張德雙 辛曉蕓 張鳳蘭 汪維紅 余陽俊 于拴倉 趙岫云 蘇同兵 李佩榮 王 姣 盧桂香

（北京市農(nóng)林科學院蔬菜研究所，北京 100097）

種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”，決定了品種的品質和育種單位、制種企業(yè)、制種戶的利益。集中育苗、現(xiàn)代化和機械化等制種技術的改進和應用不僅可以確保生產(chǎn)出高產(chǎn)、優(yōu)質的雜交種子，而且提高了制種戶的收入，有助于實現(xiàn)制種的可持續(xù)發(fā)展。

白菜類蔬菜屬于十字花科蕓薹屬，主要包括大白菜、普通白菜、烏塌菜、菜薹和薹菜等。白菜類蔬菜是名副其實的當家菜，也是市民餐桌上的必備蔬菜。由于播種面積大且復種指數(shù)高，白菜類蔬菜產(chǎn)品的市場需求量激增，所以對用種量的需求也隨之增加。種子繁育技術改良和應用不僅可以有效地保障所繁育的雜交種子產(chǎn)量高、質量好，而且能夠增加制種戶的收入。近年來，玉米等大田作物種子收購價格穩(wěn)定、行情好，原生產(chǎn)白菜種子的許多制種戶改種玉米，在此背景下白菜類蔬菜繁種工作面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。因此，如何改進白菜類蔬菜的制種技術，通過節(jié)約成本、提高種子產(chǎn)量，進而增加制種戶的收入已成為育種單位、制種企業(yè)目前迫切需要解決的問題。同時伴隨著土地流轉，制種戶承租的土地面積越來越大，制種大戶更希望白菜類蔬菜的制種效益更高、更穩(wěn)定。為了適應當前發(fā)展的需求，白菜類蔬菜繁種技術呈現(xiàn)出了新的發(fā)展趨勢。

1 良種繁育技術的新要求

1.1 集中育苗技術替代零散育苗 在河南、山東等繁種基地，制種戶以往采用陽畦、拱棚等育苗方式生產(chǎn)親本幼苗。一方面，每戶不僅需要投入農(nóng)膜、草簾、木桿、竹片和鋼絲等農(nóng)資材料，而且日常管理費時費工，因此有些制種戶便放棄了白菜類蔬菜制種；另外，個別制種戶因為幼苗受損，導致制種田空閑和定植面積不足，于是便購買一些同村制種戶的幼苗，甚至將其他制種戶栽剩下的小苗補種在自家制種田。盡管這樣，補種的苗也能帶來較高的產(chǎn)量和較好的效益。另一方面，由于制種大戶需要投入更多的農(nóng)資和人工成本，同樣影響了其繼續(xù)繁種或擴大繁種規(guī)模的積極性。基于這種迫切需求，近年來集中育苗或代育苗產(chǎn)業(yè)便悄然興起。有的制種公司或者制種戶開始大規(guī)模生產(chǎn)雙親種苗，一方面用于自己繁種，另一方面將種苗賣給其他制種戶增加收入。集中育苗顯著地提高了播種效率和出苗質量，如山西基地采用編織機編繩播種，現(xiàn)在僅需要5 人就可以完成原來20 人的工作。河南基地采用50 孔穴盤播種機播種，現(xiàn)在2 人即可完成以往5 人的工作，而且改進的技術替代原有技術后勞動強度變小，可以輕松完成。由于播種、管理等條件一致，所以親本出苗整齊，苗情好，質量高。目前，集中育苗設施主要采用大棚和日光溫室。

1.1.1 大棚和連棟大棚集中育苗 河南和山東等繁種基地多采用大棚、連棟大棚進行集中育苗，河南地區(qū)有的基地也采用露地拱棚集中育苗（圖1、2、3）。因為大棚外部不覆蓋保溫材料，所以棚內需要加強保溫措施，如在大棚內增加二層膜、套中棚、搭建小拱棚等，均可以達到保溫、防凍的目的。在極端寒冷的天氣，有時需要在大棚外的四周再圍一圈草簾增強保溫效果。主要播種方式：先撒播，待幼苗兩葉一心時分苗，移栽到32 孔穴盤或直接定植到大棚內；也可以采用穴盤播種機直接將種子單粒播種在50 孔或72 孔穴盤中，后續(xù)不再分苗。采用穴盤育苗，幼苗須根發(fā)達，根系容易帶土坨，定植后緩苗快、成活率高（圖4），定植前可以將幼苗直接移出穴盤，裝入編織袋，方便攜帶和運輸。

圖1 大棚集中育苗

圖2 連棟大棚集中育苗

圖4 穴盤育苗幼苗根系帶土情況

1.1.2 日光溫室集中育苗 在河北蔚縣、山西等繁種基地，由于育苗期間天氣寒冷，制種戶多在下沉的日光溫室中集中育苗（圖5），溫室外加蓋保溫被。主要播種方式：按照9 cm×9 cm 尺寸畫格，將種子直接播種在溫室土壤里；或者采用種子編織機編繩播種，采用滴灌或噴灌澆水。種子編織機采用單粒種子進行編繩，因此要求種子的飽滿度好、發(fā)芽率高，編繩前挑出已破肚、發(fā)芽、不飽滿的種子，以確保原種出苗整齊一致，沒有空格。

1.1.3 集中育苗注意事項 集中育苗的管理技術同常規(guī)的陽畦、拱棚育苗，關鍵是控制好棚室內的溫濕度，及時通風，盡早煉苗，也要注意防止幼苗發(fā)生霜霉病、猝倒病、立枯病、蚜蟲、白粉虱等病蟲害，還應注意防止極端寒冷天氣下幼苗發(fā)生凍害、通風不及時幼苗燙傷等問題。

1.2 現(xiàn)代化和機械化制種技術替代人工勞作 現(xiàn)代化、機械化制種技術使制種戶擺脫了繁雜的體力勞作，能夠顯著提高效率，降低制種成本，從而增加收入。例如大白菜雜交種全程機械化生產(chǎn)，包括播種育苗、整地做畦、覆膜、定植、打藥、施肥、收獲等環(huán)節(jié)機械化，每667 m2用工從普通生產(chǎn)模式的45 個減少到10 個，用工成本減少80%，利潤提高50%（張鳳蘭 等，2016）。

1.2.1 機器定植 河南等大規(guī)模制種基地已成功摸索出成熟的機器定植技術，形成了定植、覆土、澆水和覆膜一次性完成的作業(yè)方式（張鳳蘭 等，2016；范偉強 等，2019），例如選擇雙行定植、隨栽隨澆水的一體化移栽機，只需3 人就可以完成大面積定植，比人工定植每667 m2降低成本80 元，效率提高50%（張鳳蘭 等，2016）。機器定植適用于平原的制種基地，要求制種田面積大、地勢平整，而對于山區(qū)、小面積的制種基地還需要繼續(xù)研發(fā)小型定植機器。

1.2.2 無人機施藥 采用無人機施藥藥液噴灑均勻、省時、效率高，目前被廣泛應用于農(nóng)藥和除草劑噴施。對于白菜類蔬菜大面積制種田，僅靠人工完成施藥等農(nóng)事操作效率低，特別是末花期和灌漿期植株完全封壟，枝條交叉在一起，農(nóng)戶一旦進入田間從事施藥等操作，很容易折斷枝條，影響制種產(chǎn)量。據(jù)測算，人工噴藥1 h（小時）可噴灑667 m2，而采用無人機施藥1 h（小時）可噴灑0.67 hm2（10 畝），1 d（天）可以噴施33 hm2（500 畝），相當于30～40 人的工作量。因此，大面積的白菜類蔬菜制種田采用無人機噴灑農(nóng)藥，可以實現(xiàn)大規(guī)模的病蟲害防治。

1.2.3 機器收割和機器脫粒 河南和山西等白菜類蔬菜制種基地已經(jīng)成功應用機器收割和脫粒，實現(xiàn)了種子機械化收獲，脫粒速度快而且質量好，可以顯著提高效率，降低制種成本（張德雙 等，2018；范偉強 等，2019），對于普通制種戶和制種大戶都非常重要。山西制種基地采用小麥聯(lián)合收割機雷沃GE70 對大白菜、普通白菜（小油菜）等蔬菜種子進行脫粒，約0.5 h（小時）即可完成667 m2制種田脫粒，節(jié)省了勞動力和時間，大大提高了脫粒效率（張德雙 等，2018）。

2 良種繁育技術新要求的優(yōu)點

2.1 通過改進制種技術提高制種戶收入，實現(xiàn)白菜類蔬菜制種的可持續(xù)發(fā)展 近年來，玉米繁育公司也同樣在與蔬菜制種企業(yè)競爭制種戶，受到玉米種子收購價格攀升和玉米田間管理簡易的影響，部分白菜類蔬菜制種戶已經(jīng)開始轉向繁育玉米種子。如果要維持白菜類蔬菜制種的可持續(xù)發(fā)展，必須在節(jié)約成本、提高效益、省時省工等方面有所改進，讓制種戶得到更多實惠。于是應運而生的集中育苗，無人機施藥，機械定植、收割、脫粒等技術日益受到制種企業(yè)和制種戶的關注。這些繁種技術的應用，不僅可以將制種戶從繁雜的農(nóng)事操作中解放出來，吸引更多的農(nóng)戶參與制種，大大提升白菜類蔬菜的制種效益，而且可以加速蔬菜良種繁育機械化和現(xiàn)代化技術的改進和提升，實現(xiàn)白菜類蔬菜制種的可持續(xù)發(fā)展。

2.2 集中育苗提高苗床去雜效率，節(jié)省勞動力成本 由于采用集中育苗，技術員在苗床去雜時不需要跑太多路就可以很容易完成去雜工作；同時，幼苗采用單株定植，且管理水平一致，使得幼苗株型整齊一致，非親本類型的異型株性狀可以充分體現(xiàn)出來，有利于制種戶在日常管理時隨時拔除異型株，節(jié)省了苗床去雜等用工成本，提高了去雜效率。據(jù)測算，采用集中育苗，2 人一天可以完成8 hm2（120 畝）苗床去雜，而2 人借助于交通工具完成相同面積零散育苗的苗床去雜時間為2 d（天），效率提高了50%，且工作輕松。

3 存在的問題

雖然集中育苗、機器脫粒提升了白菜類蔬菜的制種效益，并吸引更多的制種大戶投身于白菜類蔬菜制種工作，但是在實際操作中制種企業(yè)還要注意以下可能出現(xiàn)的問題。

3.1 集中育苗需要高水平的技術員 設施集中育苗時，不同品種經(jīng)常被安排在同一個大棚或溫室內播種，由于品種的特殊需求，如播期不同、品種類型不同等，對管理技術的要求更加細化，需要因品種而異。技術員需要細致地記錄和掌握在同一時間段內哪些品種需要放風、哪些需要保溫、哪些幼苗需要烤苗和煉苗等，切勿采取一刀切的管理方式。育苗期間需要密切關注天氣情況，如大風天氣及時修補破損棚膜，降溫天氣增強保溫措施，以免幼苗發(fā)生凍害造成經(jīng)濟損失，一旦有損失，則是無法挽回的嚴重損失（張德雙 等，2022）。未來需要更多的大專院校畢業(yè)生投身于蔬菜良種繁育事業(yè)，研發(fā)出提高白菜類蔬菜單產(chǎn)、節(jié)約成本、增加收入的新技術。

3.2 雙親2∶2 的定植模式更適合機器定植 機器定植一次只能定植2 行且必須是同一親本，所以機器定植優(yōu)先選擇2∶2 定植比例的品種，先間隔定植一個親本，再定植另一個親本。但是白菜類蔬菜雜交種制種雙親定植比例還可以采用4∶1、3∶1、2∶1、1.5∶1、1∶1 等，制種田又多采用小高畦、平畦和高壟栽培等模式，為此，還需要探索研發(fā)適合于不同定植比例要求的機器。

3.3 機器脫粒后的種子需要及時翻曬 采用脫粒機脫粒后一定要嚴格清洗脫粒機機器內部，包括齒輪、傳送帶等，防止下次其他品種脫粒時不同品種間的機械混雜。另外，由于制種大戶生產(chǎn)的商品種種子數(shù)量多，集中脫粒后將種子裝在編織袋內，一旦晾曬不及時，容易導致種子發(fā)霉，尤其連陰雨天氣更需要及時晾曬和翻曬種子，以免影響種子的色澤、發(fā)芽率，降低雜交種質量。有條件的制種大戶可以聯(lián)合其他的制種戶搭建晾曬場。

4 展望

白菜類蔬菜制種技術不同于甘藍型油菜制種，因其品種類型多，不同品種需要的技術也不同，且制種產(chǎn)量也存在很大的差異。目前，白菜類蔬菜制種仍存在生產(chǎn)規(guī)模不夠大、研發(fā)力度不足、缺乏統(tǒng)一的制種技術標準等亟待解決的難題。一方面，科研院所、企事業(yè)單位和大專院校真正投入到研發(fā)提高制種產(chǎn)量的人力、資金有限，缺乏針對提高制種產(chǎn)量的研究，嚴重缺乏對白菜類蔬菜從營養(yǎng)生長到生殖生長各時期養(yǎng)分需求特性、營養(yǎng)體植株有效分枝數(shù)或有效花朵數(shù)、定植株行比與高光合效率利用、昆蟲與授粉結實、種子灌漿及提高種子千粒重或飽滿度，以及施用高效營養(yǎng)肥料或農(nóng)藥等方面的深入研究，每年發(fā)表的相關文獻很少，高水平的文獻則更少。另一方面，企事業(yè)單位缺少針對白菜類蔬菜制種新需求的研發(fā)投入，如目前白菜類蔬菜制種缺少適宜的機器，多參考甘藍型油菜的定植機、脫粒機，以及在小麥收割機基礎上逐漸改良和研發(fā)的機器，且這些機器沒有得到普及，特別是缺少適用于山區(qū)、不規(guī)整地塊的小型機器。目前一些學者已經(jīng)開始關注、研制適用于白菜類蔬菜播種、定植、收割、脫粒和烘干等多種機械（楊芳，2019；耿令新 等，2020；王升升 等，2020），白菜類蔬菜制種會逐漸向著機械化和現(xiàn)代化邁進。