謝聰，梁敏，鄭洪清

（廣西外國語學院，廣西南寧530022）

一種改進遺傳神經網絡算法在茶葉種植中的應用

謝聰，梁敏，鄭洪清

（廣西外國語學院，廣西南寧530022）

當今社會農業(yè)信息化發(fā)展迅猛，遺傳神經網絡算法廣泛應用在農業(yè)生產中。茶葉作為我國高端的經濟農作物，其品質和產量都有嚴格的標準。本文闡述農業(yè)信息化與茶葉種植技術的結合，研究了茶農在茶葉種植過程的監(jiān)控和評估體系，重點分析了遺傳神經網絡算法的改進方案，這對信息化技術應用于生產優(yōu)質的茶品，提供了一定的參考價值。

遺傳算法；網絡神經；茶葉種植

我國是茶葉種植和銷售的大國，科學的茶葉種植管理技術，能獲得優(yōu)質的茶葉?？萍剂α堪l(fā)展日新月異，傳統(tǒng)的茶葉種植技術得到了突飛猛進的發(fā)展。一種改進遺傳神經網絡算法作為信息采集、數據決策分析的現代化技術，將為茶葉種植提供了新的思路和方法。

1 遺傳神經網絡算法模型構建

神經網絡控制和遺傳算法是兩種生物智能控制方法，自他們誕生之日起就解決很多實際生產問題，但是它們有各自的局限性。將二者有機結合起來，揚長避短，為生物信息化模型技術的發(fā)展，提供強大思路和動力。

1.1 傳統(tǒng)遺傳神經網絡算法評估

傳統(tǒng)的遺傳算法（Genetic Algorithm，簡稱GA）是應用于計算機程序的一種獨立存在的的生物仿生技術?！斑z傳算法”顧名思義，這一技術原理是套用了生物上的遺傳規(guī)律。它巧妙地將亟待解決的問題假想成生物學問題，從而用遺傳的規(guī)律來找到解決問題的答案。遺傳算法是人工智能的一個分支，具有很強的全局收索和優(yōu)化計算能力，簡單、通用。在追求智能化的今天，被廣泛應用于社會的各行各業(yè)。1.2傳統(tǒng)遺傳神經網絡算法在農業(yè)上的應用

中國作為農業(yè)大國，農業(yè)的發(fā)展水平直接影響社會的進步和人民的生活質量。社會科技的發(fā)展，農業(yè)運作模式也在緊隨時代的腳步而改變，從農作物的種植經營到農產品的加工包裝。計算機技術在農業(yè)生產上的運用，使得農業(yè)生產智能化被作為新模式而推廣。遺傳算法實現了農業(yè)生產模式的智能，農業(yè)生產者通過應用遺傳算法，可以根據田地的類型選擇合適的農作物，還可以通過智能系統(tǒng)來預見農作物的生長情況，及時對可能預見的災害做有效的防治，確保農產品高產高質。

1.3 遺傳神經網絡算法的創(chuàng)新改進

傳統(tǒng)的遺傳算法確實為農業(yè)智能化提供了很好的思路和方法，但是隨著生產實踐，它的盲點也逐漸的明顯化。比如：遺傳算法雖然能監(jiān)控出一片農田作物的生長狀況，但是卻不能完全反映出這一地區(qū)農田作物的綜合情況。也就是說遺傳算法有統(tǒng)計的局限性，是專業(yè)計算機術語說的“早熟現象”。神經網絡與遺傳算法的結合應用，有效的彌補傳統(tǒng)遺傳算法的缺點，使網絡監(jiān)控的智能數據的可信度更高，更具有使用價值。改進的遺傳神經網絡算法在測土配方施肥、農田的水分管理、病蟲害的防治方面提供了可靠有用的信息，整合了農業(yè)生產操作流程。

2 茶葉種植管理的模式分析

茶葉的種植具有一定的經濟效益，但茶本身還具有的養(yǎng)生價值和文化價值。從農業(yè)生產的角度講，在茶葉種植、加工和銷售的全過程里，茶葉種植管理模式的本質是種植出高品質的茶葉，這是整個茶產業(yè)順利運作的根基。

2.1 茶葉種植管理技術分析

我國擁有得天獨厚的茶樹生長環(huán)境、豐富的種植技術。茶樹，是熱帶、亞熱帶植物，喜歡溫暖濕潤的環(huán)境，在微酸性土壤中能生長的茂盛，云南等南方地區(qū)是我國的茶業(yè)主產區(qū)。茶樹是一種長壽常綠樹木，建立一座茶園可以經營幾十年之久。茶樹的品種選擇，茶園的地址選擇，都是非常重要的。茶園地址選好、品種確定后，應用一整套科學的種植技術，茶樹苗開始在溫度適宜的環(huán)境中成長。就像一句諺語描述的那樣：“開溝定植施基肥，密植矮化高收益”。在茶園施肥的過程中，要以氮肥為主要肥料，目的是促進茶樹葉片的茁壯生長。完善茶園的管理及灌溉系統(tǒng)，防止水土流失等現象發(fā)生。

2.2 茶葉種植管理模式

社會上公認的茶葉種植管理模式有四大類-小農生產（農戶），聯作制(公司+基地+農戶)，合作社(農戶+農戶)，大茶企(公司+基地)。就目前的農業(yè)政策傾向來講。合作社是最貼近農戶的茶葉種植管理方式，入社的茶農共同經營、優(yōu)勢互補、共負盈虧、積極性提高。而且，在智能化種植的當下，合作社重視生產高品質的茶葉，積極將產品與電子信息技術掛鉤，實現安全生產管理與質量溯源。其他管理模式也是有自己的優(yōu)點，根據生產的方式以及要求，茶農選擇適合自己的種植模式。

2.3 遺傳神經網絡算法在茶葉種植中的應用

21世紀是信息時代，傳統(tǒng)的生產模式注定要融入有信息化的技術，也就是將農業(yè)信息化、智能化。工程師們把收集的物理、化學、生物數據應用一個模型來處理，最后獲得想要的預測。對農業(yè)而言，土壤的酸堿度、肥力、氣候等數據。被工程師們搜集并輸入擬定好的程序中，得到這個地區(qū)不同種植的作物及產量情況。這套技術無疑給農業(yè)從業(yè)者，從農業(yè)信息上帶來更多可預見性的指導。茶葉種植中，需要有精細、精準的生產和管理。無論茶農選擇哪種茶葉種植管理模式，農業(yè)信息化的應用的優(yōu)勢都是不可取代的。從大的方面說，茶園的種植管理信息化以后，物資的配備到人員的安排，都是有章可尋，有法可依。這樣就減少了資源和人力浪費，從而使茶生產更經濟化；在細節(jié)方面講，茶葉的種植有了信息化以后。茶樹生長的水、肥、氣、熱四大因素變的可監(jiān)控和預測，這為生產出好品質的茶葉，提供了可靠的依據。

3 遺傳神經網絡算法在茶葉種植中的應用的可行性分析

茶葉的種植是一種精細化的農業(yè)生產過程，構建遺傳神經網絡算法模型能達到茶葉種植精細化的目的。遺傳神經網絡算法通過對采集數據進行分析，得出本地區(qū)適合種植的茶樹品種、水肥管理模式、加工銷售等條件，這比傳統(tǒng)的茶葉種植顯得更智能。

3.1 茶葉種植的地域性分析

農業(yè)生產過程中，土地的適宜性是最優(yōu)先考慮的。我國的茶葉主產區(qū)在云南等省的廣大丘陵山區(qū)這里的土地多以紅壤和黃壤土居多，土層深厚透氣性好，非常適合高品質茶葉的種植。所以，在一說到茶，人們的理念中就根深蒂固的想到了云南等主要產區(qū)，云南的茶文化也是傳承和拓展的好的地方。土地適宜是茶葉種植的一個條件，同時還需要適宜的氣候環(huán)境。溫暖濕潤的環(huán)境是茶葉生產所需要的，土地、氣候等因素都在不斷的變化。比如近幾年頻繁發(fā)生的低溫現象，使得很多的有經驗的茶農無法正確的把握茶葉種植的時機。隨著科技的發(fā)展，農業(yè)信息化的普及為茶農們增添了新的管理思路，茶農的經驗和科技技術完美配合，這使茶葉種植的逐漸擺脫地域性的限制。

3.2 茶葉種植的產業(yè)鏈分析

茶樹種植是茶葉產業(yè)鏈的開端，四大茶葉種植茶區(qū)都各有利弊，種植戶要根據自己的情況來選擇合適的模式。種植茶葉是一門手藝，經驗豐富的茶農可以很好的掌控茶葉種植過程。優(yōu)質的茶葉采摘完畢，要經過攤青、殺青、理條、做形、提毫、烘干、精選等一系列的加工才能形成茶成品。不同的茶葉在加工工藝中各有其法。比如碧螺春和龍井茶在殺青步驟中，碧螺春需要的鍋溫在190-200℃，而龍井只需要80-100℃。好的茶葉生產加工出來了，賣給誰，怎么賣？最恰當的方法是自銷。我國的茶文化歷史悠久，茶被比擬成高潔寧靜的形象，深得人們的喜愛，飲茶可以促進人的身體健康。另外，銷售茶葉的另一個大渠道就是出口。中國是茶葉生產大國，有著濃厚的茶文化。但與常人知道的觀念略有不同的是，中國雖是最大的飲茶國，但人均茶葉消費量還不是很多的，比不上主要的飲茶國英國、摩洛哥等國家。所以，中國茶葉的出口貿易，也是茶銷售的一個重要渠道。

3.3 茶葉種植經濟性的分析

茶樹是常綠木本葉用經濟作物。喜溫喜濕，耐陰忌水，生長快、適應性廣。茶樹種植在山上，不僅不會同糧食、油料、糖蔗等經濟作物爭土地，而且又能綠化荒山丘陵，保持水土，美化環(huán)境，凈化空氣，改善生態(tài)環(huán)境。發(fā)展茶葉生產，既能增加山區(qū)群眾經濟收入，繁榮市場，又能為國家提供稅利和出口創(chuàng)匯，為祖國“四化”建設積累資金，茶葉種植是山區(qū)群眾“脫貧致富”的一條好門路。茶種植過程中的投人主要包括：茶苗投入、肥料投入及人工投入。如何降低成本，還能獲得高產高品質的茶葉，是茶農經濟增收的主要目的。選擇適宜的茶樹品種，有機的肥料，節(jié)省人工的種植管理方式，都是茶葉生產者必須面臨和解決的問題。以往傳統(tǒng)的茶葉種植，依靠的是茶農的經驗，比較粗獷，屬于是靠天吃飯，再加上外界環(huán)境的影響，茶葉的產量總是維持一個范圍內，很難從根本上提高產量。

而現在智能農業(yè)的廣泛推廣，茶農可以依靠信息化的技術，來選擇最優(yōu)的種植方案，從而避免浪費，壓縮成本?，F在的農業(yè)是高度信息化、科學化，人們充分利用身邊的各種資源，能夠有效監(jiān)測和評估農業(yè)生產的各個環(huán)節(jié)，實現了種植過程科學性與可預測化。

4 結論

將遺傳神經網絡算法模型引入茶葉種植中，改變傳統(tǒng)的茶葉種植管理中的弊端。為茶農們增添了新的種茶思路，茶農的經驗和遺傳神經網絡算法模型的結合，使茶葉種植的逐漸擺脫地域性的限制，能夠有效監(jiān)測和評估農業(yè)生產的各個環(huán)節(jié)。農業(yè)信息化的普及，為茶葉種植帶來了便捷。信息化為茶樹品種的選擇、茶園的選址以及種植管理提供了很好的保障和依據，為茶產業(yè)鏈更好的運作起到了推動作用。

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廣西高校科研項目（KY2015YB539）

謝聰（1982-），男，廣西陸川人，碩士，講師，研究方向：計算機應用，網絡安全，信息技術。梁敏（1983-），女，廣西南寧人，碩士，講師，研究方向：藝術設計學。鄭洪清（1978-），男，湖南邵陽人，碩士，講師，研究方向：智能計算及應用。