Excel在种子净度分析教学中的应用

康志钰，王建军

(云南农业大学 农学与生物技术学院，云南 昆明 650201)

种子净度分析不仅是种子质量检验的重要内容之一[1-3]，也是种子学、种子检验学等课程的主要内容之一[4-7]。但由于其测定过程中所测数据较多，计算过程繁琐，误差测算次数多，工作量大，在教学过程中会占用大量时间，尤其在实验教学中要检查每个同学的测定结果是否准确时，需要更多的时间。

当前，统计学正成为经济、管理、工程、统计等各专业的重要内容之一。但在统计学中面对复杂的统计公式和庞大的计算过程，用户需要使用各种专业统计软件，如SPSS、SAS等[8]。而各种版本office中集成的Excel应用软件提供了大量与统计有关的函数，用户可通过创建和维护电子表格，能输入、输出、显示数据，并对输入的数据进行各种复杂的统计运算，实现数据的自动处理[9-11]。而Excel由于具有简单易学，界面友好等特点，有着广泛的应用客户[9-11]。本研究根据多年教学经验，将种子净度分析的方法设计成Excel电子表格，只要将测定的基础数据输入相应单元格，回车，即可得出计算结果，简便、快速、准确。

一、种子净度分析的方法

(一)重型杂质检查

重型杂质：指重量和大小明显大于所分析种子的杂质，如石块、其他大粒种子等，对净度分析结果往往有较大的影响。

其中：m=mOS+mI

D为重型杂质百分率

DOS为重型其他植物种子百分率

DI为重型无生命杂质百分率

m为重型杂质总重量(g)

mOS为重型其他植物种子重量(g)

mI为重型无生命杂质重量(g)

M为送验样品重量(g)

(二)试样(或半试样)的分取

从送验(平均)样品中用分样器或分样板分取规定重量的试样2份，或规定重量一半的试样(称作半试样)2份；

第1份试样(或半试样)取出后，将剩余样品重新混匀再分取第2份试样(或半试样)；

当试样分至规定的最低重量(约2500粒)时即可称重，精确到规定位数[4-7]。

(三)试样(或半试样)的分析

将每1份试样(或半试样)分为净种子、其他植物种子和无生命杂质3种成分，分别称重，精确到规定位数[4-7]。将3种成分重量相加，计算与原试样重的差异(增失率)。如果差异超过5%，必须重新分析；差异不超过5%，计算各成分的百分率。

(四)结果计算

其中：P为净种子重量(g)

OS为其他植物种子重量(g)

I为无生命杂质重量(g)

P1为校正前净种子百分率

OS1为校正前其他植物种子百分率

I1为校正前无生命杂质百分率

(五)容许差距

2份试样(或半试样)之间，各相同成分的百分率相差不能超过规定的容许误差，超过容许误差，须重新分析，直到各成分的差距均在容许差距范围内。

但最多分析不必超过4对，若某成分的差距达容许差距的2倍，则将其所属成对试样的分析结果弃去，最后用剩余的全部数据来计算加权平均百分率。

(六)结果校正

送验样品有重型杂质时，净度分析结果应按下式进行校正：

其中：m=mOS+mI

P1为校正前净种子百分率

OS1为校正前其他植物种子百分率

I1为校正前无生命杂质百分率

P2为校正后净种子百分率

OS2为校正后其他植物种子百分率

I2为校正后无生命杂质百分率

M为送验样品重量(g)

m为重型杂质总重量(g)

mOS为重型其他植物种子重量(g)

mI为重型无生命杂质重量(g)

注意：如果净度分析为2份试样或2份半试样时，P1、OS1、I1分别为两重复的平均。

(七)结果修约

各成分的百分率之和应为100.0%(少于0.05%的成分不计在内)，否则，应在百分率最大的成分(通常是净种子)上加以修约，使总和达到100.0%。修约值一般不应超过0.1%，否则，应检查计算是否有误。

(八)结果报告

将各成分的百分率填在检验证书规定的空格内；若某一成分的结果为零，须在相应空格内用“-0.0-”表示；若某成分少于0.05%，则填报“微量”。

【例题】现进行油菜种子净度分析，送验样品为100 g，检出重型杂质(玉米种子3粒)0.52 g，第一份试样重10.15 g，经分析后，称得净种子9.88 g，其他植物种子0.15 g，无生命杂质0.11 g；第二份试样重10.05 g，经分析后，称得净种子9.74 g，其他植物种子0.17 g，无生命杂质0.13 g。试求该油菜样品的净度及其他各成分的百分率。

【解】根据已知条件：M=100 g，mOS=0.52g，mI=0 g，则m=mOS+mI=0.52+0=0.52g

(1)重型杂质百分率计算

(2)结果计算

去掉重型杂质后两份试样的种子净度分析结果见表1。其中容许差距根据2份试样中各成分的平均百分率由净度分析容许差距表查得[4]。

表1 去掉重型杂质后的种子净度分析结果

由表1可知，2份试样的增失率都在5%以下，且2份试样的实际差距(即各成分的百分率之差)均在容许差距范围内，因此，本样品3种成分的平均百分率分别为：P1=97.22、OS1=1.59、I1=1.19。

(3)结果校正

(4)结果修约

P2+OS2+I2=96.71+2.10+1.18=99.99≠100.00

100-99.99=0.01

则在百分率最大的成分(即净种子)上加以0.01，得：

(5)结果报告

该油菜种子样品的净度分析结果为：净种子占96.72%，其他植物种子占2.10%，无生命杂质占1.18%。

二、种子净度分析的特点

种子净度分析时，最少需要测2份试样(或半试样)，至少需要有11个数据，即对于一份送验样品需要测得送验样品重量、重型其他植物种子重量、重型无生命杂质重量等3个数据，对于每一份试样(或半试样)又需要测得试样(或半试样)重量以及净种子、其他植物种子、无生命杂质的重量等4个数据。在计算过程中，还需要2次误差测算，如果超过误差范围，还需再增加测定次数。因此，种子净度分析过程中所测数据较多，计算过程繁琐，误差测算次数多，工作量大，在教学过程中会占用大量时间，尤其在实验教学中要检查每个同学的测定结果是否准确时，需要更多时间。

如果用事先设计好的电子表格，将有关公式输入相关单元格，测得数据后，只需要将所测数据填入相应表格，即可得到计算结果，简便、快速、准确。

三、Excel电子表格设计

打开Excel程序，新建一Excel文档。

在单元格A1中输入“送验样品(M)(g)”。

在单元格A2中输入“重型其他植物种子(MOS)(g)”；合并单元格C2至F2，并输入“重型其他植物种子百分率(DOS)(%)”；在G2中输入“=IF(B4=0,,B2/B1*100)”。

在单元格A3中输入“重型无生命杂质(MI)(g)”；合并单元格C3至F3，并输入“重型无生命杂质百分率(DI)(%)”；在G3中输入“=IF(B4=0,,B3/B1*100)”。

在单元格A4中输入“重型杂质(m)(g)”；合并单元格C4至F4，并输入“重型杂质百分率(D)(%)”；在G4中输入“=IF(B4=0,,B4/B1*100)”。

合并单元格A5和A6，并输入“项目”。

合并单元格B5和C5，并输入“第一份试样(或半试样)”。

合并单元格D5和E5，并输入“第二份试样(或半试样)”。

合并单元格F5和G5，并输入“总和”。

单元格B6中输入“重量(g)”；单元格C6中输入“百分率(%)”；单元格D6中输入“重量(g)”；单元格E6中输入“百分率(%)”；单元格F6中输入“重量(g)”；单元格G6中输入“百分率(%)”。

单元格A7中输入“净种子”；单元格C7中输入“=IF(B10=0,,INT(B7/B10*10000+0.5)/100)”；单元格E7中输入“=IF(D10=0,,INT(D7/D10*10000+0.5)/100)”；单元格G7中输入“=IF(D10=0,,INT(F7/F10*10000+0.5)/100)”。

单元格A8中输入“其他植物种子”；单元格C8中输入“=IF(B10=0,,INT(B8/B10*10000+0.5)/100)”；单元格E8中输入“=IF(D10=0,,INT(D8/D10*10000+0.5)/100)”；单元格G8中输入“=IF(D10=0,,INT(F8/F10*10000+0.5)/100)”。

单元格A9中输入“无生命杂质”；单元格C9中输入“=IF(B10=0,,INT(B9/B10*10000+0.5)/100)”；单元格E9中输入“=IF(D10=0,,INT(D9/D10*10000+0.5)/100)”；单元格G9中输入“=IF(D10=0,,INT(F9/F10*10000+0.5)/100)”。

单元格A10中输入“合计”；单元格B10中输入“=SUM(B7:B9)”；单元格C10中输入“=SUM(C7:C9)”；单元格D10中输入“=SUM(D7:D9)”；单元格E10中输入“=SUM(E7:E9)”；单元格F10中输入“=SUM(F7:F9)”；单元格G10中输入“=SUM(G7:G9)”。

单元格A11中输入“试样(或半试样)重量”。

单元格A12中输入“增失率(%)”；单元格B12中输入“=IF(D10=0,”“,ABS((B11-B10)/B11*100))”；单元格C12中输入“=IF(D10=0,”“,IF(B12<=5,“通过”,“重新分析”))”；单元格D12中输入“=IF(D10=0,"",ABS((D11-D10)/D11*100))”；单元格E12中输入“=IF(D10=0,”“,IF(D12<=5,”“通过”,“重新分析”))”。

单元格A13中输入“净种子(P1)(%)”；单元格B13中输入“=IF(F13=0,,IF(B12>5,“重新分析”,IF(D12>5,“重新分析”,IF(G13<>“通过”,“重新分析”,IF(G14<>“通过”,“重新分析”,IF(G15<>“通过”,“重新分析”,G7))))))”；合并单元格C13至E13，并输入“查表输入净种子容许差距”；单元格G13中输入“=IF(F13=0,"",IF(ABS(E7-G7)<=F13,"通过","重新分析"))”。

单元格A14中输入“其他植物种子(OS1)(%)”；单元格B14中输入“=IF(F14=0,,IF(B12>5,"重新分析",IF(D12>5,"重新分析",IF(G13<>"通过","重新分析",IF(G14<>"通过","重新分析",IF(G15<>"通过","重新分析",G8))))))”；合并单元格C14至E14，并输入“查表输入其他植物种子容许差距”；单元格G14中输入“=IF(F14=0,"",IF(ABS(E8-G8)<=F14,"通过","重新分析"))”。

单元格A15中输入“无生命杂质(I1)(%)”；单元格B15中输入“=IF(F15=0,,IF(B12>5,"重新分析",IF(D12>5,"重新分析",IF(G13<>"通过","重新分析",IF(G14<>"通过","重新分析",IF(G15<>"通过","重新分析",G9))))))”；合并单元格C15至E15，并输入“查表输入无生命杂质容许差距”；单元格G15中输入“=IF(F15=0,"",IF(ABS(E9-G9)<=F15,"通过","重新分析"))”。

单元格A16中输入“净种子(P2)(%)”；单元格B16中输入“=IF(F13=0,,IF(G13<>"通过","分析错误",(IF(G14<>"通过","分析错误",IF(G15<>"通过","分析错误",(INT(0.5+100*B13*((B1-B4)/B1)))/100)))))”。

单元格A17中输入“其他植物种子(OS2)(%)”；单元格B17中输入“=IF(F14=0,,IF(G13<>"通过","分析错误",(IF(G14<>"通过","分析错误",IF(G15<>"通过","分析错误",(INT(0.5+100*(G2+B14*((B1-B4)/B1)))))/100))))”。

单元格A18中输入“无生命杂质(I2)(%)”；单元格B18中输入“=IF(F15=0,,IF(G13<>"通过","分析错误",(IF(G14<>"通过","分析错误",IF(G15<>"通过","分析错误",(INT(0.5+100*(G3+B15*((B1-B4)/B1)))))/100))))”。

单元格A19中输入“三种成分百分率之和(%)”；单元格B19中输入“=SUM(B16:B18)”；合并单元格C19至F19，并输入“三种成分百分率总和与100的差值”；单元格G19中输入“=100-B19”。

单元格A20中输入“净种子(%)”；单元格B20中输入“=IF(F13="","",IF(B16=0.05,B20,IF(B20=0,"-0.0-","微量"))”。

单元格A21中输入“其他植物种子(%)”；单元格B21中输入“=IF(F14="","",IF(B17=0.05,B21,IF(B21=0,"-0.0-","微量"))”。

单元格A22中输入“无生命杂质(%)”；单元格B22中输入“=IF(F15="","",IF(B18=0.05,B22,IF(B22=0,"-0.0-","微量"))”。

单元格A23中输入“三种成分百分率之和(%)”；单元格B23中输入“=SUM(B20:B22)”；合并单元格D23至F23，并输入“合计”；单元格G23中输入“=SUM(G20:G22)”。

电子表格设计好后进行工作表保护，并进行文件保存。

四、电子表格的验证

(一)打开电子表格

双击打开刚才保存的文件，出现计算界面(图1)。

(二)重型杂质百分率计算

重型杂质百分率计算结果见图2。由图2可见，在单元格B1、B2、B3中分别输入送验样品重量(100 g)、重型其他植物种子重量(0.52 g)和重型无生命杂质重量(0 g)，系统即可自动计算出重型杂质重量(0.52 g)、重型其他植物种子百分率(0.52%)、重型无生命杂质百分率(0%)和重型杂质百分率(0.52%)，并分别显示在单元格B4、G2、G3和G4中。

(三)试样分析

试样分析结果见图3。将第1份试样(或半试样)净种子重量(9.88 g)、其他植物种子重量(0.15 g)和无生命杂质重量(0.11 g)分别输入单元格B7、B8和B9中，系统即可自动计算出第1份试样(或半试样)3种成分的总重量(10.14 g)，以及净种子百分率(97.44%)、其他植物种子百分率(1.48%)、无生命杂质百分率(1.08%)和3种成分百分率之和(100%)，并分别显示于单元格B10、C7、C8、C9、C10中；同样地，将第2份试样(或半试样)净种子重量(9.74 g)、其他植物种子重量(0.17 g)和无生命杂质重量(0.13 g)分别输入单元格D7、D8和D9中，系统即可自动计算出第2份试样(或半试样)3种成分的总重量(10.04g)，以及净种子百分率(97.01%)、其他植物种子百分率(1.69%)、无生命杂质百分率(1.29%)和3种成分百分率之和(99.99%)，并分别显示于单元格D10、E7、E8、E9、E10中。然后，分别在单元格B11和D11中输入2份试样(或半试样)的重量10.15 g和10.05 g，系统即可分别计算出2份试样(或半试样)的增失率，即试样(或半试样)重量与3种成分重量和的差值占试样(或半试样)重量的百分率，并分别显示在单元格B12和D12中。增失率要求不超过5%，本文所举例题中2份试样(或半试样)的增失率均为0.10%，符合要求，因此在单元格C12和E12中均显示“通过”。同时，在单元格F7～F10中分别计算并显示出2份试样(或半试样)净种子重量之和(19.62 g)、其他植物种子重量之和(0.32 g)、无生命杂质重量之和(0.24 g)以及试样(或半试样)3种成分合计重量之和(20.18 g)，并在单元格G7～G10中分别计算并显示出2份试样(或半试样)净种子的平均百分率(97.22%)、其他植物种子的平均百分率(1.59%)、无生命杂质的平均百分率(1.19%)以及试样(或半试样)3中成分平均百分率之和(100%)。

(四)容许差距判定

种子净度分析时，要求进行容许差距判定，即要求2份试样(或半试样)间3种成分的百分率之差必须控制在一定范围内。该范围需根据2份试样(或半试样)3种成分的平均百分率，从净度分析容许差距表中查得[4]。由图3可知，本文所举例题中，2份试样(或半试样)3种成分的平均百分率分别为97.22%、1.59%和1.19%，3种成分百分率的实际差距分别为0.43、0.21和0.21。从净度分析容许差距表查出3种成分的容许差距应该控制在1.18、0.91和0.76范围内，将这3个数据分别输入单元格F13～F15，系统经过计算，并在单元格G13～G15中均显示“通过”，说明符合要求，即3种成分百分率的实际差距均小于容许差距。此时，将结果校正前用2份试样(或半试样)计算得到的净种子百分率(97.22%)、其他植物种子百分率(1.59%)和无生命杂质百分率(1.19%)分别显示在单元格B13～B15中(图4)。

(五)结果校正

由于以上计算得出的3种成分百分率是在去掉了重型杂质后的计算结果，因此，在重型杂质存在的情况下，该结果并不是真实结果，还需要校正。校正后的净种子百分率(96.71%)、其他植物种子百分率(2.10%)、无生命杂质百分率(1.18%)及3种成分百分率之和(99.99%)分别显示在单元格B16～B19中(图4)。

(六)结果修约

理论上，各成分的百分率之和应为100.0%，但实际上，由于误差，各成分的百分率之和不一定等于100.0%，如在本文所举例题中为99.99%，少了0.01%(显示于单元格G19)，因此，需在百分率最大的成分(即净种子)上加以修约，将96.71%改为96.72%。将修约后的净种子百分率(96.72%)、其他植物种子百分率(2.10%)、无生命杂质百分率(1.18%)及3种成分百分率之和(100.00%)分别显示在单元格B20～B23中(图4)。

(七)结果报告

将种子净度分析的最终结果显示在单元格G20～G23中(图4)。

整个计算结果和本文所举例题完全一致，说明该Excel电子表格设计合理，计算准确，简便、快速、有效。

Excel已越来越方便地用于各类统计和计算之中[9-11]。种子净度分析是种子质量检验以及种子学、种子检验学等课程的主要内容之一。但在种子净度分析过程中，所测数据多，计算过程繁琐，误差测算次数多，工作量大，在教学过程中会占用大量时间，尤其在实验教学中要检查每个同学的测定结果是否准确时，需要更多时间。本研究用Excel将种子净度分析的过程设计成电子表格，可简便、快速、准确地计算出检测结果。同时，本研究所得电子表格可应用于种子质量检验，以及种子学、种子检验学等课程的理论教学和实验教学中，具有一定的应用前景。

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[11]马军.EXCEL统计分析典型实例[M].北京：清华大学出版社,2009.