糧油儲藏的研究方向是糧油質量的保障及有害生物浸染的防控,其主要目標是揭示糧堆外部因子(溫度和濕度等)和糧食內部因子(激素等)對糧食質量調控的機理和糧食質量波動規律[1]。在糧油儲藏過程中,首先防控有害動物(如鼠類),有害動物與糧油儲藏有密切聯系,因為鼠類不僅直接降低糧食產量,造成經濟損失,而且大量的鼠類繁殖會提高鼠疫發生概率,危害人類身體健康。生態學(Ecology)是研究生物體與其周圍環境(包括非生物環境和生物環境)相互關系的科學,實際上糧油儲藏也就是找到糧油作物及其果實與外界環境之間的一種最佳平衡關系[2-4]。要想長期儲藏糧油,就要使與之相關的各因子之間達到一種平衡狀態,這樣不僅保證了糧油的質量,而且對人類生存環境也起到保護作用,使其得到可持續長期儲藏。所以,應該把理解和研究糧油儲藏提高到生態學的高度。糧油質量的保證,首先要從根本上減少環境污染,然后找出安全儲藏的外部條件和內部因子。然而糧堆生態學是一個龐大的領域,需要不同學科的交叉,多學科的整合。不僅要求具備生物、化學等領域的知識,還需要對糧食作物進行精加工的理論和技術知識。
深圳糧油配送糧油儲藏研究應同生態學研究一樣,以問題導向研究,其過程就是提出科學問題,解決科學問題,并找出客觀事物的內在本質和運動規律,使其結果惠及人類及生態環境健康生存的一個過程。本研究結合相關文獻結果和實際,從科學問題的提出、試驗設計和數據統計及其統計科學表達3個方面闡述對糧食儲藏研究過程的見解。
1、統計分析
需應用統計方法對所收集的數據進行充分挖掘,從不同的角度挖掘出隱藏在數據背后的信息,并且注意不同因子之間的交互作用和耦合效應。通過統計了解和掌握事物發展的內在本質和客觀規律。當前經典的統計分析(如方差分析等)是基于以下假設的:數據獨立(強假設)、數據正態、數據方差齊和數據來自單一水平(此假設大多數教科書未提及),而現實中的數據往往違背這些假設,違背這些假設的數據是可以用相應的統計方法進行統計分析的,如多水平統計模型(Multilevel Statistical Models,MSM)。所以作為科研人員,應該對統計學進行較深入的學習,以避免因統計模型誤用而得出不可靠,甚至是錯誤的結論。在糧油儲藏研究中,科研人員需要較深入的學習主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)、一般線性混合模型(General linear mixed model,GLMM)和廣義線性混合模型(Generalized linear mixed model,GzLMM)及其應用,并具有不同數據分析方法的綜合應用能力,且對數據結構要有充分的了解,如多水平統計模型不平衡數據二維結構,并掌握不同數據結構所采用的數據統計方法。
2、科學問題的提出
科學問題的提出要因地制宜,要依據前人的研究結果,要全面調研才能提出切合實際的科學問題。此外,新中國成立以來,給科研人員提供了很好的科研環境,日積月累,已有不少文獻出版,在進行研究之前,要充分了解前人的研究歷程和成果,并加以分析,而且,糧油儲藏是不同地區的傳統文化之一,許多寶貴經驗可能只留在傳代過程中,而非在文獻報道上,所以,在提出科學問題之前,實地調研很有必要。
3、試驗設計
試驗的目標是檢驗處理(treatments)對研究對象(subjects)是否存在相應的效應(effects)。試驗設計時要注意三大要素(實驗對象、處理因素和處理效應)和五大原則(隨機、對照、盲法、重復和均衡),尤其要注意五大原則中的隨機、重復和均衡原則。許多人在設計試驗時,沒有采用隨機的方法安排實驗組,這會因人的主觀操作而影響實驗結果;而且試驗設計無重復,無重復的試驗無法區分處理因素與干擾因素的效應、統計時不能正確估計隨機誤差項。雖然在試驗完成之后才進行數據分析,但是在試驗之前就要依據統計學原則對試驗進行設計,使其滿足統計學的基本假設。甚至還有人沒有把其他無關且不可控的因子進行均化,這樣就會造成假重復。例如“糧食儲藏條件”試驗,在糧倉內取樣,應在糧倉內不同地方、不同糧層進行取樣。再如,進行“某因素對糧食儲藏的影響”試驗,在A地區選擇糧倉實施試驗處理,在B地區選擇糧倉作為對照處理,得出的結果顯然不可靠。甚至有人所設計的實驗所取的數據存在假重復,所謂數據的假重復就是統計數據所源自的實驗單位沒有重復,或者重復不獨立。假重復是很多人容易犯的錯誤,因此要加以區分以避免。有關數據假重復的分析及案例詳見Hurlbert等[2]的文章,該文章使試驗設計和數據統計分析發生了革命性的變化。也可以閱讀國內牛海山等[5-6]的文章。在遵循這些原則的前提下,實驗設計在條件允許范圍內應盡量全面,從橫向和縱向上來思考問題,用內因和外因進行分析。例如做同一個地方不同稻谷品種某一成分分析。如果再把這些稻谷品種在不同的種植區進行該成分分析,就可以知道在同一個地區,哪種稻谷品種的長勢更好,哪種稻谷在不同的地區產量更高。再如,玉米儲藏實驗不僅需要對其環境影響因子如濕度、溫度等進行設計,也要對其內部因子如脂肪酶、脂肪氧化酶的活力等進行設計。在數據分析時,確定內部因子與環境溫度、濕度的關系,這樣得出的結果相對可靠、全面。