适合机械化移栽的番茄穴盘育苗成苗标准试验

唐玉新+刘晓宏+徐华晨+高军+张端喜+李胜

摘要：在番茄原有穴盤育苗的基础上，结合机械栽植操作的特点，围绕农机农艺深度融合，拟探索1套适合机械化移栽的番茄穴盘育苗成苗考核标准。经田间半自动移栽机试验，钵苗适合机械化移栽主要考核指标包括以下几点：苗龄25～30 d，真叶数4～6张，钵苗长势整齐，无病虫危害，同品种、同批次的穴盘苗的高度不能相差10%及以上，钵体苗散坨率≤20%，根冠比控制在0.20以上，叶面积控制在30.36～54.12 cm2，根体积大于1mL，壮苗指数在0138～0258之间。

关键词：番茄；穴盘育苗；机械化移栽；散坨率；成苗标准

中图分类号： S641.204文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）17-0119-04

通信作者：李胜，副研究员，主要从事现代农业设施与装备研究。E-mail：476940491@qq.com。我国是世界上最大的蔬菜生产国和消费国，据联合国粮食及农业组织（FAO）统计，早在2007年我国蔬菜播种面积、产量就稳居世界第一，分别占世界总量的43%、49%[1]。近年来，随着设施蔬菜产业的持续高速发展，我国基本实现了蔬菜的周年均衡生产和供应[2]，至2015年设施蔬菜播种面积达400万hm2以上，产值约9 800亿元，约占农业总产值的179%[3]。据《中国统计年鉴—2016》统计，2015年我国蔬菜种植面积2 200万hm2，占全国农作物种植面积的1476%[4]。在我国，蔬菜、经济作物的种植一直采用育苗移栽的方式。育苗是蔬菜种植的第一步，优质种苗是果蔬早熟、丰产的基础，关系到整个蔬菜生产的成败。传统的育苗主要依靠人工作业，劳动强度大、费工费时、效率低下，因此，对传统的育苗方式进行改革，实施工厂化育苗是提高我国蔬菜、经济作物产量的必然选择[5]。近年来，穴盘育苗由于在缩短栽培周期、改善秧苗品质、增加果蔬种植茬次及提高土地利用率等方面的突出优势，在我国各地已形成规模化发展趋势[6]。穴盘育苗不仅省工、省力、成本低、效率高、便于优良品种推广和规范育苗管理，而且成苗便于远距离运输和机械化移栽，定植后根系活力好、缓苗快，因此对实施蔬菜生产机械化、规模化及持续高效发展具有特别重要的意义[7]。我国目前约有60%的蔬菜采用育苗移栽方式种植。工厂化育苗和移栽作业机械化的实现，已成为蔬菜种植行业迫切需要解决的问题[8]。由于蔬菜的多样性及其生产的特殊性，与其他作物相比，蔬菜生产机械化技术与农艺技术的结合显得更为重要，任务也更加艰巨，要以提高劳动生产率、提高蔬菜生产效益为根本出发点，统筹考虑解决蔬菜生产农艺与农机融合的问题。适应机械移栽的蔬菜育苗标准化技术是当前农艺和农机共同研究解决的主要问题之一[9]。农业机械化是农业现代化的重要内容和标志之一，提高农业机械化水平，是促进我国农业资源可持续发展的重要途径之一[10]。随着我国设施蔬菜的快速发展，为加快推进农业现代化进程，早日实现“一控两减三基本”的目标，围绕农机农艺深度融合，规范蔬菜穴盘育苗流程，降低育苗成本，提高育苗效率，结合蔬菜种植模式与机械化移栽作业技术特点，本试验以番茄穴盘苗配合移栽机在田间试验情况为研究对象，旨在围绕农艺农机深度融合，对原农艺技术配合农机进行改进和完善，探寻适合机械化移栽的番茄穴盘育苗成苗实用标准，以期提高农业机械化水平，促进农业可持续发展。1材料与方法

1.1试验场所

试验地点设在江苏省农业科学院农业设施与装备研究所的播种车间，以及适合机械化作业的8 m单体钢架塑料大棚、田间试验地、实验室。

1.2试验材料

番茄种子选用江苏省江蔬种苗科技有限公司提供的苏粉8号，基质选用江苏农乐生物科技有限公司提供的有机肥、蛭石、珍珠岩，泥炭选用丹麦品氏托普泥炭，穴盘选用50孔育苗盘，规格：长53.5 cm，宽27.5 cm，高4.5 cm。

1.3试验方法

分别于2016年3月21日、8月31日，按照图1进行穴盘育苗试验，采用50孔育苗盘，将种子用自动播种机（选用由江苏省农业科学院、江苏云马农机制造有限公司联合研制的全自动精量播种机，型号：2BS-60）播入已装有调配好基质的穴盘中，每穴1粒，随机分为A、B、C、D 4组，每组6盘，播后覆同种基质1 cm左右。催芽后移至大棚进行育苗管理，达到成苗标准后进行炼苗以供测试。育苗符合NY/T 2119—2012《蔬菜穴盘育苗——通则》[11]，其中与常规的穴盘育苗管理不同之处有以下几点：（1）基质配比。为增加成苗盘根性能和透气性能，经试验在有机肥中混配一定体积的泥炭、蛭石、珍珠岩，混合体积比为5 ∶2 ∶2 ∶1。（2）播后喷水管理。首次人工喷水要覆盖无纺布等材料，喷水均匀，避免基质被冲刷，后期用自动化喷雾系统，喷雾雾滴粒径在60～150 μm之间。（3）水分管理。在出苗期，常喷水，增加空气湿度，保持基质含水量90%～95%；在子苗期，保持基质含水量60%～80%，使基质通气量增加；在成苗期，将基质含水量控制在60%～80%，每2次浇水之间让介质有个干燥的过程，以促进根系充分生长。（4）养分管理。在成苗后期（2叶1心期），浇1次营养液，氮磷钾比例为20 ∶20 ∶20（或25 ∶5 ∶20、15 ∶10 ∶30），浓度约为300 mg/L。（5）温度管理。番茄育苗适宜温度是白天25～28 ℃，夜间15～16 ℃。（6）田间移栽试验。钵苗经炼苗后，选用井关高效率蔬菜移植机PVHR2-E18进行田间移栽试验，测试分别于2016年4月21、9月30日进行。

1.4测定项目

1.4.1成苗目测标准苗龄25～30 d，成苗标准为真叶数 4～5张，子叶不脱落、健壮而肥大，真叶肥厚，茎秆粗壮，根系发达，无病虫害。

1.4.2成苗散坨率的测定散坨率：将测试钵苗取出，自 60 cm 高度自然落下，收集散坨后称质量，散坨质量与原坨质量比<20%的植株数为合格数，≥20%的植株数为散坨株数；合格率=合格数/供试总数×100%；散坨率=散坨数/供试总数×100%[12-14]。散坨率的高低能够表征该钵苗块的质量指标是否适合机械化操作。A、B、C、D 4组每组随机测定10株钵苗，试验重复3次。endprint

1.4.3生长量测定对随机样组进一步测定其真叶数、株高、茎粗、根冠比、叶面积、叶绿素、根体积及壮苗指数[12-17]，所有测定试验重复3次。

茎粗测量位置为距离钵体面（基质面）2 cm左右处，用游标卡尺测量，株高为主茎离地面的高度，用直尺测量，真叶数以可见成叶展开数计算。

根冠比（鲜质量）测定：将钵苗洗净后置于吸水纸上，吸水沥干，在离根部以上2 cm处剪取，上部为冠，下部为根，2 h后用上海菁海仪器有限公司生产的电子天平FA2004N称质量，精度为0.1 mg。根冠比=植物地下部分鲜质量/地上部分鲜质量。

叶面积测定：利用数码相机和Photoshop软件非破坏性测定叶面积的简便方法[18]，将叶片从叶柄处剪下，平铺压平，采用单反数码相机获取叶片的数字图像，通过Adobe公司的Photoshop 7.0图像处理软件计算叶面积，测定每个处理的像素数，测试时选取5个已知样品面积的像素數，取平均值作为参照值。叶面积=样品像素数/参照像素数×系数。

根体积采用排水法测定[19]，在100 mL容量的量杯中预装一定刻度的水，将测试过的番茄钵苗的根部全部没入水中，刻度上升的量可视为根部的体积。

叶绿素含量用SPAD叶绿素仪（SPAD-502 c，Japan）测定。

壮苗指数的测定：将称完鲜质量的植株分地上部、地下部分别装袋，然后将鲜样于105 ℃杀青30 min，在70 ℃烘至恒质量，分别称质量，得出干质量。壮苗指数=（茎粗/茎高+根干质量/冠干质量）×苗干质量[20]。

1.4.4田间移栽试验对随机样组每组选取4盘钵苗在江苏省农业科学院农业设施与装备研究所试验地进行田间移栽试验，采用井关高效率蔬菜移植机PVHR2-E18（2ZY-2A）进行操作，其长×宽×高为2 050 mm×1 500 mm×1 600 mm，发动机功率为空冷4冲程OHV汽油发动机，功率1.5 kW，行走部前轮直径370 mm，后轮直径550 mm；栽植部插植行数2行，行距调节30～40 cm、40～50 cm；栽植株距调节为30、32、35、40、43、48、50、54、60 cm；适应垄髙10～33 cm；作业效率为 3 600株/h。

2结果与分析

2.1成苗情况

出苗整齐一致是适合机械化移栽的前提条件。用本试验方法培育出的番茄苗成苗率高，4组试验的重复成苗率都达到93%以上，且重复间没有显著差异。

2.2散坨率

根据本试验方法测定的散坨率见表1。在本单位8 m单体钢架塑料大棚和田间进行小范围试验，使用半自动移载机（东风井关PVHR2-E18）进行实际操作验证，散坨率在20%及以下可适合机械化移栽。

2.3适合机械化移栽成苗质量评价指标

测定钵苗生长量后，使用SPSS 17.0软件进行LSD差异显著性检验。从表2可以看出，4组试验培育出的番茄苗株高、茎粗和真叶数差异不显著。株高在13.4～15.4 cm之间，平均株高14.20 cm，变异系数为4.58%；茎粗在2.5～3.7 mm 之间，平均茎粗3.08 mm，变异系数为9.13%；真叶数在4～6张之间，平均真叶数4.58张，变异系数为13.38%。幼苗高度整齐，茎粗相似，真叶数一致，便于机械化操作。

植株地下部分与地上部分的鲜质量或干质量的比值反映了植物地下部分与地上部分的相关性。在蔬菜苗期，为了给蔬菜创造良好的营养生长条件，要促进根系生长，增大根冠比。根冠比低的植物，往往叶片比较小，茎秆细小；根冠比高的植物，植株矮壮，多花多果，抗逆性强。在本研究中，根冠比介于0.20～0.34之间，均值为0.25，变异系数为13.94%。从番茄的外形来看，本试验中的番茄苗生长健壮，因此根冠比在0.2以上的番茄苗适合用于机械化移栽。

叶片是制造有机物的主要场所，作物产量的高低，在一定范围内与叶面积、叶绿素含量呈正相关。本试验中的番茄叶面积及叶绿素含量分别在30.36～54.12 cm2、8.8～13.1 mg/g 之间，均值分别为36.50 cm2、10.48，变异系数分别为15.25%、11.26%。

根系是植物体的主要器官，它的生长与植物对水分和矿质吸收的快慢密切相关。本试验中番茄的根系发达，4组番茄的根系体积均值为1.172 mL，变异系数为6.74%。壮苗指数与蔬菜幼苗健壮程度或增产潜力有着显著相关性，本试验中的4组番茄壮苗指数在0.138～0.258之间，均值为0.19，变异系数为18.52%。这说明本试验流程培育出的番茄苗健壮，幼苗定植后具有增产潜力。

2.4机械化移栽田间试验结果

3结论与讨论

3.1番茄成苗目测标准

在25～30 d苗龄，地上部分和根系比例协调。成苗标准为真叶数4～5张，顶芽正常。子叶不脱落、健壮而肥大，植株颜色正常，呈品种固有的色泽，真叶肥厚，叶片充分伸展，叶片数适量。植株健壮，高度适中，节间短，基分枝。茎秆粗壮，有健康、发达的根系，幼根白色，根上有明显的根毛，根系恰好把穴孔内的基质包住，茎叶无黄斑、褐斑或黑色斑点，无病虫害。

3.2番茄钵苗散坨率

番茄穴盘苗取出自60 cm高度自由落下，根系与基质不散开，钵体散落后只是钵体表面基质损失，主体形态完整，依然为钵体，保持在小于20%钵体苗散坨率时，数量占比达80%以上，适合机械化栽培。

3.3番茄钵苗根冠比

根据试验，番茄钵苗适合机械化移栽的物理特性：真叶数4～6张，株高13.4～15.4 cm，茎粗2.5～3.7 mm，根冠比（鲜质量）平均值为0.25，控制在0.20以上。

3.4番茄钵苗叶面积及叶绿素endprint

根据测试和成像处理，叶绿素含量、叶面积平均值分别为1048 mg/g、36.5 cm2，分别在8.8～13.1 mg/g、30.36～5412 cm2范围内适合机械化移栽。

3.5番茄钵苗根体积及壮苗指数

根据测试计算得根体积的平均值1.172 mL，根的体积应该大于1.0 mL。壮苗指数平均值在0.19，在0.138～0.258范围内适合机械化移栽。

本试验在原有农艺技术的基础上，结合多次育苗试验，应用笔者所在单位筛选的适合机械化移栽的育苗基质，与常规育苗相比各项指标偏低，各项指标相对偏低，更适合机械化作业，半自动移栽试验的各项评判指标都在行业标准规定范围内，全自动移栽试验需进一步测试。

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