全 文 :收稿日期:2014 - 03 - 29
基金项目:广东省农业科技计划项目(编号:2005-15)。
作者简介:叶耀雄(1970 -) ,男,广东东莞市人;硕士,高级农艺师,研究
方向:园艺;E-mail:dglks@ 163. com。
米碎花种子繁殖正交试验模糊分析
叶耀雄, 叶永昌, 黄倩琳, 翟 欣, 周永东
(东莞市林业科学研究所, 广东 东莞 523106)
Fuzzy Analysis Method for Orthogonal Test on Seed Propagation of Eurya chinensis
YE Yao-xiong,YE Yong-chang,HUANG Qian-lin,ZHAI Xin,ZHOU Yong-dong,
摘要:采用正交试验的模糊分析方法研究了不同播种深度,浸
种时间,光照强度以及培养土等因素对米碎花 (Eurya
chinensis)播种发芽率的影响。结果表明:米碎花播种育苗以
浸种时间影响最大,其余依次为光照强度、播种深度和培养土;
以混合土为培养土、浸种 48 h、播在表土、盖 1 层遮阳网的发芽
率最高。
关键词: 米碎花;种子繁殖;正交试验;模糊分析
中图分类号: S 567 文献标志码: A
文章编号: 1001 - 4705(2014)08-0095-03
米碎花 (Eurya chinensis) ,山茶科柃属植物,产
于广东、江西、福建、台湾、广西、湖南,生于海拔 800 m
以下荒山、灌丛、林缘、河边或路旁。越南、缅甸、印度、
斯里兰卡、印度尼西亚也有分布[1]。在广东,全省各
地常见,生于向阳的丘陵、灌丛[2,3]。米碎花用途广
泛,全株均可入药,具清热解毒、除湿敛疮的功效,外用
治烧烫伤,脓泡疮[4];花是晚秋蜜蜂的重要蜜源之
一[5];枝叶晒干后可泡茶饮用[6]。
种子繁殖能节省育苗与移栽工序所耗劳力和费
用,且幼苗生活能力较强[7]。然而米碎花种子在自然
条件下,能够发芽成苗的少之又少。应用正交试验设
计来安排试验,是科学上常用的一种减少试验次数而
又保证结果客观、正确的方法[8]。它是根据正交性从
全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验,是一
种高效率、快速、经济的实验设计方法。目前对多指标
正交试验的结果分析常用综合评分法和综合平衡法,
但分析所得的结论均不可靠[9]。1965 年,自 Zadeh[10]
首次发表模糊数学相关论文以来,模糊数学方法解决
工程问题在众多领域获得了广泛运用。近年来亦逐渐
在多指标正交试验中运用模糊数学的相关方法对正交
试验多指标体系进行分析[11,12]。本试验采用正交试
验的模糊分析方法研究播种深度,浸泡时间,光照以及
基质等因素对米碎花播种繁殖的影响,从而探讨适宜
米碎花播种繁殖的条件,为米碎花的种质保存和和开
发利用提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 供试材料
供试材料为采自东莞市林业科学园的成熟米碎花
种子。苗床培养土采用东莞当地的幼细黄沙、红壤土;
遮阳网采用广州生产的 2 针遮阳率 70%的遮阳网;浸
种使用东莞当地的自来水。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 试验设计
试验采用正交试验设计法,选用 L9(3
4)正交表安
排试验(见表 1) ,3 次重复,以播种深度 A1、浸泡时间
A2、光照强度 A3 和培养土 A4 为试验因素,每因素取
3 水平,即 A1:土表、0. 5 cm、1 cm;A2:0 h、24 h、48 h;
A3:1 层遮阳网、2 层遮阳网、3 层遮阳网;A4:细沙、红
壤土、混合土。
1. 2. 2 试验日期
本试验采用即采即播的方式,于 2012 年 11 月 29
日剖果取种,洗净晾干后进行试验。
1. 2. 3 苗床处理
用红砖在平整后的苗圃地上围成长 3 m、宽 1 m、
高 0. 15 m 的苗床,并将苗床均匀分成 3 段,第 1 段用
本地幼细黄沙填充,第 2 段用红壤土填充,第 3 段用混
合土填充,完成后用 10%甲基托布津 1 000 倍溶液喷
洒消毒。
1. 2. 4 种子处理
选颗粒饱满的种子分成 27 份,每份 100 粒,按表
1 的设计要求用清水浸种后分别播在苗床上。播后苗
床立即淋透水。
1. 2. 5 后期管理
苗床管理参照潘华津[13]的苗圃管理方法进行管
理,3 个月后调查发芽率。
·59·
问题探讨 叶耀雄 等:米碎花种子繁殖正交试验模糊分析
2 结果与分析
用 L9(3
4)正交表安排试验,所得的平均结果见表
1。参考徐维坤[14]和赵盛军[15]的分析方法,将每一号
试验所得到的播种发芽率用百分数来表示,则可以认
为因素 Ai(i = 1,2,3,4)在 j(j = 1,2,3)水平上 Aij的平
均发芽率 aij(0≤aij≤1)是“发芽率高”的隶属度对播
种发芽率提高的影响度。Ai 相对于各水平的平均发
芽率(ai1、ai2、ai3)也是定义在论域 Xi 上的模糊集 Ai,
因此A1 =(0. 256,0. 146,0. 176) ;A2 =(0. 088,0. 098,
0. 394) ;A3 = (0. 138,0. 178,0. 262) ;A4 = (0. 172,
0. 166,0. 240)分别为 x1、x2、x3、x4 上的模糊子集(模糊
向量)。因模糊子集 A1 的高度为 hgtA1 = 0. 256,而 hgt
A2 = 0. 394,hgtA3 = 0. 262,hgtA4 = 0. 240,故 hgtA2 >
hgtA3 > hgtA1 > hgtA4。
因此,各因素对米碎花播种发芽率的影响是不同
的,其中以浸种时间影响最大,达到 0. 394,其余依次
为光照、播种深度和培养土。
表 1 L9(3
4)正交设计米碎花种子育苗试验表
序列号 1 2 3 4
试验号
A1
(播种深度)
A2
(浸种时间)
A3
(光照强度)
A4
(培养土)
发芽率
1 土表 0 2 层遮阳网 细沙 0. 074
2 土表 24 3 层遮阳网 红壤土 0. 120
3 土表 48 1 层遮阳网 混合土 0. 574
4 0. 5 cm 0 3 层遮阳网 混合土 0. 074
5 0. 5 cm 24 1 层遮阳网 细沙 0. 100
6 0. 5 cm 48 2 层遮阳网 红壤土 0. 266
7 1 cm 0 1 层遮阳网 红壤土 0. 114
8 1 cm 24 2 层遮阳网 混合土 0. 074
9 1 cm 48 3 层遮阳网 细沙 0. 340
K1 0. 768 0. 262 0. 414 0. 514
K2 0. 440 0. 294 0. 534 0. 500 T = 1. 736
K3 0. 528 1. 180 0. 788 0. 722
k1 0. 256 0. 087 0. 138 0. 171
k2 0. 147 0. 098 0. 178 0. 167
k3 0. 176 0. 393 0. 263 0. 241
为了分析正交试验设计中任意 2 个因素的各种水
平搭配对米碎花扦插成活率的影响,对模糊向量 A1、
A2、A3 和 A4 中每 2 个之间进行笛卡尔乘积
[16]:
A1 × A2 =
0. 256∧0. 088 0. 256∧0. 098 0. 256∧0. 394
0. 146∧0. 088 0. 146∧0. 098 0. 146∧0. 394
0. 176∧0. 088 0. 176∧0. 098 0. 176∧
0. 394
=
0. 088 0. 098 0. 256
0. 088 0. 098 0. 146
0. 088 0. 098 0. 176
= R1
A2 × A3 =
0. 088∧0. 138 0. 088∧0. 178 0. 088∧0. 262
0. 098∧0. 138 0. 098∧0. 178 0. 098∧0. 262
0. 394∧0. 138 0. 394∧0. 178 0. 394∧
0. 262
=
0. 088 0. 088 0. 088
0. 098 0. 098 = 0. 098
0. 138 0. 178 0. 262
= R2
A3 × A4 =
0. 138∧0. 172 0. 138∧0. 166 0. 138∧0. 240
0. 178∧0. 172 0. 178∧0. 166 0. 178∧0. 240
0. 262∧0. 172 0. 262∧0. 166 0. 262∧
0. 240
=
0. 138 0. 138 0. 138
0. 172 0. 166 0. 178
0. 172 0. 166 0. 240
= R3
A4 × A1 =
0. 172∧0. 256 0. 172∧0. 146 0. 172∧0. 176
0. 166∧0. 256 0. 166∧0. 146 0. 166∧0. 176
0. 240∧0. 256 0. 240∧0. 146 0. 240∧
0. 176
=
0. 172 0. 146 0. 172
0. 166 0. 146 0. 166
0. 240 0. 146 0. 176
= R4
Ri(i = 1,2,3,4 )是论域 Xi × Xi + 1上的模糊关
系,Ri =(r
i
jk) ,其中 r
i
jk = aij∧a(i + 1)k,它表示因素 Ai
在 j水平处与因素 Ai + 1在 k水平处搭配对米碎花种子
发芽率的联合影响。
为了分析当某一因素在某一水平时,它与其它因
素不同水平搭配时对发芽率的影响,设 R1 在 X1 中的
投影是 X1 的一个模糊子集,记作 R1x1,它的隶属函数
定义为 μR 1 x 1(x1)Δ x1∈x1μR1(x1,x2)。R1 在 X2 中的
投影是 X2 中的一个模糊子集,它的隶属函数定义为
μR 2x 2(x2)Δ x2∈x2μR 2(x2,x2)。投影表示模糊关系矩
阵的行峰值(R1,X1)和列峰值(R1,X2)。那么,R1、
R2、R3、R4 在 x1、x2、x3、x4 中的投影分别为:
μR 1 x 1 (x1) = (A11 A23,A12 A23,A13 A23)
r =
(0. 256,0. 146,0. 176)r
μR 1 x 2(x2)=(A11 A23,A11 A22,A11 A21)=(0. 256,
0. 098,0. 088)
这里的 R1 是播种深度与浸种时间对播种发芽率
的联合影响。经比较后可以得出,如果只考虑这 2 个
因素时,它们之间的水平搭配以表层播种与浸种 48 h
(A11 A23)搭配对播种发芽率的影响最好,可达到
0. 256。
μR 2 x 2(x2)=(A21 A33,A22 A33,A23 A33)
r =(0. 088,
0. 098,0. 262)r
·69·
第 33 卷 第 8 期 2014 年 8 月 种 子 (Seed) Vol. 33 No. 8 Aug. 2014
μR 2 x 3(x3)=(A23 A31,A23 A32,A23 A33)=(0. 138,
0. 178,0. 262)
式中的 R2 是浸种时间与光照对播种发芽率的联
合影响。可以看出,如果只考虑这 2 个因素时,它们之
间的水平搭配以浸种 48 h与一层遮阳网(A23A33)搭配
对播种发芽率的影响最好,可达到 0. 262。
μR 3 x 3(x3)=(A31 A41,A32 A42,A33 A43)
r =(0. 138,
0. 178,0. 240)r
μR 3 x 4(x4)=(A33 A41,A33 A42,A33 A43)=(0. 172,
0. 166,0. 240)
式中的 R3 是光照与培养土对播种发芽率的联合
影响。可以看出,如果只考虑这 2 个因素时,它们之间
的水平搭配以 1 层遮阳网与混合土(A33A43)搭配对播
种发芽率的影响最好,可达到 0. 240。
μR 4 x 4(x4)=(A41 A11,A42 A11,A43 A11)
r =(0. 172,
0. 166,0. 240)r
μR 4 x 1(x1)=(A43 A13,A43 A12,A43 A11)=(0. 176,
0. 146,0. 240)
式中的 R4 是培养土与播种深度对播种发芽率的
联合影响。可以看出,如果只考虑这 2 个因素时,它们
之间的水平搭配以混合土与表层(A43A11)搭配对播种
发芽率的影响最好,可达到 0. 240。
为了分析所有因素的各种水平搭配对播种发芽率
的影响,可定义 A1、A2、A3 和 A44 个 Fuzzy向量间的笛
卡尔乘积为:
A1 × A2 × A3 × A4 Δ∫ x1 × x2 × x3 × x4
min(a1 i,a2 j,a3 k,a4 n
A1 i,A2 j,A3 k,A4 n
因此(A11,A23,A33,A43)关于 Fuzzy 集A1 × A2 ×
A3 × A4 的隶属度为 0. 256∧0. 394∧0. 262∧0. 240 =
0. 240,它表示种子用清水浸泡 48 h 后播种在混合土
的表面,盖上 1 层遮阳网,对米碎花播种育苗的联合影
响为 0. 240。即这一组合为最佳组合。
3 小结与讨论
米碎花播种育苗以培养土为混合土、浸种 48 h、播
在表土、盖 1 层遮阳网的发芽率最高。该试验结果受
气候、泥、沙质量及种子的成熟度等条件限制,对于其
它地方及不同山茶科品种的播种育苗能否适用,尚需
验证。
由于条件所限,本试验只研究了培养土、浸种时
间、播种深度及遮阳程度 4 个常规因素对米碎花播种
发芽率的综合影响。而樊丛令等[17]研究不同处理对
露珠杜鹃种子萌发的影响发现,用赤霉素处理能显著
提高其萌发率;陈翠等[18]研究云南重楼种子育苗技术
后认为,胚的发育和萌发与温度密切相关;而刘德华
等[19]研究表明,用蔗糖液浸泡苦丁茶种子,能缩短其
后熟时间,并可显著提高发芽率。这些因素对米碎花
育苗是否存在影响,还需进一步探讨和研究。
参考文献:
[1]郑万钧.中国树木志[M].北京:中国林业出版社,1997(3) :
3132.
[2]陈封怀,吴德邻.广东植物志[M].广州:广东科技出版社,
1998(2) :175.
[3]邢福武,曾庆文. 广州野生植物[M]. 贵阳:贵州科技出版
社,2007(1) :95.
[4]谢宗万. 全国中草药汇编[M]. 北京:人民卫生出版社,
1975.
[5]孙世华,沈建平.米碎花流蜜期的蜂群管理[J].中国蜂业,
1965:141.
[6]叶耀雄,叶永昌,朱剑云,等.米碎花茶扦插繁殖的正交试验
模糊分析[J].广东农业科学,1983:85 - 87.
[7]林秀卿.茶树种子繁殖技术[J]. 农村实用技术,2009(6) :
45.
[8]金良超.正交设计与多指标分析[M].北京:中国铁道出版
社,1988.
[9]苏宏华,姚正军.多指标正交试验的模糊分析方法[J].南京
航空航天大学学报,2004,36(1) :29 - 33.
[10]ZadehL. A. Fuzzysets[J]. InformationandControl,1965,8:
338 - 353.
[11]王文侠,原向红,李同声.模糊正交法用于制糖过程工艺参
数优化的研究[J].中国甜菜糖业,1998(3) :4 - 7.
[12]王正武,李干佐,刘俊诚,等.模糊变换 -正交设计法在配
方筛选中的应用[J].日用化学工业,2001,31(3) :14 - 16.
[13]潘华津,蒋胜懿,章秋华,等.乌牛早良种茶树短穗扦插和
苗圃管理技术[J].温州农业科技,2006(1) :39 - 40.
[14]徐维坤,张自立. 桉树容器育苗的正交试验及模糊分析
[J].淅江林业科技,1990,10(4) :32 - 34.
[15]赵盛军. L9(3
4)正交设计阳坡直播云南松造林试验模糊分
析[J].林业调查规划,2005(4) :30 - 33.
[16]汪培庄. 模糊集合论及其应用[M]. 上海科技出版社,
1983:85 - 87.
[17]樊丛令,陈训,邢晋宁.不同处理对露珠杜鹃种子萌发的影
响[J].种子,2011,30(4) :107 - 108.
[18]陈翠,杨丽云,吕丽芬,等. 云南重楼种子育苗技术研究
[J].中国中药杂志,2007,32(19) :1 979 - 1 983.
[19]刘德华,廖利民,张金莲.苦丁茶树种子育苗的研究[J].湖
南农学院学报,1994,20(4) :342 - 344.
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问题探讨 叶耀雄 等:米碎花种子繁殖正交试验模糊分析