CN114128568A - 一种林下金线莲仿野生种植方法 - Google Patents

一种林下金线莲仿野生种植方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种林下金线莲仿野生种植方法，属于经济作物种植技术领域，包括对金线莲选种培育，筛选合适的林地、铺设金线莲栽培床及整理，移植金线莲种苗和对金线莲的管理。本发明的有益效果是：本发明通过在树林场地林下的土层上方铺设金线莲栽培床，有效的扩大了金线莲的种植空间，使得一片树林场地林下能够种植更多的金线莲，不仅便于管理和采收，而且还提高了林地空间的利用率；此外，金线莲栽培床还具有智能化监控和调节金线莲生长环境的功能，为金线莲提供适宜的生长环境需求，如温湿度、磷肥、氮肥等，提高了金线莲在生长过程中存活率，而且还减轻人金线莲种植人员的工作负担。

Description

一种林下金线莲仿野生种植方法
技术领域
本发明属于经济作物种植技术领域，具体而言，涉及一种林下金线莲仿野生种植方法。
背景技术
金线莲(Anoectochilus roxburghii)即花叶开唇兰，别名金线兰、金石松、虎头蕉、鸟人参等，性喜阴凉、潮湿，尤其喜欢生长在有常绿阔叶树木的沟边、石壁、土质松散的潮湿地带，要求温度20℃～32℃，光照约为正常日照的1/3，最忌阳光直射。金线莲为兰科开唇兰属珍稀药用植物，可全草入药。且金线莲具有以下功效：清热凉血，除湿解毒，平衡阴阳、扶正固本，阴阳互补、生津养颜、调和气血、五脏、养寿延年；入肾、心、肺三经，能全面提高人体免疫力，增强人体对疾病的抵抗力。金线莲主治肺热咳嗽、肺结核咯血、尿血、小儿惊风、破伤风、肾炎水肿、风湿痹痛、跌打损伤、毒蛇咬伤、支气管炎、膀胱炎、糖尿病、血尿、急慢性肝炎、风湿性关节炎肿瘤等疑难病症，也兼除青春痘。金线莲除其药用价值之外，其株形小巧美观，叶脉金黄色呈网状排列，是一种极具观赏价值的室内观叶珍品。经研究发现，金线莲中氨基酸组成、成分、含量及抗衰老活性微量元素的含量均高于国产和野生西洋参，且其药用价值早就被民间所认知，享有“药王”、“金草”、“神药”、“鸟人参”等美誉，在我国经典医学书籍《本草求源》和《国药大药典》等均有记载。
近年来，金线莲的种植方法被不断研发，包括组织培养、温室大棚培育、原产地生态林下的土壤培育等，其中组织培养的金线莲药材收成早，但药效极低；经组织培养后移植温室大棚培育的金线莲药材，由于难以模拟金线莲自然环境中的生长要求，其药效一般；而原产地生态林下土壤培育的金线莲，虽然品质好，药性成分高，但存在金线莲在生长过程中存活率低、种植空间利用率低的问题。
鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
发明内容
针对现有技术中金线莲林下培育时，其存在着生长过程中存活率低、种植空间利用率低的问题，本发明公开一种林下金线莲仿野生种植方法，包括如下步骤：
步骤一：对金线莲进行选种培育，获取金线莲种苗；
步骤二：筛选合适的林地并进行整理：对树林场地林下的土层进行翻耕，翻耕深度为15-25cm，在翻耕后的土层上方铺设金线莲栽培床并在金线莲栽培床中铺上一层土层，将枯叶铺盖到栽培床上，枯叶铺盖的厚度为5-10cm；
步骤三：移植金线莲种苗：将金线莲种苗植入栽培床中，金线莲种苗的种植间距为4-6cm，栽种后压实小苗四周，用山泉水浇一次透水，达到土壤湿润；
步骤四：金线莲的管理：待湿度低于75％时，对金线莲进行喷水处理，保持湿度在75％-90％。
本发明通过在树林场地林下的土层上方铺设金线莲栽培床，有效的扩大了金线莲的种植空间，使得一片树林场地林下能够种植更多的金线莲，不仅便于管理和采收，而且还提高了林地空间的利用率；此外，金线莲栽培床还具有智能化监控和调节金线莲生长环境的功能，为金线莲提供适宜的生长环境需求，如温湿度、磷肥、氮肥等，提高了金线莲在生长过程中存活率，而且还减轻人金线莲种植人员的工作负担。
优选地，金线莲栽培床包括栽培主体、用于固定栽培主体的固定装置和用于调节栽培主体温湿度的检测管理系统。
优选地，每个所述栽培主体由两个同心半环和螺母组成，两个所述同心半环一端的外壁上设置有铰链，另一端的外壁上固设有与所述螺母相配合的半螺栓。
优选地，所述同心半环的外壁上还设置有排水口，所述同心半环的内壁上开设有螺孔。
优选地，所述固定装置包括固定螺丝和固定套件，每个所述同心半环的内壁和所述固体套件螺纹连接有所述固定螺丝。
优选地，所述栽培主体和所述固定装置至少包括两个。
优选地，所述检测管理系统包括检测子系统、无线发射模块、数据中心平台、分析模块、处理器、执行器、控制子系统、显示终端和报警模块，所述检测子系统的输出端耦接有所述无线发射模块的输入端，所述数据中心平台的输入端分别耦接有所述无线发射模块和所述显示终端的输出端，所述数据中心平台的输出端分别耦接有所述分析模块的输入端和显示终端的输入端，所述分析模块的输出端耦接有所述处理器的输入端，所述处理器的输出端分别耦接有所述执行器和所述报警模块的输入端，所述执行器的输出端耦接有所述控制子系统的输入端，所述报警模块的输出端耦接有显示终端的输入端。
优选地，所述检测子系统包括温湿度检测模块和植株生长状况检测模块，所述无线发射模块的输入端分别耦接有所述温湿度检测模块和所述植株生长状况检测模块的输出端。
优选地，所述检测子系统用于检测金线莲生长环境的温湿度信息和金线莲的光谱数据；所述检测子系统通过无线发射模块将检测到的温湿度信息和光谱数据发送到数据中心平台，数据中心平台接收检测子系统发送的温湿度信息和光谱数据并分别进行存储，分析模块对数据中心平台存储的数据进行分析及判断，而光谱数据则剔除不稳定的波段并进行植被指数计算，之后代入分析模块内预先设置的反演模型进行运算并对运算结果进行判断。
优选地，所述控制子系统包括湿度控制模块和补给模块，所述执行器的输出端分别耦接有所述湿度控制模块和所述补给模块，所述控制子系统根据所述检测子系统的判断结果对应补充缺少的营养素和水分。
优选地，显示终端可以为手机、电脑或平板。
采用本发明技术方案产生的有益效果在于：
1、本发明通过在树林场地林下的土层上方铺设金线莲栽培床，有效的扩大了金线莲的种植空间，使得一片树林场地林下能够种植更多的金线莲，不仅便于管理和采收，而且还提高了林地空间的利用率；此外，金线莲栽培床还具有智能化监控和调节金线莲生长环境的功能，为金线莲提供适宜的生长环境需求，如温湿度、磷肥、氮肥等，提高了金线莲在生长过程中存活率，而且还减轻人金线莲种植人员的工作负担。
2、采用本发明的检测管理系统能够实现对林下种植的金线莲进行实时监控，并及时发送报警指令和检测信息至指定联系人，使得指定联系人能够及时获取相关信息并通过检测管理系统进行快捷的处理，实现了金线莲种植的早期预警，避免了在种植过程中发生严重地温湿度失衡和缺肥的状况，有效的提高了金线莲在生长过程中的存活率，大幅降低了金线莲林下管理难度，还能够实时监控金线莲的营养素累积量，使得指定联系人能够更加科学、准确的确定金线莲的采收时间，避免由于采收时间过早造成金线莲药性不足，品质下降的问题，也可避免由于采收时间过晚造成的资源浪费和种植效率下降的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明林下金线莲仿野生种植方法的流程框图；
图2是本发明较佳之金线莲栽培床立体图；
图3是本发明较佳之同心半环立体图之一；
图4是本发明较佳之同心半环立体图之二；
图5是本发明的检测管理系统原理框图；
图6是本发明较佳之控制子系统原理框图。
图中：
1-栽培主体；11-同心半环；12-螺母；13-铰链；14-半螺栓；15-排水口；
16-螺孔；2-固定装置；21-固定螺丝；22-固定套件；3-检测管理系统；
4-检测子系统；5-无线发射模块；6-数据中心平台；7-分析模块；
8-处理器；9-执行器；10-控制子系统；17-显示终端；18-报警模块；
19-温湿度检测模块；20-植株生长状况检测模块；23-湿度控制模块；
24-补给模块。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施方式提供一种林下金线莲仿野生种植方法，包括如下步骤：
步骤一：对金线莲进行选种培育，获取金线莲种苗；
步骤二：筛选合适的林地并进行整理：对树林场地林下的土层进行翻耕，翻耕深度为15-25cm，在翻耕后的土层上方铺设金线莲栽培床并在金线莲栽培床中铺上一层土层，将枯叶铺盖到栽培床上，枯叶铺盖的厚度为5-10cm；
步骤三：移植金线莲种苗：将金线莲种苗植入栽培床中，金线莲种苗的种植间距为4-6cm，栽种后压实小苗四周，用山泉水浇一次透水，达到土壤湿润；
步骤四：金线莲的管理：待湿度低于75％时，对金线莲进行喷水处理，保持湿度在75％-90％。
本实施方式通过在树林场地林下的土层上方铺设金线莲栽培床，有效的扩大了金线莲的种植空间，使得一片树林场地林下能够种植更多的金线莲，不仅便于管理和采收，而且还提高了林地空间的利用率；此外，金线莲栽培床还具有智能化监控和调节金线莲生长环境的功能，为金线莲提供适宜的生长环境需求，如温湿度、磷肥、氮肥等，提高了金线莲在生长过程中存活率，而且还减轻人金线莲种植人员的工作负担。
如图2-4所示，作为一种优选的实施方式，金线莲栽培床包括栽培主体1、用于固定栽培主体1的固定装置2和用于调节栽培主体1温湿度的检测管理系统3。
作为一种优选的实施方式，每个所述栽培主体1由两个同心半环11和螺母12组成，两个所述同心半环11一端的外壁上设置有铰链13，另一端的外壁上固设有与所述螺母12相配合的半螺栓14。通过在同心半环11的两端分别设置铰链13和半螺栓14，使得在将两个相对应的同心半环11固定安装在树干上时，方便对两个同心半环11进行安装。
作为一种优选的实施方式，所述同心半环11的外壁上还设置有排水口15，所述同心半环11的内壁上开设有螺孔16。通过排水口15的设置，使得在大雨过后可以迅速的将栽培主体1内的积水进行排出，避免金线莲长时间浸泡在水中。
作为一种优选的实施方式，所述固定装置2包括固定螺丝21和固定套件22，每个所述同心半环11的内壁和所述固体套件螺纹连接有所述固定螺丝21。
作为一种优选的实施方式，所述栽培主体1和所述固定装置2至少包括两个。如图2所示，所述自下而上的设置有多个栽培主体1，且自下而上的栽培主体的直径逐渐减小。这样避免上层栽培主体1对下层栽培主体1过多遮挡。优选地，多个栽培主体的外边缘位于同一圆锥面上，即相邻两个的栽培主体的直径相差值与相邻两个栽培主体之间的距离之比为固定值。
如图5所示，作为一种优选的实施方式，所述检测管理系统3包括检测子系统4、无线发射模块5、数据中心平台6、分析模块7、处理器8、执行器9、控制子系统10、显示终端17和报警模块18，所述检测子系统4的输出端耦接有所述无线发射模块5的输入端，所述数据中心平台6的输入端分别耦接有所述无线发射模块5和所述显示终端17的输出端，所述数据中心平台6的输出端分别耦接有所述分析模块7的输入端和显示终端17的输入端，所述分析模块7的输出端耦接有所述处理器8的输入端，所述处理器8的输出端分别耦接有所述执行器9和所述报警模块18的输入端，所述执行器9的输出端耦接有所述控制子系统10的输入端，所述报警模块18的输出端耦接有显示终端17的输入端。
作为一种优选的实施方式，所述显示终端17可上传、下载和删除所述数据中心平台6内存储的数据。
作为一种优选的实施方式，所述检测子系统4包括温湿度检测模块19和植株生长状况检测模块20，例如温湿度检测模块19采用温湿度检测仪、植株生长状况检测模块20采用地物光谱仪，所述无线发射模块5的输入端分别耦接有所述温湿度检测模块19和所述植株生长状况检测模块20的输出端。
所述检测子系统4用于检测金线莲生长环境的温湿度信息和金线莲的光谱数据；所述检测子系统4通过无线发射模块5将检测到的温湿度信息和光谱数据发送到数据中心平台6，数据中心平台6接收检测子系统4发送的温湿度信息和光谱数据并分别进行存储，分析模块7对数据中心平台6存储的数据进行分析及判断，如对温湿度信息分别进行温度与设置的温度阈值比较、湿度与设置的湿度阈值比较，而光谱数据则剔除不稳定的波段并进行植被指数计算，如RVI(比值植被指数)、DVI(差值植被指数)、NDVI(归一化植被指数)，之后代入分析模块7内预先设置的反演模型进行运算并对运算结果进行判断，反演模型如叶片磷素积累量反演模型、叶片磷素含量反演模型、叶片氮素含量反演模型、叶片钾素含量反演模型和叶片多糖积累量反演模型等；为了方便进一步说明反演模型的建立方法，下面以叶片磷素积累量反演模型的建立方法为例进行说明：
光谱测量：检测仪器采用地物光谱仪，波长范围为350-2500nm，天气选择在晴朗风力小于3级时，测定时间范围为10:00-15:00；地物光谱仪的传感器探头竖直向下，距金线莲顶部叶片的竖直高度约0.8m，地面视场范围直径为0.35m；每次测量前进行标准白板校正，以消除环境变化所带来的影响后，分别在金线莲的生长期为1-2周、2-3个月、5-6个月、8-9个月和11-12个月进行光谱测定，每次记录5个观测点，每个观测点测量5条光谱曲线，取其平均值作为光谱数据。
叶片磷素积累量测定：叶片磷素积累量测定与光谱测量同时进行，采用破坏性取样的方法，获取并记录金线莲植株总数和种植面积，选择生长一致且具有代表性的金线莲植株20株，取其叶片在100-110℃杀青20-30min后，在80-85℃下烘干至恒重，称取其干质量，再计算单位面积叶片的干质量(kg/hm2)，将叶片的烘干样品粉碎并测定样品的磷素含量(％)，之后计算叶片磷素积累量(kg/hm2)。
植被指数计算：将光谱数据用光谱仪自带的软件进行处理并导出，剔除不稳定的波段，如350-400nm、1350-1480nm等；选择植被指数进行计算，本次选择的植被指数为RVI(比值植被指数)、DVI(差值植被指数)和NDVI(归一化植被指数)，计算公式为：RVI＝ρλ1/ρλ2、DVI＝ρλ1-ρλ2、NDVI＝(ρλ1-ρλ2)/(ρλ1+ρλ2)，ρλ1为波长λ1对应的反射率，ρλ2为波长λ2对应的反射率。
叶片磷素积累量反演模型的建立：构建任意两波段组合的3个植被指数，通过相关性分析，利用决定系数(r2)确定叶片磷素积累量反演模型的最优波段组合；以最优波段组合构建的植被指数为自变量，以磷素积累量为因变量进行回归分析构建叶片磷素积累量反演模型；利用含量梯度法进行定标集挑选，最后利用相关指数(R2)、均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)来评价模型的精度，选取精度最佳的模型作为叶片磷素积累量反演模型。其它反演模型的建立原理参考叶片磷素积累量反演模型的建立方法。
当分析模块7判断温度大于最大温度阈值、湿度低于最小湿度阈值、湿度大于最大湿度阈值、金线莲营养素(磷、氮、钾等)的测定值小于反演模型的预测值时，分析模块7将温湿度、金线莲营养素的测定值和报警指令发送到处理器8，处理器8接收温湿度、金线莲营养素的测定值和报警指令并将其发送到报警模块18，报警模块18接收处理器8发送的温湿度、金线莲营养素的测定值和报警指令并将其发送到指定联系人的显示终端17，如手机、电脑、平板等显示终端17，指定联系人通过显示终端17将控制指令发送到数据中心平台6，数据中心平台6接收控制指令并将控制指令发送到分析模块7，分析模块7将控制指令发送到处理器8，处理器8接收控制指令并通过执行器9控制所述控制子系统10工作与停止。
作为一种优选的实施方式，所述控制子系统10包括湿度控制模块23和补给模块24，所述执行器9的输出端分别耦接有所述湿度控制模块23和所述补给模块24。为了更好的理解控制子系统10的工作过程下面对其进行进一步的说明，如图5-6所示，当温度大于最大温度阈值或湿度低于最小湿度阈值时，处理器8将接收到控制所述湿度控制模块23进行增湿的指令，如控制洒水装置进行洒水；而湿度大于最大湿度阈值时，则关闭所述湿度控制模块23；当金线莲营养素的测定值小于反演模型的预测值时，为了方便进行说明以叶片磷素含量为例，当叶片磷素含量的测定值小于预测值时，处理器8将接收到控制补给模块24进行磷肥补充的指令，如处理器8将通过执行器9控制电磁阀开启，将运输含磷的高浓度肥料的管道与洒水装置的管道并联，之后处理器8通过执行器9控制洒水装置喷洒，从而实现对金线莲进行磷肥的补充。其它营养素(如氮肥、山泉水、钾肥、钙镁等其他元素)的测定值小于预测值的情况参考叶片磷素含量的测定值小于预测值时操作模式。
采用本实施方式的检测管理系统3能够实现对林下种植的金线莲进行实时监控，并及时发送报警指令和检测信息至指定联系人的显示终端17，使得指定联系人能够及时获取相关信息并通过检测管理系统3进行快捷的处理，实现了金线莲种植的早期预警，避免了在种植过程中发生严重地温湿度失衡和缺肥的状况，有效的提高了金线莲在生长过程中的存活率，大幅降低了金线莲林下管理难度，还能够实时监控金线莲的营养素累积量(如多糖、黄酮等)，使得指定联系人能够更加科学、准确的确定金线莲的采收时间，避免由于采收时间过早造成金线莲药性不足，品质下降的问题，也可避免由于采收时间过晚造成的资源浪费和种植效率下降的问题。
在本实施方式中，当分析模块7判断温度低于最小温度阈值时，指定联系人接收信息后，采用人工操作的方式进行处理。虽然本实施方式中温度低于最小温度阈值时，采用人工操作进行处理，但并不意味着必需使用人工操作的方式进行处理。
作为一种更优选的实施方式，当分析模块7判断温度大于最大温度阈值、湿度低于最小湿度阈值、湿度大于最大湿度阈值，分析模块7可直接发送控制指令、检测信息和报警指令至处理器8，处理器8接收控制指令并通过执行器9控制所述控制子系统10工作与停止，同时通过报警模块18将接收的检测信息、报警指令及控制指令发送到指定联系人的显示终端17，以便指定联系人获取信息、确认控制指令是否有误及上传至数据中心平台6内进行存储。显而易见，通过分析模块7的直接处理能够进一步使指定联系人从金线莲的林间管理中解放出来，且进一步提高金线莲的林间管理效率及智能化水平。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种林下金线莲仿野生种植方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：对金线莲进行选种培育，获取金线莲种苗；
步骤二：筛选合适的林地并进行整理：对树林场地林下的土层进行翻耕，翻耕深度为15-25cm，在翻耕后的土层上方铺设金线莲栽培床并在金线莲栽培床中铺上一层土层，将枯叶铺盖到栽培床上，枯叶铺盖的厚度为5-10cm；
步骤三：移植金线莲种苗：将金线莲种苗植入栽培床中，金线莲种苗的种植间距为4-6cm，栽种后压实小苗四周，用山泉水浇一次透水，达到土壤湿润；
步骤四：金线莲的管理：待湿度低于75％时，对金线莲进行喷水处理，保持湿度在75％-90％。
2.根据权利要求1所述的一种林下金线莲仿野生种植方法，其特征在于，金线莲栽培床包括栽培主体、用于固定栽培主体的固定装置和用于调节栽培主体温湿度的检测管理系统。
3.根据权利要求2所述的一种林下金线莲仿野生种植方法，其特征在于，每个所述栽培主体由两个同心半环和螺母组成，两个所述同心半环一端的外壁上设置有铰链，另一端的外壁上固设有与所述螺母相配合的半螺栓。
4.根据权利要求3所述的一种林下金线莲仿野生种植方法，其特征在于，所述同心半环的外壁上还设置有排水口，所述同心半环的内壁上开设有螺孔。
5.根据权利要求2所述的一种林下金线莲仿野生种植方法，其特征在于，所述固定装置包括固定螺丝和固定套件，每个所述同心半环的内壁和所述固体套件螺纹连接有所述固定螺丝。
6.根据权利要求2所述的一种林下金线莲仿野生种植方法，其特征在于，所述检测管理系统包括检测子系统、无线发射模块、数据中心平台、分析模块、处理器、执行器、控制子系统、显示终端和报警模块，所述检测子系统的输出端耦接有所述无线发射模块的输入端，所述数据中心平台的输入端分别耦接有所述无线发射模块和所述显示终端的输出端，所述数据中心平台的输出端耦接有所述分析模块的的输入端，所述分析模块的输出端耦接有所述处理器的输入端，所述处理器的输出端分别耦接有所述执行器、所述显示终端和所述报警模块的输入端，所述执行器的输出端耦接有所述控制子系统的输入端。
7.根据权利要求6所述的一种林下金线莲仿野生种植方法，其特征在于，所述检测子系统包括温湿度检测模块和植株生长状况检测模块，所述无线发射模块的输入端分别耦接有所述温湿度检测模块和所述植株生长状况检测模块的输出端。
8.根据权利要求6所述的一种林下金线莲仿野生种植方法，其特征在于，所述检测子系统用于检测金线莲生长环境的温湿度信息和金线莲的光谱数据；所述检测子系统通过无线发射模块将检测到的温湿度信息和光谱数据发送到数据中心平台，数据中心平台接收检测子系统发送的温湿度信息和光谱数据并分别进行存储，分析模块对数据中心平台存储的数据进行分析及判断，而光谱数据则剔除不稳定的波段并进行植被指数计算，之后代入分析模块内预先设置的反演模型进行运算并对运算结果进行判断。
9.根据权利要求8所述的一种林下金线莲仿野生种植方法，其特征在于，所述控制子系统包括湿度控制模块和补给模块，所述执行器的输出端分别耦接有所述湿度控制模块和所述补给模块，所述控制子系统根据所述检测子系统的判断结果对应补充缺少的营养素和水分。
10.根据权利要求6所述的一种林下金线莲仿野生种植方法，其特征在于，显示终端可以为手机、电脑或平板。
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