钩藤套种头花蓼技术研究

龙凤安金燕莫娜艾祯仙王天垂

(1.贵州龙凤宝中药材科技有限公司，贵州 三都 558109；2.三都县农业农村局，贵州 三都 558100)

当前国内外的中医药材需求量较大，野生中药植物资源有限[1]，且大部分长在林下和坡地，因此人工种植中药材成为重要途径。现有中药种植方式尽管引进先进仪器和方式，仍然存在一定问题，不易保持土壤原有肥力，监管不及时[2]。本文以钩藤套种头花蓼为主要研究对象，用遥感监测的方式进行科学监管，从监管技术的了解到使用，系统进行深入研究，以期为科学管理田间栽培提供科学依据。

1 钩藤套种头花蓼模式种植原理

1.1 钩藤

钩藤为常用中药，中国药典规定为茜草科(Rubiaceae)钩藤属(Uncaria)植物钩藤、大叶钩藤、毛钩藤、华钩藤和无柄果钩藤(白钩藤)的带钩茎枝。钩藤入药有着悠久的历史，具有清热平肝、息风定惊等功效。常绿木质，藤本长可达10m。叶纸质，椭圆形或长圆形，长5～12cm，宽3～7cm，种植时需行间距1.5～2.0m、株距1.0～1.5m、穴直径35～45cm、穴深35～45cm，每3个月追肥1次；每年1—3月进行钩藤苗移栽，每穴1株苗，种植密度在3330～6660株·667m-2；每年12月可收割。

1.2 头花蓼

头花蓼，属于蓼科蓼属多年生草本植物，为中药材中较为常见药材，有治疗尿道感染、肾盂肾炎的功效。主要生长在江西、湖南、湖北、四川、贵州、广东、广西、云南及西藏。叶卵形或椭圆形，长1.5～3cm，宽1～2.5cm，种植时需行间距25cm、株距25cm、穴直径25～30cm、穴深20～25cm，每4个月追肥1次；每年4—5月进行头花蓼苗移栽，每穴1株苗，种植密度在18万株·667m-2；每年11—12月可收割。

1.3 钩藤套种头花蓼种植原理

苗药头花蓼为蓼科植物头花蓼(PolygonumcapitatumBuch.-Ham.ex D.Don)的干燥全草或地上部分，具有清热利湿、解毒止痛、活血散瘀、利尿通淋的功效，收载于《贵州省中药材、民族药材质量标准》2003年版。钩藤与头花蓼均属于多年生植物，钩藤生长形态较大，种植密度相对较小；头花蓼生长形态较小且属于丛生，种植密度较大，两者套种可降低土地使用压力，降低土壤表面水分蒸发，涵养地下水资源。钩藤的种植时间与收割时间与头花蓼相邻，并且钩藤发芽时间与头花蓼收割时间相隔较短，可以提升农田的使用概率，增长生态效益与经济效率。

2 农业生产遥感监测研究进展

2.1 检测原理

高光谱遥感技术是现代农业监测关键性的理论依据，在生产过程中监测仪的常规波长为10～13nm，在同一时间能够完成近几千个光谱段的扫描，同时制作成一条完整的光谱曲线。从农业经济角度出发，收益率与像素分辨率成为其中重要的信息依据，以便生产者监管钩藤与头花蓼，同时方便购买者查阅生产各个环节是否不妥，为今后病虫害的防治提供可靠的分析数据[3,4]。

利用高光谱遥感技术可以提供几个重要数据，其中包括空间信息、辐射信息、光谱信息等。该技术与其它远程遥感技术相比，在光谱吸取上更为精准，展示的数据更加全面。如，检测过程中，绿植的叶绿素、大量营养、微量营养元素、植物水分、植物生长发育的预判等，也包含环境的部分因素。这对于该技术在其它领域的使用上，更加具象化，也更能反映植物动态生长趋势，随着波段的变化，高光曲线会发生显著变化[5]。

2.2 遥感监测技术模型

当前，远程遥感技术成为主要发展趋势，系统上采用植物内部数学模型演示，工作人员根据所采集的数据及部分影像信息进行充分分析[6]。最终通过不同波长反映出的植物敏感度，构造出一个较为完善的技术模型，具体如图1所示。

3 钩藤套种头花蓼遥感监测方法与效益分析

3.1 钩藤套种头花蓼遥感监测典型模型应用

近几年，国内外学者对于作物遥感监测问题进行更为深入的研究，并且建立适当的类型算法，建立科学的作物生育时期、生长指标、产量识别、分区及诊断模型，在此基础上进行应用[7]。一般监测模型可分为2大类：成像和非成像。系统根据不同的成像类型进行科学模型搭配，表1为钩藤套种头花蓼研究部分模型方法。

图1 遥感监测技术模型

表1 遥感监测典型模型

3.2 钩藤套种头花蓼遥感监测数学模型应用

对于现代农业来说，使用遥感监测得到数据后，需要进行数学模型建立并分析。针对植物种类的不同，模型制定的方式也会产生差异，上述内容中提出的原理依据已经解答了分析方式的由来，根据多年遥感数据采集形成系统的数据库，通过作物物理构成、化学构成及环境系数深入分析后，找到适合的科学遥感方案，具体如表2所示。

3.3 钩藤套种头花蓼模式的效益分析

3.3.1 经济效益

在以往常规单独种植2种植物基础设备建设过程中需要投入的资金总和在7400～9600元·667m-2，其中包括建设及修缮的费用、人工费、种苗、肥料、其它。而钩藤套种头花蓼是新型种植方式，套种初年基础建设投资为3100～4800元·667m-2；第2—3年，每年投资为400～600元·667m-2。由此看出，套种模式下的种植建设费用及人工费用等显著低于常规投资费用。

表2 遥感监测数学模型

从产品经济收益上讲，单独种植钩藤，初年可收获干品30kg·667m-2，棒子42.5kg·667m-2；第2年可收获干品75～125kg·667m-2，棒子75～125kg·667m-2；第3年可收获干品100～150kg·667m-2，棒子100～150kg·667m-2。单独种植头花蓼，每年可收获干品250～300kg·667m-2。钩藤干品、棒子及头花蓼的单价分别为70元·kg-1、12元·kg-1、10元·kg-1，因此钩藤3a经济效益共16960～25160元·667m-2；头花蓼每年经济效益共2500～3000元·667m-2。在套种模式下，钩藤及头花蓼产量是常规产量的1.2倍，钩藤3a经济效益共17950～30192元·667m-2；头花蓼每年经济效益共3000～3600元·667m-2。由此可分析出，套种模式在遥感监测的情况下栽种管理及时，促进钩藤及头花蓼产量的同时，提升了单位面积土地的经济收益。

3.3.2 社会效益

遥感监测技术运用在钩藤套种头花蓼中有较好的效果，促进产量及当地经济的同时，可以带动周边农户发展，推动本县中药材产业逐渐壮大。这不仅给农民提供了就业机会及相关优惠务农补助，也为当地民族药品的研发、疾病防治防控、国民健康作出一定社会贡献。

3.3.3 生态效益

在科学检测的情况下，降低植物病虫害的发生，使得周边环境生态得到保障，促进各生态因子在稳定环境中逐渐恢复生态限定值；大量的土壤水分及叶片蒸发水分被保留，促进露水草产业的发展，提升土地绿化覆盖率，防治水土流失，保护地下水污染，保持生态平衡及农业用地可持续发展[8,9]。

4 钩藤套种头花蓼遥感监测的未来展望

4.1 复杂农田环境下钩藤套种头花蓼遥感监测

目前，在农业生产及日常管理过程中，该项技术对作物生长环境、森林生长环境及牧草生长环境等自然生成的条件有较为精准的监测。随着现代工业化生产加剧，环境因素影响着作物的生长，将仪器监测的各类指标由单一因子逐渐转变成为多元因子，并且结合连续性波长探索病虫害产生的原因、植物生长预判、作物生长轨迹及对部分病虫害预判等。在此基础上，利用环境、生物因素分析土壤的理化性质及植物养分吸收机制。

4.2 钩藤套种头花蓼病虫害的动态监测

现阶段对于钩藤套种头花蓼病虫害监测理论研究较少，尽管技术较为精准，但是大部分地区引用该技术较晚，使得管理人员不能准确掌握监测技巧，更不要说及时进行控制。钩藤套种头花蓼是一种创新套种方式，2种作物之间相互影响，被病虫害侵害的部位也不同。随着高新技术的日益发展，遥感技术更新较快，不仅能够从土壤、生态环境、植物表面等方面采集重要信息，还可以通过采集到的数据进行数学模型建立，从而系统地观测田间钩藤套种头花蓼病虫害情况，构建未来综合病虫害动态监测。