王希波,張祺愷,陳海文,鄭 康,張偉麗**(.山東偉麗種苗有限公司,濟南 50;.山東省偉麗種苗科學研究院,濟南 50)
種苗移栽具有提高幼苗成活率、縮短作物生長周期、提高土地利用率的優點,目前國內約60% 以上的蔬菜品種采用種苗移栽的方式種植[1]。移栽作業勞動強度大、效率低,人口老齡化、勞動力短缺使得勞動力成本大幅度增加,因此廣大種植者對移栽機的需求較為迫切。大蔥等少數作物已經普遍實現了機械化,茄果類、瓜類等作物大面積機械化移栽的案例還比較少。移栽機功能的發揮必須與種苗標準化相結合,否則難以實現有效作業。埋苗、傷苗、倒伏等現象都與種苗標準有直接關系。
世界上移栽技術發展較早的主要是歐美、日本等國家。國外出現的蔬菜移栽機有兩種發展方向。一種以美國為代表的,從事農業生產的人少,農業人口人均耕地面積大,農業生產高度自動化和機械化,移栽技術走向專業化。另一種是以日本為代表的,農業生產土地面積較小,秧苗移栽機精密度高,專用性強,這種秧苗移栽機實現半自動移栽,人工輔助,即可完成生產進度,保證小面積移栽秧苗的需求。國外移栽機類型多,移栽通用性能較強,相對成熟。全自動秧苗移栽機造價太高,且普適性差,因此半自動移栽機應用相對較多。
中國秧苗移栽機起步較晚,20 世紀50 年代開始研制移栽機,20 世紀70 年代開始研制裸根苗移栽機,20 世紀80 年代出現半自動秧苗移栽機,并逐步應用于生產實踐。目前已在大蔥等作物上實現了普遍的機械化移栽。但多數是引進或仿制日本技術與設備以及配套的物資。茄果類、瓜類等作物受種栽培模式、種苗標準化程度等的影響至今仍未實現大范圍的機械化移栽(圖1~2)。

圖1 果菜種苗移栽機

圖2 果菜移栽現場
機械化移栽本身具有標準化的特點,移栽深度、行距、株距、定植方式等均勻一致。所需種苗也需具備一致性。當前移栽機類型很多,如吊杯式、鴨嘴式、倒苗管式等,但都需要配合標準化的種苗,否則無法實現高效作業。移栽機對種苗標準化的要求主要體現在葉幅、株高、根系、嫁接苗下胚軸高度等指標(圖3)。種苗寬幅不能超過投苗杯直徑(一般是10 cm 左右),否則種苗無法正常下落。高度不能超過地面與設備底部的距離(一般是20 cm 左右),且種苗直立,否則種苗無法完全掉落或者設備行走時易損傷種苗。幼苗高度低于導苗管直徑時,容易在管內翻轉,根系無法正常入土。覆土厚度在2 cm 左右,因此種苗下胚軸不能低于2 cm。種苗保持直立,一般來講莖稈粗度需要達到3 mm 左右。不同類型不同型號的移栽機略有差異。

圖3 標準化種苗
機械移栽要求種苗的根系發達,整體成坨,能夠輕松提苗且不散(圖4)。否則種苗提取或下落時會導致根系受損,緩苗遲緩。不同作物不同穴盤根系抱坨時間有差別,不同季節也有所差別,應根據定植需求適當選擇(表1)。

表1 塑料大棚不同茬口番茄南北壟栽培方式定植參數

圖4 穴盤苗根系完整包坨
近幾年紙缽苗在國內應用越來越多,紙缽苗展現出了較好的機械移栽前景。取苗便捷、不傷根,且紙缽高度可根據移栽機適宜的尺寸任意調節。紙缽苗受苗齡限制小,小苗也可進行機械化作業,定植后迅速緩苗(圖5)。

圖5 紙缽嫁接苗
種苗標準化不僅體現在種苗個體上,種苗群體的標準也是影響移栽的重要因素。個體標準決定了種苗能否進行機械移栽,而群體標準化則直接影響到移栽效率。若群體中非標準苗過多,將會大大增加選苗、換盤等不必要時間,而且還會造成種苗浪費。
種苗生長的調控是實現種苗標準化以及機械移栽的關鍵措施。常用的調控手段主要有4 種,分別是水肥、溫度、調節劑和農藝措施。
水肥手段主要調控高度,幼苗1 葉之前是下胚軸最容易徒長的時期,此時適當控水,可以抑制下胚軸伸長,達到適宜的高度。如果下胚軸過短時可以通過增加水肥的方式促進生長。真葉展開以后,適當干旱可以增加葉綠素含量,增加莖稈硬度。
通過控制溫度協調高度和粗度均勻生長。當幼苗生長偏細長時,支撐力小,易發生彎曲,且葉色偏淡,此時應降低夜溫,加大晝夜溫差;幼苗節間過度短粗時,定植時,葉片易被埋進土里,此時應增加夜溫,促進節間伸長。溫度調控是有限度的,一般不低于13℃,長期溫度過低會造成種苗的亞健康,伴隨著葉片黃化、根系受傷等不良癥狀。
調節劑的使用能夠有效調控株型,且見效快。最常應用的就是植物生長延緩劑,俗稱抑制劑,例如多效唑、矮壯素等。在節間長度達到要求長度時,及時使用延緩劑控旺,避免形成徒長苗。而且延緩劑可以提高幼苗莖稈及葉片的硬度,適宜機械化作業,減少倒伏和損傷。但調節劑的使用有一定副作用,掌握不好容易發生僵化苗,嚴重抑制生長,因此應慎重使用。
農藝措施主要用于群體調控,保障種苗整齊一致。當穴盤苗葉片密集相互交疊時,會有明顯的徒長趨勢。通過稀盤的方式,盤與盤之間拉開空間,邊緣的苗會向兩側傾斜,中間苗的生長空間自然加大。隨著種苗生長,葉片更加擁擠,將會出現邊緣效應,穴盤中間的苗會繼續徒長,這種情況可以通過人工擦拂的方式,用布進行擦拂,擦拂時稍微用力,將苗壓彎,生長點接受機械刺激后會減弱徒長趨勢。苗床也存在邊際效應,可以通過轉盤的方式調節,把邊緣的穴盤旋轉180°,邊緣一側轉到苗床內,減弱生長差異。
中國地域遼闊,不同栽培區域受氣候影響形成了多種獨特的蔬菜栽培模式,由此也形成了蔬菜種苗標準的多樣化。例如寧夏地區硒砂瓜受風沙影響,要求西瓜種苗下胚軸高、節間短粗、葉柄葉片硬實,不易被風沙吹折;而山東地區要求西瓜種苗下胚軸短粗、節間長度適中、葉片有韌性、有活力。有的地區需要的種苗并不匹配移栽機,這種多樣化的需求不利于移栽機的推廣,同時對移栽機的通用性提出了更高的要求。不同季節、不同茬口需要的苗的標準也不一致。冬春季氣溫低,要求種苗耐寒性高,幼苗要大一些。夏秋季節要求種苗發根快,緩苗快,種苗應略小。
種苗生長有自身的規律性,人為調控只是有限調控。植物生長受天氣影響,遠超過技術調控,比如連續陰天必然會導致幼苗徒長、細弱。現在的育苗溫室越來越高級,對天氣的依賴性越來越低,甚至可以利用植物工廠進行育苗。但是越高級的溫室育苗成本越高,甚至高過人工移栽的成本。當前絕大多數育苗溫室的調控能力不足,尤其是對光照的調節能力不足,補光技術與設備有較大的空缺。
國內各地區種苗產業發展不均衡,缺乏統一的標準,育苗質量參差不齊。山東在政府的大力支持下發展較快,是中國種苗產業的優勢地區。內蒙、新疆等地區雖育苗條件優良但技術相對缺乏、規范化苗廠較少,尤其是嫁接育苗技術缺乏,大型種苗公司較少,難以實現標準化。例如2016 年山東省嫁接苗量已超過22 億株[2],而2017 年寧夏嫁接育苗總量仍不足1.5 億株[3]。南方地區設施發達,但氣候條件不利,因此對育苗技術提出了更高的要求,標準化的難度也比較大。