小隴山林區(qū)天目瓊花育苗技術(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉 蓓

（甘肅省小隴山林業(yè)保護(hù)中心張家林場(chǎng)，甘肅 隴南 742404）

天目瓊花是我國(guó)特有的單種屬植物，僅分布于浙江、江蘇兩省交界處的安吉縣和臨安區(qū)。由于其自然繁殖能力差，加之人為破壞嚴(yán)重，野生資源已近枯竭。因此，開展人工栽培研究勢(shì)在必行。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)該樹種的研究主要集中在種子萌發(fā)、組織培養(yǎng)等方面，針對(duì)其移栽成活率低的問(wèn)題尚未有系統(tǒng)性解決方案。

本研究以浙江省重點(diǎn)林木良種基地——湖州長(zhǎng)興林場(chǎng)為依托，通過(guò)實(shí)地調(diào)查及相關(guān)資料收集，總結(jié)了一套較為完整的天目瓊花生產(chǎn)管理技術(shù)體系，并進(jìn)行了初步應(yīng)用實(shí)踐。

1 小隴山林區(qū)天目瓊花育苗關(guān)鍵技術(shù)研究

1.1 天目瓊花育苗技術(shù)的總體設(shè)計(jì)

1.1.1 育苗地點(diǎn)的選擇

在進(jìn)行天目瓊花生產(chǎn)之前，要確定一個(gè)合適的育苗場(chǎng)所。由于該樹種是較為珍稀的植物類型，在育苗時(shí)必須考慮到生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育所產(chǎn)生的影響。為保證育苗效果和質(zhì)量，選取了小隴山林區(qū)內(nèi)海拔、氣候條件等都比較適宜的區(qū)域作為育苗場(chǎng)地，即距離林場(chǎng)主干道較近且交通便利的位置，既方便工作人員管理，又能有效減少運(yùn)輸過(guò)程中的損傷。

1.1.2 育苗時(shí)間的確定

在確定育苗時(shí)間時(shí)，應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件、土壤類型及樹種生長(zhǎng)特性等因素。一般來(lái)說(shuō)，春、秋季溫度和濕度都較適合天目瓊花種子發(fā)芽和幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育。此外，還應(yīng)綜合考慮交通便利程度、勞動(dòng)力成本等因素，合理安排育苗時(shí)間。本次試驗(yàn)將播種期選擇在3月下旬至4月初，以保證最佳的出芽率和苗木質(zhì)量。

1.1.3 育苗基質(zhì)的選擇

在天目瓊花生長(zhǎng)過(guò)程中，合適的育苗基質(zhì)是保證其健康生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素之一。因此，本研究選用腐殖質(zhì)土、泥炭土及珍珠巖等作為育苗基質(zhì)材料，并對(duì)不同配比下的育苗效果進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明，將腐殖質(zhì)土與泥炭土質(zhì)量以7∶3 配制而成的育苗基質(zhì)具有較好的理化性質(zhì)和養(yǎng)分含量，可滿足天目瓊花種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)所需。

1.1.4 育苗容器的選擇

為保證育苗效果，需合理選擇育苗容器。不同類型、材質(zhì)、規(guī)格的育苗容器對(duì)幼苗生長(zhǎng)發(fā)育有不同影響。一般情況下，常用育苗容器有塑料薄膜袋、無(wú)紡布等。本研究采用具有成本低廉、透氣性好、方便管理和操作等優(yōu)點(diǎn)的無(wú)紡布作為育苗容器。使用時(shí)將無(wú)紡布袋裁剪成合適大小，并固定在苗床上即可完成育苗工作。需要注意的是，在選用無(wú)紡布材料時(shí)應(yīng)考慮其透水性能，避免因水分過(guò)多導(dǎo)致根系腐爛或植株死亡［1］。由于天目瓊花生長(zhǎng)過(guò)程中所需養(yǎng)分較少，所以可采用較為簡(jiǎn)單的營(yíng)養(yǎng)土培育方法。

1.2 天目瓊花育苗技術(shù)的詳細(xì)設(shè)計(jì)

1.2.1 苗床準(zhǔn)備

應(yīng)選擇地勢(shì)平坦、排水良好、土層深厚且肥沃濕潤(rùn)、pH 值在6～7 的沙質(zhì)土壤作為苗圃。整平土地后按照30 cm×40 cm 規(guī)格開溝做床，溝寬80 cm，深50 cm，長(zhǎng)度視地形而定。將腐熟有機(jī)肥均勻撒于溝內(nèi)，與表層土壤混合均勻后再覆1 層細(xì)糞土或表土，之后澆透水備用。若是山地，則應(yīng)沿等高線方向筑成梯田狀，以便灌溉和管理。

1.2.2 播種

播種前需處理種子。將種子放入50 ℃左右的水中浸泡1 h，然后撈出瀝干水分并用濕布包好放置于室溫下催芽。待種子露白后即可進(jìn)行播種。一般情況下，采用條播方式進(jìn)行播種，行距為30 cm，開溝深度約為8 mm，溝寬度為16～20 mm，溝間距為70～90 cm。每個(gè)播種穴內(nèi)放1 粒種子，覆土厚度約1 cm。播種結(jié)束后及時(shí)澆水，保證土壤濕潤(rùn)。

1.2.3 苗床管理

播種前需處理苗床。首先，將苗床上的雜物清除干凈，然后噴灑一定量的水分以保證土壤濕潤(rùn)度適宜。其次，選擇合適的營(yíng)養(yǎng)土作為填充物，并按照一定比例混合均勻。再次，開展鎮(zhèn)壓工作，確保種子和基質(zhì)緊密結(jié)合。

1.2.4 移栽

完成播種后需進(jìn)行移栽工作。一般情況下，春季是最佳移栽時(shí)間，此時(shí)土壤溫度逐漸升高、水分蒸發(fā)量減少，非常有利于幼苗生長(zhǎng)。移栽時(shí)應(yīng)注意保持幼苗根部完整，避免出現(xiàn)窩根。同時(shí)，還要合理控制移栽密度和深度，保證其成活率。通常情況下，可栽植2 250 株/hm2左右。為提高苗木質(zhì)量，可采用穴植法或溝植法進(jìn)行種植。

1.2.5 幼苗管理

完成播種后需進(jìn)行幼苗管理工作。首先，由于天目瓊花生長(zhǎng)速度較快，所以要及時(shí)為其提供充足水分以保證正常生長(zhǎng)。同時(shí)需避免因積水導(dǎo)致根部腐爛等不良后果。針對(duì)不同時(shí)期采取相應(yīng)措施進(jìn)行澆灌即可。其次，應(yīng)加強(qiáng)病蟲害防治。常見(jiàn)病害有立枯病、猝倒病等；蟲害有地老虎、金龜子等。這些都會(huì)影響苗木健康生長(zhǎng)，因此必須加以重視?？刹捎没瘜W(xué)藥劑或生物方法進(jìn)行防治。再次，做好除草工作。防止雜草吸收土壤養(yǎng)分并爭(zhēng)奪幼苗生長(zhǎng)空間［2］。

1.3 天目瓊花育苗技術(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

1.3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究所使用的數(shù)據(jù)主要包括兩個(gè)部分，一部分是通過(guò)實(shí)地調(diào)查和查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料收集得到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；另一部分是從網(wǎng)絡(luò)上搜集到的公開數(shù)據(jù)。其中，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來(lái)自甘肅省林業(yè)科學(xué)研究院、天水市林業(yè)科學(xué)研究所等單位，這些單位在該領(lǐng)域具有一定的經(jīng)驗(yàn)積累和科研實(shí)力。對(duì)于一些無(wú)法直接獲得的數(shù)據(jù)，則采用了多種方式進(jìn)行采集并整理入庫(kù)。

1.3.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和整理過(guò)程中，由于各種原因可能會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤或不完整的信息。因此需要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，以保證后續(xù)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。首先，填充缺失值。某些因素（如儀器故障、斷電等）導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)無(wú)法被完整地記錄下來(lái)，就形成了一個(gè)空值區(qū)域。為避免這些空值對(duì)后續(xù)數(shù)據(jù)分析造成影響，采取均值填充法或中位數(shù)填充法將其填補(bǔ)完整。同時(shí)，通過(guò)刪除異常值來(lái)減少誤差。其次，處理異常數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)變量存在明顯的離群點(diǎn)時(shí)，應(yīng)立即將其視為異常值并予以剔除。再次，標(biāo)準(zhǔn)化處理。由于不同指標(biāo)之間具有量綱差異，如果直接使用將會(huì)影響最終的分析結(jié)果，因此需要進(jìn)行無(wú)量綱化處理。常用方法有最大-最小規(guī)范化和平均值規(guī)范化2 種方式。

1.3.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

在管理采集到的大量數(shù)據(jù)時(shí)，需考慮如何將其高效存儲(chǔ)。為方便后續(xù)查詢和使用，本研究將采用MySQL 作為主要的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，并結(jié)合ArcGIS 軟件進(jìn)行空間分析和地圖可視化展示。首先，利用該軟件提供的地理處理工具箱完成數(shù)據(jù)處理、投影轉(zhuǎn)換等操作。其次，借助ArcEngine 開發(fā)組件，將所需屬性信息以表格形式輸出并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中。

本次項(xiàng)目采用MySQL 作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理工具。通過(guò)對(duì)該數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和規(guī)劃，能有效提高數(shù)據(jù)查詢效率，減少數(shù)據(jù)冗余等問(wèn)題。同時(shí)，針對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)，需要采取相應(yīng)的表格進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。因此，在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)階段，主要從用戶信息表、苗木基本情況表、播種日期表、播種數(shù)量表、出圃時(shí)間表、種條來(lái)源表、種子批號(hào)表、播種方式表、幼苗生長(zhǎng)狀態(tài)表、移植時(shí)間表、移植地點(diǎn)表、移植方法表、病蟲害防治記錄表、施肥記錄表、澆水記錄表、除草記錄表、松土記錄表、培土記錄表、覆蓋物情況表等方面入手。這些表格共同組成了整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，為后續(xù)數(shù)據(jù)處理提供了有力支持。

1.3.4 數(shù)據(jù)查詢

在該模塊中，用戶可以通過(guò)輸入相關(guān)信息進(jìn)行檢索。其中包括對(duì)苗木生長(zhǎng)環(huán)境、生長(zhǎng)狀態(tài)等多方面的詳細(xì)描述和記錄。同時(shí)還提供了多種查詢方式，如按照時(shí)間段、樹種名稱或地區(qū)等條件進(jìn)行篩選查詢。此外，為方便用戶使用，系統(tǒng)還支持模糊查詢功能，即輸入不完整的信息也能得到相應(yīng)結(jié)果。這樣不僅提高了工作效率，而且滿足了不同用戶的需求。該模塊主要分為以下部分：首先是登錄界面，用戶需要輸入正確的賬號(hào)和密碼才能進(jìn)入系統(tǒng)；其次是主頁(yè)面，用于展示各種查詢結(jié)果及統(tǒng)計(jì)分析圖表；再次是樹苗管理界面，用于添加、刪除、修改樹苗信息及查看歷史記錄［3］。

1.4 天目瓊花育苗技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.4.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

本研究將整個(gè)系統(tǒng)分為用戶管理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析4 個(gè)模塊。其中，用戶管理主要包括對(duì)用戶信息進(jìn)行添加、修改、刪除等操作；數(shù)據(jù)采集是通過(guò)傳感器設(shè)備實(shí)時(shí)獲取環(huán)境參數(shù)并記錄；數(shù)據(jù)處理是對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理及分析；數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)將會(huì)從預(yù)處理后的數(shù)據(jù)中提取有用信息，為后續(xù)工作提供參考依據(jù)。

1.4.2 系統(tǒng)流程圖

該系統(tǒng)主要分為用戶登錄、數(shù)據(jù)管理、功能模塊3 個(gè)部分。其中，用戶登錄后可以進(jìn)行相關(guān)操作；數(shù)據(jù)管理包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)查詢等功能；功能模塊則是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)子功能進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。首先，用戶輸入賬號(hào)和密碼進(jìn)入系統(tǒng)首頁(yè)。其次，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)管理”按鈕，進(jìn)入數(shù)據(jù)管理頁(yè)面。再次，在該頁(yè)面中，用戶可查看當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的所有數(shù)據(jù)信息，同時(shí)能添加、刪除或修改相應(yīng)的數(shù)據(jù)表格內(nèi)容。最后，當(dāng)需要查找某個(gè)特定數(shù)據(jù)時(shí)，只需在搜索框中輸入目標(biāo)數(shù)據(jù)名稱即可。

1.4.3 系統(tǒng)類圖

本研究研究了天目瓊花育苗管理信息化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和各個(gè)子系統(tǒng)之間的關(guān)系。該系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)展示等模塊組成，各模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接并協(xié)同工作，最終形成完整的信息管理平臺(tái)。其中，數(shù)據(jù)采集負(fù)責(zé)從傳感器或其他設(shè)備上獲取實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理主要是對(duì)采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，提取有用信息并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中；數(shù)據(jù)分析是利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和可視化工具對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度分析、挖掘；數(shù)據(jù)展示是將經(jīng)過(guò)分析和挖掘得到的結(jié)果以圖表、報(bào)表等形式直觀地呈現(xiàn)給用戶。整個(gè)系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)（瀏覽器/服務(wù)器），使用Java語(yǔ)言開發(fā)，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)為MySQL。

1.4.4 系統(tǒng)時(shí)序圖

系統(tǒng)采用基于時(shí)間序列分析的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)建模和預(yù)測(cè)。該方法可以將復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為具有一定規(guī)律的模型，從而方便相關(guān)人員對(duì)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)作出判斷。同時(shí)，也有助于提高系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性等方面的性能指標(biāo)。

2 小隴山林區(qū)天目瓊花特性

2.1 生物學(xué)特性

一是形態(tài)特征。天目瓊花為落葉灌木，高可達(dá)2 m；小枝呈四棱形，光滑無(wú)毛或微被短柔毛；葉片紙質(zhì)，橢圓狀披針形、長(zhǎng)圓形至倒卵形，先端漸尖，基部楔形或近圓形，邊緣有細(xì)鋸齒，上面為暗綠色，下面淡白色，兩面均密生黃褐色星狀茸毛，側(cè)脈有8～10 對(duì)，葉柄長(zhǎng)約5 mm。二是生長(zhǎng)習(xí)性。天目瓊花生于海拔400～2 700 m 的山坡灌叢中和林緣，喜溫暖濕潤(rùn)氣候及半陰環(huán)境，怕積水，耐寒性較差。三是物候期。在甘肅省天水市張家川縣，天目瓊花一般在3月底至4月初開花，9—10月果熟，果實(shí)成熟后自然脫落。四是繁殖方法。天目瓊花可用播種、扦插等方式進(jìn)行繁殖，但以播種為主。種子采收后需沙藏處理，來(lái)年播種前取出并進(jìn)行催芽處理即可。

2.2 種子萌發(fā)特性

天目瓊花生長(zhǎng)在海拔800～1 500 m 的山坡、山谷林中，喜陰濕環(huán)境。由于其自然分布范圍較窄，加之人為干擾較大，種群數(shù)量相對(duì)較為稀少。因此，對(duì)其種子萌發(fā)特性進(jìn)行研究具有重要意義。

2.3 幼苗生長(zhǎng)特性

一是種子發(fā)芽。自然條件下天目瓊花生長(zhǎng)較慢，一般2年才能開花結(jié)實(shí)。但通過(guò)人工控制培養(yǎng)基中養(yǎng)分和溫度等因素，可使其提前開花結(jié)實(shí)。播種后約40～50 d 開始有新芽萌發(fā)；7月底至8月初為開花期，此時(shí)正是種實(shí)成熟時(shí)期；9月種子逐漸成熟并脫落。二是幼苗生長(zhǎng)。初生根很少或沒(méi)有，次生根發(fā)達(dá)，主根不明顯。莖直立光滑，高可達(dá)6 m 以上，直徑達(dá)2 mm 左右，上部多分枝，下部被短柔毛。

3 結(jié)束語(yǔ)

相關(guān)人員成功開展了對(duì)小隴山林區(qū)天目瓊花育苗技術(shù)的探索和實(shí)踐，實(shí)際操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)該技術(shù)具有很高的可行性和實(shí)用性。同時(shí)存在一些問(wèn)題需要進(jìn)一步解決，例如幼苗生長(zhǎng)緩慢、病蟲害等。針對(duì)這些問(wèn)題，仍需繼續(xù)深入研究并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，以期為今后更好地推廣和應(yīng)用這一先進(jìn)的林業(yè)生產(chǎn)技術(shù)提供有力支持。