摘　要：育苗是蔬菜生產(chǎn)重要環(huán)節(jié)，近年來我國蔬菜育苗技術(shù)取得顯著進展。本文系統(tǒng)總結(jié)了“十三五”期間我國蔬菜育苗在種子處理、基質(zhì)生產(chǎn)、生長發(fā)育調(diào)控、嫁接等方面取得的重要進展，分析了存在的主要問題，探討了未來的發(fā)展方向。

　　關(guān)鍵詞：蔬菜;育苗技術(shù);研究進展

　　育苗是蔬菜生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，“苗好三成收”或“苗半作”，一語道出壯苗對蔬菜豐產(chǎn)高效的重要作用，然并未指出：“為何育苗?”“如何育壯苗?”。其實，育苗是蔬菜生產(chǎn)的必然初始，育苗高效，才有蔬菜生產(chǎn)高效;育苗低效，何談生產(chǎn)高效?為此，少量之地，集約人才、技術(shù)、資材和裝備，“精耕細(xì)作”，克服不良環(huán)境，安全培育壯苗，確保足量、適時定植，才是育苗根本所在。

　　鑒于育苗的重要性，生物學(xué)、農(nóng)學(xué)、工程學(xué)的技術(shù)成果，多率先應(yīng)用于育苗實踐。古代的瓦罐育苗、鹽水浸種，近代的釀熱溫床，現(xiàn)代的植物工廠，均是很好的佐證。21世紀(jì)初，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部審時度勢，基于蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律和現(xiàn)實需求，提出發(fā)展蔬菜集約化育苗，技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)示范并舉，有力推動了蔬菜育苗技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)形成。本文綜合“十三五”期間我國蔬菜育苗技術(shù)主要成果及應(yīng)用狀況，簡述了蔬菜育苗技術(shù)最新研究進展，旨在為蔬菜育苗進一步創(chuàng)新發(fā)展提供參考。

　　蔬菜論文范例： 設(shè)施蔬菜多功能植保機設(shè)計與試驗

　　1　產(chǎn)業(yè)概況

　　近年來，我國蔬菜生產(chǎn)規(guī)模趨于穩(wěn)定，種植面積保持在2000萬hm(23億畝)，產(chǎn)量7億t以上(薛亮等，2021)，年移栽需苗量6000億～7300億株(張真和和馬兆紅，2017)。經(jīng)過20余年的發(fā)展，目前主要以多孔連體穴盤為容器，草炭、蛭石、珍珠巖、椰糠等混配成的輕量基質(zhì)替代土壤育苗。集約化批量生產(chǎn)商品苗，已成為我國蔬菜育苗的主要形式。

　　根據(jù)各省(市)粗略統(tǒng)計，目前我國建有蔬菜集約化育苗場逾3000個，包括各類種苗公司、育苗中心、育苗專業(yè)合作社等，部分規(guī)模化育苗場年育苗量已超過10億株，如浙江百龍農(nóng)業(yè)有限公司。全國年生產(chǎn)蔬菜商品苗約3500億株，其中實生苗約3000億株，茄果類、瓜類嫁接苗約500億株。圍繞蔬菜育苗的種子精選加工、穴盤和播種機制造、商品基質(zhì)生產(chǎn)、成苗包裝等外圍支撐性分支產(chǎn)業(yè)已基本形成，專業(yè)嫁接、專業(yè)播種等社會化服務(wù)得到快速發(fā)展。相較21世紀(jì)初，蔬菜育苗從設(shè)施條件到技術(shù)對策，應(yīng)對自然災(zāi)害的能力顯著提升，保供應(yīng)、穩(wěn)市場的作用更加明顯。

　　2　科技進展

　　2.1　種子處理技術(shù)

　　2.1.1　種子消毒

　　種子是傳播病原的主要途徑之一。種子消毒能夠有效殺滅種子表面甚至胚內(nèi)部的病原，避免侵染種苗，阻遏種傳病害擴散蔓延。近年來，種帶病原檢測方法更加先進、準(zhǔn)確，消毒方法更加低毒、高效、環(huán)保。如：1.0%CuSO4或1.5%漂白粉對南瓜種子表皮攜帶果腐病，3%HCl或5%甲醛浸種20min對西瓜種子細(xì)菌性果腐病，均有較好防治效果(邵永發(fā)等，2016;田金麗等，2019)。葫蘆砧木種子經(jīng)過72℃干熱處理72h后，嫁接西瓜在田間均未發(fā)生黃瓜綠斑駁病毒(CGMMV)(宋順華等，2018)。劉昊等(2019)建議番茄種子消毒采用洗衣粉清洗→滅菌水沖洗4～5次→75%乙醇消毒30s→滅菌水沖洗4～5次→8%次氯酸鈉浸泡5min→滅菌水沖洗4～5次→50℃滅菌水浸種15min的方法。青島金媽媽農(nóng)業(yè)科技有限公司已建成番茄、南瓜、瓠瓜等蔬菜種子干熱消毒線13條，批次處理種子量達6t，年處理量達300t。

　　2.1.2　種子加工

　　為了提高蔬菜種子機械適播性、出苗整齊度等，除種子精選外，種子引發(fā)、包衣、丸粒化等種子加工技術(shù)也取得顯著進展。腐植酸引發(fā)可以提高低溫(5℃，72h)脅迫下西葫蘆種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，緩解低溫對西葫蘆種子萌發(fā)的抑制作用(常佳悅等，2020)。對番茄砧木品種金棚砧木1號采用蛭石固體引發(fā)5d，種子發(fā)芽率提高約19%(夏亞真等，2020)。菠菜種子經(jīng)15%PEG-6000浸種4d，或1.2g·L-1谷氨酸鈉浸種6h，緩解干旱脅迫效果顯著(劉天麗等，2019)。-1.5MPaKNO3溶液滲透引發(fā)辣椒、茄子種子，出苗率可提高5.7%～17.1%(吳凌云等，2017)。

　　為了節(jié)本增效，蔬菜集約化育苗對出苗率、整齊度提出更高要求，種衣劑、種子加工機械、加工質(zhì)量鑒定方法需隨之不斷改進。喻志成等(2017)針對蔬菜種子包衣過程中種子包衣完整性、包衣顏色深淺、包衣顏色均勻性3個重要指標(biāo)，提出了基于機器視覺的蔬菜種子包衣品質(zhì)鑒定方法。陳凱等(2018)對蔬菜種子丸粒化包衣的作業(yè)、丸粒化包衣機的試運行、生產(chǎn)作業(yè)、蔬菜種子丸粒化包衣質(zhì)量、質(zhì)量檢驗方法、安全性、標(biāo)志及貯存、機具保養(yǎng)與存放、建檔提出了具體要求。

　　此外，國內(nèi)蔬菜種子商業(yè)化包衣、丸粒化服務(wù)日漸普遍。荷蘭Incotec公司是國際著名的種子加工企業(yè)，2006年進入中國，提供優(yōu)質(zhì)種衣劑，同時從事蔬菜、大田作物種子包衣、種子引發(fā)、種子包殼和丸粒化、種子檢測、種子消毒等服務(wù)。重慶迪巨農(nóng)業(yè)技術(shù)有限公司，現(xiàn)有10條大型全自動種子丸粒化生產(chǎn)線和10套大型種子激光精選設(shè)備，選用符合歐盟環(huán)保要求的德國丸粒化材料Eurocon、Bellerophon、Valine、Rolexo和德國百靈鴿系列專用種衣劑，主營蔬菜、花卉和藥材種子丸粒化加工和種子包衣。此外，青島住豐世茂農(nóng)業(yè)科技有限公司、青島弘義融利農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司、濰坊種丸農(nóng)業(yè)科技有限公司、廈門丸美播農(nóng)業(yè)科技有限公司等，也在開展蔬菜種子加工業(yè)務(wù)。

　　2.2　基質(zhì)生產(chǎn)技術(shù)

　　國內(nèi)外多用草炭、蛭石、珍珠巖、椰糠、木纖維為原料配制育苗基質(zhì)，具有質(zhì)量輕、孔隙度適宜等優(yōu)點，如美國康奈爾大學(xué)經(jīng)典配方，即50%苔蘚草炭+50%珍珠巖或蛭石(V/V)。我國草炭主要分布在東北大小興安嶺區(qū)域，腐熟度較高，粒徑小，但開采受生態(tài)保護限制，因此，國內(nèi)持續(xù)進行了草炭替代性物料的篩選試驗，如菇渣、稻殼、牛糞、秸稈、醋糟或酒糟、中藥渣、河道底泥、蚯蚓糞等生物固體廢棄物，經(jīng)堆置發(fā)酵，先后用于配制育苗基質(zhì)(李洪卓，2019;汪樹生等，2019;和苗苗等，2020;劉青等，2020;馬艷等，2020;王濤等，2020;趙艷艷等，2020)。

　　為了改善育苗基質(zhì)理化性質(zhì)和生物學(xué)性狀，可以加入濕潤劑，降低或消除水分子表面張力，促進水分向基質(zhì)的快速滲透(胡文超等，2011;董春娟和尚慶茂，2013)，或加入適量保水劑，增強水分持續(xù)、穩(wěn)定供給能力(于茜等2016;和苗苗等，2020)。在基質(zhì)中添加植物促生菌，如地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、叢枝菌根菌、木霉菌等，可抑制病原菌的發(fā)生，提高幼苗對磷、鉀等礦質(zhì)元素的吸收利用率(文春燕等，2016;張杰，2016;李靜，2017;張揚等，2017;王康，2018;趙忠娟等，2021)。基質(zhì)配制過程中混拌入腐殖酸、聚谷氨酸等有機大分子物質(zhì)，可以補充碳源，促進基質(zhì)對礦質(zhì)養(yǎng)分吸持、持續(xù)釋放能力，有助于提高養(yǎng)分利用率和壯苗育成(禇群等，2016;劉美等，2016)。

　　“十三五”期間，蔬菜育苗基質(zhì)商品化生產(chǎn)與供給取得顯著進展。依托國家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項，現(xiàn)代農(nóng)裝科技股份有限公司研制了蔬菜育苗基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)工藝。無錫悅揚機械制造有限公司開發(fā)了微量給料機、配料秤、破碎機、齒輪篩等核心裝備，集成原料粒徑篩選、原料分庫、配料、微量添加、增濕、混合、成品包裝、入庫工藝流程，實現(xiàn)時產(chǎn)基質(zhì)10～150m3，使生產(chǎn)線國產(chǎn)化。山東商道生物科技股份有限公司引進國際先進全自動基質(zhì)生產(chǎn)線，廣州市生升農(nóng)業(yè)有限公司、杭州錦海農(nóng)業(yè)科技有限公司、壽光魯盛生物科技股份有限公司、湖南省湘暉農(nóng)業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司、鎮(zhèn)江培蕾基質(zhì)科技發(fā)展有限公司等大型育苗基質(zhì)生產(chǎn)企業(yè)快速成長，除生產(chǎn)各類蔬菜專用或通用育苗基質(zhì)外，還可提供花卉、草莓、水稻等育苗基質(zhì)和林木扦插基質(zhì)。

　　2.3　幼苗生長發(fā)育調(diào)控技術(shù)

　　2.3.1　幼苗生長發(fā)育對環(huán)境的應(yīng)答機制

　　幼苗生長發(fā)育，是內(nèi)在遺傳信息和外在環(huán)境因子互作下細(xì)胞分裂、膨大、分化的過程。探知細(xì)胞行為及分子作用機制，盡可能利用細(xì)胞的可塑性，精準(zhǔn)調(diào)控組織或器官發(fā)育，是培育耐逆、緊湊、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)壯苗的基礎(chǔ)。“十三五”期間，蔬菜幼苗發(fā)育及環(huán)境響應(yīng)機制研究主要集中在3個方面。

　　①內(nèi)在機制。特異伸長的胚軸，特別是下胚軸，導(dǎo)致幼苗易倒伏，增加了苗期管理和機械移栽難度等，因此，胚軸長度是壯苗的重要指標(biāo)。蔡和序等(2020)利用95份黃瓜核心種質(zhì)為試驗材料，檢測到8個與下胚軸長度顯著關(guān)聯(lián)的位點，獲得8個與黃瓜下胚軸長度有關(guān)的候選基因，涉及光形態(tài)建成、泛素化、激素信號通路等。眾多的基因、轉(zhuǎn)錄因子參與了幼苗的發(fā)育進程。RSM1(RADIALIS-LIKESANT/MYB1)，屬于MYB家族成員，與HY5/HYH相互作用，進而調(diào)控擬南芥種子萌發(fā)、幼苗形態(tài)建成以及對ABA和鹽脅迫的應(yīng)答(Yangetal.，2018)。GSM1(glucose-hypersensitivemutant1)通過ABI4介導(dǎo)的葡萄糖-ABA信號通路，在擬南芥幼苗早期發(fā)育中發(fā)揮重要作用(Zhengetal.，2019)。

　　PIF(phytochrome-interactingfactor)以PYL3、PYL6、PYL12、SnRK2.2、CPK4、CPK6、ABI5、ABF3、KIN1等ABA響應(yīng)元件為靶標(biāo)，進而調(diào)控ABA信號和幼苗生長(Liangetal.，2020)。CsNPF7.2則對氮虧缺條件下黃瓜幼苗維管束發(fā)育起到重要調(diào)節(jié)作用(Huetal.，2020)。其實，國內(nèi)關(guān)于種苗發(fā)育調(diào)控的基礎(chǔ)理論研究還多以擬南芥為材料，且以單基因功能解析為主，而對多基因綜合調(diào)控機制鮮有報道。

　　②環(huán)境應(yīng)答。高溫、低磷、重金屬、鹽脅迫，導(dǎo)致番茄、黃瓜、白菜等幼苗葉片磷脂酶Dα(CsPLDα)和促分裂原活化蛋白激酶(CsNMAPK)基因差異表達，抗氧化系統(tǒng)失衡，膜結(jié)構(gòu)損傷，光合功能下降(梁穎等，2020;李陽等，2020;姚佳麗等，2020;崔慶梅等，2021)。Wang和Shang(2019，2020)研究發(fā)現(xiàn)高溫、高水勢、弱光均可顯著誘導(dǎo)白菜下胚軸伸長，其中光照強度是調(diào)控下胚軸伸長的主效環(huán)境因子，且光照強度、溫度和水勢之間存在交互作用;而下胚軸伸長過程中細(xì)胞壁的形成受嚴(yán)格調(diào)控，弱光、高溫和高水勢主要通過阻抑細(xì)胞壁形成，特別是果膠的合成，從而調(diào)控下胚軸細(xì)胞伸長;蛋白組學(xué)和基因功能驗證表明，光敏色素(phyB)介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)在光照強度、溫度和水勢調(diào)控白菜下胚軸伸長過程中發(fā)揮至關(guān)重要作用。

　　③外源信號物質(zhì)。外源施用NO、谷胱甘肽(GSH)、H2S、CO、水楊酸、2，4-表油菜素內(nèi)酯、肌醇、調(diào)環(huán)酸鈣、H2O2、5-氨基乙酰丙酸等，能提高植株肌醇加氧酶基因CsMIOX1的表達水平和核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶、Rubisco活化酶、景天庚酮糖-1，7-二磷酸酯酶和果糖-1，6-二磷酸醛縮酶的活性，進而促進抗壞血酸(AsA)的合成和光合碳同化，可以緩解高溫、低溫、NaCl脅迫對番茄、黃瓜等幼苗的傷害(董榮榮等，2019;蔣景龍等，2019;李瑞等，2020;潘東云等，2020;吳幗秀等，2020;楊志峰等，2020;張文博等，2020;楊蓮等，2021;苗田田等，2021;趙蕾等，2021)。

　　2.4　嫁接育苗技術(shù)

　　嫁接是防治土傳病害、克服連作障礙、提高抗逆性和豐產(chǎn)性的有效技術(shù)措施，已廣泛用于瓜類、茄果類蔬菜生產(chǎn)。“十三五”期間，我國砧木品種引進及選育、嫁接方法及相關(guān)器具、愈合裝置等，取得顯著進展。嫁接方法直接影響嫁接工效和嫁接苗質(zhì)量。近年來，研究人員不斷革新傳統(tǒng)嫁接方法，開發(fā)了雙斷根雙頭嫁接、砧木零子葉嫁接、雙砧木嫁接等新方法。番茄雙斷根雙頭嫁接技術(shù)，主要優(yōu)勢是苗期即保留2個結(jié)果蔓，減少單位面積定植株數(shù)，降低菜農(nóng)購苗成本，產(chǎn)量比常規(guī)嫁接苗可提高8%～10%(王希波等，2019)。

　　黃瓜砧木零子葉頂端套管嫁接育苗法，具有操作簡單、砧木無萌蘗再生、嫁接成活率高、發(fā)病率低、定植后豐產(chǎn)性好等優(yōu)點(尚慶茂和董春娟，2020)。雙砧木嫁接方法，綜合了兩個砧木的優(yōu)良特性，能夠增強西瓜嫁接植株生長勢和抗逆性，提高產(chǎn)量和品質(zhì)(陳文明等，2017)。

　　3　我國蔬菜育苗“十四五”展望及建議

　　3.1　主要問題

　　3.1.1　發(fā)育調(diào)控理論創(chuàng)新不足

　　良好的株型，是莖葉和根系整體均衡表觀，包括：①莖葉部分，如下胚軸、上胚軸、節(jié)間長度，子葉開展度，真葉葉柄長度和葉面積;②根系構(gòu)型，如主根長度和粗度，側(cè)根數(shù)量、長度和粗度。運用現(xiàn)代生物學(xué)研究方法和手段，探知幼苗組織或器官發(fā)育規(guī)律，明確遺傳-環(huán)境互作機制，是育苗資材與技術(shù)開發(fā)的前提，也是規(guī)模化高效育苗的基礎(chǔ)。此外，瓜類、茄果類蔬菜花芽分化多在苗期完成，明確花芽分化和形成規(guī)律，改進環(huán)境管理技術(shù)，是提高花芽質(zhì)量以及蔬菜優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)高效的必然要求。

　　3.1.2　高效實用技術(shù)裝備缺乏

　　降低勞動強度，減少用工量，是蔬菜育苗提質(zhì)增效的重要途徑。目前，我國育苗專用設(shè)施、環(huán)境精準(zhǔn)監(jiān)控裝備、高效操作裝備等依然缺乏，特別是與區(qū)域或茬口、規(guī)模水平的適配性，應(yīng)用的精準(zhǔn)穩(wěn)定性，操作的高效便捷性等，均有待進一步提高和完善。

　　3.1.3　運營管理技術(shù)亟待加強

　　蔬菜育苗的規(guī)模化、商品化已取得長足進步，企業(yè)內(nèi)、外運營管控卻比較滯后，如育苗場(基地、中心)內(nèi)部科學(xué)化、高效化布局，企業(yè)內(nèi)部人、財、物科學(xué)配置及成本管控，種—苗—訂單—種植戶—田塊—市場—消費可溯源品控等系統(tǒng)尚未建立，嚴(yán)重影響企業(yè)經(jīng)營效益提升。

　　3.2　展望與建議

　　3.2.1　加強基礎(chǔ)理論創(chuàng)新與應(yīng)用　幼苗組織或器官發(fā)育內(nèi)在規(guī)律及環(huán)境互作是核心。采用現(xiàn)代影像學(xué)、生理生化學(xué)、多組學(xué)關(guān)聯(lián)分析等手段，探知種子萌發(fā)，莖、葉、花芽、根系發(fā)生及發(fā)育規(guī)律，提高種子萌發(fā)速率和整齊度，以及組織或器官發(fā)育的人為可控性，開發(fā)種苗發(fā)育調(diào)控新產(chǎn)品，培育生理活力高、適應(yīng)性強、株型緊湊的壯苗，不斷適應(yīng)小根域、高密度、機械化移栽的需求。

　　3.2.2　研發(fā)新型裝備及配套應(yīng)用技術(shù)　建立種子質(zhì)量、基質(zhì)質(zhì)量、苗期在線養(yǎng)分快速檢測技術(shù)體系，包括檢測方法、檢測設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)化可鑒量值等;開發(fā)節(jié)能、高效、智能化專用育苗設(shè)施;開發(fā)育苗設(shè)施內(nèi)外溫、光、氣、濕(空氣相對濕度和基質(zhì)濕度)、風(fēng)速等環(huán)境因子綜合采集以及與幼苗發(fā)育需求偶聯(lián)的數(shù)學(xué)模型及控制系統(tǒng);研制省工高效轉(zhuǎn)運傳送裝置、人工輔助型嫁接機械等。

　　3.2.3　構(gòu)建數(shù)字種苗生產(chǎn)系統(tǒng)　數(shù)字種苗生產(chǎn)系統(tǒng)至少應(yīng)包括3個單元：①物料貯備。如種子、基質(zhì)物料、穴盤、水源、肥料、植保制品及機械裝備等，不單單是基于經(jīng)濟性的貯備數(shù)量，更是特性或特征參數(shù)的數(shù)字化。②育苗流程。播種至出苗整個育苗過程(包括運輸)，包括種苗生物學(xué)需求、育苗環(huán)境實時采集、需求與環(huán)境信息耦合、數(shù)字制御等。③市場反饋。農(nóng)戶對秧苗質(zhì)量的完整信息反饋，包括移栽質(zhì)量、緩苗時間、采收時間、豐產(chǎn)性、優(yōu)質(zhì)性、經(jīng)濟性等數(shù)字化，可以反向倒推育苗企業(yè)思考、改進育苗技術(shù)。通過3個單元頻繁磨合、融會貫通、修正提高，從而構(gòu)建數(shù)字種苗生產(chǎn)系統(tǒng)。

　　3.2.4　完善產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新機制

　　高效種苗生產(chǎn)體系建立，非一個學(xué)科，亦非一個單位可以完成，需要大聯(lián)合，才能高效推進。長期以來，政府從政策制定、項目設(shè)置等方面積極鼓勵種苗產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合，協(xié)同創(chuàng)新，快速推動種苗產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效。其實，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展與科技進步角度來看，產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合也是必由之路。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所牽頭，于2018年聯(lián)合全國30余個科研院所，依托山東安信種苗股份有限公司，組織成立全國蔬菜種苗科技協(xié)同創(chuàng)新中心，在技術(shù)與產(chǎn)品創(chuàng)新、試驗示范、運行機制等方面已取得一定效果。

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　　作者：孫小武1　武占會2　馮一新3　施先鋒4　李平蘭5　尚慶茂6*