摘 要 油菜是中國重要的油料作物之一,也是川渝地區最重要的油料作物。為了滿足成渝地區擴種油菜的需要,提高該地區油菜制種輕簡化、高效化栽培技術,結合我國油菜種植現狀及成渝地區油菜種植現狀,從制種前期準備、播種及移栽、田間管理等方面介紹了成渝地區油菜制種輕簡化、機械化栽培技術要點,并對未來農業進一步走向輕簡化和智能化進行了展望。
關鍵詞 油菜制種;輕簡化;機械化;成渝地區
中圖分類號:S565.4 文獻標志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.23.009
油菜是世界主要的油料作物之一,也是中國種植面積最大的油料作物。根據2023年國家統計年鑒數據顯示,截至2022年全國油料作物播種總面積為131.41萬hm2,油菜籽播種總面積為72.53萬hm2,全國油菜籽播種總面積占全國油料作物播種總面積的55.19%[1]。除作為植物食用油外,因其物理化學性質菜籽油可作為工業生產中的潤滑劑、脫模劑、淬火油等;因其營養特性油菜可作為畜牧養殖業的飼料,同時也可以用作綠肥;因其開花特性可作為蜜用植物和景觀植物[2]。
2024年中央一號文件強調,擴大油菜面積仍然是國家保證油料安全的重要舉措,可以預見油菜種植面積會進一步擴大,同時對油菜良種的培育和生產將提出更高的要求,油菜種植也將趨向高效化、集約化發展。
傳統油菜種植多以人力投入為主,在大規模種植油菜的今天,耗費巨大的人工投入和時間投入不符合現代農業發展的要求?,F代農機的應用,使得油菜輕簡化機械化種植成為可能,在部分栽培環節中已經實現了全國性的推廣和應用,但受制于技術條件、推廣條件、經濟條件等,在不同的地區仍需要制定相適配的油菜輕簡栽培技術方案,并和農業機械相結合來保證油菜的輕簡化、高效化穩定生產[3]。
雜交油菜制種比普通油菜生產具有更高的技術要求,在栽培過程中需要更為復雜的技術支持和更多的人工投入來確保制種種子純度、質量、產量的穩定性[4]。雜交油菜制種作為普通油菜生產的“源動力”,應與普通油菜種植的機械化、輕簡化、高效化、集約化相匹配,同時結合制種過程中的保純、穩產技術,才能滿足現代油菜種植的發展需求。
1" 成渝地區油菜種植概況
成渝地區位于長江中上游,多為山地和丘陵地,是重要的油菜產區,該地區保持著種植油菜和食用菜籽油的傳統。根據2023國家統計年鑒數據,重慶油料種植總面積為3.467萬hm2,油菜籽種植總面積為2.697萬hm2,占比77.79%;四川油料種植總面積為16.886萬hm2,油菜籽種植總面積13.866萬hm2,占比82.12 %,而且這一比例呈擴大趨勢[1]。成渝地區對油菜產業發展極為重視,當地各級政府制定了相應的油菜種植補貼政策,同時科研單位培育出了如慶油3號、慶油8號等全國知名的優良品種,當地種業龍頭企業進行了大力的應用和推廣,近年來油菜種植面積和產量持續增長[5-6]。根據2023年國家統計年鑒數據,2022年成渝地區油菜種植總面積已達16.563萬hm2(其中四川13.866萬hm2,重慶2.697萬hm2),約占全國總面積的22.84 %;成渝地區2022年菜籽總產達408.8萬t(其中四川354.1萬t,重慶54.7萬t),約占全國總產的26.32 %[1]。
與此不相適應的是成渝地區農業機械化較薄弱,根據2023年國家統計年鑒數據,2022年成渝地區農業機械總動力僅占全國農業機械總動力的5.87 %(四川4.45%,重慶1.42%),大中型拖拉機數量占全國數量的1.54%(四川1.49%,重慶0.05%),小型拖拉機數量占全國數量的0.87%(四川0.84%,重慶0.03 %),這顯示出川渝地區農業機械化的水平還有待提高[1]。成渝地區在全國油菜產區中占有重要地位,農業機械化是油菜產業提升的必經之路,但由于地理環境、經濟條件及傳統農業習慣等因素制約,油菜種植多采用傳統人工種植模式,而油菜制種生產由于技術上的繁瑣使其更依賴于人力,因此必須因地制宜地提出與農業機械相適配的油菜制種技術方案,提高農業生產效率。
2" 油菜輕簡制種技術
2.1" 前期準備
成渝地區多以平原、丘陵和中低山地為主,屬亞熱帶季風氣候,夏季高溫干旱,秋冬潮濕多雨,油菜制種前應做好以下幾方面的準備。
2.1.1" 土地
土地選擇盡量做到集中連片、平坦,方便農業機械操作,以便提高作業效率;臨近水源,方便田間水分管理,在面對不良天氣時可進行調控;土壤肥沃、陽光充足,能滿足油菜健康生長的需要,減少對化肥等產品的投入。
2.1.2" 隔離
油菜為十字花科雌雄同株開放式常異花授粉作物,容易被外源十字花科作物授粉,給油菜雜交制種帶來不利影響。因此制種生產應設置隔離區,隔離區可以山、湖、江等作為隔離屏障,或在平原地帶設置距離不小于1 500 m的空間隔離帶,隔離區內應在油菜開花前,銷毀所有的自生油菜、其他開花十字花科作物及其他品種的油菜(包括非制種用母本),除制種用父、母本外,制種區域只可種植父本。
成渝地區多丘陵山地,可作為天然的隔離屏障,縮小了隔離屏障的空間距離,為油菜制種提供了便利。
2.1.3" 種子
多年連續繁育的親本應提前2~3年進行提純、保純措施,通過網室隔離、套袋自交等技術嚴格進行純化,從各個生育時期嚴格剔除雜株,得到高純度的用于油菜良種制種生產的父本和母本。為有效防治苗期病害及地下害蟲,可將種子進行藥劑拌種或包衣處理。
2.1.4" 耕作整地
大田在播前應中耕除草,將病殘體、雜草等深翻土中,若有必要以封閉除草和莖葉結合的方式進行除草。由于成渝地區秋冬多雨的氣候特點,務必做好田間排水,大田應三溝配套,深挖水溝保證田土排水方便,在耕種前應開溝排水,保證廂面平整無積水,呈中心略高兩邊略低的梳背狀結構。
2.2" 播種及移栽
2.2.1" 直播
2.2.1.1" " 播種時間
長江流域上游適宜播種期為9月下旬至10月中旬,根腫病發病嚴重區域宜推遲到10月中下旬播種。
2.2.1.2" " 播種量
精量播種為每667 m2為120~180 g,其中母本播種量每667 m2為80~120 g,父本播種量每667 m2為40~60 g。撒播每667 m2為240~360 g,其中母本播種量每667 m2為160~240 g,父本播種量每667 m2為80~120 g,播種量隨播期推遲和海拔的升高適當增加。
2.2.1.3" " 播種規格
父母本可按照1∶4的比例依次排列,父本與母本行距50 cm,母本與母本行距30 cm,先播母本后播父本。
2.2.1.4" " 播種方法
可采用人工撒播方法,使用專用播種器進行點播,播種過程中應注意父母本行距,并將父母本分別作業,切勿將父母本種子混雜。
由于成渝地區秋季多雨的特性,播種前務必保證待播田土平整和排水性良好,保證播種后種子正常發芽。播種后應及時觀察種子出苗情況,出苗不好的情況應及時消除不利因素并適當補播,該方法適用于成渝地區各類土地,操作簡單、快捷,對人工需求較少,對肥料需求較高。
2.2.2" 毯狀苗育苗技術
2.2.2.1" " 播種時間
9月下旬至10月中旬播種,根據父、母本的生育期確定播種期,確保父、母本花期同步。
2.2.2.2" " 油菜毯狀苗機械移栽苗盤準備
油菜毯狀苗機械移栽[7]需使用專用基質進行育苗,加水混勻,應做到“手握成團、落地即散”的程度,其中秧盤底部應鋪有1.5 cm厚的底土,底土成分為20%的黃泥和80%的基質并混勻。底土之上覆蓋薄層有機肥再覆蓋足量基質,使用刮板將苗盤上層處理平整,使用特制分種器進行播種,播種后應在種子表面鋪灑一層干基質。
種子在播前應進行拌種處理,2.5 g烯效唑(5%的可濕性粉劑)兌水500 mL,取5 mL溶液可拌種200 g種子,這一措施起到壯苗壯根的作用。播種后苗盤要進行堆疊并遮光24~48 h,同時注意隨時觀察種子出芽情況。
種子出芽后,應及時放置在平壩進行擺盤,苗盤底部墊土工布,擺盤前應使苗盤里的基質完全濕潤,切勿直接用水沖淋,并在盤面覆蓋一層白色無紡布,擺盤24~36 h后,待幼苗平展轉綠,應將無紡布揭去。
幼苗2葉期之前應保障水分供給,以苗盤里的基質濕潤為準,按照天氣情況一天澆一次或兩次水。2葉期后應進行適量補水,盡量做到土壤不干不澆水,以苗盤邊角的幼苗不發生萎蔫為標準,有利于幼苗根系伸長。
揭去無紡布后,應及時施用肥料,5~7 d施用葉面肥一次,1~2葉期噴施10 g·L-1的尿素溶液,3~5葉期噴施25 g·L-1的尿素溶液,噴施肥料應勻速進行,每20 L溶液噴施800~1 000盤苗,保證幼苗生長一致。油菜苗移栽前一天需補足定根水并施用葉面肥,有利于幼苗移栽后存活。移栽后,若天氣炎熱,應當給幼苗噴施清水,保證幼苗移栽后的存活。
2.2.2.3" " 移栽規格
父母本按照1∶4的比例依次排列,母本行距30 cm,父本與母本行距50 cm,株距20 cm。
2.2.2.4" " 移栽方法
油菜毯狀苗機械移栽應使用2ZGK-6型油菜聯合移栽機,配備132 kW以上的拖拉機,可一次完成耕地、施肥、打窩、移栽、覆土等步驟,可適用于各類土地。
油菜毯狀苗機械移栽不宜在雨后進行,田間泥濘不利于機械操作。鑒于成渝地區多山地的特性,由于交通不便、地形崎嶇等因素,不是所有的山地都能進行機械操作,該技術適用于機器可以駛入的相對平整和相對集中的土地,不適用于機械操作的土地可采用直播。
2.3" 田間管理
2.3.1" 病蟲草害防治
病蟲草害防治應以農業防治和藥劑防治相結合的方式進行,重點是防,因為當作物發生病蟲草害后,其治療成本遠高于預防成本,而當下沒有任何一種農藥在治療田間病蟲草害時能得到良好的治療效果。
成渝地區冬季雨水較多,由此導致的霜霉病、菌核病比較嚴重。田間病害的防治應做好合理密植和水肥管理,冠層密度大會導致田間通透性差,空氣濕度過高易導致菌核病、霜霉病等病害發生。合理施肥能提高油菜對病害的抵抗能力,秋冬季節增施磷鉀肥能增強油菜抗旱、抗漬、抗凍的能力,從而增強對霜霉病、菌核病等病害的抵抗能力。同時在病害萌發和潛育的關鍵時期應對病害進行預防,苗期到抽薹期應進行霜霉病防治,抽薹期到花期應進行菌核病防治。不同的氣象條件下也應進行不同的防治策略,冬春季雨水過多應注意對霜霉病、菌核病的防治,春季雨水較少應注意對白粉病的防治。
田間蟲害防治應在蟲害早期進行,聯合村民進行田間蟲情檢測,一有情況應及時上報,統一進行害蟲防治,在蟲害爆發前將蟲害控制,苗期防蟲重點是蚜蟲、菜青蟲、跳甲、蟋蟀、螞蟻,結莢期防蟲重點是蚜蟲。
草害應在油菜耕種前進行莖葉除草和土地深翻結合的方式進行,在播種前后可進行封閉除草,在油菜生長期可根據草害種類使用油菜專用化學除草劑進行草害控制,禾本科尖葉草使用精喹禾靈,雙子葉圓葉草使用稀草酮。苗后除草應謹慎使用除草劑,不宜使用多次,否則影響油菜生長和產量。
大面積噴施作業可使用植保無人機或自走式噴桿噴霧機噴施農藥,山地作業應使用背負式電動噴霧器進行噴施作業。
2.3.2" 施肥
直播油菜施肥應做到多施少補,在播種前每667 m2施40~50 kg油菜專用復合肥并隨整地作業混合在土壤中。移栽油菜在移栽前每667 m2施20~25 kg油菜專用復合肥并隨整地作業混合在土壤中。油菜苗期前期或移栽返青后應適當補充復合肥或尿素,不宜補肥過多。由于成渝地區冬季陰冷多雨,苗期后期應施用葉面肥和適量磷鉀肥來促進油菜生長和抗逆能力,抽薹期施用硼肥有利于促進開花和花后結實。
可根據油菜葉片的生長情況來補充肥料,油菜營養生長期內油菜葉片整體淡綠轉發黃,底部葉片由黃轉紅,應及時補充尿素等氮肥。若葉片深綠,且部分葉片呈卷曲狀,莖稈和底部葉片呈深紫紅色,應及時增施磷鉀肥,噴施葉面肥可采用植保無人機進行噴施。
2.3.3" 水分管理
由于成渝地區秋冬多雨水,油菜直播或移栽后應及時疏通水溝,若廂面不平或有積水應挖溝排水,保證油菜生長期內田間無積水。同時在油菜生長期內油菜葉片過于寬大、密集,應及時剪除多余葉片,保證適當的田間密度和油菜冠層間的空氣流動,以防止病害滋生。
2.3.4" 機械式化學殺雄保純
化學殺雄方式作為輕簡化制種的關鍵技術,采用自走式噴桿噴霧機進行化學殺雄劑噴施,在母本開始現蕾時噴施一次化學殺雄劑,隔20 d左右再噴施一次,并避免雨前及雨后施藥。施藥時應避開父本,將父本對應的噴頭關閉。不宜應用機械操作的山地應使用背負式電動噴霧器進行噴施作業。
制種田內發現的異常株在株型、葉、花、角果、花期等性狀與正常親本有明顯差異,應及時在開花期前清除干凈。制種區內的其他十字花科植物、未按制種規格而單獨種植的母本(未噴施化學殺雄劑)、其他品種油菜應在開花期前清除。
2.3.5" 授粉
花期放養蜜蜂進行輔助授粉,以100箱·hm-2來進行養蜂,這種方法降低了過去人工雜交的人工成本,減少了復雜的技術環節和微粉不純等問題。
2.3.6" 清除父本
當父本進入終花期后及時割除父本,防止制種種子收割時將父本種子混入,避免其對制種純度的影響。同時,割除父本可以使油菜冠層的通透性增強,田間濕度降低,不利于病害的潛育,可以防止病害的發生。
2.3.7" 機械收割
2.3.7.1" " 分段收獲
全田油菜80%以上角果轉黃后,由人工或割曬機切割鋪放,割茬30~40 cm,放置在油菜莖稈上,不得與地面接觸。5~7 d后再用撿拾脫粒機撿拾脫粒,秸稈切碎還田。
2.3.7.2" " 聯合收獲
在油菜黃熟后期,應把握好聯合收割的時機,過早收割油菜籽還未轉熟,過遲收割則由于油菜莢果爆裂而導致機收損失率較高。全田油菜85%左右角果顏色呈枇杷黃且85%~90 %籽粒呈黑褐色時應迅速搶時收割,采用聯合收割機收獲,同時將秸稈切碎還田。采用機械收獲不同油菜品種時,應保證不同品種之間收割、脫粒和運輸環節的作業獨立性,機械設備等不可混用,若要混用則必須將所有設備清理干凈,避免機械混雜。
2.3.8" 油菜籽清選與烘干
選擇風選、篩選、窩眼選、比重選等清選方式或組合式清選機進行油菜籽清選作業,選擇混流式、滾筒式、流化床式等烘干機進行油菜籽烘干作業,烘干后油菜籽不得出現焦糊粒,發芽率、含水率應符合標準。收獲后的種子及時進行晾曬、干燥,水分應控制在8%以下。種子貯藏應符合GB/T 7415—2008農作物種子貯藏的要求。
3" 展望
中國是世界農業大國,但在農業現代化的發展上與世界領先水平還具有差距[8]。21世紀以來中國正面臨人口老齡化和人口增長緩慢問題,這一問題對農業發展的影響十分重大。中國的農業長期以傳統小農經濟、勞動密集型為特征,這依賴于中國勞動人口數量的龐大,但隨著其他產業的興起,農村出現了土地撂荒和農業勞動力老齡化的問題,這將影響到我國14億人口的糧食安全紅線。目前國家在支持撂荒土地復墾、糧油種植補貼、農機購買補貼及支持農業新型經營主體等方面做了大量的工作,但農業勞動人口老齡化和勞動力轉移將是一個長期的問題,與中國的產業結構轉型息息相關[9]。中國農業也面臨著結構的轉型,高勞動力投入、小型經營的模式已不能滿足當下的國情,我國農業必將走向輕簡化、節約化、規模化、高效化的現代農業發展模式[10],這一模式已經在我國黑龍江等地區得到成功應用[11]。
農業機械化是農業現代化的第一步,實現農業機械化必須做好政策上對農業機械化的支持,提高農機研發的水平,加大對新農機的推廣力度,落實農業機械的具體應用場景,與所研究的先進種植技術相匹配,形成可推廣的輕簡機械化制種技術方案。
隨著信息化、數字化、智能化科學技術的發展,對現代農業也隨之提出了更高的要求。傳感器和設備的精密化將有利于田間苗情、植株生長狀況、墑情、病情、蟲情、水肥養分、氣象氣候等農業相關因素的遠程收集,農業信息大數據庫的建立有利于構建農情大數據模型,可以精準地判斷田間的情況并分析出相應的處理措施,農業智能化使計算機系統可以自主分析識別田間情況并通過相應的輔助硬件設施進行農業操作和水肥管理,使農業生產無人化和工廠化[12],可以預見的是這些技術將應用于更多的種植場景并在農業生產中發揮巨大的作用。
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