摘要
目的：研究北苍术种植基地空间网格植被覆盖度与生长情况、产量和质量之间关系，并进一步明确各项生长指标对空间网格植被覆盖度的影响，深入探究北苍术生长发育中植被指数变化规律，为今后开展北苍术的科学化种植提供科学依据，也为未来中药材培育和种植技术的发展提供理论依据。 方法：实验研究分两期开展。2022年，首先在吉林省伊通县黄岭子镇北苍术种植基地开展研究工作。利用无人机遥感技术获取黄岭子镇北苍术种植基地不同时段的遥感影像，通过ArcGIS软件生成种植基地GLI植被指数，提取植被信息并将种植基地划分出不同的空间网格，分别计算每个空间网格内植被覆盖度；样地研究在种植基地内均匀设置9个调查样地，采集北苍术药材样品；采用HPLC测量样品中苍术素含量，同时测量单株药材重量。2023年，在吉林省四平市铁西区孟家岭镇北苍术种植基地继续开展研究工作。采用同一方法获取空间网格植被覆盖度；样地研究在种植基地内设置69个采样点，采集各月土壤温度水分数据，9月调查单位面积内植株数量并采集北苍术样品；测量23个采样点的北苍术单位面积内植株数量、根茎直径、须根长度、地上茎高度、根茎重量及根系活力6项生长指标，利用HPLC测定有效成分绿原酸、白术内酯Ⅱ、苍术素、苍术酮、β-桉叶醇含量，采用凯氏定氮法和电感耦合等离子体质谱法测定23个采样点土壤中氮、磷、钾、铅、镉、砷、汞、铜8项微量元素含量。将以上各项数据建立相关性分析，研究数据之间相关性。利用克里金插值分析法对土壤水分、土壤温度、氮、磷、钾元素、有效成分含量、生长指标等和空间网格平均植被覆盖度等数据进行插值分析，生成上述数据的分布图。 结果：2022年研究结果显示，利用北苍术种植基地遥感影像所生成的GLI指数，以0.05为阈值，可以用于区分种植基地内北苍术植被与裸露土地。利用植被划分结果得到该种植基地准确的植被覆盖度为31.67%。利用ArcGIS软件将种植基地划分为1087个2m×2m空间网格，所有空间网格内植被覆盖度范围为0.02%~92.45%。以植被覆盖度20%和55%为划分阈值，将所有空间网格划分为低覆盖度网格、中覆盖度网格和高覆盖度网格三种类别，面积分别为1234.28m2、2009.85m2和602.78m2。苍术素含量测定结果显示，含量最高值为0.48%，最低值为0.11%，平均值为0.27%，仅有7份样品符合《中国药典》规定。结合样品中苍术素含量测定结果，计算得到种植基地所产全部药材中苍术素平均含量为0.28%，满足药典要求的只有高覆盖度网格所产药材，质量仅有71.82kg。2023年研究表明，6月GLI指数最大为0.145，9月GLI指数最小为0.058；A地块长势最好，B地块其次，E地块最差。5月和7月土壤水分含量较高，降水量较多；5月土壤温度最低，整体呈现持续降低趋势。地上茎高度、根茎直径、根茎重量、须根长度、植株数量五种生长指标最大值和最小值差距均较为悬殊，其中根茎重量差距最大。氮、磷、钾、铅、镉、砷、汞、铜中钾元素含量最多，平均值为14293.3mg/kg，最大值为18004mg/kg；汞元素含量最低，平均值为0.0576mg/kg，最小值为0.0204mg/kg。C11样品TTC活力最高，B5活力最差。在五种有效成分的测定中β-桉叶醇含量最多，白术内酯Ⅱ的含量最低。相关性分析研究表明，各月份土壤温度、土壤水分、微量元素、植株生长指标、有效成分含量等指标中，β-桉叶醇对平均植被覆盖度呈显著的正相关；根系活力与绿原酸含量呈显著的负相关；植株数量对苍术素呈显著的正相关，均对质量和药效具有指示作用。 结论：黄岭子镇保家村北苍术基地北苍术植株发育不均衡，存在大面积质量问题。证实了在中药材种植领域中无人机遥感技术的可行性。铁西区孟家岭镇北苍术基地中平均植被覆盖度与北苍术的β-桉叶醇含量关系密切，以β-桉叶醇为（Y）因变量，平均植被覆盖度为（X）自变量，最优方程为Y=39.976+1407.241X；同时生长指标对有效成分含量也有一定相关性。克里金法插值分析法可以直观清晰的对基地进行分析。证实了插值分析法应用到中药材种植情况调研的可行性。为今后调研中药材种植情况提供了新手段。
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