馮健起，丁 聰，冉 冉，生園園，李玉閣

（1.河南省開封市蔬菜科學(xué)研究所 河南開封 475000；2.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所 鄭州 450002；3.河南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 河南開封 475004）

大白菜是十字花科蕓薹屬蕓薹種大白菜亞種植物，是我國栽培面積最大的蔬菜作物之一，也是我國北方地區(qū)秋冬季節(jié)的主要蔬菜消費品種。開封地區(qū)大白菜種植歷史悠久，傳統(tǒng)栽培模式機械化程度低，大量依賴人工。近年來，隨著農(nóng)村勞動力不斷向城市第二、三產(chǎn)業(yè)輸出，用工難、用工貴、用工老齡化的問題日益凸顯，產(chǎn)業(yè)急需作業(yè)工序簡單、省力省時、節(jié)本增效的輕簡化栽培技術(shù)。

目前，開封地區(qū)大白菜種植過程中部分作業(yè)環(huán)節(jié)可通過使用大田作業(yè)機器或蔬菜專用作業(yè)機器從而實現(xiàn)機械化或半機械化[1-3]，但缺乏一整套輕簡化、適合開封地區(qū)的栽培技術(shù)，筆者根據(jù)開封地區(qū)大白菜栽培農(nóng)藝及輕簡化需要，通過旋耕底肥撒施一體化、種繩編織、機械化播種、水肥一體化、無人機植保、機械化中耕除草等技術(shù)集成大白菜輕簡化栽培模式，實現(xiàn)整地、起壟、播種、中耕除草、植保全程機械化作業(yè)，同時實現(xiàn)水肥一體化管理。通過2年在開封3 個縣區(qū)進行大規(guī)模生產(chǎn)示范，秋大白菜輕簡化栽培模式，平均667 m2比傳統(tǒng)直播栽培模式減少用工60%～70%，種子節(jié)約60%，節(jié)肥35%，節(jié)水20%，成本節(jié)省30%～40%，凈菜產(chǎn)量提高5%，實現(xiàn)省工省時、節(jié)水節(jié)肥、節(jié)本增效的大白菜輕簡化栽培對開封地區(qū)乃至河南省大白菜及蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

1 傳統(tǒng)栽培模式

開封地區(qū)傳統(tǒng)栽培模式為龜背壟單行種植，直播或移栽，溝灌，大量依賴人工。隨著大型及小型農(nóng)業(yè)機械的普及，部分種植環(huán)節(jié)實現(xiàn)機械化或半機械化，但整體參差不齊，缺乏農(nóng)機與農(nóng)藝充分結(jié)合的輕簡化栽培技術(shù)。旋耕、起壟已基本實現(xiàn)機械化，旋耕與大田作業(yè)機器通用，蔬菜起壟機市面上也比較多；底肥撒施存在人工撒施和機械撒施兩種方式，目前人工撒施占比50%以上，機械撒施又分為機械撒施作業(yè)和旋耕、施肥一體化作業(yè)；直播、育苗移栽、中耕除草嚴重依賴人工；病蟲害防治有背負式噴霧器和無人機飛防2 種方式；采收目前仍然依賴人工。

2 輕簡化栽培模式

2.1 品種選擇

開封地處河南東部，喜食疊抱類大白菜，俗稱雞腿白菜，葉球疊抱、矮樁頭球形、軟葉率高、燉食混湯是其主要特征[4-5]。開蔬七號是典型的雞腿白菜，也是開封地區(qū)的主栽品種，選用該品種示范。開蔬七號，開封地區(qū)秋季露地栽培生育期75 d 左右，中熟大白菜，雜交1 代品種。株距60 cm，行距60 cm，667 m2種植1800 株，單株凈菜質(zhì)量3.5 kg，667 m2凈菜產(chǎn)量6000 kg 以上，該品種綜合性狀好，適應(yīng)性強。

2.2 示范情況

筆者于2021—2022 年在開封市祥符區(qū)杜良鄉(xiāng)、通許縣馮莊鄉(xiāng)、杞縣沙沃鄉(xiāng)建立了3 個示范點，由于2021 年示范效果較好，2022 年農(nóng)民主動要求參加試驗，試驗面積進一步擴大，示范點情況見表1、圖1。秋大白菜種植的作業(yè)環(huán)節(jié)主要有施肥、整地、起壟、播種（或移栽）、澆水、打藥、除草，目前開封地區(qū)整地、起壟已經(jīng)全部實現(xiàn)機械化，表1 中模式一除整地、起壟外，其余均為人工作業(yè)；模式二與模式一相比，施肥環(huán)節(jié)由人工改為機械作業(yè)；模式三與模式二相比，在打藥、除草環(huán)節(jié)實現(xiàn)機械化；模式四為育苗移栽，與模式三各環(huán)節(jié)機械化程度一致；模式五為輕簡化栽培，各個作業(yè)環(huán)節(jié)均實現(xiàn)機械化。

圖1 現(xiàn)場測產(chǎn)Fig.1 On-Site production measurement

表1 各示范點面積Table 1 Area of each demonstration point m2

2.3 關(guān)鍵技術(shù)要點

2.3.1 旋耕、底肥撒施一體化 傳統(tǒng)的肥料撒施與旋耕分開作業(yè)，機械化作業(yè)將二者合二為一（圖2）。一般是用矩形管等型材焊接成機架，將旋耕刀、施肥箱固定在機架上，實現(xiàn)先施肥、后旋耕，一次完工，效率是人工的3～5 倍。施肥箱設(shè)有料口大小調(diào)節(jié)裝置，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)施肥量。

圖2 旋耕、底肥撒施一體化Fig.2 Integration of rotary tillage and bottom fertilizer application

2.3.2 種繩編織 通過數(shù)控編織機，將種子編入可降解的紙條中，輔以細線繩固定，形成種繩[6-7]。1 臺數(shù)控編織機1 h 編織2000 m，每個位點可編入1～3粒種子（圖3）。根據(jù)品種栽培需要設(shè)置數(shù)控編織機參數(shù)調(diào)整株距、每個位點編入種子顆粒數(shù)。大白菜種繩每個位點編入3 粒種子，以確保苗全苗齊。目前市面上的數(shù)控種子編織機產(chǎn)品較多，價格偏高，農(nóng)戶通常無需購買，祥符區(qū)、通許縣等地有專門制作種繩的門店，根據(jù)作物及播種密度不同收費，667 m2需20～50 元。目前，種繩編織技術(shù)是一種較為成熟的播種機械化技術(shù)[8]，開封地區(qū)已在胡蘿卜種植上大面積應(yīng)用，但在大白菜上的應(yīng)用目前仍處于起步階段。

圖3 種繩編織機Fig.3 Seed twine weaving machine

2.3.3 機械化播種 種繩是機械化播種的前提條件，通過種繩與種繩播種機的配套使用，實現(xiàn)農(nóng)機與農(nóng)藝的完美結(jié)合（圖4）。種繩播種機集起壟、種繩播種、滴灌帶鋪設(shè)多功能于一體，多個工序一次完成[9-10]。種繩播種機常用的機型有2 壟、4 壟，播種深度0.5～1.0 cm，1 臺兩壟機器1 d 可以播種2 hm2。壟體橫切面呈等腰梯形，表面平整，機械化播種具有株距、行距、播種深度一致，覆土均勻、鎮(zhèn)壓嚴實，滴灌澆水均勻等優(yōu)點，播種后出苗整齊，田間長勢均勻一致，提高了商品率。部分機型帶有GPS 定位系統(tǒng)，起壟更加順直，不僅避免了因壟歪斜而浪費土地，也方便后期機器進地作業(yè)。

圖4 機械化播種Fig.4 Mechanized seeding

2.3.4 水肥一體化 使用種繩播種機，在播種的同時鋪設(shè)滴灌帶，實現(xiàn)大白菜種植水肥一體化管理。傳統(tǒng)漫灌不僅浪費水資源，還費工費時。滴灌時水、肥在大白菜根部精準補給，同時利用施肥器在大白菜蓮座期、結(jié)球初期、結(jié)球中期追施水溶性肥料，節(jié)水節(jié)肥、省工省時、提高效率。沒有施肥器的家庭可選擇將背負式噴霧器與主管連接，利用噴霧器的壓力將肥水輸送至管道，實現(xiàn)水肥一體化。

2.3.5 無人機植保 無人機在作物上方0.5～1.0 m噴灑藥劑，1 h 作業(yè)3 hm2，是人工的40～50 倍。無人機旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生巨大的氣流將藥物壓迫作用于葉片表面，霧滴飄移少，可以減少50%左右的農(nóng)藥使用量，降低了用藥成本。

2.3.6 機械化中耕除草 機械化起壟壟體大小均勻、間距穩(wěn)定，便于機械化中耕除草。機械化中耕除草通常由拖拉機牽引，一次可以中耕3 壟，在將壟間土犁起的同時將雜草翻埋地下，松土、除草兩不誤（圖5）。1 d 作業(yè)2.0～2.5 hm2。

圖5 機械化中耕除草Fig.5 Mechanized inter-row cultivation and weed control

3 效益分析

3.1 機械化作業(yè)情況

不同栽培模式下各環(huán)節(jié)作業(yè)情況見表2，其中模式一至模式四為傳統(tǒng)栽培模式，模式五為輕簡化栽培模式（同表1）。從表中可以直觀地看出，輕簡化栽培模式各作業(yè)環(huán)節(jié)都是機械化作業(yè)，機械化程度高，用工大量減少。

表2 各種植模式作業(yè)情況Table 2 Operational status of various planting modes

3.2 水肥種子投入情況

人工點播每穴5～6 粒，667 m2用種量約50 g；育苗對種子的凈度、質(zhì)量有更高的要求，按照種子出芽率95%、成苗率80%計算，667 m2約需要種子10 g；種繩每個位點3 粒，667 m2約需要種子20 g。傳統(tǒng)漫灌667 m2每次用水量約20 m3，按照“三水齊苗，五水定棵”，播種至蓮座期澆水5 次，整個生育期澆水8 次，667 m2共計需160 m3；育苗苗期占地面積小，需水量少，667 m2約需0.3 m3，從定植到采收漫灌5 次，667 m2共計需100.3 m3；滴灌澆水667 m2每次15 m3左右，2 年3 個示范點從播種到采收平均用水量124.2 m3。傳統(tǒng)種植底肥667 m2施復(fù)合肥40 kg，追肥2 次每次20 kg，共計80 kg。輕簡化栽培模式667 m2施底肥30 kg，追肥隨澆水滴灌共2次，每次10 kg，共計50 kg。

從表3 可以看出，模式四用種量、用水量最少，這是因為育苗時1 穴1 粒種子，節(jié)約用種，同時苗期占地面積小，用水量也大大減少。輕簡化栽培比傳統(tǒng)直播方式節(jié)約種子30 g，節(jié)約60%；用水量124.2 m3，比傳統(tǒng)直播漫灌減少35.8 m3，節(jié)約用水22.4%；667 m2用肥量50 kg，節(jié)省肥料30 kg，節(jié)約37.5%。

表3 667 m2 水肥及種子使用情況Table 3 Usage of water,fertilizer,and seeds per 667 m2

3.3 用工情況

傳統(tǒng)的栽培模式用工主要集中在播種、移栽、澆水、間苗、追肥、病蟲害防治等環(huán)節(jié)，輕簡化栽培模式通過機械化作業(yè)省去了大部分用工，僅在澆水和間苗環(huán)節(jié)少量用工（表4），667 m2比傳統(tǒng)栽培模式節(jié)約用工2.2～5.2 個，按照80 元·d-1的用工價格，節(jié)約176～416 元。此外，白菜播種及出苗期正逢高溫時節(jié)，漫灌澆水需不斷排空、扯拽管帶，滴灌澆水時只需巡視管帶出水情況，勞動強度大大降低。

表4 667 m2 用工情況Table 4 Labor utilization per 667 m2 個

3.4 費用投入情況

開封地區(qū)大白菜種植多以家庭為單位，總體栽培面積雖然大，但沒有較大規(guī)模的集中連片化生產(chǎn)，多以散點形式分布，農(nóng)戶自行購買機器成本太大，難以接受，于是在農(nóng)村形成了農(nóng)機服務(wù)隊，這些服務(wù)隊根據(jù)作業(yè)環(huán)節(jié)和面積收費，整地667 m2費用40 元，起壟667 m2費用50 元，推動了大白菜輕簡化栽培的進程。從表5 可以看出，傳統(tǒng)種植模式667 m2投入1118～1312 元，輕簡化栽培模式667 m2投入778 元，成本投入減少340～534 元，節(jié)約30.4%～40.7%。

表5 667 m2 費用投入情況分析Table 5 Analysis of cost investment per 667 m2 元

3.5 商品性狀及產(chǎn)量情況

每個示范點隨機選取10 點，每點18 m2，測量總株數(shù)、商品株數(shù)、產(chǎn)量、株高、開展度、球高、球徑等數(shù)據(jù)，測定方法參照GB/T19557.5—2017《植物品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南大白菜》。2年3 個試點5 種模式下的大白菜商品性狀及產(chǎn)量結(jié)果見表6。從表中可以看出，模式五下的株高、開展度、球高、球徑4 項植物學(xué)性狀數(shù)據(jù)變動范圍縮小，表明輕簡化栽培模式下的大白菜外觀性狀一致性提高。從商品率看，前3 種模式之間沒有顯著差異，平均商品率83.1%，模式四商品率87.5%，比前3種模式平均商品率提高4.1%，這是因為移栽時選取壯苗定植，剔除弱苗、病苗，為大白菜整齊性奠定了基礎(chǔ)，模式五商品率91.2%，比前3 種模式平均商品率提高8.1%，全程機械化整地、種植、田間管理各項農(nóng)藝措施一致性高，大白菜整齊度更好；從產(chǎn)量看，前3 種模式間產(chǎn)量差異較小，平均667 m2產(chǎn)量6 033.3 kg，模式四比前3 種模式平均667 m2產(chǎn)量提高246.0 kg，增產(chǎn)4.1%，模式五比前3 種模式平均667 m2產(chǎn)量提高340.9 kg，增產(chǎn)5.7%。

4 小 結(jié)

（1）從費用投入情況看，模式二與模式一僅在肥料撒施方法上有區(qū)別，因此總體投入費用差別不大；模式三667 m2費用投入分別比模式一、模式二少194、186 元，主要體現(xiàn)在除草、病蟲害防治的機械化應(yīng)用方面；輕簡化栽培模式667 m2費用投入778 元，比傳統(tǒng)模式節(jié)約340～534 元，僅用工環(huán)節(jié)節(jié)省投入176～416 元。輕簡化栽培模式不僅省工省時、節(jié)水節(jié)肥，而且生產(chǎn)投入少，商品率高，產(chǎn)量高，尤其適合在勞動力日益缺乏的農(nóng)村規(guī)模化種植。

（2）模式四為育苗移栽，雖然667 m2投入1237元，排名第三，但該模式用種量、用水量最少，且用工也在4 種傳統(tǒng)模式中最少。該模式優(yōu)點：一是苗期不占地，可為前茬作物騰地留出更長時間，茬口銜接更加多元化；二是購買種苗比較方便，秋大白菜種苗每株價格在0.10～0.15 元，已經(jīng)被越來越多的農(nóng)戶接受；三是無論地塊形狀與大小，都適用。

（3）開封地區(qū)大白菜種植規(guī)模化程度較低，規(guī)?；б鎯?yōu)勢無法體現(xiàn)，因此在推廣輕簡化栽培模式時有一定的局限性。以家庭為單位的種植通常面積較小，大型機器作業(yè)時有諸多不便；由于滴灌出水緩慢，需要水井配備水塔或壓力調(diào)節(jié)設(shè)備，否則管道容易崩裂。建議集中連片種植，便于機械化作業(yè)和滴灌。

（4）根據(jù)近幾年市場情況，肥料、用工費用不斷上漲，但大白菜價格卻沒有明顯的變化，因此節(jié)本增效的種植模式是促進大白菜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，提高農(nóng)民收益、促進鄉(xiāng)村振興的重要方法，輕簡化栽培模式應(yīng)運而生，適合在廣大農(nóng)村地區(qū)推廣應(yīng)用。

（5）目前大白菜的采收依賴人工，尤其開封地區(qū)大白菜90%為矮樁頭球形，對采收機械有一定的特殊要求，建議廠家結(jié)合實際生產(chǎn)適合矮樁頭球形白菜采收機。