基于正交試驗的金線蓮光環境參數多指標優化＊

韋鴻鈺，李 蕊，褚 璇，劉洪利，牟英輝，馬稚昱** (.仲愷農業工程學院，廣州 505；.華南農業大學農學院，廣州 5064)

金線蓮別名金線蘭、金線草，為多年生蘭科開唇蘭屬植物，素有“藥王”“金草”等美稱，有清熱涼血、祛風利濕、解毒、止痛、鎮咳等功效，是中國的珍稀中草藥。野生金線蓮生長于陰暗潮濕的高海拔區域，其自然發芽率低，生長周期緩慢，隨著近代工業發展對于自然環境的破壞，野生金線蓮生存現狀更為艱難。植物工廠可通過科學精準的環境調控使植物的光合作用最大化，從而使其形態更佳，營養價值更高[1-6]。

光環境是影響金線蓮生長的重要因素之一，LED 作為現階段植物工廠最理想光源被嘗試應用于金線蓮的設施栽培。目前有學者就單一光環境參數對金線蓮的某一指標的影響開展了相關研究，并取得了一定成果[7-18]。但金線蓮的品質評價要綜合考慮感官指標和理化指標[19-21]。本文采用正交試驗與相對差距和法對臺灣金線蓮及福建金線蓮兩個品種的光環境參數進行多指標優化，獲得設施栽培金線蓮的最優光環境配方，為設施栽培金線蓮光環境精準調控提供理論依據。

第一,以提高學生的聽說實踐能力為總體目標,培養用所掌握的綜合語言知識和技能做事的能力;第二,遵循“輸出驅動-輸入促成”假設,引導和激活學生在進入大學之前已輸入的語言知識和技能,激發學生在真實語境下應用語言知識和語言技能的愿望;第三,根據教學目標,選定合適的教學內容,對實驗組的教學內容進行二次改編,同一級別采用相同的教學材料。然后,依次展開教學組織、教學評估、教學實踐展示和欣賞。

試驗材料及方法

試驗材料

供試材料為地緣（廈門）生物科技有限公司的金線蓮瓶裝組培苗，苗期4 個月左右。移栽前打開瓶口進行煉苗處理，7～15 天后，挑選長勢一致組培苗株，清洗后定植至50 cm×30 cm×5 cm育苗盤內，每盤30 株，每個處理移栽2 盤共60 株。栽培基質為基質:蛭石:樹皮=6:2:1，灌溉方式采用滲透灌溉。試驗在仲愷農業工程學院閉鎖式人工光型栽培室進行，環境條件設置為白天溫度24℃，夜間溫度20℃，空氣濕度設定在60%。

①見寶玉這個樣子，因說道“況且能多大年紀的人，略病一病兒就這么想那么想的，這不是自己倒給自己添病了嗎”(第十一回)

試驗設計及方法

各樣本與最優樣本的加權相對差距和為

（1）株高：從植物體的根莖底端到植株的最高生長點作為金線蓮的株高值，用直尺直接測量，保證直尺的精度在1 mm。

表1 金線蓮試驗因素水平編碼

評價指標及測定方法

根據2013 年福建省質量技術監督局發布的地方標準《地理標志產品永安金線蓮》，金線蓮的品質評價涉及感官指標和理化指標，故確定金線蓮評價指標為株高、干重、多糖、黃酮[24]，各指標測定方法如下：

在前期單因素試驗的基礎上確定光強、光質、光周期三個主要因素的零水平參數如下：光強為40 μmol/(m2· s)，光質為藍紅1:1(R1B1)，光周期為16 h/d，在零水平10%～30% 波動范圍內進行其他水平的選取，按照正交試驗的試驗均衡與分散原則，確定試驗因素的水平編碼表見表1，該試驗為三因素三水平[22-23]。

（2）干重：把植株放入已經預熱完好的烘箱內進行烘干處理，使用120 ℃高溫進行殺青處理，此過程需要20 min 左右，然后65℃烘干72 h 至恒重狀態下，用電子天平測定干重值。

多指標優化具體算法如下：試驗有m 個參評樣本，有n 個評價指標，每一個樣本的指標數據庫為：

11.統計學處理：采用SPSS 22.0統計軟件進行數據處理。計量資料采用均數±標準差表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

金線蓮的四個評價指標均為高優指標，視其權重相同且均為1。根據前述公式2 計算各組D 值，結果如表4所示。由相對差距和法原理可知D值越小，越接近最優水平，表4 中光強的最優水平為A 1，光質的最優水平為B 1，光周期的最優水平為C 3，即綜合考慮各評價指標確定的最優方案為A1 B 1C 3，即光強20 μmol/(m2·s)，光質藍紅6:1，光周期20 h/d。

數據統計及分析方法

采用極差法分析各因素對單一評價指標影響的主次關系；采用相對差距和法對正交試驗的結果進行多指標優化。

（3）多糖：光照處理后30 天，每組試驗取0.5 g 金線蓮干樣，粉碎后40 目過篩后，加入5 mL 蒸餾水，80℃水浴鍋加熱90 min，冷卻至室溫，定容至10 mL，過濾后初段棄1 mL，收集余下濾液。吸取余下濾液1 m L，加入7.5 mL 無水乙醇，6000 r/min 離心，棄上清液，沉淀用φ=90% 的乙醇洗滌2 次，6000 r/min 離心，棄上清液，沉淀加水溶解，定容至10 mL。吸取0.2 mL，加蒸餾水至1 mL，加入φ=2.0%的苯酚溶液1 mL，濃硫酸5 mL，混勻，沸水浴加熱2 min，冷卻后用分光光度計于490 nm 處測定吸光度。通過標準曲線計算多糖含量。

試驗設計

根據圖5和相關分析：隨著溶液鉬濃度的升高，產品中值粒徑在8.73～13.56μm之間波動呈不規律變化，顆粒粒徑與粒徑分布沒有明顯改變。反應結束后取出冷卻，數分鐘后晶體才開始析出，產物未出現團聚，顆粒大小較均勻，顆粒表面形貌完整均呈片狀。綜合比較，選擇溶液鉬濃度223.2g/L為最優濃度。

針對單一指標對上述試驗結果進行極差分析結果見圖1 和表3，由結果可知，各因素對福建金線蓮株高及黃酮影響的主次關系一致，為光強>光周期>光質；對干重影響的主次關系為光周期>光強>光質；對多糖影響的主次關系為光質>光強>光周期。

結果分析

福建金線蓮光環境參數優化

根據正交試驗表L9(34) 完成9 組試驗并測量福建金線蓮的株高、干重、多糖、黃酮四個指標，結果如表2 所示。

表2 金線蓮正交設計實驗方案L9(34)

式中xj0的取值按如下規則確定：若某一評價指標為高優指標，則取評價對象中該指標的最大數值；若某一評價指標為低優指標，則取評價對象中該指標的最小數值。wi是各個指標的權重。Mi是各指標的中位數。結果將依據最終的D 值結果大小進行排列，D 值越小，說明這個指標的質量越高，越接近最佳結果。

圖1 各因素對福建金線蓮單一評價指標影響結果

表3 金線蓮的極差分析表

針對單一評價指標均可得到一個最優方案，即針對株高的最優方案為A1B2C3；針對干重的最優方案為A2B1C1/C3；針對多糖的最優方案為A3B1C3；針對黃酮的最優方案為A1B2C3。由此可知，同一試驗條件并非對各個指標都有利，單一指標確定的優化方案無法對金線蓮品質進行客觀評價，因此采用相對差距和法對試驗結果進行綜合評價。

（4）黃酮：光照處理后30 天，每組試驗取0.5 g金線蓮干樣，粉碎后40 目過篩后，加無水乙醇20 mL，超聲處理(功率350 W，頻率50 Hz，溫度80℃)2 h，濾紙過濾。取濾液定容至10 mL 無水乙醇中，精確吸取樣品液2 mL，加入φ=30%的乙醇溶液至5 mL，搖勻，加0.5 mLφ=5%的亞硝酸鈉溶液，混勻后靜置3～8 min，加入0.3 mLφ=10%的硝酸鋁溶液，混勻，靜置6～8 min，加入1 mol/L氫氧化鈉溶液，混勻。約10 min 后，用分光光度計于510 nm 處測定吸光度。通過標準曲線計算黃酮含量。

表4 三因素三水平優化結果

臺灣金線蓮光配方優化

根據正交試驗表L9(34) 完成9 組試驗并測量臺灣金線蓮的株高、干重、多糖、黃酮四個指標，結果如表5所示。

在家政服務領域，對于“到家服務”，家政服務公司門店基本不能做現場展示，其實，他們更適合做“體驗式”的線上營銷。為此，自然正家提出了以口碑為核心的線上傳播作為主要的推廣方式，把實惠留給客戶，減少了大量的廣告宣傳費用。如果客戶體驗的效果不錯，通過“口碑相傳”就能為公司帶來更多的客戶。通過這種方式，自然正家自成立以來，得益于前沿的清潔理念和良好的服務感受，公司業務量快速增長，從“體驗客戶”轉為“長期合同”的客戶達到了客戶總數的近60%。當“單次服務”客戶成為長期客戶后，公司就逐步成為客戶家庭清潔事務的管理者。

表5 金線蓮正交設計實驗方案L9(34)

針對單一指標對上述試驗結果進行極差分析，結果見圖2 和表6，由結果可知，各因素對臺灣金線蓮株高和干重影響的主次關系一致，為光質>光強>光周期；對多糖影響的主次關系為光周期>光強>光質；對黃酮影響的主次關系為光強>光周期>光質。

表6 金線蓮的極差分析表

圖2 各因素對臺灣金線蓮單一評價指標影響結果

針對單一評價指標均可得到一個最優方案，即針對株高的最優方案為A1B3C2；針對干重的最優方案為A2B3C3；針對多糖的最優方案為A1B1C1；針對黃酮的最優方案為A1B3C1。

目前陸上通信技術日新月異，3G/4G/5G技術、Iridium-NEXT和Inmarsat I-5等雖然還沒有廣泛運用到海事移動業務中，但是已具備支持E-Navigation戰略的能力。GMDSS是通信技術發展在一定歷史階段的產物，強調高接入率，尤其是遇險報警的成功率，而E-Navigation戰略追求的是穩定、低資費和大帶寬的海事移動通信。如果說GMDSS初級階段以犧牲E-Navigation戰略需求為代價，準現代化則應該以盡可能滿足戰略需求為前提。例如，為船舶近岸、沿海及遠洋航行提供不同的通信策略，打破傳統“雙套設備”的概念，利用多種措施保證遇險報警的接入率等。

23rd International Trenchless Technology Conference & Exhibition

對臺灣金線蓮采用與福建金線蓮相同的方法進行綜合評價。結果如表7 所示，光強的最優水平為A1，光質的最優水平為B3，光周期的最優水平為C1，綜合考慮各評價指標確定的最優方案為A1B3C1，即光強20 μmol/(m2.s)，光質藍紅1:6，光周期12 h/d。

表7 金線蓮的極差分析表

結論

文章在單因素光配方試驗研究基礎上對福建金線蓮和臺灣金線蓮的光環境參數進行了正交試驗，并對試驗結果進行了極差分析及多指標優化。結果表明，福建金線蓮的最優光環境參數是A1B1C3，即光強20 μmol/(m2.s)，光質藍紅6:1，光周期20 h/d。臺灣金線蓮的最優光環境參數是A1B3C1，光強為20 μmol/(m2.s)，光質藍紅1:6，光周期12 h/d。