刘晓亚 张继宗 张立峰 梁建强 杨福存
摘 要: 解决低温敏感型的秋白菜品种在华北坝上寒旱区生产的未熟抽薹问题,是区域蔬菜生产结构调整与丰富夏秋季市场大白菜供应的迫切需求。选择秋白菜代表性品种‘北京新三号和‘秋绿60,设置不同播期与温棚育苗移栽、露地直播田间试验,考察不同品种大白菜的中心柱分化、未熟抽薹状况以及商品产量效应。结果表明在华北坝上寒旱区, ‘秋绿60播后20 d日均温达到22 ℃即可抑制中心柱抽薹发育,‘北京新三号则需要高于23.5 ℃。温棚育苗可有效遏制秋大白菜春化发育,但移栽大白菜产量低于同期露地直播生产。在华北坝上寒旱区,预防秋大白菜生产未熟抽薹问题,保证播后20 d内日均温达到23.5 ℃以上,是设施高温育苗或露地择期直播的技术关键。
关键词: 大白菜; 华北寒旱区; 未熟抽薹; 春化作用
Abstract: It is necessary to solve the problem of immature sprouting and coating of the varieties of Chinese cabbage(Brassica campestris L.) with low temperature sensitivity in the cold and arid area in Bashang of North China, which is a serious need to adjust the structure of regional vegetable production and to enrich the supply of Chinese cabbage in summer and autumn market. The representative varieties of Chinese cabbage in autumn, ‘Beijing New No. 3 and ‘Autumn Green 60 were selected and planted in different sowing dates and in warm greenhouse. The field experiment was conducted to investigate the central column differentiation, the condition of unripe heading and the commodity yield of different varieties of Chinese cabbage. The results showed that in the cold and arid area of Bashang, the development of central pillar sprouting of ‘Autumn Green 60 could be inhibited at the average temperature of 22 ℃ in 20 days after sowing, while the average temperature of ‘Beijing New No. 3 needed to be higher than 23. 5 ℃. The vernalization of autumn Chinese cabbage was effectively restrained by greenhouse nursery, but the yield was lower than that of field direct seeding in the same period. In the cold and arid area of Bashang in North China, the key technology to prevent the immature heading and coating of autumn Chinese cabbage production was to ensure that the daily average temperature more than 23. 5 ℃ within 20 days after sowing, which was the key technology for high temperature seedling raising in facilities or selective direct seeding in open field.
Key words: Chinese cabbage; Cold and dry region of North China; Immature sprouting and moss; Vernalization
大白菜具有品種类型丰富,产量高,生产成本低,易种植,耐贮运等特点,是我国居民日常消费的蔬菜种类。近年来随着蔬菜生产结构的调整,保护地蔬菜生产技术的创新以及流通网络的发展,蔬菜市场周年供应实现了长足进步,发挥宜产区白菜生产的自然资源优势,降低成本,提高品质,成为大白菜供给侧调整与技术创新的重要方向。大白菜属于喜凉类叶菜,高温环境下生长,产量低且品质差[1];而芽期或苗期经历一定时段的低温,大白菜即可通过春化,在长日照环境就会抽薹开花而结籽[2],不能形成叶球而失去菜用价值[3]。明确大白菜低温春化的界限温度,一直是促进抽薹、结籽繁种[4]或防止抽薹、结球食用的核心。为了夏秋季大白菜供应市场,利用耐热的夏白菜类型品种,在华北平原区春季播种可实现夏季上市,但高温高湿环境下的白菜生产,不仅病虫害严重而且叶球松散、食味辛辣[5]。杨福存[6]利用华北坝上地区的寒旱环境,采用耐低温抗抽薹的春白菜类型品种,露地直播生产大白菜获得成功;进一步通过育苗移栽防抽薹技术实现了夏秋季供应市场[7]。然而对于中晚熟的秋白菜类型品种,虽其品质更佳但由于未能突破未熟抽薹问题而难以实现夏秋季上市。依据大白菜属于萌动种子低温春化型生理特性,本试验通过露地播期与温棚育苗的自然与环控温度处理方式,探求秋白菜类型品种阻滞春化发育的界限温度,为华北坝上冷凉菜区大白菜生产的品种结构调整与菜品质量提升提供理论与技术途径。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
试验于2017年5—9月在河北农业大学张北实验站进行,海拔1 420 m,年均降水量382.5 mm,年平均温度3.9 ℃,无霜期135 d,≥0 ℃积温2 810.6 ℃·d,≥10 ℃积温2 426.3 ℃·d[8],属于高寒半干旱生态类型区。
1.2 材料
试验选用中晚熟秋白菜类型的‘北京新三号‘秋绿602个品种。‘北京新三号为中晚熟一代杂交种,株型半直立,外叶色较深,叶柄绿色,叶球中桩叠抱。‘秋绿60属中熟型秋白菜品种,为高桩直筒青麻叶类型,株形直立、外叶少,深绿色,中肋浅绿色,結球紧实。
1.3 处理方法
试验小区面积2 m?6 m,株行距45 cm?50 cm,每小区栽52株。设置3个播期,每个播期相隔10 d,分别为5月25日、6月5日、6月15日;在每个播期下,设置露地直播与温棚育苗移栽2个处理,每处理种植1个小区。温棚育苗采用规格为6×12的苗盘,苗龄20 d时移植于露地[2]。
1.4 测定项目
(1)温度测定:监测每期播种后温棚与露地大白菜田的近地(10 cm)气温,分别在8:00、14:00、20:00进行,3次平均值即为日均温。播种后20 d日均温为每日日均温的平均值。
(2)中心柱形状:收获期,各小区全部收获,用刀沿叶球纵剖面切开后,目测纵剖面的中心柱部位,参照GB/T 19557-2004[9],按照表1进行分级。
(3)中心柱长度:收获时,各小区全部收获,用刀沿叶球纵剖面切开后,测量中心柱即从髓底部到伸长最高处的距离,以占叶球纵剖面长度的比例按表2进行分级。
(4)抽薹情况:在采收期(播种后70~80 d),考察不同处理的白菜抽薹与中心柱花芽分化情况。白菜薹抽出叶球为抽薹。
(5)产量:以菜薹未抽出叶球为准,称重各小区符合标准的大白菜。
(6)商品菜:以中心柱占叶球长度不大于1/5为标准,称其质量。
2 结果与分析
2.1 不同处理的大白菜芽期和苗期温度与收获期抽薹情况
‘北京新三号与‘秋绿602个品种、3播期的温棚育苗与露地直播处理,播种后20 d的日均温度、收获期大白菜的抽薹情况如表3。
监测结果表明,播种后20 d的日均温度显著影响秋白菜的春化发育以及抽薹率,并且中心柱长度与未熟抽薹率间存在着正相关关系。分析2种栽培方式的播期试验数据(表3)可看出,播期较早的处理,抽薹率高,播期较晚的处理,抽薹率低,甚至不出现抽薹现象。其原因是随播期推迟棚内外的日均温增高,抽薹率降低。
‘北京新三号5月25日露地直播处理,播后20 d日均温18.7 ℃,抽薹率100.0%,温棚育苗日均温21.3 ℃,抽薹率降到14.3%;第三播期(6月15日)露地与温棚播后20 d日均温分别升至22.0、23.5 ℃,则无菜薹抽出叶球。
‘秋绿60与‘北京新三号趋势一致。第一播期(5月25日)露地与温棚抽薹率分别为55.2%和3.0%,第二播期(6月5日)在露地与温棚增温至19.0和22.1℃时抽薹率降为零。相比表明,‘秋绿60较‘北京新三号具有更强的耐低温抗抽薹能力。
2.2 不同处理的大白菜中心柱分化特征
观察表明,大白菜中心柱的分化同样与温度有关,随日均温增高,中心柱花芽分化与生长水平降低。收获期各处理的秋白菜中心柱分化特征如表3。‘北京新三号第一播期温棚育苗处理的抽薹率虽为14.3%,但中心柱已生长至叶球的2/3以上,中心柱花芽分化达高等级别(见图版A,彩色插页第6页),已失去商品价值。第三播期处理随着温度的升高,露地直播白菜的中心柱长至叶球1/3部位,为中等级别,也无商品价值,而温棚育苗大白菜中心柱尚未春化(见图版C,彩色插页第6页)。
‘秋绿60具有同样的趋势。第一播期露地处理中心柱已长至叶球1/2部位以上,温棚育苗大白菜在1/3部位以上(见图版A,彩色插页第6页),中心柱花芽分化级别均为中等甚至高等,均失去了商品价值;第二播期处理随着温度的升高,露地处理中心柱生长占叶球1/2部位,中等,无商品价值,温棚育苗大白菜在低于1/5部位,为低级分化,可供食用,亦可作为商品包装出售(见图版B,彩色插页第6页);第三播期的温棚育苗处理,中心柱未能春化,而露地处理中心柱生长至叶球1/5部位,为低级分化,商品性欠佳(见图版C,彩色插页第6页)。相比‘北京新三号,在相同温度环境下‘秋绿60抗低温春化能力更强。
2.3 不同处理的大白菜产量与商品产量
不同处理的大白菜商品产量如表4。分析表明,在华北坝上寒旱区5月25日(第一播期)播种,播后20 d内日均温21.3 ℃以下,无论是露地直播还是温棚育苗移栽生产,‘北京新三号和‘秋绿60都会发生未熟抽薹而不能形成商品产量。
对于‘北京新三号,露地直播3个播期最高温度为22 ℃时,由于中心柱占叶球长度大于1/5而没有商品产量,露地直播需在6月15日以后。温棚育苗日均温达23.5 ℃时,‘北京新三号收获期中心柱呈锥形或者圆形,每株可收获1.04 kg,折合667 m2商品产量3 006.0 kg。
相应‘秋绿60品种,露地直播在6月15日播后20 d日均温22 ℃时,中心柱占叶球长度1/5,对商品性影响较小,每株可收获1.30 kg的产量,温棚育苗温度达23.5 ℃时,每株可收获0.71 kg的商品产量。
分析各播期的产量结果表明,‘北京新三号温棚育苗移栽以6月5日播种,露地栽培以6月15日播种为产量较高的处理;‘秋绿60温棚育苗移栽以5月25日播种,露地栽培以6月5日播种为产量较高的处理。两品种均有随播期推迟白菜单株产量降低的趋势,并育苗移栽处理低于露地栽培。6月15日播期的‘秋绿60移栽产量每株0.71 kg,只有5月25日播期产量每株1.30 kg的54.6%。由此可见在华北坝上寒旱区,大白菜晚播防抽薹栽培时晚播与白菜商品产量之间存在着负相关的趋势。
3 讨 论
未熟抽薹是冷凉环境下大白菜生产遇到的普遍性问题,利用大白菜的种子春化生理特性进行芽期和苗期高温处理预防抽薹,成为低温敏感型品种生产利用的重要技术。蒋兵涛[10]研究提出,抑制大白菜春化发育的界限温度因品种而异,中晚熟的秋白菜品种抑制春化所需温度较高。在华北坝上寒旱区,杨福存[6]试验表明,春白菜类型‘春夏王,‘春秋54等品种播种后15 d日均温12 ℃即不会抽薹,而本试验所用的秋白菜品种‘北京新三号与‘秋绿60则需要播种后20 d日均温22~23.5 ℃以上的高温才不会抽薹,这与Elers B[11-12]等的观点相一致。而通过温棚育苗,移栽种植大白菜的产量低于同期露地直播,饶立兵等[13]也得到相同结果。
解决大白菜未熟抽薹问题,培育冬性强的品种使之获得可遗传的抗抽薹能力,是一条费省效宏的重要途径[14],然而育种过程的耗费时日以及耐低温与产量的负相关等[15],使之存有局限。面对具有优异性状而耐低温能力差、易抽薹的品种,通过人工调控其生育环境实现稳定的抗抽薹生产,不失为另一条有效的途径,而这对于种子春化型的大白菜,高温育苗防抽薹就成为一项立竿见影的关键技术。这一技术作为范例,可为通过人工调控地气资源环境突破作物群落有效生产,以及环控保障的工厂化育苗、大田移栽生产提供了新的途径。
4 结 论
在华北坝上寒旱区,秋白菜类型品种‘秋绿60在播种后20 d内日均温达到22 ℃即可抑制未熟抽薹的发生,而‘北京新三号品种则需要高于23.5 ℃才不会出现中心柱花芽分化,保障稳定的抗抽薹生产。温棚育苗可有效遏制秋白菜抽薹发育,但移栽单株产量低于同期露地直播大白菜。
参考文献
[1] 向小兰,肖学军,王迪轩. 大白菜“未熟抽薹”的原因及解决办法[J]. 蔬菜,2008(5):21.
[2] 侯金星. 春化条件对大白菜花芽分化的影响[D]. 山东泰安:山东农业大学,2004.
[3] 张玉琦.克服西藏高原大白菜抽苔的研究简介[J]. 西藏農业科技,1989(2):58-61.
[4] 张德双,徐小谢,徐家炳.春化天数对大白菜、小白菜现蕾和开花的影响[J].华北农学报,2003,18(1):75-78.
[5] 赵美华,巫东堂,赵军良. 早秋大白菜优质丰产栽培技术[J]. 长江蔬菜,2016(14):50-51.
[6] 杨福存.冀西北高寒区大白菜防春化栽培技术研究[J]. 河北北方学院学报(自然科学版),2005(5):56-58.
[7] 张立峰.农田生产工程学[M]. 北京:科学出版社,2015:185-188.
[8] 崔婷茹. 坝上地区农业气候资源特征及高效利用策略[D]. 河北保定:河北农业大学,2017.
[9] 农业部科技发展中心,北京市农林科学院蔬菜研究中心. 植物新品种特异性、一致性和稳定性:GB/T 19557-2004[S].中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会,2004.
[10] 蒋兵涛.不同处理温度和时间对大白菜春化效果的影响[J].中国园艺文摘,2017,33(9):13-17.
[11] ELERS B, WIEBE H J.When does Chinese cabbage bolt? An intensive study[J].Gemuse,1983,19(9):320-322.
[12] ELERS B, WIEBE H J.Flower formation of Chinese cabbage.II. Anti-vernalization and short-day treatment[J].Seientia Horticultura,1984,22(4):327-332.
[13] 饶立兵,陈先知,孙继,等. 品种和栽培方式对春大白菜抽薹性的影响[J]. 四川农业大学学报,2006(1):44-46.
[14] 钟学东.大白菜、甘蓝生产上未熟抽薹的原因与预防对策[J].蔬菜,2001(3):34.
[15] 原让花,肖艳,原连庄,等. 不同播期对春播大白菜生长发育及产量的影响[J]. 中国瓜菜,2017,30(1):39-41.