大白菜精量播种简约化节水种植技术研究与应用

吴 萍 张凤兰* 余阳俊 汪维红 王德欣 宋顺华 徐秀兰 唐晓伟 郭 宇 张海军 王宝驹 高 燕

〔1 北京市农林科学院蔬菜研究中心，农业农村部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，农业农村部都市农业（北方）重点实验室，蔬菜种质改良北京市重点实验室，北京 100097；2 石家庄市农林科学研究院，河北石家庄 050041〕

大白菜〔Brassica campestrisL.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。

虫害发生率=（虫害导致的死苗+有虫眼植株）/出苗数× 100%

2020年4月在北京市农林科学院蔬菜研究中心四季青农场种植京春娃4号，设置3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，条播，常规田间管理。播种后每隔3 d调查1次田间出苗情况，播种后22 d统计田间虫害发生情况；调查统计方法及虫害发生率的计算公式同上。

2019年4月在北京市农林科学院蔬菜研究中心四季青农场播种农药包壳的北京新3号种子，其中吡虫啉设置2个浓度处理：7.0、14.0 g·kg-1，甲拌·辛硫磷设置1个浓度处理：1.2 g·kg-1；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；条播，不覆盖地膜，常规田间管理。分别于播种后22、28 d，每处理随机取20株大白菜，用保鲜袋封装，送北京农业质量标准与检测技术研究中心进行农药残留检测。

1.2.3 不同播种量对出苗率的影响 2015、2016年3月在北京市农林科学院蔬菜研究中心四季青农场种植京春娃2号，2019、2020年3月在北京通州于家务农场种植京春黄3号，设置每穴播种1粒和2粒两种播种方式，3次重复，每重复500穴，常规田间管理。播种后6、12 d调查出苗情况，按每穴有无正常苗进行统计，计算出苗率。

1.2.4 不同种植模式对出苗率的影响 2015、2016年3月在北京市农林科学院蔬菜研究中心四季青农场种植京春娃2号，2019、2020年4月在北京通州于家务农场种植京春娃4号，设置地膜+高畦+滴灌处理，每穴播种包壳种子2粒；对照采用天膜 +平畦+沟灌栽培模式，每穴播种未包壳的普通种子4～5粒。8次重复，小区面积2015、2016年处理为0.47 hm2、对照为0.10 hm2；2019、2020年处理和对照均为0.053 hm2。常规田间管理，播种后12 d调查出苗情况，计算出苗率。

1.2.5 大白菜精量播种简约化节水种植技术的节水、省工分析 2015年3月在北京市农林科学院蔬菜研究中心四季青农场种植京春娃2号，节水处理采用地膜+高畦+微喷灌模式，对照采用天膜 +平畦+沟灌模式，小区面积0.087 hm2；2015年8月在北京市农林科学院蔬菜研究中心农场种植京秋651，节水处理采用黑色地膜+高畦+滴灌模式，对照采用高畦+不覆膜+沟灌模式，小区面积0.086 hm2；2015年8月在北京大兴魏善庄农场种植北京新3号，节水处理采用黑色地膜+高畦+滴灌模式，对照采用高畦+不覆膜+沟灌模式，小区面积0.20 hm2；2016年3月在北京市农林科学院蔬菜研究中心四季青农场种植京春娃2号，节水处理采用地膜+高畦+微喷灌模式，对照采用天膜+平畦 +沟灌模式，小区面积0.087 hm2；2019年3月在北京通州于家务农场种植京春黄3号，节水处理采用地膜+高畦+滴灌模式，对照采用平畦+沟灌模式，小区面积0.23 hm2；2019年8月在石家庄市农林科学研究院农场种植北京新3号，节水处理采用黑色地膜+高畦+滴灌模式，对照采用高畦+不覆膜+沟灌模式，处理小区面积0.58 hm2，对照小区面积0.053 hm2；2020年3月在北京通州于家务农场种植京春黄3号，节水处理采用地膜+高畦+滴灌模式，对照采用平畦+沟灌模式，小区面积0.096 hm2。各试验的节水处理均采用精选包壳种子，每穴播种2粒；对照采用未包壳种子，每穴播种4～5粒；均未设置重复，常规田间管理，试验全程记录用水、用工情况。

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。

表1 农药包壳处理对大白菜种子发芽率的影响

从表2可以看出，添加适宜浓度的吡虫啉、甲拌·辛硫磷包壳处理可以降低北京新3号、京翠70、京春娃4号苗期虫害发生率。田间观察发现，京春娃4号主要是减少了地下害虫危害，而北京新3号和京翠70主要减少了地上害虫危害。

表2 农药包壳处理对大白菜苗期虫害发生率的影响

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。

表3 北京新3号苗期农药残留检测结果

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。

表4 不同播种方式对大白菜出苗率的影响

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。

表5 不同种植模式对大白菜出苗率的影响

2.4 大白菜精量播种简约化节水种植技术的节水、省工分析

从表6可以看出，采用精量播种简约化节水种植技术，春娃娃菜、春大白菜及秋大白菜生产均显现了省工、节水、增效的效果，节水10.4%～29.5%，省工42.2%～79.9%。经田间调查，处理和对照大白菜在生长指标（如株高、开展度、外叶数、球叶数、球高、球横径等）、产量（如总产量、净菜产量、净菜率等）上没有明显差异。

表6 大白菜精量播种简约化节水种植模式的节水、省工分析

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。