鉤藤套種頭花蓼技術(shù)研究

龍鳳安金燕莫娜艾禎仙王天垂

(1.貴州龍鳳寶中藥材科技有限公司，貴州 三都 558109；2.三都縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，貴州 三都 558100)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的中醫(yī)藥材需求量較大，野生中藥植物資源有限[1]，且大部分長(zhǎng)在林下和坡地，因此人工種植中藥材成為重要途徑?，F(xiàn)有中藥種植方式盡管引進(jìn)先進(jìn)儀器和方式，仍然存在一定問(wèn)題，不易保持土壤原有肥力，監(jiān)管不及時(shí)[2]。本文以鉤藤套種頭花蓼為主要研究對(duì)象，用遙感監(jiān)測(cè)的方式進(jìn)行科學(xué)監(jiān)管，從監(jiān)管技術(shù)的了解到使用，系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，以期為科學(xué)管理田間栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 鉤藤套種頭花蓼模式種植原理

1.1 鉤藤

鉤藤為常用中藥，中國(guó)藥典規(guī)定為茜草科(Rubiaceae)鉤藤屬(Uncaria)植物鉤藤、大葉鉤藤、毛鉤藤、華鉤藤和無(wú)柄果鉤藤(白鉤藤)的帶鉤莖枝。鉤藤入藥有著悠久的歷史，具有清熱平肝、息風(fēng)定驚等功效。常綠木質(zhì)，藤本長(zhǎng)可達(dá)10m。葉紙質(zhì)，橢圓形或長(zhǎng)圓形，長(zhǎng)5～12cm，寬3～7cm，種植時(shí)需行間距1.5～2.0m、株距1.0～1.5m、穴直徑35～45cm、穴深35～45cm，每3個(gè)月追肥1次；每年1—3月進(jìn)行鉤藤苗移栽，每穴1株苗，種植密度在3330～6660株·667m-2；每年12月可收割。

1.2 頭花蓼

頭花蓼，屬于蓼科蓼屬多年生草本植物，為中藥材中較為常見(jiàn)藥材，有治療尿道感染、腎盂腎炎的功效。主要生長(zhǎng)在江西、湖南、湖北、四川、貴州、廣東、廣西、云南及西藏。葉卵形或橢圓形，長(zhǎng)1.5～3cm，寬1～2.5cm，種植時(shí)需行間距25cm、株距25cm、穴直徑25～30cm、穴深20～25cm，每4個(gè)月追肥1次；每年4—5月進(jìn)行頭花蓼苗移栽，每穴1株苗，種植密度在18萬(wàn)株·667m-2；每年11—12月可收割。

1.3 鉤藤套種頭花蓼種植原理

苗藥頭花蓼為蓼科植物頭花蓼(PolygonumcapitatumBuch.-Ham.ex D.Don)的干燥全草或地上部分，具有清熱利濕、解毒止痛、活血散瘀、利尿通淋的功效，收載于《貴州省中藥材、民族藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》2003年版。鉤藤與頭花蓼均屬于多年生植物，鉤藤生長(zhǎng)形態(tài)較大，種植密度相對(duì)較??；頭花蓼生長(zhǎng)形態(tài)較小且屬于叢生，種植密度較大，兩者套種可降低土地使用壓力，降低土壤表面水分蒸發(fā)，涵養(yǎng)地下水資源。鉤藤的種植時(shí)間與收割時(shí)間與頭花蓼相鄰，并且鉤藤發(fā)芽時(shí)間與頭花蓼收割時(shí)間相隔較短，可以提升農(nóng)田的使用概率，增長(zhǎng)生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效率。

2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遙感監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展

2.1 檢測(cè)原理

高光譜遙感技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵性的理論依據(jù)，在生產(chǎn)過(guò)程中監(jiān)測(cè)儀的常規(guī)波長(zhǎng)為10～13nm，在同一時(shí)間能夠完成近幾千個(gè)光譜段的掃描，同時(shí)制作成一條完整的光譜曲線(xiàn)。從農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，收益率與像素分辨率成為其中重要的信息依據(jù)，以便生產(chǎn)者監(jiān)管鉤藤與頭花蓼，同時(shí)方便購(gòu)買(mǎi)者查閱生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)是否不妥，為今后病蟲(chóng)害的防治提供可靠的分析數(shù)據(jù)[3,4]。

利用高光譜遙感技術(shù)可以提供幾個(gè)重要數(shù)據(jù)，其中包括空間信息、輻射信息、光譜信息等。該技術(shù)與其它遠(yuǎn)程遙感技術(shù)相比，在光譜吸取上更為精準(zhǔn)，展示的數(shù)據(jù)更加全面。如，檢測(cè)過(guò)程中，綠植的葉綠素、大量營(yíng)養(yǎng)、微量營(yíng)養(yǎng)元素、植物水分、植物生長(zhǎng)發(fā)育的預(yù)判等，也包含環(huán)境的部分因素。這對(duì)于該技術(shù)在其它領(lǐng)域的使用上，更加具象化，也更能反映植物動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)趨勢(shì)，隨著波段的變化，高光曲線(xiàn)會(huì)發(fā)生顯著變化[5]。

2.2 遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)模型

當(dāng)前，遠(yuǎn)程遙感技術(shù)成為主要發(fā)展趨勢(shì)，系統(tǒng)上采用植物內(nèi)部數(shù)學(xué)模型演示，工作人員根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)及部分影像信息進(jìn)行充分分析[6]。最終通過(guò)不同波長(zhǎng)反映出的植物敏感度，構(gòu)造出一個(gè)較為完善的技術(shù)模型，具體如圖1所示。

3 鉤藤套種頭花蓼遙感監(jiān)測(cè)方法與效益分析

3.1 鉤藤套種頭花蓼遙感監(jiān)測(cè)典型模型應(yīng)用

近幾年，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于作物遙感監(jiān)測(cè)問(wèn)題進(jìn)行更為深入的研究，并且建立適當(dāng)?shù)念?lèi)型算法，建立科學(xué)的作物生育時(shí)期、生長(zhǎng)指標(biāo)、產(chǎn)量識(shí)別、分區(qū)及診斷模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用[7]。一般監(jiān)測(cè)模型可分為2大類(lèi)：成像和非成像。系統(tǒng)根據(jù)不同的成像類(lèi)型進(jìn)行科學(xué)模型搭配，表1為鉤藤套種頭花蓼研究部分模型方法。

圖1 遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)模型

表1 遙感監(jiān)測(cè)典型模型

3.2 鉤藤套種頭花蓼遙感監(jiān)測(cè)數(shù)學(xué)模型應(yīng)用

對(duì)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō)，使用遙感監(jiān)測(cè)得到數(shù)據(jù)后，需要進(jìn)行數(shù)學(xué)模型建立并分析。針對(duì)植物種類(lèi)的不同，模型制定的方式也會(huì)產(chǎn)生差異，上述內(nèi)容中提出的原理依據(jù)已經(jīng)解答了分析方式的由來(lái)，根據(jù)多年遙感數(shù)據(jù)采集形成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)作物物理構(gòu)成、化學(xué)構(gòu)成及環(huán)境系數(shù)深入分析后，找到適合的科學(xué)遙感方案，具體如表2所示。

3.3 鉤藤套種頭花蓼模式的效益分析

3.3.1 經(jīng)濟(jì)效益

在以往常規(guī)單獨(dú)種植2種植物基礎(chǔ)設(shè)備建設(shè)過(guò)程中需要投入的資金總和在7400～9600元·667m-2，其中包括建設(shè)及修繕的費(fèi)用、人工費(fèi)、種苗、肥料、其它。而鉤藤套種頭花蓼是新型種植方式，套種初年基礎(chǔ)建設(shè)投資為3100～4800元·667m-2；第2—3年，每年投資為400～600元·667m-2。由此看出，套種模式下的種植建設(shè)費(fèi)用及人工費(fèi)用等顯著低于常規(guī)投資費(fèi)用。

表2 遙感監(jiān)測(cè)數(shù)學(xué)模型

從產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)收益上講，單獨(dú)種植鉤藤，初年可收獲干品30kg·667m-2，棒子42.5kg·667m-2；第2年可收獲干品75～125kg·667m-2，棒子75～125kg·667m-2；第3年可收獲干品100～150kg·667m-2，棒子100～150kg·667m-2。單獨(dú)種植頭花蓼，每年可收獲干品250～300kg·667m-2。鉤藤干品、棒子及頭花蓼的單價(jià)分別為70元·kg-1、12元·kg-1、10元·kg-1，因此鉤藤3a經(jīng)濟(jì)效益共16960～25160元·667m-2；頭花蓼每年經(jīng)濟(jì)效益共2500～3000元·667m-2。在套種模式下，鉤藤及頭花蓼產(chǎn)量是常規(guī)產(chǎn)量的1.2倍，鉤藤3a經(jīng)濟(jì)效益共17950～30192元·667m-2；頭花蓼每年經(jīng)濟(jì)效益共3000～3600元·667m-2。由此可分析出，套種模式在遙感監(jiān)測(cè)的情況下栽種管理及時(shí)，促進(jìn)鉤藤及頭花蓼產(chǎn)量的同時(shí)，提升了單位面積土地的經(jīng)濟(jì)收益。

3.3.2 社會(huì)效益

遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)運(yùn)用在鉤藤套種頭花蓼中有較好的效果，促進(jìn)產(chǎn)量及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的同時(shí)，可以帶動(dòng)周邊農(nóng)戶(hù)發(fā)展，推動(dòng)本縣中藥材產(chǎn)業(yè)逐漸壯大。這不僅給農(nóng)民提供了就業(yè)機(jī)會(huì)及相關(guān)優(yōu)惠務(wù)農(nóng)補(bǔ)助，也為當(dāng)?shù)孛褡逅幤返难邪l(fā)、疾病防治防控、國(guó)民健康作出一定社會(huì)貢獻(xiàn)。

3.3.3 生態(tài)效益

在科學(xué)檢測(cè)的情況下，降低植物病蟲(chóng)害的發(fā)生，使得周邊環(huán)境生態(tài)得到保障，促進(jìn)各生態(tài)因子在穩(wěn)定環(huán)境中逐漸恢復(fù)生態(tài)限定值；大量的土壤水分及葉片蒸發(fā)水分被保留，促進(jìn)露水草產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提升土地綠化覆蓋率，防治水土流失，保護(hù)地下水污染，保持生態(tài)平衡及農(nóng)業(yè)用地可持續(xù)發(fā)展[8,9]。

4 鉤藤套種頭花蓼遙感監(jiān)測(cè)的未來(lái)展望

4.1 復(fù)雜農(nóng)田環(huán)境下鉤藤套種頭花蓼遙感監(jiān)測(cè)

目前，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常管理過(guò)程中，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)作物生長(zhǎng)環(huán)境、森林生長(zhǎng)環(huán)境及牧草生長(zhǎng)環(huán)境等自然生成的條件有較為精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)。隨著現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)加劇，環(huán)境因素影響著作物的生長(zhǎng)，將儀器監(jiān)測(cè)的各類(lèi)指標(biāo)由單一因子逐漸轉(zhuǎn)變成為多元因子，并且結(jié)合連續(xù)性波長(zhǎng)探索病蟲(chóng)害產(chǎn)生的原因、植物生長(zhǎng)預(yù)判、作物生長(zhǎng)軌跡及對(duì)部分病蟲(chóng)害預(yù)判等。在此基礎(chǔ)上，利用環(huán)境、生物因素分析土壤的理化性質(zhì)及植物養(yǎng)分吸收機(jī)制。

4.2 鉤藤套種頭花蓼病蟲(chóng)害的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

現(xiàn)階段對(duì)于鉤藤套種頭花蓼病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)理論研究較少，盡管技術(shù)較為精準(zhǔn)，但是大部分地區(qū)引用該技術(shù)較晚，使得管理人員不能準(zhǔn)確掌握監(jiān)測(cè)技巧，更不要說(shuō)及時(shí)進(jìn)行控制。鉤藤套種頭花蓼是一種創(chuàng)新套種方式，2種作物之間相互影響，被病蟲(chóng)害侵害的部位也不同。隨著高新技術(shù)的日益發(fā)展，遙感技術(shù)更新較快，不僅能夠從土壤、生態(tài)環(huán)境、植物表面等方面采集重要信息，還可以通過(guò)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)模型建立，從而系統(tǒng)地觀測(cè)田間鉤藤套種頭花蓼病蟲(chóng)害情況，構(gòu)建未來(lái)綜合病蟲(chóng)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。