白菜类蔬菜良种繁育技术的发展趋势

张德双 辛晓芸 张凤兰 汪维红 余阳俊 于拴仓 赵岫云 苏同兵 李佩荣 王 姣 卢桂香

（北京市农林科学院蔬菜研究所，北京 100097）

种子是农业的“芯片”，决定了品种的品质和育种单位、制种企业、制种户的利益。集中育苗、现代化和机械化等制种技术的改进和应用不仅可以确保生产出高产、优质的杂交种子，而且提高了制种户的收入，有助于实现制种的可持续发展。

白菜类蔬菜属于十字花科芸薹属，主要包括大白菜、普通白菜、乌塌菜、菜薹和薹菜等。白菜类蔬菜是名副其实的当家菜，也是市民餐桌上的必备蔬菜。由于播种面积大且复种指数高，白菜类蔬菜产品的市场需求量激增，所以对用种量的需求也随之增加。种子繁育技术改良和应用不仅可以有效地保障所繁育的杂交种子产量高、质量好，而且能够增加制种户的收入。近年来，玉米等大田作物种子收购价格稳定、行情好，原生产白菜种子的许多制种户改种玉米，在此背景下白菜类蔬菜繁种工作面临着严峻挑战。因此，如何改进白菜类蔬菜的制种技术，通过节约成本、提高种子产量，进而增加制种户的收入已成为育种单位、制种企业目前迫切需要解决的问题。同时伴随着土地流转，制种户承租的土地面积越来越大，制种大户更希望白菜类蔬菜的制种效益更高、更稳定。为了适应当前发展的需求，白菜类蔬菜繁种技术呈现出了新的发展趋势。

1 良种繁育技术的新要求

1.1 集中育苗技术替代零散育苗 在河南、山东等繁种基地，制种户以往采用阳畦、拱棚等育苗方式生产亲本幼苗。一方面，每户不仅需要投入农膜、草帘、木杆、竹片和钢丝等农资材料，而且日常管理费时费工，因此有些制种户便放弃了白菜类蔬菜制种；另外，个别制种户因为幼苗受损，导致制种田空闲和定植面积不足，于是便购买一些同村制种户的幼苗，甚至将其他制种户栽剩下的小苗补种在自家制种田。尽管这样，补种的苗也能带来较高的产量和较好的效益。另一方面，由于制种大户需要投入更多的农资和人工成本，同样影响了其继续繁种或扩大繁种规模的积极性。基于这种迫切需求，近年来集中育苗或代育苗产业便悄然兴起。有的制种公司或者制种户开始大规模生产双亲种苗，一方面用于自己繁种，另一方面将种苗卖给其他制种户增加收入。集中育苗显著地提高了播种效率和出苗质量，如山西基地采用编织机编绳播种，现在仅需要5 人就可以完成原来20 人的工作。河南基地采用50 孔穴盘播种机播种，现在2 人即可完成以往5 人的工作，而且改进的技术替代原有技术后劳动强度变小，可以轻松完成。由于播种、管理等条件一致，所以亲本出苗整齐，苗情好，质量高。目前，集中育苗设施主要采用大棚和日光温室。

1.1.1 大棚和连栋大棚集中育苗 河南和山东等繁种基地多采用大棚、连栋大棚进行集中育苗，河南地区有的基地也采用露地拱棚集中育苗（图1、2、3）。因为大棚外部不覆盖保温材料，所以棚内需要加强保温措施，如在大棚内增加二层膜、套中棚、搭建小拱棚等，均可以达到保温、防冻的目的。在极端寒冷的天气，有时需要在大棚外的四周再围一圈草帘增强保温效果。主要播种方式：先撒播，待幼苗两叶一心时分苗，移栽到32 孔穴盘或直接定植到大棚内；也可以采用穴盘播种机直接将种子单粒播种在50 孔或72 孔穴盘中，后续不再分苗。采用穴盘育苗，幼苗须根发达，根系容易带土坨，定植后缓苗快、成活率高（图4），定植前可以将幼苗直接移出穴盘，装入编织袋，方便携带和运输。

图1 大棚集中育苗

图2 连栋大棚集中育苗

图4 穴盘育苗幼苗根系带土情况

1.1.2 日光温室集中育苗 在河北蔚县、山西等繁种基地，由于育苗期间天气寒冷，制种户多在下沉的日光温室中集中育苗（图5），温室外加盖保温被。主要播种方式：按照9 cm×9 cm 尺寸画格，将种子直接播种在温室土壤里；或者采用种子编织机编绳播种，采用滴灌或喷灌浇水。种子编织机采用单粒种子进行编绳，因此要求种子的饱满度好、发芽率高，编绳前挑出已破肚、发芽、不饱满的种子，以确保原种出苗整齐一致，没有空格。

1.1.3 集中育苗注意事项 集中育苗的管理技术同常规的阳畦、拱棚育苗，关键是控制好棚室内的温湿度，及时通风，尽早炼苗，也要注意防止幼苗发生霜霉病、猝倒病、立枯病、蚜虫、白粉虱等病虫害，还应注意防止极端寒冷天气下幼苗发生冻害、通风不及时幼苗烫伤等问题。

1.2 现代化和机械化制种技术替代人工劳作 现代化、机械化制种技术使制种户摆脱了繁杂的体力劳作，能够显著提高效率，降低制种成本，从而增加收入。例如大白菜杂交种全程机械化生产，包括播种育苗、整地做畦、覆膜、定植、打药、施肥、收获等环节机械化，每667 m2用工从普通生产模式的45 个减少到10 个，用工成本减少80%，利润提高50%（张凤兰 等，2016）。

1.2.1 机器定植 河南等大规模制种基地已成功摸索出成熟的机器定植技术，形成了定植、覆土、浇水和覆膜一次性完成的作业方式（张凤兰 等，2016；范伟强 等，2019），例如选择双行定植、随栽随浇水的一体化移栽机，只需3 人就可以完成大面积定植，比人工定植每667 m2降低成本80 元，效率提高50%（张凤兰 等，2016）。机器定植适用于平原的制种基地，要求制种田面积大、地势平整，而对于山区、小面积的制种基地还需要继续研发小型定植机器。

1.2.2 无人机施药 采用无人机施药药液喷洒均匀、省时、效率高，目前被广泛应用于农药和除草剂喷施。对于白菜类蔬菜大面积制种田，仅靠人工完成施药等农事操作效率低，特别是末花期和灌浆期植株完全封垄，枝条交叉在一起，农户一旦进入田间从事施药等操作，很容易折断枝条，影响制种产量。据测算，人工喷药1 h（小时）可喷洒667 m2，而采用无人机施药1 h（小时）可喷洒0.67 hm2（10 亩），1 d（天）可以喷施33 hm2（500 亩），相当于30～40 人的工作量。因此，大面积的白菜类蔬菜制种田采用无人机喷洒农药，可以实现大规模的病虫害防治。

1.2.3 机器收割和机器脱粒 河南和山西等白菜类蔬菜制种基地已经成功应用机器收割和脱粒，实现了种子机械化收获，脱粒速度快而且质量好，可以显著提高效率，降低制种成本（张德双 等，2018；范伟强 等，2019），对于普通制种户和制种大户都非常重要。山西制种基地采用小麦联合收割机雷沃GE70 对大白菜、普通白菜（小油菜）等蔬菜种子进行脱粒，约0.5 h（小时）即可完成667 m2制种田脱粒，节省了劳动力和时间，大大提高了脱粒效率（张德双 等，2018）。

2 良种繁育技术新要求的优点

2.1 通过改进制种技术提高制种户收入，实现白菜类蔬菜制种的可持续发展 近年来，玉米繁育公司也同样在与蔬菜制种企业竞争制种户，受到玉米种子收购价格攀升和玉米田间管理简易的影响，部分白菜类蔬菜制种户已经开始转向繁育玉米种子。如果要维持白菜类蔬菜制种的可持续发展，必须在节约成本、提高效益、省时省工等方面有所改进，让制种户得到更多实惠。于是应运而生的集中育苗，无人机施药，机械定植、收割、脱粒等技术日益受到制种企业和制种户的关注。这些繁种技术的应用，不仅可以将制种户从繁杂的农事操作中解放出来，吸引更多的农户参与制种，大大提升白菜类蔬菜的制种效益，而且可以加速蔬菜良种繁育机械化和现代化技术的改进和提升，实现白菜类蔬菜制种的可持续发展。

2.2 集中育苗提高苗床去杂效率，节省劳动力成本 由于采用集中育苗，技术员在苗床去杂时不需要跑太多路就可以很容易完成去杂工作；同时，幼苗采用单株定植，且管理水平一致，使得幼苗株型整齐一致，非亲本类型的异型株性状可以充分体现出来，有利于制种户在日常管理时随时拔除异型株，节省了苗床去杂等用工成本，提高了去杂效率。据测算，采用集中育苗，2 人一天可以完成8 hm2（120 亩）苗床去杂，而2 人借助于交通工具完成相同面积零散育苗的苗床去杂时间为2 d（天），效率提高了50%，且工作轻松。

3 存在的问题

虽然集中育苗、机器脱粒提升了白菜类蔬菜的制种效益，并吸引更多的制种大户投身于白菜类蔬菜制种工作，但是在实际操作中制种企业还要注意以下可能出现的问题。

3.1 集中育苗需要高水平的技术员 设施集中育苗时，不同品种经常被安排在同一个大棚或温室内播种，由于品种的特殊需求，如播期不同、品种类型不同等，对管理技术的要求更加细化，需要因品种而异。技术员需要细致地记录和掌握在同一时间段内哪些品种需要放风、哪些需要保温、哪些幼苗需要烤苗和炼苗等，切勿采取一刀切的管理方式。育苗期间需要密切关注天气情况，如大风天气及时修补破损棚膜，降温天气增强保温措施，以免幼苗发生冻害造成经济损失，一旦有损失，则是无法挽回的严重损失（张德双 等，2022）。未来需要更多的大专院校毕业生投身于蔬菜良种繁育事业，研发出提高白菜类蔬菜单产、节约成本、增加收入的新技术。

3.2 双亲2∶2 的定植模式更适合机器定植 机器定植一次只能定植2 行且必须是同一亲本，所以机器定植优先选择2∶2 定植比例的品种，先间隔定植一个亲本，再定植另一个亲本。但是白菜类蔬菜杂交种制种双亲定植比例还可以采用4∶1、3∶1、2∶1、1.5∶1、1∶1 等，制种田又多采用小高畦、平畦和高垄栽培等模式，为此，还需要探索研发适合于不同定植比例要求的机器。

3.3 机器脱粒后的种子需要及时翻晒 采用脱粒机脱粒后一定要严格清洗脱粒机机器内部，包括齿轮、传送带等，防止下次其他品种脱粒时不同品种间的机械混杂。另外，由于制种大户生产的商品种种子数量多，集中脱粒后将种子装在编织袋内，一旦晾晒不及时，容易导致种子发霉，尤其连阴雨天气更需要及时晾晒和翻晒种子，以免影响种子的色泽、发芽率，降低杂交种质量。有条件的制种大户可以联合其他的制种户搭建晾晒场。

4 展望

白菜类蔬菜制种技术不同于甘蓝型油菜制种，因其品种类型多，不同品种需要的技术也不同，且制种产量也存在很大的差异。目前，白菜类蔬菜制种仍存在生产规模不够大、研发力度不足、缺乏统一的制种技术标准等亟待解决的难题。一方面，科研院所、企事业单位和大专院校真正投入到研发提高制种产量的人力、资金有限，缺乏针对提高制种产量的研究，严重缺乏对白菜类蔬菜从营养生长到生殖生长各时期养分需求特性、营养体植株有效分枝数或有效花朵数、定植株行比与高光合效率利用、昆虫与授粉结实、种子灌浆及提高种子千粒重或饱满度，以及施用高效营养肥料或农药等方面的深入研究，每年发表的相关文献很少，高水平的文献则更少。另一方面，企事业单位缺少针对白菜类蔬菜制种新需求的研发投入，如目前白菜类蔬菜制种缺少适宜的机器，多参考甘蓝型油菜的定植机、脱粒机，以及在小麦收割机基础上逐渐改良和研发的机器，且这些机器没有得到普及，特别是缺少适用于山区、不规整地块的小型机器。目前一些学者已经开始关注、研制适用于白菜类蔬菜播种、定植、收割、脱粒和烘干等多种机械（杨芳，2019；耿令新 等，2020；王升升 等，2020），白菜类蔬菜制种会逐渐向着机械化和现代化迈进。