大白菜精量播種簡約化節(jié)水種植技術(shù)研究與應(yīng)用

吳 萍 張鳳蘭* 余陽俊 汪維紅 王德欣 宋順華 徐秀蘭 唐曉偉 郭 宇 張海軍 王寶駒 高 燕

〔1 北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部都市農(nóng)業(yè)（北方）重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蔬菜種質(zhì)改良北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100097；2 石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院，河北石家莊 050041〕

大白菜〔Brassica campestrisL.ssp.pekinensis（Lour）Olsson〕是我國播種面積第二大的蔬菜作物，年播種面積約180萬hm2（張鳳蘭 等，2021）。傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式機(jī)械化程度低，需要人工起壟、播種、間苗、中耕、除草、澆水等，用工密集，每667 m2從播種到采收需人工12～15個。大白菜生產(chǎn)又是蔬菜生產(chǎn)中的用水大戶，生產(chǎn)上常說的“三水齊苗、五水定棵”就是指大白菜栽培中出齊苗大約要澆3次水，定苗前要澆5次水。而大白菜整個生育期需要澆8～10次水，每667 m2總用水量達(dá)到300～400 m3。

國內(nèi)外生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，改變大白菜生產(chǎn)費(fèi)水、用工多的落后生產(chǎn)模式的途徑之一是采用精量播種+黑色地膜覆蓋+膜下滴灌的生產(chǎn)方式（張鳳蘭 等，2018）。北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心自2015年始，開展了大白菜種子保水丸?；幚?、精量播種和節(jié)水簡約化種植技術(shù)的研究。通過種子精選和丸?；幚砩a(chǎn)高活力包殼種子，使其顆粒大小、強(qiáng)度和種子活力適應(yīng)機(jī)械化精量播種的需求；采用多功能播種機(jī)（北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心研發(fā)，專利號：ZL202021759754.2），可同時進(jìn)行起壟、施肥、鋪滴灌（或微噴灌）帶、鋪地膜、打孔、播種、覆土等操作，采用配套的簡約化種植管理技術(shù)進(jìn)行大白菜生產(chǎn)，減少了生產(chǎn)過程的人工需求和用水量，取得顯著成效（吳萍 等，2017，2018a；張鳳蘭 等，2018）。

本試驗(yàn)在前期研制多功能播種機(jī)、初步形成秋大白菜節(jié)水省工栽培技術(shù)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了減少苗期蟲害發(fā)生的種子處理技術(shù)和播種量及不同澆水方式對田間大白菜出苗的影響；調(diào)查了娃娃菜、春大白菜和秋大白菜生產(chǎn)的節(jié)水省工效果，以期為節(jié)水、省工、高效的大白菜生產(chǎn)技術(shù)的建立和應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用種子均來自京研益農(nóng)（北京）種業(yè)科技有限公司。娃娃菜品種為京春娃2號、京春娃4號，春大白菜品種為京春黃3號，秋早熟大白菜品種為京秋651，秋晚熟大白菜品種為北京新3號、京翠70。

丸?；垡嘤删┭幸孓r(nóng)（北京）種業(yè)科技有限公司提供，型號為JY-3號。

試驗(yàn)用農(nóng)藥為吡蟲啉水分散粒劑（濃度70%，江西威力特生物科技有限公司）和甲拌·辛硫磷粉粒劑（其中甲拌磷濃度4%，辛硫磷濃度6%，山東濟(jì)寧弘發(fā)化工有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子處理 首先進(jìn)行種子精選，采用坡選機(jī)（RS-1型，Matsuoka）進(jìn)行分選，種子批被分成4個等級，取1級種和2級種進(jìn)行混合，過1.5 mm孔徑篩，去除其中約5%的小種子。然后將篩選出的大種子按照吳萍等（2018a）的方法進(jìn)行5倍包殼處理，作為精量播種和節(jié)水種植處理用種。

添加農(nóng)藥包殼處理也采用精選后的種子，將設(shè)定劑量的農(nóng)藥加入到所需用量一半的丸粒化粉中，充分混合，在包殼處理的第1階段使用；第2階段使用無農(nóng)藥的丸?；邸?/p>

1.2.2 農(nóng)藥包殼處理對種子發(fā)芽率和苗期蟲害發(fā)生率的影響及農(nóng)藥殘留情況 2019年3月在北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心種子檢測試驗(yàn)室，參照GB/T 3543—1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程》的方法進(jìn)行發(fā)芽率試驗(yàn)。參試品種為京春娃4號、北京新3號、京翠70，吡蟲啉和甲拌·辛硫磷不同濃度設(shè)置詳見表1；以無農(nóng)藥添加的包殼種子為對照，每處理4次重復(fù)，每重復(fù)100粒種子。分別置于具蓋發(fā)芽盒中，紙床為16層吸水紙+1層濾紙，完全浸濕，水分充足，發(fā)芽過程中不再補(bǔ)充水分；光周期8 h/16 h（光照/黑暗），溫度20 ℃。7 d后統(tǒng)計發(fā)芽率。

2019年11月在石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院種植秋晚熟大白菜，北京新3號設(shè)置3個農(nóng)藥包殼處理，京翠70設(shè)置4個農(nóng)藥包殼處理，詳見表2；以無農(nóng)藥添加的包殼種子為對照，每處理3次重復(fù)，每重復(fù)500粒種子，常規(guī)田間管理。播種后每隔3 d調(diào)查1次田間出苗情況，遇到死苗需拔出進(jìn)行觀察，如果是因根部或地上部生長點(diǎn)被蟲吃導(dǎo)致的死亡則計為蟲害發(fā)生株；播種后20 d統(tǒng)計田間蟲害發(fā)生情況，單株有2個或2個以上蟲眼計為發(fā)生蟲害。

蟲害發(fā)生率=（蟲害導(dǎo)致的死苗+有蟲眼植株）/出苗數(shù)× 100%

2020年4月在北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心四季青農(nóng)場種植京春娃4號，設(shè)置3個農(nóng)藥包殼處理，詳見表2；以無農(nóng)藥添加的包殼種子為對照，每處理3次重復(fù)，每重復(fù)500粒種子，條播，常規(guī)田間管理。播種后每隔3 d調(diào)查1次田間出苗情況，播種后22 d統(tǒng)計田間蟲害發(fā)生情況；調(diào)查統(tǒng)計方法及蟲害發(fā)生率的計算公式同上。

2019年4月在北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心四季青農(nóng)場播種農(nóng)藥包殼的北京新3號種子，其中吡蟲啉設(shè)置2個濃度處理：7.0、14.0 g·kg-1，甲拌·辛硫磷設(shè)置1個濃度處理：1.2 g·kg-1；以無農(nóng)藥添加的包殼種子為對照，每處理3次重復(fù)，每重復(fù)500粒種子；條播，不覆蓋地膜，常規(guī)田間管理。分別于播種后22、28 d，每處理隨機(jī)取20株大白菜，用保鮮袋封裝，送北京農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究中心進(jìn)行農(nóng)藥殘留檢測。

1.2.3 不同播種量對出苗率的影響 2015、2016年3月在北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心四季青農(nóng)場種植京春娃2號，2019、2020年3月在北京通州于家務(wù)農(nóng)場種植京春黃3號，設(shè)置每穴播種1粒和2粒兩種播種方式，3次重復(fù)，每重復(fù)500穴，常規(guī)田間管理。播種后6、12 d調(diào)查出苗情況，按每穴有無正常苗進(jìn)行統(tǒng)計，計算出苗率。

1.2.4 不同種植模式對出苗率的影響 2015、2016年3月在北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心四季青農(nóng)場種植京春娃2號，2019、2020年4月在北京通州于家務(wù)農(nóng)場種植京春娃4號，設(shè)置地膜+高畦+滴灌處理，每穴播種包殼種子2粒；對照采用天膜 +平畦+溝灌栽培模式，每穴播種未包殼的普通種子4～5粒。8次重復(fù)，小區(qū)面積2015、2016年處理為0.47 hm2、對照為0.10 hm2；2019、2020年處理和對照均為0.053 hm2。常規(guī)田間管理，播種后12 d調(diào)查出苗情況，計算出苗率。

1.2.5 大白菜精量播種簡約化節(jié)水種植技術(shù)的節(jié)水、省工分析 2015年3月在北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心四季青農(nóng)場種植京春娃2號，節(jié)水處理采用地膜+高畦+微噴灌模式，對照采用天膜 +平畦+溝灌模式，小區(qū)面積0.087 hm2；2015年8月在北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心農(nóng)場種植京秋651，節(jié)水處理采用黑色地膜+高畦+滴灌模式，對照采用高畦+不覆膜+溝灌模式，小區(qū)面積0.086 hm2；2015年8月在北京大興魏善莊農(nóng)場種植北京新3號，節(jié)水處理采用黑色地膜+高畦+滴灌模式，對照采用高畦+不覆膜+溝灌模式，小區(qū)面積0.20 hm2；2016年3月在北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心四季青農(nóng)場種植京春娃2號，節(jié)水處理采用地膜+高畦+微噴灌模式，對照采用天膜+平畦 +溝灌模式，小區(qū)面積0.087 hm2；2019年3月在北京通州于家務(wù)農(nóng)場種植京春黃3號，節(jié)水處理采用地膜+高畦+滴灌模式，對照采用平畦+溝灌模式，小區(qū)面積0.23 hm2；2019年8月在石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院農(nóng)場種植北京新3號，節(jié)水處理采用黑色地膜+高畦+滴灌模式，對照采用高畦+不覆膜+溝灌模式，處理小區(qū)面積0.58 hm2，對照小區(qū)面積0.053 hm2；2020年3月在北京通州于家務(wù)農(nóng)場種植京春黃3號，節(jié)水處理采用地膜+高畦+滴灌模式，對照采用平畦+溝灌模式，小區(qū)面積0.096 hm2。各試驗(yàn)的節(jié)水處理均采用精選包殼種子，每穴播種2粒；對照采用未包殼種子，每穴播種4～5粒；均未設(shè)置重復(fù)，常規(guī)田間管理，試驗(yàn)全程記錄用水、用工情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藥包殼處理對大白菜種子發(fā)芽率和苗期蟲害發(fā)生率的影響及農(nóng)藥殘留情況

從表1可以看出，添加不同有效成分含量的吡蟲啉、甲拌·辛硫磷包殼處理對京春娃4號、北京新3號、京翠70種子發(fā)芽率均無顯著影響。但田間觀察結(jié)果表明，當(dāng)甲拌·辛硫磷有效成分含量達(dá)到6.6 g·kg-1時，京春娃4號幼苗弱小，生長受到影響。因此，建議大白菜種子包殼農(nóng)藥使用濃度甲拌·辛硫磷≤3 g·kg-1，吡蟲啉≤70 g·kg-1。

表1 農(nóng)藥包殼處理對大白菜種子發(fā)芽率的影響

從表2可以看出，添加適宜濃度的吡蟲啉、甲拌·辛硫磷包殼處理可以降低北京新3號、京翠70、京春娃4號苗期蟲害發(fā)生率。田間觀察發(fā)現(xiàn)，京春娃4號主要是減少了地下害蟲危害，而北京新3號和京翠70主要減少了地上害蟲危害。

表2 農(nóng)藥包殼處理對大白菜苗期蟲害發(fā)生率的影響

從表3可以看出，北京新3號播種后22 d吡蟲啉最高殘留量為0.003 4 mg·kg-1，播種后28 d辛硫磷殘留量為0.004 3 mg·kg-1，均遠(yuǎn)低于GB 2763—2019《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》的規(guī)定（吡蟲啉為0.2 mg·kg-1，辛硫磷為0.1 mg·kg-1），食用安全。

表3 北京新3號苗期農(nóng)藥殘留檢測結(jié)果

2.2 不同播種方式對大白菜出苗率的影響

從表4可以看出，每穴播種1粒處理的京春娃2號、京春黃3號田間出苗率低于80%，而每穴播種2粒處理的出苗率可以達(dá)到88%以上，兩處理間差異達(dá)顯著水平。

表4 不同播種方式對大白菜出苗率的影響

2.3 不同種植模式對大白菜出苗率的影響

從表5可以看出，采用地膜+高畦+滴灌種植模式的京春娃2號、京春娃4號田間出苗率為95%～99%，均顯著高于對照天膜+平畦+溝灌模式。

表5 不同種植模式對大白菜出苗率的影響

2.4 大白菜精量播種簡約化節(jié)水種植技術(shù)的節(jié)水、省工分析

從表6可以看出，采用精量播種簡約化節(jié)水種植技術(shù)，春娃娃菜、春大白菜及秋大白菜生產(chǎn)均顯現(xiàn)了省工、節(jié)水、增效的效果，節(jié)水10.4%～29.5%，省工42.2%～79.9%。經(jīng)田間調(diào)查，處理和對照大白菜在生長指標(biāo)（如株高、開展度、外葉數(shù)、球葉數(shù)、球高、球橫徑等）、產(chǎn)量（如總產(chǎn)量、凈菜產(chǎn)量、凈菜率等）上沒有明顯差異。

表6 大白菜精量播種簡約化節(jié)水種植模式的節(jié)水、省工分析

3 結(jié)論與討論

蔬菜種子通過精選可顯著提高種子活力和質(zhì)量（姚東偉 等，2016；吳萍 等，2017）。對精選后的種子進(jìn)行丸?；庸ぃ丝梢愿淖兎N子大小，使其滿足機(jī)械化播種的要求，還可以攜帶適宜劑量的農(nóng)藥或植物生長調(diào)節(jié)劑，促進(jìn)植株生長或耐受逆境（吳萍 等，2018a，2018b；姚東偉 等，2009）。針對大白菜主要蟲害種類，吡蟲啉和辛硫磷防治效果比較明顯，即在一定劑量范圍內(nèi)不影響種子萌發(fā)和田間出苗，卻能有效減少苗期蟲害的發(fā)生。本試驗(yàn)結(jié)果表明，同時添加甲拌·辛硫磷和吡蟲啉防治效果最好，大白菜苗期蟲害發(fā)生率降低幅度最大；農(nóng)殘檢測試驗(yàn)結(jié)果表明，播種后22、28 d北京新3號吡蟲啉和辛硫磷的最高檢測值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于GB 2763—2019《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》的規(guī)定。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)、不同年份、不同季節(jié)的蟲害發(fā)生種類和程度不同，使用的農(nóng)藥種類和劑量也不同，需要在今后的試驗(yàn)中深入調(diào)查，采用個性化種子處理方式。

大白菜生產(chǎn)上通常采用穴播，每穴播4～5粒種子。本試驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)械化播種每穴播2粒能保證88%以上的出苗率，還能兼顧減少補(bǔ)苗和間苗的工作量。采用溝灌方式的出苗率較低，可能與溝灌方式影響了覆土厚度有關(guān)；采用滴灌+覆膜的種植方式，土壤表面不易板結(jié)，種子出苗率較高。

在調(diào)查不同類型大白菜精量播種簡約化節(jié)水種植技術(shù)的節(jié)水、省工效果時發(fā)現(xiàn)，不同年份、不同季節(jié)、不同地區(qū)節(jié)水模式及對照的用水量均相差很多，這可能與種植季節(jié)（土壤及空氣溫濕度）、大白菜種類（生育期長短）、生產(chǎn)者的管理經(jīng)驗(yàn)等因素有關(guān)，也與試驗(yàn)地土壤的滲水性有關(guān)。

綜上，采用經(jīng)過精選的丸?；N子，應(yīng)用多功能播種機(jī)同時完成起壟、施肥、鋪滴灌（微噴灌）帶、鋪地膜、打孔、播種、覆土等操作，每穴播2粒種子，采用覆膜+滴灌的栽培模式，配套適宜的管理方法，在大白菜生產(chǎn)上可以達(dá)到明顯的省種、省工和節(jié)水效果。今后將進(jìn)一步完善該技術(shù)并在生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用，變革傳統(tǒng)的露地大白菜生產(chǎn)方式，提高蔬菜生產(chǎn)效率。采用該技術(shù)還需注意：秋季大白菜生產(chǎn)建議使用黑色地膜，機(jī)器打孔方便，播種澆水后不易生長雜草；春季娃娃菜和大白菜生產(chǎn)建議使用白色地膜，具有透光、土壤升溫快的作用，也有抑制雜草生長的作用。另外，實(shí)際生產(chǎn)中還應(yīng)控制灌溉程度，苗期澆1次透水，之后根據(jù)土壤干旱程度決定是否澆水。