吳春學

摘要：杉木是我國重要的經濟林種，其材質堅實、紋理清晰、顏色優(yōu)美，廣泛應用于家具、建筑和造紙等領域。杉木的種苗質量直接影響到其生長發(fā)育和生產效益。然而，當前杉木種苗生產中仍存在一些問題，如生長速度慢、生長不平衡、抗逆性差等，這些問題直接導致了生產成本的增加和生產效益的降低。本文通過對杉木種苗質量檢測方法的優(yōu)化與技術創(chuàng)新進行比較深入的分析，有助于提高杉木種苗質量檢測的準確性和可靠性，進而促進杉木種苗質量檢測工作水平的不斷提高。

關鍵詞：杉木；種苗；質量檢測

1 前言

隨著森林資源的日益枯竭和環(huán)境惡化，國家和地方政府對森林資源的保護和管理變得更加重視。在此過程中，杉木作為重要的木材資源，具有廣泛的應用前景。然而，杉木種苗質量的穩(wěn)定性和可持續(xù)性在當前仍存在一些問題，這些問題不僅對種苗生產和杉木林的整體質量產生負面影響，而且對環(huán)境的可持續(xù)性也產生了潛在的威脅。因此，開展杉木種苗質量檢測方法優(yōu)化與技術創(chuàng)新研究具有非常重要的意義。

2 杉木種苗質量檢測現(xiàn)狀分析

2.1 杉木種苗質量檢測方法

（1）生物學性狀檢測

杉木種苗的生物學性狀檢測主要包括高度、胸徑、冠幅、根系等方面。目前，主要采用人工觀察和測量的方法進行，例如人工直接測量高度和胸徑。這種方法簡單易行，但存在人為誤差大、測量結果不穩(wěn)定等問題。

（2）化學成分檢測

杉木種苗的化學成分檢測主要包括碳水化合物、蛋白質、脂肪、維生素、礦物質等方面。傳統(tǒng)的化學成分檢測方法主要采用化學分析方法，例如采用酚硫酸法測定纖維素含量，采用Kjeldahl法測定蛋白質含量等。這種方法準確性高，但操作繁瑣、時間長、成本高。

（3）病蟲害檢測

杉木種苗的病蟲害檢測主要包括檢測杉材線蟲、松材線蟲、白粉病、松球蟲等方面。傳統(tǒng)的檢測方法主要采用人工觀察和分離培養(yǎng)的方法，這種方法準確性高，但操作復雜、時間長、成本高。

（4）遺傳學檢測

杉木種苗的遺傳學檢測主要包括遺傳多樣性分析、遺傳育種、種質資源保護等方面。目前，主要采用分子生物學技術進行，例如PCR技術、RFLP技術、SSR技術等。這種方法準確性高，但操作繁瑣、成本高。

2.2 檢測方法存在的問題

當前的杉木種苗質量檢測方法和技術存在以下問題和不足：

（1）人工經驗的主觀性影響檢測結果的準確性。傳統(tǒng)的杉木種苗質量檢測方法主要依賴于人工經驗和定性分析，例如對種苗高度、胸徑、冠幅等生物學性狀的測量和觀察。這種方法存在主觀性較強的問題，不同的檢測人員在檢測結果上可能存在差異，從而影響檢測結果的準確性和可靠性。

（2）檢測效率低下。首先，對于大規(guī)模的種苗檢測需求，采用傳統(tǒng)的人工檢測方法需要消耗大量的時間和人力資源，難以滿足檢測效率的要求。其次，在特定的檢測環(huán)節(jié)，如病蟲害檢測，傳統(tǒng)方法需要進行繁瑣的分離培養(yǎng)，耗時長且操作復雜，這也限制了檢測效率的提高。此外，傳統(tǒng)方法的成本也較高，包括人力成本和設備投入成本等。

（3）缺乏多元化的檢測手段。當前的杉木種苗質量檢測方法主要依賴于生物學性狀檢測、化學成分檢測、病蟲害檢測和遺傳學檢測等方面，這些檢測手段雖然在某些方面可以提供較為準確的檢測結果，但是難以對杉木種苗的質量進行全面、多方位的檢測。例如，傳統(tǒng)的生物學性狀檢測只能提供種苗的生長情況、形態(tài)特征和根系等方面的信息，而無法提供關于種苗生理特性和抗逆性等方面的信息。

（4）檢測結果難以量化和標準化。傳統(tǒng)的杉木種苗質量檢測方法結果難以量化和標準化，導致檢測結果無法進行比較和分析。例如，在生物學性狀檢測中，不同的檢測人員對于高度、胸徑、冠幅等的測量方法和標準不同，導致結果難以進行比較和分析。

（5）遺傳學檢測技術存在局限性。目前，杉木種苗質量檢測中遺傳學檢測技術主要依賴于PCR技術、RFLP技術和SSR技術等，但這些技術在檢測多個基因時存在局限性，難以準確地進行基因型分析和遺傳多樣性評價。

3 檢測方法優(yōu)化措施

3.1 建立標準化檢測流程和標準

（1）確定檢測流程。對于杉木種苗的質量檢測，需要確定具體的檢測流程，包括采樣、處理、檢測等各個環(huán)節(jié)。在流程設計時需要考慮檢測指標的特點、檢測方法的可行性和檢測結果的有效性。

（2）制定檢測標準。制定檢測標準是建立標準化檢測流程的關鍵步驟。檢測標準應當明確檢測對象、檢測方法、檢測標準、檢測數(shù)據處理等方面的內容，并要求檢測結果的可比性和可重復性。

（3）進行規(guī)范化培訓。對檢測人員進行規(guī)范化培訓，使其掌握正確的檢測方法和操作流程，確保檢測結果的準確性和可靠性。在培訓中，需要重點講解各項檢測指標的定義、檢測方法的操作流程、檢測標準的制定和執(zhí)行等方面的內容。

（4）建立質量控制體系。建立質量控制體系可以幫助保證檢測結果的可比性和可重復性。質量控制體系應包括對檢測設備的維護保養(yǎng)、對檢測人員的考核評估、對檢測流程的監(jiān)控和質量控制等方面的內容。

3.2 引入先進的數(shù)據處理和分析技術

（1）人工智能技術

人工智能技術包括深度學習、神經網絡、圖像識別等技術，可以用于檢測圖像和視頻數(shù)據的處理和分析。在杉木種苗質量檢測中，可以利用人工智能技術對圖像和視頻數(shù)據進行分析和處理，以提高檢測結果的準確性和可靠性。例如，可以使用圖像識別技術對種苗的形態(tài)特征進行分析，進一步提高形態(tài)特征檢測的精度和可靠性。

（2）機器學習技術

機器學習技術包括監(jiān)督學習、非監(jiān)督學習、半監(jiān)督學習等技術，可以用于對大量數(shù)據的分析和預測。在杉木種苗質量檢測中，可以利用機器學習技術對大量數(shù)據進行分析和預測，以進一步提高檢測結果的準確性和可靠性。例如，可以使用監(jiān)督學習技術對杉木種苗的生長情況進行分析和預測，以提高生長情況檢測的精度和可靠性。

（3）數(shù)據庫技術

數(shù)據庫技術可以用于對大量數(shù)據進行存儲和管理。在杉木種苗質量檢測中，可以建立一個杉木種苗信息數(shù)據庫，將檢測結果存儲在數(shù)據庫中，并利用數(shù)據庫技術對檢測結果進行管理和分析，進一步提高檢測結果的準確性和可靠性。例如，可以對杉木種苗的生長情況、形態(tài)特征、生理特性和抗逆性等方面的數(shù)據進行管理和分析，以全面評價杉木種苗的質量和特性。

3.3 建立杉木種苗信息數(shù)據庫

（1）確定數(shù)據庫內容

確定數(shù)據庫內容是建立杉木種苗信息數(shù)據庫的關鍵步驟。應該對杉木種苗的生長情況、形態(tài)特征、生理特性和抗逆性等方面的信息進行記錄和分析。這些信息可以通過各種檢測手段和技術獲得，例如杉木種苗的形態(tài)特征可以通過圖像識別技術獲得，杉木種苗的生長情況可以通過生長監(jiān)測設備獲得，杉木種苗的生理特性可以通過化學分析技術獲得，杉木種苗的抗逆性可以通過環(huán)境模擬試驗獲得。

（2）建立數(shù)據庫結構

建立數(shù)據庫結構是建立杉木種苗信息數(shù)據庫的關鍵步驟。應該根據數(shù)據庫內容設計數(shù)據庫結構，包括表的設計、字段的設計、數(shù)據類型的設計等方面的內容。在設計數(shù)據庫結構時，應該考慮數(shù)據庫的擴展性和可維護性，以保證數(shù)據庫能夠滿足未來的需求。

（3）收集數(shù)據并錄入數(shù)據庫

收集數(shù)據并錄入數(shù)據庫是建立杉木種苗信息數(shù)據庫的關鍵步驟。收集數(shù)據可以通過各種檢測手段和技術獲得，例如采用生長監(jiān)測設備對杉木種苗的生長情況進行監(jiān)測，采用圖像識別技術對杉木種苗的形態(tài)特征進行分析。錄入數(shù)據時，應該保證數(shù)據的準確性和完整性，并對數(shù)據進行歸類和分類，以方便后續(xù)的查詢和分析。

（4）數(shù)據分析和應用

建立杉木種苗信息數(shù)據庫后，可以對數(shù)據庫中的數(shù)據進行分析和應用，以進一步了解種苗的特性和提高杉木種苗質量檢測方法的準確性和可靠性。例如，可以對杉木種苗的生長情況、形態(tài)特征、生理特性和抗逆性等方面的數(shù)據進行分析和比較，以評估杉木種苗的質量和特性。同時，還可以利用數(shù)據庫中的數(shù)據為杉木種苗的選育和種植提供科學依據。

4 檢測技術創(chuàng)新

4.1 先進的成像技術

先進的成像技術是一種高分辨率的檢測技術，可以用于檢測杉木種苗的形態(tài)特征和生理特性。其中，CT掃描技術和磁共振成像技術可以用于檢測種苗的內部結構和生長情況，紅外線成像技術可以用于檢測種苗的表面溫度和水分含量。這些成像技術的應用可以提高檢測效率和準確性，同時可以定量化檢測結果，提高結果的可靠性。

（1）CT掃描技術

CT掃描技術是一種基于X射線的成像技術，可以用于非侵入性地檢測種苗的內部結構和生長情況。通過CT掃描可以獲取種苗的三維影像，進而觀察和分析其內部結構和生長情況，例如根系生長情況、細胞組織結構等。這種技術具有高分辨率、無損檢測等優(yōu)點，可以提高檢測結果的準確性和可靠性。

（2）磁共振成像技術

磁共振成像技術是一種基于核磁共振現(xiàn)象的成像技術，可以用于檢測種苗的內部結構和生長情況。通過磁共振成像可以獲取種苗的三維影像，進而觀察和分析其內部結構和生長情況，例如根系生長情況、細胞組織結構等。這種技術具有高分辨率、非侵入性檢測等優(yōu)點，可以提高檢測結果的準確性和可靠性。

（3）紅外線成像技術

紅外線成像技術是一種基于紅外線輻射的成像技術，可以用于檢測種苗的表面溫度和水分含量等生理特性。通過紅外線成像可以獲取種苗的表面溫度分布情況，進而推斷種苗的水分含量等生理特性。這種技術具有快速、非接觸式檢測等優(yōu)點，可以提高檢測效率和準確性。

4.2 多元分析方法

多元分析方法是一種綜合分析技術，可以用于對多種檢測結果進行綜合分析。其中，主成分分析法、聚類分析法、判別分析法等可以用于對生物學性狀、化學成分和病蟲害等多個方面的檢測結果進行分析。這些方法可以將多個檢測結果綜合評價，提高檢測結果的可靠性和準確性。

（1）主成分分析法

主成分分析法是一種將多個相關性指標轉化為少數(shù)幾個相互獨立的綜合指標的分析方法。在杉木種苗質量檢測中，可以使用主成分分析法對生長情況、形態(tài)特征、生理特性和抗逆性等多個方面的指標進行綜合分析，將這些指標轉化為少數(shù)幾個主成分指標，進而對杉木種苗的綜合質量進行評價。

（2）聚類分析法

聚類分析法是一種將樣本按照相似性劃分為不同組別的分析方法。在杉木種苗質量檢測中，可以使用聚類分析法對生長情況、形態(tài)特征、生理特性和抗逆性等多個方面的指標進行聚類分析，將相似的種苗劃分為同一組別，進而對杉木種苗的質量進行分類評價。

（3）判別分析法

判別分析法是一種將多個指標與樣本所屬類別之間的關系進行分析，以便確定各個指標在不同類別中的重要程度的分析方法。在杉木種苗質量檢測中，可以使用判別分析法對生長情況、形態(tài)特征、生理特性和抗逆性等多個方面的指標進行分析，以確定各個指標在杉木種苗的不同質量類別中的重要程度，進而對杉木種苗的質量進行評價。

4.3 基于機器視覺的杉木種苗質量檢測

（1）圖像采集

圖像采集是基于機器視覺的杉木種苗質量檢測的第一步，可以通過數(shù)字相機、高清攝像機等設備對杉木種苗進行圖像采集。采集的圖像需要包含種苗的形態(tài)特征、生長情況和病蟲害等方面的信息，以便后續(xù)的圖像處理和分析。

（2）圖像預處理

圖像預處理是對采集的圖像進行處理和修正，以去除圖像中的噪聲和干擾，提高圖像質量和清晰度。這一步驟包括圖像去噪、灰度化、平滑化、二值化等操作，可以使圖像更加清晰明確，便于后續(xù)的特征提取和分析。

（3）特征提取

特征提取是從圖像中提取有用的信息，以便進行下一步的分析和評價。在基于機器視覺的杉木種苗質量檢測中，可以提取種苗的形態(tài)特征、生長情況和病蟲害等方面的信息，例如樹高、樹徑、葉面積、樹冠形態(tài)等特征，以便進行下一步的分類和評價。

（4）分類和評價

分類和評價是對杉木種苗進行質量檢測的核心步驟?？梢允褂脵C器學習、人工神經網絡等技術對提取的特征進行分類和評價，以實現(xiàn)對杉木種苗質量的準確評價。在這一步驟中，可以對杉木種苗進行分級、評分、篩選等操作，以提高種苗的質量和市場競爭力。

5 結語

通過優(yōu)化杉木種苗質量檢測方法和引入新型檢測技術可以提高種苗質量的監(jiān)測和控制，增強杉木種苗的抗逆能力和適應性，而且還有助于提高杉木種苗的經濟價值和市場競爭力。因此，在實際生產中積極采用新型檢測技術，建立標準化檢測流程和標準化檢測標準，并加強杉木種苗信息化管理，從而提高杉木種苗質量監(jiān)測和控制的效果，保障森林資源的可持續(xù)利用。

參考文獻

[1] 崔子佳，歐斌，韓璐，等.杉木1a生扦插苗質量分級標準研究[J].河北林業(yè)科技，2021（3）：1-4.

[2] 程琳，陳曉明，譚文婧，等.杉木二代種子園種實產量與質量分析[J].湖北農業(yè)科學，2021，60（18）：97-100，150.

[3] 程琳，陳琴，陳仕昌，等.不同無性系杉木球果及種子質量研究[J].廣西林業(yè)科學，2021，50（1）：1-7.