摘 要 半干旱地区的生态环境保护历来是生态建设的重点，在半干旱地区开展林业建设具有重要的意义。陕西省定边县地处半干旱地区，为改善生态环境，当地广泛种植沙棘。但受到气候、土壤环境、种植管理技术及幼苗特性等因素的影响，定边县沙棘育苗的人工投入大、成本高、且成活率不高。为提高定边县沙棘育苗成活率，从选种、土壤监测、播种、病虫害监测等方面探讨现代化技术在沙棘幼苗培育中的应用。
关键词 沙棘；育苗；现代化技术；陕西省定边县
中图分类号：S793.6 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.20.043
陕西省定边县积极响应并推进“三北”防护林工程，以期通过加强沙棘种植获得防风固沙、改善生态环境的效果，然而目前尚未形成沙棘成林的现象。究其原因，受到当地恶劣环境的影响，定边县水土流失严重，个别地方出现严重的风蚀现象，不利于沙棘的普遍种植，同时当地的沙棘种植管理技术较落后，制约了沙棘的广泛种植[1]。目前，定边县主要依靠传统人工方式从事沙棘育苗、栽植、管理等，但沙棘幼苗较为娇嫩，需要精心的呵护管理，完全依靠人工很难有效完成[2]。而应用现代化技术培育沙棘幼苗，不仅能减少人力和财力的投入，还能提高沙棘幼苗的成活率。基于此，笔者总结了沙棘现代化育苗技术以供参考。
1 选种技术
选种时，定边县林业人员可利用全彩色智能色选机（见图1）进行选种。该技术是通过获得大量的种质资源和品种性状数据，然后利用机器学习和数据分析技术构建模型，实现目标品质与性状的沙棘种子选择，可减少人工选择种子的工作量[3]。选种时将种植地现有的沙棘林群体的种子倒入色选机口，色选机根据所建立的模型完成目标品质与性状的选择[4]。需要注意的是，沙棘种子宜采自定边县无病虫害的沙棘林群体。这是因为定边县沙棘林群体的种子是基因改良的品种，更能适应当地的气候环境条件[5]。
图1 全彩色智能色选机
2 土壤监测技术
对造林地进行整理前，需要对土壤的营养成分进行监测，尤其是对土壤中氮、磷、钾等关键养分的监测。林业技术人员可以借助土壤信息采集无线传感器（见图2）监测土壤养分状况，然后做好施肥方案的调整。
该传感器功能强大，由微控制单元（Microcontroller Unit，MCU）、空气湿度传感器、土壤温度传感器、土壤酸碱度（pH值）传感器及土壤氮磷钾传感器等软硬件组成，能监测土壤温度、湿度、pH值、电导率（Electrical Conductivity，EC）及氮磷钾含量等参数[6]。沙棘适宜生长的温度范围较广，极端最低温度可达-50 ℃，
极端最高温度可达50 ℃，可谓耐寒耐热。但是，沙棘幼苗根系不发达，适宜生长的温度在10～25 ℃，温度接受范围小，适应恶劣环境的能力有限[7]。因此，林业技术人员要选择土壤pH值在6.0～7.5的地块作为育苗地，同时要保持苗圃土壤水分充足[4]。开展育苗工作时，可事先在土壤信息采集无线传感器上设定好沙棘苗适宜生长的温度、湿度、pH值范围，当监测到苗圃地的温度、湿度、pH值大于或者小于设定的阈值时，发出报警提醒及时干预，确保苗圃地条件符合沙棘苗生长要求。
3 播种技术
定边县适合播种沙棘的季节是春季和秋季，这两个季节都有适合种子破土出芽的地温（15 ℃左右），但一般林业技术人员主要选择在春季播种，以利于种子发芽和幼苗在夏秋季节快速生长[8]。由于沙棘种子细小，而且催芽后的种子娇嫩，不适宜人工大范围播种，因此可以利用植保无人机（见图3）播种。无人机的投入使用既减少劳动量，也避免因手动播种伤到催芽的种子。操作人员利用地面遥控或导航飞控进行播种，能有效提升播种数量的精确度和播种的均匀度。播种当天，先将经过催芽的种子从进料口倒入种仓内储存，转动设置容纳种子孔位的种盘，孔位会根据盘的转动向周围均匀分布，一个孔对应一粒种子，只要种子在转动轨迹中经过挡板，种子就会掉入下料通道。当种子掉进下料通道后，下料通道的进气道就会注入空气，就能加速种子下落[9]。无人机上通常设置有上千个播种单元，可实现多点播种，也能通过控制播种单元调整间隔时间，有效调整播种数量和播种行间距。
播种完成后，林业技术人员可利用土壤信息采集无线传感器深入土壤进行实时监测，当温度低于设定的阈值时要做好升温保护措施，同时做好地表水分的实时监测，确保地表保持湿润状态[10]。沙棘幼苗在整个生长期都需要水分，当苗木生长到15 cm时，可以使用喷壶向苗木洒水。
4 病虫害监测技术
4.1 病害监测
当前，定边县林业技术人员可用无人机机载全景监测系统获取沙棘苗期的生长情况（见图4）。无人机机载全景监测系统是以无人机搭建全景监测设备的处理服务平台，该平台由机载设备和地面处理系统组成，其中机载设备包括高精度摄像机、激光雷达、高分辨率光学传感器和红外传感器等硬件，能够实现大范围的精准监测，并根据目标实时跟踪定位，迅速规划设计路线，精确测量三维结构，快速生成地面全景面貌等。例如，激光雷达技术具有精准测量地表高度和形状的功能，能够对苗圃地貌实现精准建模。该技术与其他传感器数据融合时生成的高精度地表模型能全面地提供地形和植被生长数据，使病害空间分布更加明了，有助于实施更加精准的实时防控措施。高分辨率光学传感器、红外传感器能够快速捕捉植被指数、地温分布等信息，为早期病害识别提供数据支持。多光谱和高光谱传感器能够高分辨率捕捉各种波段的光谱信息，通过光谱图像的异常分布直接识别出植物出现病害的分布情况和严重程度。
在定边县，当沙棘幼苗长出2片真叶后，易发生立枯病。此时，林业技术人员可利用无人机机载全景监测系统每日监测一次苗圃地，快速获取沙棘苗期的生长情况，实现早发现、早治疗，避免病情蔓延，将损失降低到最小。沙棘苗圃病害严重程度如图5所示。
4.2 虫害检测
沙棘苗期常发生蝼蛄、蛴螬、金龟子等虫害，影响幼苗生长。虫害暴发前期，幼苗受害症状不明显，且病情不严重，范围较小，较难察觉。因此，林业技术人员可利用无人机机载监测系统监测苗圃虫害发生情况（见图6）。
无人机遥感监测系统是结合了无人机飞行技术、传感器技术、激光雷达技术、图像处理技术的综合性技术系统，通过无人机上搭载高清摄像头、传感器、激光雷达等设备实现对空域的全方位监测，尤其是无人机搭载的可见光相机、多光谱相机、高光谱仪、高光谱成像仪、红外热成像仪及激光雷达等对植物生理变化的极小差异高度敏感，有助于在虫害发生早期就对虫害情况进行精准掌握，从而制订针对性的防治策略，防止害虫大量繁殖对沙棘幼苗造成伤害。
5 结语
沙棘具有防沙固沙的作用，其果实、木材也具有很高的经济价值，不但能改善定边县恶劣的气候环境，还能给当地农民带来可观的收入，种植沙棘可以说是一举多得，加强沙棘的培育和种植意义重大。沙棘育苗中应用现代技术能减少人力和财力的投入，提高幼苗成活率，如能在定边县推广应用，必能发挥出沙棘更大的生态价值和经济价值，推进定边县林业生态建设进程。
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（责任编辑：张春雨）
