適合機械化移栽的番茄穴盤育苗成苗標準試驗

唐玉新+劉曉宏+徐華晨+高軍+張端喜+李勝

摘要：在番茄原有穴盤育苗的基礎上，結合機械栽植操作的特點，圍繞農機農藝深度融合，擬探索1套適合機械化移栽的番茄穴盤育苗成苗考核標準。經田間半自動移栽機試驗，缽苗適合機械化移栽主要考核指標包括以下幾點：苗齡25～30 d，真葉數4～6張，缽苗長勢整齊，無病蟲危害，同品種、同批次的穴盤苗的高度不能相差10%及以上，缽體苗散坨率≤20%，根冠比控制在0.20以上，葉面積控制在30.36～54.12 cm2，根體積大于1mL，壯苗指數在0138～0258之間。

關鍵詞：番茄；穴盤育苗；機械化移栽；散坨率；成苗標準

中圖分類號： S641.204文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）17-0119-04

通信作者：李勝，副研究員，主要從事現代農業設施與裝備研究。E-mail：476940491@qq.com。我國是世界上最大的蔬菜生產國和消費國，據聯合國糧食及農業組織（FAO）統計，早在2007年我國蔬菜播種面積、產量就穩居世界第一，分別占世界總量的43%、49%[1]。近年來，隨著設施蔬菜產業的持續高速發展，我國基本實現了蔬菜的周年均衡生產和供應[2]，至2015年設施蔬菜播種面積達400萬hm2以上，產值約9 800億元，約占農業總產值的179%[3]。據《中國統計年鑒—2016》統計，2015年我國蔬菜種植面積2 200萬hm2，占全國農作物種植面積的1476%[4]。在我國，蔬菜、經濟作物的種植一直采用育苗移栽的方式。育苗是蔬菜種植的第一步，優質種苗是果蔬早熟、豐產的基礎，關系到整個蔬菜生產的成敗。傳統的育苗主要依靠人工作業，勞動強度大、費工費時、效率低下，因此，對傳統的育苗方式進行改革，實施工廠化育苗是提高我國蔬菜、經濟作物產量的必然選擇[5]。近年來，穴盤育苗由于在縮短栽培周期、改善秧苗品質、增加果蔬種植茬次及提高土地利用率等方面的突出優勢，在我國各地已形成規模化發展趨勢[6]。穴盤育苗不僅省工、省力、成本低、效率高、便于優良品種推廣和規范育苗管理，而且成苗便于遠距離運輸和機械化移栽，定植后根系活力好、緩苗快，因此對實施蔬菜生產機械化、規模化及持續高效發展具有特別重要的意義[7]。我國目前約有60%的蔬菜采用育苗移栽方式種植。工廠化育苗和移栽作業機械化的實現，已成為蔬菜種植行業迫切需要解決的問題[8]。由于蔬菜的多樣性及其生產的特殊性，與其他作物相比，蔬菜生產機械化技術與農藝技術的結合顯得更為重要，任務也更加艱巨，要以提高勞動生產率、提高蔬菜生產效益為根本出發點，統籌考慮解決蔬菜生產農藝與農機融合的問題。適應機械移栽的蔬菜育苗標準化技術是當前農藝和農機共同研究解決的主要問題之一[9]。農業機械化是農業現代化的重要內容和標志之一，提高農業機械化水平，是促進我國農業資源可持續發展的重要途徑之一[10]。隨著我國設施蔬菜的快速發展，為加快推進農業現代化進程，早日實現“一控兩減三基本”的目標，圍繞農機農藝深度融合，規范蔬菜穴盤育苗流程，降低育苗成本，提高育苗效率，結合蔬菜種植模式與機械化移栽作業技術特點，本試驗以番茄穴盤苗配合移栽機在田間試驗情況為研究對象，旨在圍繞農藝農機深度融合，對原農藝技術配合農機進行改進和完善，探尋適合機械化移栽的番茄穴盤育苗成苗實用標準，以期提高農業機械化水平，促進農業可持續發展。1材料與方法

1.1試驗場所

試驗地點設在江蘇省農業科學院農業設施與裝備研究所的播種車間，以及適合機械化作業的8 m單體鋼架塑料大棚、田間試驗地、實驗室。

1.2試驗材料

番茄種子選用江蘇省江蔬種苗科技有限公司提供的蘇粉8號，基質選用江蘇農樂生物科技有限公司提供的有機肥、蛭石、珍珠巖，泥炭選用丹麥品氏托普泥炭，穴盤選用50孔育苗盤，規格：長53.5 cm，寬27.5 cm，高4.5 cm。

1.3試驗方法

分別于2016年3月21日、8月31日，按照圖1進行穴盤育苗試驗，采用50孔育苗盤，將種子用自動播種機（選用由江蘇省農業科學院、江蘇云馬農機制造有限公司聯合研制的全自動精量播種機，型號：2BS-60）播入已裝有調配好基質的穴盤中，每穴1粒，隨機分為A、B、C、D 4組，每組6盤，播后覆同種基質1 cm左右。催芽后移至大棚進行育苗管理，達到成苗標準后進行煉苗以供測試。育苗符合NY/T 2119—2012《蔬菜穴盤育苗——通則》[11]，其中與常規的穴盤育苗管理不同之處有以下幾點：（1）基質配比。為增加成苗盤根性能和透氣性能，經試驗在有機肥中混配一定體積的泥炭、蛭石、珍珠巖，混合體積比為5 ∶2 ∶2 ∶1。（2）播后噴水管理。首次人工噴水要覆蓋無紡布等材料，噴水均勻，避免基質被沖刷，后期用自動化噴霧系統，噴霧霧滴粒徑在60～150 μm之間。（3）水分管理。在出苗期，常噴水，增加空氣濕度，保持基質含水量90%～95%；在子苗期，保持基質含水量60%～80%，使基質通氣量增加；在成苗期，將基質含水量控制在60%～80%，每2次澆水之間讓介質有個干燥的過程，以促進根系充分生長。（4）養分管理。在成苗后期（2葉1心期），澆1次營養液，氮磷鉀比例為20 ∶20 ∶20（或25 ∶5 ∶20、15 ∶10 ∶30），濃度約為300 mg/L。（5）溫度管理。番茄育苗適宜溫度是白天25～28 ℃，夜間15～16 ℃。（6）田間移栽試驗。缽苗經煉苗后，選用井關高效率蔬菜移植機PVHR2-E18進行田間移栽試驗，測試分別于2016年4月21、9月30日進行。

1.4測定項目

1.4.1成苗目測標準苗齡25～30 d，成苗標準為真葉數 4～5張，子葉不脫落、健壯而肥大，真葉肥厚，莖稈粗壯，根系發達，無病蟲害。

1.4.2成苗散坨率的測定散坨率：將測試缽苗取出，自 60 cm 高度自然落下，收集散坨后稱質量，散坨質量與原坨質量比<20%的植株數為合格數，≥20%的植株數為散坨株數；合格率=合格數/供試總數×100%；散坨率=散坨數/供試總數×100%[12-14]。散坨率的高低能夠表征該缽苗塊的質量指標是否適合機械化操作。A、B、C、D 4組每組隨機測定10株缽苗，試驗重復3次。endprint

1.4.3生長量測定對隨機樣組進一步測定其真葉數、株高、莖粗、根冠比、葉面積、葉綠素、根體積及壯苗指數[12-17]，所有測定試驗重復3次。

莖粗測量位置為距離缽體面（基質面）2 cm左右處，用游標卡尺測量，株高為主莖離地面的高度，用直尺測量，真葉數以可見成葉展開數計算。

根冠比（鮮質量）測定：將缽苗洗凈后置于吸水紙上，吸水瀝干，在離根部以上2 cm處剪取，上部為冠，下部為根，2 h后用上海菁海儀器有限公司生產的電子天平FA2004N稱質量，精度為0.1 mg。根冠比=植物地下部分鮮質量/地上部分鮮質量。

葉面積測定：利用數碼相機和Photoshop軟件非破壞性測定葉面積的簡便方法[18]，將葉片從葉柄處剪下，平鋪壓平，采用單反數碼相機獲取葉片的數字圖像，通過Adobe公司的Photoshop 7.0圖像處理軟件計算葉面積，測定每個處理的像素數，測試時選取5個已知樣品面積的像素數，取平均值作為參照值。葉面積=樣品像素數/參照像素數×系數。

根體積采用排水法測定[19]，在100 mL容量的量杯中預裝一定刻度的水，將測試過的番茄缽苗的根部全部沒入水中，刻度上升的量可視為根部的體積。

葉綠素含量用SPAD葉綠素儀（SPAD-502 c，Japan）測定。

壯苗指數的測定：將稱完鮮質量的植株分地上部、地下部分別裝袋，然后將鮮樣于105 ℃殺青30 min，在70 ℃烘至恒質量，分別稱質量，得出干質量。壯苗指數=（莖粗/莖高+根干質量/冠干質量）×苗干質量[20]。

1.4.4田間移栽試驗對隨機樣組每組選取4盤缽苗在江蘇省農業科學院農業設施與裝備研究所試驗地進行田間移栽試驗，采用井關高效率蔬菜移植機PVHR2-E18（2ZY-2A）進行操作，其長×寬×高為2 050 mm×1 500 mm×1 600 mm，發動機功率為空冷4沖程OHV汽油發動機，功率1.5 kW，行走部前輪直徑370 mm，后輪直徑550 mm；栽植部插植行數2行，行距調節30～40 cm、40～50 cm；栽植株距調節為30、32、35、40、43、48、50、54、60 cm；適應壟髙10～33 cm；作業效率為 3 600株/h。

2結果與分析

2.1成苗情況

出苗整齊一致是適合機械化移栽的前提條件。用本試驗方法培育出的番茄苗成苗率高，4組試驗的重復成苗率都達到93%以上，且重復間沒有顯著差異。

2.2散坨率

根據本試驗方法測定的散坨率見表1。在本單位8 m單體鋼架塑料大棚和田間進行小范圍試驗，使用半自動移載機（東風井關PVHR2-E18）進行實際操作驗證，散坨率在20%及以下可適合機械化移栽。

2.3適合機械化移栽成苗質量評價指標

測定缽苗生長量后，使用SPSS 17.0軟件進行LSD差異顯著性檢驗。從表2可以看出，4組試驗培育出的番茄苗株高、莖粗和真葉數差異不顯著。株高在13.4～15.4 cm之間，平均株高14.20 cm，變異系數為4.58%；莖粗在2.5～3.7 mm 之間，平均莖粗3.08 mm，變異系數為9.13%；真葉數在4～6張之間，平均真葉數4.58張，變異系數為13.38%。幼苗高度整齊，莖粗相似，真葉數一致，便于機械化操作。

植株地下部分與地上部分的鮮質量或干質量的比值反映了植物地下部分與地上部分的相關性。在蔬菜苗期，為了給蔬菜創造良好的營養生長條件，要促進根系生長，增大根冠比。根冠比低的植物，往往葉片比較小，莖稈細小；根冠比高的植物，植株矮壯，多花多果，抗逆性強。在本研究中，根冠比介于0.20～0.34之間，均值為0.25，變異系數為13.94%。從番茄的外形來看，本試驗中的番茄苗生長健壯，因此根冠比在0.2以上的番茄苗適合用于機械化移栽。

葉片是制造有機物的主要場所，作物產量的高低，在一定范圍內與葉面積、葉綠素含量呈正相關。本試驗中的番茄葉面積及葉綠素含量分別在30.36～54.12 cm2、8.8～13.1 mg/g 之間，均值分別為36.50 cm2、10.48，變異系數分別為15.25%、11.26%。

根系是植物體的主要器官，它的生長與植物對水分和礦質吸收的快慢密切相關。本試驗中番茄的根系發達，4組番茄的根系體積均值為1.172 mL，變異系數為6.74%。壯苗指數與蔬菜幼苗健壯程度或增產潛力有著顯著相關性，本試驗中的4組番茄壯苗指數在0.138～0.258之間，均值為0.19，變異系數為18.52%。這說明本試驗流程培育出的番茄苗健壯，幼苗定植后具有增產潛力。

2.4機械化移栽田間試驗結果

3結論與討論

3.1番茄成苗目測標準

在25～30 d苗齡，地上部分和根系比例協調。成苗標準為真葉數4～5張，頂芽正常。子葉不脫落、健壯而肥大，植株顏色正常，呈品種固有的色澤，真葉肥厚，葉片充分伸展，葉片數適量。植株健壯，高度適中，節間短，基分枝。莖稈粗壯，有健康、發達的根系，幼根白色，根上有明顯的根毛，根系恰好把穴孔內的基質包住，莖葉無黃斑、褐斑或黑色斑點，無病蟲害。

3.2番茄缽苗散坨率

番茄穴盤苗取出自60 cm高度自由落下，根系與基質不散開，缽體散落后只是缽體表面基質損失，主體形態完整，依然為缽體，保持在小于20%缽體苗散坨率時，數量占比達80%以上，適合機械化栽培。

3.3番茄缽苗根冠比

根據試驗，番茄缽苗適合機械化移栽的物理特性：真葉數4～6張，株高13.4～15.4 cm，莖粗2.5～3.7 mm，根冠比（鮮質量）平均值為0.25，控制在0.20以上。

3.4番茄缽苗葉面積及葉綠素endprint

根據測試和成像處理，葉綠素含量、葉面積平均值分別為1048 mg/g、36.5 cm2，分別在8.8～13.1 mg/g、30.36～5412 cm2范圍內適合機械化移栽。

3.5番茄缽苗根體積及壯苗指數

根據測試計算得根體積的平均值1.172 mL，根的體積應該大于1.0 mL。壯苗指數平均值在0.19，在0.138～0.258范圍內適合機械化移栽。

本試驗在原有農藝技術的基礎上，結合多次育苗試驗，應用筆者所在單位篩選的適合機械化移栽的育苗基質，與常規育苗相比各項指標偏低，各項指標相對偏低，更適合機械化作業，半自動移栽試驗的各項評判指標都在行業標準規定范圍內，全自動移栽試驗需進一步測試。

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