大 白 菜〔Brassica campestris L. ssp. pekinensis (Lour)Olsson〕是我国播种面积第二大的蔬菜作物,年播种面积约 180 万 hm2 (张凤兰 等, 2021)。传统的生产模式机械化程度低,需要人工起垄、播种、间苗、中耕、除草、浇水等,用工密集,每 667 m2 从播种到采收需人工 12~15 个。大白菜生产又是蔬菜生产中的用水大户,生产上常说的“三水齐苗、五水定棵”就是指大白菜栽培中出齐苗大约要浇 3 次水,定苗前要浇 5 次水。而大白菜整个生育期需要浇 8~10 次水,每 667 m2 总用水量达到 300~400 m3 。
国内外生产经验表明,改变大白菜生产费水、用工多的落后生产模式的途径之一是采用精量播种 + 黑色地膜覆盖 + 膜下滴灌的生产方式(张凤兰 等,2018)。北京市农林科学院蔬菜研究中心自 2015 年始,开展了大白菜种子保水丸粒化处理、精量播种和节水简约化种植技术的研究。通过种子精选和丸粒化处理生产高活力包壳种子,使其颗粒大小、强度和种子活力适应机械化精量播种的需求;采用多功能播种机(北京市农林科学院蔬菜研究中心研发,专利号:ZL202021759754.2),可同时进行起垄、施肥、铺滴灌(或微喷灌)带、铺地膜、打孔、播种、覆土等操作,采用配套的简约化种植管理技术进行大白菜生产,减少了生产过程的人工需求和用水量,取得显著成效(吴萍 等, 2017,2018a;张凤兰 等,2018)。
本试验在前期研制多功能播种机、初步形成秋大白菜节水省工栽培技术的基础上,系统研究了减少苗期虫害发生的种子处理技术和播种量及不同浇水方式对田间大白菜出苗的影响;调查了娃娃菜、春大白菜和秋大白菜生产的节水省工效果,以期为节水、省工、高效的大白菜生产技术的建立和应用提供数据支撑。
1 材料与方法
1.1 试验材料试验用种子均来自京研益农(北京)种业科技有限公司。娃娃菜品种为京春娃 2 号、京春娃 4 号,春大白菜品种为京春黄 3 号,秋早熟大白菜品种为京秋 651,秋晚熟大白菜品种为北京新 3 号、京翠 70。丸粒化粉亦由京研益农(北京)种业科技有限公司提供,型号为 JY-3 号。试验用农药为吡虫啉水分散粒剂(浓度 70%,江西威力特生物科技有限公司)和甲拌 · 辛硫磷粉粒剂(其中甲拌磷浓度 4%,辛硫磷浓度 6%,山东济宁弘发化工有限公司)。
1.2 试验方法 1.2.1 种子处理 首先进行种子精选,采用坡选机(RS-1 型,Matsuoka)进行分选,种子批被分成 4 个等级,取 1 级种和 2 级种进行混合,过 1.5 mm 孔径筛,去除其中约 5% 的小种子。然后将筛选出的大种子按照吴萍等(2018a)的方法进行 5 倍包壳处理,作为精量播种和节水种植处理用种。添加农药包壳处理也采用精选后的种子,将设定剂量的农药加入到所需用量一半的丸粒化粉中,充分混合,在包壳处理的第 1 阶段使用;第 2 阶段使用无农药的丸粒化粉。 1.2.2 农药包壳处理对种子发芽率和苗期虫害发生率的影响及农药残留情况 2019 年 3 月在北京市农林科学院蔬菜研究中心种子检测试验室,参照 GB/T 3543—1995《农作物种子检验规程》的方法进行发芽率试验。参试品种为京春娃 4 号、北京新 3 号、京翠 70,吡虫啉和甲拌 · 辛硫磷不同浓度设置详见表 1;以无农药添加的包壳种子为对照,每处理 4 次重复,每重复 100 粒种子。分别置于具盖发芽盒中,纸床为 16 层吸水纸 + 1 层滤纸,完全浸湿,水分充足,发芽过程中不再补充水分;光周期 8 h/16 h(光照 / 黑暗),温度 20 ℃。7 d 后统计发芽率。 2019 年 11 月在石家庄市农林科学研究院种植秋晚熟大白菜,北京新 3 号设置 3 个农药包壳处理,京翠 70 设置 4 个农药包壳处理,详见表 2;以无农药添加的包壳种子为对照,每处理 3 次重复,每重复 500 粒种子,常规田间管理。播种后每隔 3 d 调查 1 次田间出苗情况,遇到死苗需拔出进行观察,如果是因根部或地上部生长点被虫吃导致的死亡则计为虫害发生株;播种后 20 d 统计田间虫害发生情况,单株有 2 个或 2 个以上虫眼计为发生虫害。
2 结果与分析
2.1 农药包壳处理对大白菜种子发芽率和苗期虫害发生率的影响及农药残留情况从表 1 可以看出,添加不同有效成分含量的吡虫啉、甲拌 · 辛硫磷包壳处理对京春娃 4 号、北京新 3 号、京翠 70 种子发芽率均无显著影响。但田间观察结果表明,当甲拌 · 辛硫磷有效成分含量达到 6.6 g · kg-1 时,京春娃 4 号幼苗弱小,生长受到影响。因此,建议大白菜种子包壳农药使用浓度甲拌 · 辛硫磷≤ 3 g · kg-1 ,吡虫啉≤ 70 g · kg-1 。从表 3 可以看出,北京新 3 号播种后 22 d 吡虫啉最高残留量为 0.003 4 mg · kg-1 ,播种后 28 d 辛硫磷残留量为 0.004 3 mg · kg-1 ,均远低于 GB 2763—2019《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》的规定(吡虫啉为 0.2 mg · kg-1 ,辛硫磷为 0.1 mg · kg-1 ),食用安全。
2.2 不同播种方式对大白菜出苗率的影响从表 4 可以看出,每穴播种 1 粒处理的京春娃 2 号、京春黄 3 号田间出苗率低于 80%,而每穴播种 2 粒处理的出苗率可以达到 88% 以上,两处理间差异达显著水平
2.3 不同种植模式对大白菜出苗率的影响从表 5 可以看出,采用地膜 + 高畦 + 滴灌种植模式的京春娃 2 号、京春娃 4 号田间出苗率为95%~99%,均显著高于对照天膜 + 平畦 + 沟灌模式。
3 结论与讨论
蔬菜种子通过精选可显著提高种子活力和质量(姚东伟 等,2016;吴萍 等,2017)。对精选后的种子进行丸粒化加工,除了可以改变种子大小,使其满足机械化播种的要求,还可以携带适宜剂量的农药或植物生长调节剂,促进植株生长或耐受逆境(吴萍 等,2018a,2018b;姚东伟 等,2009)。针对大白菜主要虫害种类,吡虫啉和辛硫磷防治效果比较明显,即在一定剂量范围内不影响种子萌发和田间出苗,却能有效减少苗期虫害的发生。本试验结果表明,同时添加甲拌 · 辛硫磷和吡虫啉防治效果最好,大白菜苗期虫害发生率降低幅度最大;农残检测试验结果表明,播种后 22、28 d 北京新 3 号吡虫啉和辛硫磷的最高检测值远远低于 GB 2763— 2019《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》的规定。在试验中发现,不同地区、不同年份、不同季节的虫害发生种类和程度不同,使用的农药种类和剂量也不同,需要在今后的试验中深入调查,采用个性化种子处理方式。
大白菜生产上通常采用穴播,每穴播 4~5 粒种子。本试验结果表明,机械化播种每穴播 2 粒能保证 88% 以上的出苗率,还能兼顾减少补苗和间苗的工作量。采用沟灌方式的出苗率较低,可能与沟灌方式影响了覆土厚度有关;采用滴灌 + 覆膜的种植方式,土壤表面不易板结,种子出苗率较高。在调查不同类型大白菜精量播种简约化节水种植技术的节水、省工效果时发现,不同年份、不同季节、不同地区节水模式及对照的用水量均相差很多,这可能与种植季节(土壤及空气温湿度)、大白菜种类(生育期长短)、生产者的管理经验等因素有关,也与试验地土壤的渗水性有关。
综上,采用经过精选的丸粒化种子,应用多功能播种机同时完成起垄、施肥、铺滴灌(微喷灌)带、铺地膜、打孔、播种、覆土等操作,每穴播 2 粒种子,采用覆膜 + 滴灌的栽培模式,配套适宜的管理方法,在大白菜生产上可以达到明显的省种、省工和节水效果。今后将进一步完善该技术并在生产上广泛应用,变革传统的露地大白菜生产方式,提高蔬菜生产效率。采用该技术还需注意:秋季大白菜生产建议使用黑色地膜,机器打孔方便,播种浇水后不易生长杂草;春季娃娃菜和大白菜生产建议使用白色地膜,具有透光、土壤升温快的作用,也有抑制杂草生长的作用。另外,实际生产中还应控制灌溉程度,苗期浇 1 次透水,之后根据土壤干旱程度决定是否浇水。
参考文献
吴萍,宋顺华,张凤兰,余阳俊,李丽,张海军,丁海凤.2017.三种方法对结球白菜种子精选效果比较.农业科学,7(8): 586-593.
姚东伟,李明,陈银华,吴凌云.2009.植物源农药用于蔬菜种子丸粒化包衣研究初报.上海农业学报,25(4):111-113.
《大白菜精量播种简约化节水种植技术研究与应用》来源:《中国蔬菜》,作者:吴 萍 1 张凤兰 1* 余阳俊 1 汪维红 1 王德欣 1 宋顺华 1 徐秀兰 1 唐晓伟 1 郭 宇 1 张海军 1 王宝驹 1 高 燕 2