“十四五”以来,北京市设施蔬菜创新团队紧扣首都“菜篮子”稳产保供和高质量发展要求,聚焦种业自主、绿色高效、产后减损增效全链条,取得一批具有国际领先或国内领先水平的科技成果,构建起“理论突破—技术集成—装备创制—场景示范—产业推广”的创新闭环,为设施蔬菜产业升级提供了可复制、可推广的“北京方案”。

多项技术攻克育种难点

硬科技擦亮京郊蔬菜良种底色

种子是农业的“芯片”,也是京郊菜篮子提质增效的起点。“十四五”以来,团队在蔬菜种业领域持续攻关,从精准育种、分子检纯到品种迭代、育苗革新,铸就京郊蔬菜产业的坚实根基。

设施专用辣椒品种培育达到国内领先水平。团队成功突破多基因聚合难的技术瓶颈,率先研发出辣椒育种液相芯片,将传统育种从“大量杂交、依赖概率”升级为“基因导航、精准狙击”的精准设计育种,育成10个强优势辣椒新品种,其中“胜寒”系列品种在产量、抗病、耐低温性上表现突出,成功替代了多个国外高端品种,在赤峰等温室越冬一大茬主产区市场占有率达35%以上。近五年累计推广辣椒良种100万亩以上,产业化规模居全国同行前列,2024年荣获神农中华农业科技二等奖。

辣椒育种液相芯片

黄瓜砧木分子纯度检验技术填补空白。黄瓜砧木种子纯度直接影响了黄瓜的产量、品质及抗性,怎么快速把关砧木纯度?针对杂交种纯度快速鉴定难题,团队筛选获得了中国南瓜“中蔬砧1号”特异性SSR标记,并研发出“分子身份证”检测试剂盒,像做核酸检测一样,种子发芽后,半天就能检验出种子纯度是否合格,从源头堵住劣种下地。

耐热油菜破解越夏短板。夏天大棚种油菜容易“中暑”,叶片卷曲变形、烧边,团队选育的“国夏3号”耐热又抗病,已在京津冀、山东、上海、福建、湖南等地大面积推广种植,累计推广面积超过50万亩,其中北京地区累计推广面积4万亩,已经成为北京地区夏季设施栽培的主栽品种。

国夏3号越夏生产

褪黑素助番茄秧苗“根深叶茂”。科学家发现褪黑素不仅能助眠,还能帮番茄“长根”——通过揭示褪黑素和茉莉酸“对话”的秘密,让种苗根系更发达,已变成实实在在的育苗技术。苗子壮了,收成自然好。该技术在京郊多个育苗场应用,壮苗率提升5%~10%,化学肥料和农药使用量减少5%~8%;在示范点应用后,番茄产量提升8%。

栽培革新提升蔬菜品质

智慧水肥植保助推产业提质增效

良种落地,良法跟进。团队在栽培管理领域集成了高品质栽培、精准灌溉、病虫害绿色防控三大核心技术,让京郊设施蔬菜在产量、品质、效益等多个维度实现同步跃升。

为实现水果番茄品质、产量双提升,团队打破常规,用“生理干旱”代替“盐胁迫”的妙招,让番茄在挂果期“渴”出高糖分,同时保持旺盛长势。在密云核心示范点,越冬番茄亩产达到1.27万公斤,糖度稳定在7%以上,每亩产值超过15万元——这相当于一亩地“种”出一辆小汽车。两年下来,京郊推广5000多亩,农户每亩增收1万多元。

水果番茄高品质栽培

水肥用上“智能管家”。过去依靠工人经验判断,未能实现根据作物生长发育阶段按需灌溉。现在通过田间布设土壤墒情、光照等数据采集器,实时采集数据上传至决策系统平台,结合作物不同生育阶段水肥需求规律,系统自动测算灌溉施肥量,精准推送指令至田间管控设备,实现按需供给。团队突破不同种植模式下精准灌溉决策适配技术,并集成应用配套智能装备,五年推广上万亩,年亩均节水84方、省肥17公斤,亩节本增收663元。

精准灌溉技术

防虫治病有高招。虫害防治不再全靠打药——针对潜叶蛾,除了传统物理隔离用防虫网,还挂上性诱捕器、释放天敌昆虫,再加上智能“迷向”喷雾,像给害虫设下“迷魂阵”,整体防效近90%,减少农药使用量两成,亩均节药和减损超万元,这套模式入选全国百套绿色防控技术模式。此外,针对高湿造成的病害高发问题,首创“弥粉法”施药技术——傍晚时分,将弥粉剂喷施到环境中,药粉在环境中分散悬浮2~3小时杀菌,不用水,不增加棚内湿度,药效提高20%,用药省三成,人工省九成,农民直呼“省心又省力”。

智能迷向喷射器

设施机械装备多点突破

赋能蔬菜全产业链提档升级

机械化是设施农业现代化的硬支撑。团队聚焦设施生产“机器换人”难题,从耕整地到育苗管控,从田间作业到智慧管控,集成了一套全程机械化解决方案,为设施农业提档升级按下“快进键”。

“小农机”大作用。设施农业最缺的就是趁手的小型机械。过去温室南北向起垄,机器掉头难,大多靠人工弯腰挥钎。团队创制了温室小型电动起垄机,实现南北向作业模式,工人手握遥控器,让小型起垄机像“扫地机器人”一样来回穿梭,每小时起垄半亩地,省时省力,填补了国内空白,已实现企业量化生产。团队还通过设施宜机化改造、长垄种植方式,把100马力的履带深耕机“请”进温室,深耕深度达35厘米以上,打破板结的犁底层,让土壤“喘上气”,在通州、顺义等10个园区作业400多亩,连作障碍明显缓解。此外通过集成撒施肥、耕整地、定植、田间管理、运输等环节机械化设备,形成全程机械化解决方案,园区设施农业机械化率超60%,茄果类全程机械化技术被农业农村部列为主推技术。

南北电动起垄与深耕机

育苗用上“黑科技”。育苗环节优化改良高精度穴盘播种机、大粒种子定向播种机、嫁接设备和愈合装置,单粒播种精度达95.8%,定向播种速度提高了3倍以上,嫁接节省人工30%~40%;创新提升了潮汐、漂浮、顶喷淋灌溉施肥综合管控系统及潮汐育苗灌溉方法,明确了主要蔬菜穴盘苗需肥规律,提出了灌溉参数,壮苗率提高了4%~5%,成苗周期缩短了2~6天,灌溉作业效率提高了50%,水肥一体化灌溉设备覆盖率达85%以上;集成高精度播种机、嫁接愈合装置、智能水肥管理、精准环控等9项关键技术集成应用,单项技术应用率达90%以上,培育出的秧苗整齐健壮,定植后成活率高。

机械化育苗

高速电力线载波技术赋能智慧农业。团队创新应用高速电力线载波通信技术(HPLC)和智能开关,利用电力线载波,让电线“兼职”传输数据,降低了物联网成本和安全隐患,还实现了远程控制,这套设备已纳入北京市农机补贴目录。

高速电力线载波技术结构图

产后环节挖潜能

净菜加工与资源循环拓宽增值新空间

好菜种出来,更要“存得住、运得走、卖上好价钱”。团队集成保鲜减损、自动化加工、超高温堆肥等关键技术,打通了从采后处理到资源化还田的全链条闭环。

针对蔬菜在采收、贮藏及加工环节损耗率高达30%~35%的突出难题,团队集成采后处理规范与保鲜技术落地应用,将降低损耗率至15%~20%,促进产业提质增效。加工清洗环节应用自动冷却及控氯技术,实现精准定量管控;推广转弯多点输送、托盘裹膜等新装备,实现包装环节半自动化或自动化升级;优化离心脱水工艺,降低产品菌落总数与机械损伤;上述技术集成应用,加工损耗下降10个百分点,自动化升级后加工效率提升65%。研发的营养加工型产品,提升附加值15%。相关技术在北京、河北推广应用,处理蔬菜超 500万千克,实现蔬菜产后增效。针对菜叶、藤蔓等蔬菜废弃物,团队研发残体超高温堆肥技术,突破有机固废高效定向腐殖化技术,实现80%以上的蔬菜残体就地循环利用,除有效改良土壤肥力,还可节肥30%,在顺义、延庆、密云3000多亩基地示范,效果显著。整套技术打通从田间到餐桌全链条,真正做到环环不浪费。

净菜加工生产线  

为了让好成果直达生产一线,在示范点集成过程中,团队邀请全国农技推广中心专家进行技术指导,与国家大宗蔬菜产业技术体系北京综合试验站联合开展技术示范,联合区推广体系进行技术推广和辐射带动,创新构建“部、市、区”三级联动推广体系,打造“7+N”技术落地示范新场景(7个综合试验站、N个核心示范点),年平均示范面积1200余亩,辐射带动2730亩。2025年核心示范点番茄、黄瓜平均亩产突破6500公斤,年节水超9.7万立方米,农药减施8%。通过茬口优化和“三茬四收”模式,塑料大棚亩产值达5.16万元,纯收益2.4万元/亩。    

“十五五”期间,团队将紧扣首都设施蔬菜高质量发展需求,数智赋能首都设施蔬菜迈向新征程。重点做好品种、栽培、农机装备、产后减损四方面工作,以“品种培优、品质提升、品牌打造”为路径,推动北京设施蔬菜从“经验种菜”向“数智种菜”跨越。团队将打造更多“看得见、学得会、用得上”的样板田,加速好品种、好装备、好技术落地生根,让科研成果切实转化为农户增收的源头活水,确保首都“菜篮子”供应更充盈、品质更出众,率先走出一条超大城市设施蔬菜保供增效、低碳引领的高质量发展之路。

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