有重要的应用价值。

1.2 模糊数学在茶叶市场营销研究中的应用价值

随着茶叶市场经济的不断发展，茶叶市场结构状况发生了明显的转变，我国由过去茶叶卖方市场转变为买方市场。消费者在茶叶产品的需求过程中往往是根据对茶叶种类的喜好选择具体的茶叶产品。但是，由于茶叶品种的广泛，消费者对茶叶的特点、性质等特性往往处在一个模糊的状态水平上，缺乏一个精确的认知，因此这就有必要利用模糊数学方法进行科学研究。通过对消费者消费行为进行模糊评价研究有利于指导我国茶叶生产商在茶叶市场上营销策略的制定。例如，钱书云（2015）就对福建农林大学的学生、教师、管理层等进行了茶叶消费需求特性的研究，在运用模糊数学评价的基础之上，得出了不同人群对不同茶叶品种的需求率，得出不同人群差异化的需求特点，文章在研究结果的基础上提出了针对不同层次人群的茶叶市场营销策略。中国林学院则在市场调研的基础上，采用模糊数学方法建立茶叶商品评价模型，明确对茶叶商品质量的各个影响因素，评价要素的之间的关系，判断权重系数，制定茶叶质量、规格、包装、价格等不同特性的因子权重，进而得出总体评价结果，研究结果有利于指导经营者判断消费者对茶叶质量、规格、包装、价格等不同的消费行为和需求，有利于指导茶叶生产经营者预测未来茶叶市场销售大小，有利于形成一个完善的茶叶市场营销评价机制，为生产经营者营销决策的制定提供理论指导。

1.3 模糊数学在茶树良种鉴定及品种性状分类和比较中的应用价值

我国早期在茶树良种鉴定中，界限判断不明确，仅仅采用评分方法无法准确判别单株茶树的优劣和排序，运用模糊数学方法就能有效避免传统茶树良种鉴定的劣势。利用模糊数学方法，确立各品种鉴定因子之间的隶属函数模式，就每个品种开展加权性综合评价，能有效对单株茶树优良与否进行判断，赵和涛（2016）正是利用模糊数学方法，选取云南、四川两地区栽培的22个茶树品种为研究案例，进行形态分类，对新选育品种的生化成分和原有品种之间的近似程度进行评估，明确了模糊数学在茶树良种鉴定及品种性状分类和比较中的良好应用价值。

1.4 模糊数学在预防和控制茶树病虫害预测中的应用价值

模糊数学方法有利于预防茶树病虫害的发生，即使发生病虫害以后，模糊数学方法也有利于控制病虫害的蔓延范围，减少病虫害造成的经济损失。孙威江，周振煌（1992）正是选取6个区域作为气象因子，然后选取3个时间段作为因子以做出预报前瞻，在建立了相关数学模式后，采取模糊数学综合评判法对茶树病虫害发生时间做出判断，该判断方法有利于我国茶叶种植生产户能在提前两个半月的时间内，对未来茶树病虫害发生时间做出有效判断。杨坚，李嘉宁（2016）则采用模糊数学方法进行预防和控制茶树病虫害预测模拟，在其进行前10年数据的模拟预测中，预测结果与其中9年的实际情况完全一致，可见模糊数学是预防和控制茶树病虫害预测的重要工具。

1.5 模糊数学在茶叶审评中的应用价值

茶叶审评过程所用到的方法有很多，其中，模糊数学是茶叶审评的主要评价方法。在茶叶审评过程中，技术人员首先通过视觉、味觉、嗅觉对审评茶叶的色、香、味、形等因子进行一个初步评价，然后对审评茶叶的品相、质量等因子进行权重确定，最终利用模糊评价计算公式得出茶叶综合评价结果。利用模糊数学方法审评茶叶的等级层次将会明确，并且可以分层次确定每个茶品的档次。在茶叶审评过程中，视觉体验十分重要，因此权重赋予系数较大，并且视觉因子并不是唯一的评价指标，模糊数学的多层次指标规避了主观判断失误等现象。王保利，姚延婷（2016）利用模糊数学方法，对留存在茶树和茶叶中的化学成分含量进行因子评价，首先对化学成分因子赋予权重系数，随后确定各化学成分因子对各等级的隶属函数，采取模糊矩阵的复合运算，最终得出茶树和茶叶中的化学成分含量综合得分。经过实践验证，该方法具有较强的指导意义。其后，我国很多林业理论研究者在其研究方法基础上，利用现代科技技术进行模糊数学评价的深化，不断改进模糊数学在茶叶综合评审上的运用方法，指导我国炒青绿茶的品质级别的鉴别和评判，茶叶审评的效率和准确性大大得到了提升。

2 福建茶业品种适应性模糊综合评价

为了对不同茶叶品种的发展适应性进行评价，本文选取我国福建省三种不同的茶叶品种为研究案例，判断在不同气候、土壤、茶艺等条件下的福建茶业品种适应性模糊综合评价。

首先，采用实验的形式，获取福建省近6年的三种不同的茶叶品种的对比实验结果，制定品种单项评价结果5个层次，分别为较差、差、一般、好、最好。

其次，利用实验数据，按照评价层次标准，对6年期间的出现频率进行统计，构建评判矩阵，如下所示：

再次，确定评价要素的权重分配，土壤适应性0.15、水分适应性0.15、温度适应性0.3、茶艺种植适应性0.4，得出：

最后，归一化得出最适应的种植品种。可见R2是最优的种植品种，适应性最高。

3 模糊数学在茶业科学研究中的应用前景分析

我国最早于二十世纪八十年代就进行了茶业科学技术的研究，模糊数学方法已经初步在茶业领域得到了有效运用。但是，在茶叶科学领域，模糊数学方法依然处于初级研究状态，随着茶叶科学技术方法的改进，以及模糊数学理论的不断完善，模糊数学方法在茶业科学研究领域应用的优点和优势得到了广泛关注，相信未来模糊数学在茶叶科学研究领域上的应用前景将十分广阔。

首先，茶叶种植离不开土壤和环境，茶园的肥力和土壤状况会影响茶叶种植质量，模糊数学方法将对种植土的土壤、环境等进行有效评价，探索各影响因素在综合评价中所占据的影响权重，有利于指导茶园土壤级别的判定。

其次，我国是茶叶种植的大国，茶叶种类非常繁多，在茶树品种鉴别方面过去依靠主观判断的形式技术性不强，判断容易出现失误，判断结果也容易出现不确定性。随着现代计算机技术的发展，未来将凭借计算机应用技术辅助模糊数学方式，从而解决传统主观判断的问题，模糊数学评判并将结合主观品种质量判别的经验，纳入模糊数学评价数据库，形成对比，进行模糊识别，有利于增强茶树品种鉴别质量的准确性。

最后，茶树具有经济性的特性，并且在茶叶市场营销过程中，还要综合考虑其可靠性、安全性等特点，未来应用模糊数学的层次分析方法有利于构建多目标的决策分析模型，明确多个目标在总目标中所占的比重，并进行各指标的构建，确定各个指标的影响权重，形成茶叶茶树最优目标的判定，有利于提升我国茶树种植质量。

因此，从总体分析来看，模糊数学方法已经不断成熟，未来模糊数学在茶业科学方面将会得到广泛的应用，指导我国茶叶市场的生产和运营活动，为我国茶业科学发展提供有效的理论借鉴，模糊数学在茶业科学领域的应用前景将十分广阔。

[1]钱书云.模糊综合评判在茶叶審评中的应用[J].中国茶叶,2015(6):2-3.

[2]李远志.模糊数学在茶树引种区划中的应用[J].中国茶叶,2015(4):34-35.

[3]赵和涛.现代数理统计学在我国茶业新应用[J].贵州茶叶,2016(3):45-47.

[4]夏桂荣，刘祖生.多层次综合评判法在茶叶适度规模研究中的应用[J].茶叶,1994(1):3-5.

[5]孙威江，周振煌.茶业研究中模糊数学应用的现状与前景[J].茶叶,1992(3):56-57.

[6]杨坚，李嘉宁.四川茶树气候区划的模糊数学综合评价[J].西南农业学报,2016(2):5-6.

[7]闻珺，刘兴华，周建波等.多层次模糊综合评价法在黑河中游项目后评价中的应用[J].南水北调与水利科技,2016(4):34-35.

[8]李炳炎，马卫.基于和谐理论“新农村建设”的目标及内涵[J].商场现代化,2016(24):5-7.

[9]王保利，姚延婷.绿色农业产业集群评价指标体系及应用研究——以陕西省渭北绿色果品产业集群为例[J].中国农学通报,2016(8):56-58.

重庆市教育科学“十三五”规划课题（课题编号：2016-GX-163）

代 鸿（1983-），男，四川渠县人，讲师，硕士，研究方向：应用数学、数学教育。