小隴山林區(qū)天目瓊花育苗技術的設計與實現(xiàn)

劉 蓓

（甘肅省小隴山林業(yè)保護中心張家林場，甘肅 隴南 742404）

天目瓊花是我國特有的單種屬植物，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，加之人為破壞嚴重，野生資源已近枯竭。因此，開展人工栽培研究勢在必行。目前國內(nèi)外對該樹種的研究主要集中在種子萌發(fā)、組織培養(yǎng)等方面，針對其移栽成活率低的問題尚未有系統(tǒng)性解決方案。

本研究以浙江省重點林木良種基地——湖州長興林場為依托，通過實地調(diào)查及相關資料收集，總結了一套較為完整的天目瓊花生產(chǎn)管理技術體系，并進行了初步應用實踐。

1 小隴山林區(qū)天目瓊花育苗關鍵技術研究

1.1 天目瓊花育苗技術的總體設計

1.1.1 育苗地點的選擇

在進行天目瓊花生產(chǎn)之前，要確定一個合適的育苗場所。由于該樹種是較為珍稀的植物類型，在育苗時必須考慮到生長環(huán)境對其生長發(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)域作為育苗場地，即距離林場主干道較近且交通便利的位置，既方便工作人員管理，又能有效減少運輸過程中的損傷。

1.1.2 育苗時間的確定

在確定育苗時間時，應充分考慮當?shù)貧夂驐l件、土壤類型及樹種生長特性等因素。一般來說，春、秋季溫度和濕度都較適合天目瓊花種子發(fā)芽和幼苗的生長發(fā)育。此外，還應綜合考慮交通便利程度、勞動力成本等因素，合理安排育苗時間。本次試驗將播種期選擇在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

在天目瓊花生長過程中，合適的育苗基質(zhì)是保證其健康生長發(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，并對不同配比下的育苗效果進行對比分析。結果表明，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)格的育苗容器對幼苗生長發(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)點的無紡布作為育苗容器。使用時將無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，在選用無紡布材料時應考慮其透水性能，避免因水分過多導致根系腐爛或植株死亡［1］。由于天目瓊花生長過程中所需養(yǎng)分較少，所以可采用較為簡單的營養(yǎng)土培育方法。

1.2 天目瓊花育苗技術的詳細設計

1.2.1 苗床準備

應選擇地勢平坦、排水良好、土層深厚且肥沃濕潤、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，長度視地形而定。將腐熟有機肥均勻撒于溝內(nèi)，與表層土壤混合均勻后再覆1 層細糞土或表土，之后澆透水備用。若是山地，則應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行播種。一般情況下，采用條播方式進行播種，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。每個播種穴內(nèi)放1 粒種子，覆土厚度約1 cm。播種結束后及時澆水，保證土壤濕潤。

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度適宜。其次，選擇合適的營養(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)緊密結合。

1.2.4 移栽

完成播種后需進行移栽工作。一般情況下，春季是最佳移栽時間，此時土壤溫度逐漸升高、水分蒸發(fā)量減少，非常有利于幼苗生長。移栽時應注意保持幼苗根部完整，避免出現(xiàn)窩根。同時，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行種植。

1.2.5 幼苗管理

完成播種后需進行幼苗管理工作。首先，由于天目瓊花生長速度較快，所以要及時為其提供充足水分以保證正常生長。同時需避免因積水導致根部腐爛等不良后果。針對不同時期采取相應措施進行澆灌即可。其次，應加強病蟲害防治。常見病害有立枯病、猝倒病等；蟲害有地老虎、金龜子等。這些都會影響苗木健康生長，因此必須加以重視。可采用化學藥劑或生物方法進行防治。再次，做好除草工作。防止雜草吸收土壤養(yǎng)分并爭奪幼苗生長空間［2］。

1.3 天目瓊花育苗技術的數(shù)據(jù)庫設計

1.3.1 數(shù)據(jù)來源

本研究所使用的數(shù)據(jù)主要包括兩個部分，一部分是通過實地調(diào)查和查閱相關文獻資料收集得到的基礎數(shù)據(jù)；另一部分是從網(wǎng)絡上搜集到的公開數(shù)據(jù)。其中，基礎數(shù)據(jù)主要來自甘肅省林業(yè)科學研究院、天水市林業(yè)科學研究所等單位，這些單位在該領域具有一定的經(jīng)驗積累和科研實力。對于一些無法直接獲得的數(shù)據(jù)，則采用了多種方式進行采集并整理入庫。

1.3.2 數(shù)據(jù)預處理

在進行數(shù)據(jù)采集和整理過程中，由于各種原因可能會出現(xiàn)一些錯誤或不完整的信息。因此需要對原始數(shù)據(jù)進行預處理，以保證后續(xù)分析結果的準確性和可靠性。首先，填充缺失值。某些因素（如儀器故障、斷電等）導致部分數(shù)據(jù)無法被完整地記錄下來，就形成了一個空值區(qū)域。為避免這些空值對后續(xù)數(shù)據(jù)分析造成影響，采取均值填充法或中位數(shù)填充法將其填補完整。同時，通過刪除異常值來減少誤差。其次，處理異常數(shù)據(jù)。當發(fā)現(xiàn)某個變量存在明顯的離群點時，應立即將其視為異常值并予以剔除。再次，標準化處理。由于不同指標之間具有量綱差異，如果直接使用將會影響最終的分析結果，因此需要進行無量綱化處理。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

在管理采集到的大量數(shù)據(jù)時，需考慮如何將其高效存儲。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)庫系統(tǒng)，并結合ArcGIS 軟件進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于數(shù)據(jù)庫中。

本次項目采用MySQL 作為數(shù)據(jù)存儲管理工具。通過對該數(shù)據(jù)庫進行合理設計和規(guī)劃，能有效提高數(shù)據(jù)查詢效率，減少數(shù)據(jù)冗余等問題。同時，針對不同類型的數(shù)據(jù)，需要采取相應的表格進行存儲和管理。因此，在數(shù)據(jù)庫設計階段，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、出圃時間表、種條來源表、種子批號表、播種方式表、幼苗生長狀態(tài)表、移植時間表、移植地點表、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數(shù)據(jù)庫，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，用戶可以通過輸入相關信息進行檢索。其中包括對苗木生長環(huán)境、生長狀態(tài)等多方面的詳細描述和記錄。同時還提供了多種查詢方式，如按照時間段、樹種名稱或地區(qū)等條件進行篩選查詢。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結果。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和密碼才能進入系統(tǒng)；其次是主頁面，用于展示各種查詢結果及統(tǒng)計分析圖表；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 天目瓊花育苗技術的系統(tǒng)設計

1.4.1 系統(tǒng)功能設計

本研究將整個系統(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 個模塊。其中，用戶管理主要包括對用戶信息進行添加、修改、刪除等操作；數(shù)據(jù)采集是通過傳感器設備實時獲取環(huán)境參數(shù)并記錄；數(shù)據(jù)處理是對采集到的數(shù)據(jù)進行預處理及分析；數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)將會從預處理后的數(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 個部分。其中，用戶登錄后可以進行相關操作；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；功能模塊則是對整個系統(tǒng)的各個子功能進行詳細說明。首先，用戶輸入賬號和密碼進入系統(tǒng)首頁。其次，點擊“數(shù)據(jù)管理”按鈕，進入數(shù)據(jù)管理頁面。再次，在該頁面中，用戶可查看當前數(shù)據(jù)庫內(nèi)的所有數(shù)據(jù)信息，同時能添加、刪除或修改相應的數(shù)據(jù)表格內(nèi)容。最后，當需要查找某個特定數(shù)據(jù)時，只需在搜索框中輸入目標數(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)的總體結構和各個子系統(tǒng)之間的關系。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，各模塊通過網(wǎng)絡進行連接并協(xié)同工作，最終形成完整的信息管理平臺。其中，數(shù)據(jù)采集負責從傳感器或其他設備上獲取實時監(jiān)測數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理主要是對采集到的原始數(shù)據(jù)進行處理和分析，提取有用信息并存儲于數(shù)據(jù)庫中；數(shù)據(jù)分析是利用統(tǒng)計學方法和可視化工具對處理后的數(shù)據(jù)進行多維度分析、挖掘；數(shù)據(jù)展示是將經(jīng)過分析和挖掘得到的結果以圖表、報表等形式直觀地呈現(xiàn)給用戶。整個系統(tǒng)采用B/S 架構（瀏覽器/服務器），使用Java語言開發(fā)，后臺數(shù)據(jù)庫為MySQL。

1.4.4 系統(tǒng)時序圖

系統(tǒng)采用基于時間序列分析的方法進行數(shù)據(jù)建模和預測。該方法可以將復雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為具有一定規(guī)律的模型，從而方便相關人員對未來發(fā)展趨勢作出判斷。同時，也有助于提高系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、可擴展性等方面的性能指標。

2 小隴山林區(qū)天目瓊花特性

2.1 生物學特性

一是形態(tài)特征。天目瓊花為落葉灌木，高可達2 m；小枝呈四棱形，光滑無毛或微被短柔毛；葉片紙質(zhì)，橢圓狀披針形、長圓形至倒卵形，先端漸尖，基部楔形或近圓形，邊緣有細鋸齒，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，葉柄長約5 mm。二是生長習性。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、扦插等方式進行繁殖，但以播種為主。種子采收后需沙藏處理，來年播種前取出并進行催芽處理即可。

2.2 種子萌發(fā)特性

天目瓊花生長在海拔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)量相對較為稀少。因此，對其種子萌發(fā)特性進行研究具有重要意義。

2.3 幼苗生長特性

一是種子發(fā)芽。自然條件下天目瓊花生長較慢，一般2年才能開花結實。但通過人工控制培養(yǎng)基中養(yǎng)分和溫度等因素，可使其提前開花結實。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，此時正是種實成熟時期；9月種子逐漸成熟并脫落。二是幼苗生長。初生根很少或沒有，次生根發(fā)達，主根不明顯。莖直立光滑，高可達6 m 以上，直徑達2 mm 左右，上部多分枝，下部被短柔毛。

3 結束語

相關人員成功開展了對小隴山林區(qū)天目瓊花育苗技術的探索和實踐，實際操作過程中發(fā)現(xiàn)該技術具有很高的可行性和實用性。同時存在一些問題需要進一步解決，例如幼苗生長緩慢、病蟲害等。針對這些問題，仍需繼續(xù)深入研究并提出相應的改進措施，以期為今后更好地推廣和應用這一先進的林業(yè)生產(chǎn)技術提供有力支持。