連作年限對(duì)紅壤旱地芝麻產(chǎn)量和主要病害的影響

汪瑞清，肖運(yùn)萍，魏林根，呂豐娟

（江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與資源環(huán)境研究所，國(guó)家紅壤改良工程技術(shù)研究中心，江西 南昌 330200）

連作是指一年內(nèi)或連年在同一塊田地上連續(xù)種植同一種作物的種植方式，也稱“重茬”，而連作障礙指作物連作后，即使在正常管理的情況下，也會(huì)產(chǎn)生產(chǎn)量降低、品質(zhì)變劣、生育狀況變差、病蟲(chóng)害發(fā)生嚴(yán)重等現(xiàn)象[1]。我國(guó)油料作物主要有油菜、花生、大豆、芝麻、向日葵等5種，目前已經(jīng)明確了存在連作障礙的油料作物主要有花生、大豆、芝麻3種，2012年我國(guó)芝麻種植面積為4.41×105hm2[2]。芝麻是我國(guó)重要的油料作物之一，擴(kuò)大芝麻種植面積，提高芝麻單產(chǎn)和總產(chǎn)，是發(fā)展芝麻產(chǎn)業(yè)以及保障我國(guó)食用油供給安全的重要途徑之一[3]。芝麻是對(duì)連作十分敏感的作物，連作地芝麻病害較正茬地芝麻病害嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在莖點(diǎn)枯病、枯萎病、青枯病等病害的發(fā)病率明顯增加[4]。近幾年隨著人們對(duì)保健意識(shí)的增強(qiáng)，以及芝麻輕簡(jiǎn)化種植技術(shù)的推廣與應(yīng)用，芝麻種植深受廣大農(nóng)戶的喜愛(ài)，但由于種植土地面積有限，導(dǎo)致連作現(xiàn)象非常嚴(yán)重，連作障礙十分明顯。華菊玲等[5]詳細(xì)研究了芝麻連作對(duì)土壤微生物區(qū)系的影響，但是關(guān)于連作年限對(duì)芝麻農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素和病害發(fā)生程度的影響的研究還未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。因此，本課題采用4 a 定位小區(qū)試驗(yàn)，研究不同連作年限對(duì)芝麻產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素、病害發(fā)生程度等的影響，以期為研究芝麻連作障礙的危害程度提供參考依據(jù)，推動(dòng)芝麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所內(nèi)試驗(yàn)田，試驗(yàn)地土壤理化性狀：pH 值5.63，有機(jī)質(zhì)14.6 g/kg，全氮0.93 g/kg，有效磷31 mg/kg，速效鉀85 mg/kg。試驗(yàn)地土壤地力中等，排水條件良好。連續(xù)4 a 同一小區(qū)定位試驗(yàn)，前茬作物為油菜。

1.2 試驗(yàn)方法

種植品種為黑芝麻品種贛芝5 號(hào)（由江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所提供）。試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，正茬播種期：2010年7月9日，收獲期為10月4日；連作1 a 的播種期為2011年7月22日，收獲日期為2011年10月7日；連作2 a 的播種期為2012年7月15日，收獲日期為2012年10月5日，連作3 a 播種期為2013年7月18日，收獲日期為2013年10月4日。3 次重復(fù)，合計(jì)3個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積12 m2（2 m×6 m），各小區(qū)采取條播方式，種植6 行，行距40 cm，株距15 cm，密度為225 000 株/hm2。肥料用量：N 105.0 kg/hm2,P2O590.0 kg/hm2，K2O 120.0 kg/hm2，其中氮肥為含N 46%的尿素（湖北宜化集團(tuán)有限責(zé)任公司）；磷肥為含P2O512.0%的過(guò)磷酸鈣（江西磷肥廠）；鉀肥為含K2O 60%的氯化鉀（中化化肥有限公司經(jīng)銷，原產(chǎn)國(guó)加拿大）。氮肥和鉀肥按照基追比為7∶3 施入大田，蕾期追施氮肥和鉀肥，磷肥作為基肥一次性施入土壤。

1.3 田間管理及調(diào)查方法

田間管理做到及時(shí)間苗、定苗，及時(shí)防治病、蟲(chóng)、草害，每年噴施的藥劑基本相同。芝麻莖點(diǎn)枯病在芝麻成熟期且收獲前3 d 開(kāi)展調(diào)查，青枯病在成熟期且收獲前7 d 開(kāi)展調(diào)查。病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下：0 級(jí)，無(wú)病狀；1 級(jí)，根部或1/3 以下莖桿長(zhǎng)度或分枝數(shù)發(fā)病，葉片萎蔫，全株受害蒴果數(shù)（含因發(fā)病而減少的蒴果數(shù)，下同）達(dá)1/4 以下；2 級(jí)，1/3～2/3 莖桿長(zhǎng)度或分枝數(shù)發(fā)病，植株輕度矮化，全株受害蒴果數(shù)在1/4～2/4；3 級(jí)，2/3 以上莖桿長(zhǎng)度或分枝數(shù)發(fā)病，植株顯著矮化，全株受害蒴果數(shù)達(dá)2/4～3/4；4級(jí)，整個(gè)莖桿或分枝發(fā)病，植株嚴(yán)重矮化，接近枯死，全株受害蒴果數(shù)達(dá)3/4 以上。病情指數(shù)＝Σ（各級(jí)病株數(shù)×相對(duì)級(jí)數(shù)值）/（調(diào)查總株數(shù)×4）×100。收獲前在同一方位連續(xù)取樣10 株考察芝麻的主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量及其構(gòu)成因素，成熟后各小區(qū)單獨(dú)收獲稱重。

2 結(jié)果與分析

2.1 連作對(duì)芝麻農(nóng)藝性狀的影響

芝麻主要農(nóng)藝性狀包括株高、始蒴部位、果軸長(zhǎng)等，對(duì)后期的產(chǎn)量形成有較大影響。方差分析結(jié)果表明（表1），連作年限對(duì)芝麻的主要農(nóng)藝性狀影響顯著，正茬的株高和始蒴部位與連作1 a、2 a、3 a 的都有顯著差異，而果軸長(zhǎng)只有連作3 a 的與其他3個(gè)處理有顯著差異。果軸長(zhǎng)隨連作年限的增加呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，而株高和始蒴部位的變化規(guī)律呈現(xiàn)先降后升的趨勢(shì)?？傮w上認(rèn)為，連作年限對(duì)芝麻主要農(nóng)藝性狀影響較大。

2.2 連作對(duì)芝麻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

表1 連作對(duì)芝麻主要農(nóng)藝性狀的影響

芝麻的產(chǎn)量構(gòu)成因素主要包括單株蒴果數(shù)、千粒重、每蒴粒數(shù)3個(gè)方面。方差分析結(jié)果表明（表2），連作1 a、2 a、3 a 的單株蒴果數(shù)和千粒重都與正茬的有顯著差異，而連作2 a 的每蒴粒數(shù)僅與連作3 a 的有顯著差異。單株蒴果數(shù)、千粒重和每蒴粒數(shù)都隨著連作年限的增加呈現(xiàn)先降后增再降趨勢(shì)。連作1 a、2 a、3 a 的單株蒴果數(shù)較正茬分別減少25.4%、17.5%、55.9%，而千粒重分別減少20.5%、8.5%、22.2%，連作1 a 與連作3 a 的每蒴粒數(shù)較正茬分別減少2.0%和14.5%。總體上，連作對(duì)芝麻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響明顯，尤其是單株蒴果數(shù)和千粒重。

表2 連作對(duì)芝麻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.3 連作對(duì)芝麻產(chǎn)量的影響

從圖1 中可以看出連作年限對(duì)芝麻產(chǎn)量的影響顯著，總體表現(xiàn)為隨著連作年限增加芝麻產(chǎn)量呈現(xiàn)逐步下降的趨勢(shì)。連作1 a、2 a、3 a 的芝麻產(chǎn)量較正茬分別降低14.0%、45.6%、64.4%?？梢钥闯鲞B作3 a 后，芝麻產(chǎn)量?jī)H有379.5 kg/hm2，遠(yuǎn)低于芝麻正茬產(chǎn)量水平。因此，芝麻不宜連作年限太長(zhǎng)，最多連作1 a。

圖1 連作年限對(duì)芝麻產(chǎn)量的影響

2.4 連作對(duì)芝麻莖點(diǎn)枯病和青枯病病情指數(shù)的影響

連作對(duì)芝麻的影響主要表現(xiàn)在病害和蟲(chóng)害的發(fā)生程度上，尤其是病害。紅壤旱地芝麻病害主要為莖點(diǎn)枯病和青枯病，莖點(diǎn)枯病的發(fā)生時(shí)期主要在成熟期，而青枯病的發(fā)生時(shí)期主要在終花期至成熟期，多數(shù)時(shí)候?yàn)?種病害的混合發(fā)生，對(duì)芝麻產(chǎn)生極大的危害，后果非常嚴(yán)重。從調(diào)查結(jié)果來(lái)看，也是表現(xiàn)為莖點(diǎn)枯病和青枯病的病情指數(shù)呈現(xiàn)一直上升的趨勢(shì)，連作3 a 后病情指數(shù)都接近50%。

表3 連作對(duì)芝麻莖點(diǎn)枯病和青枯病病情指數(shù)的影響 （%）

3 小結(jié)與討論

目前關(guān)于油料作物的連作障礙研究主要集中在花生和大豆這2種作物上，關(guān)于芝麻的連作障礙研究有少量報(bào)道。在花生連作方面的研究表明[6-7]，連作會(huì)導(dǎo)致花生個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育變緩，株高和百果重分別較輪作降低1.8%～12.5%和5.5%～12.8%，單株飽果數(shù)減少32.1%～54.7%，生物產(chǎn)量和莢果產(chǎn)量也分別降低10.9%～24.2%和10.0%～33.4%。大豆連作方面的多數(shù)研究[8-11]也表明，不同連作年限均使大豆產(chǎn)量降低，減產(chǎn)幅度為6.2%～50%，個(gè)別年份甚至減產(chǎn)70%以上，減產(chǎn)程度與連作年限間呈正相關(guān)，連作使大豆產(chǎn)量構(gòu)成因素發(fā)生較大變化，導(dǎo)致大豆生長(zhǎng)發(fā)育受阻和產(chǎn)量降低[11]。本研究表明，隨著芝麻連作年限的增加，芝麻株高、主莖果軸長(zhǎng)、產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素等都呈下降趨勢(shì)。連作1 a、2 a、3 a 的芝麻產(chǎn)量較正茬分別降低14.0%、45.6%、64.4%。連作1 a、2 a、3 a 的單株蒴果數(shù)較正茬分別減少25.4%、17.5%、55.9%，而千粒重分別減少20.5%、8.5%、22.2%，連作1 a 與連作3 a 的每蒴粒數(shù)較正茬分別減少2.0%和14.5%，這與其他2種油料作物的連作障礙對(duì)農(nóng)藝性狀的影響規(guī)律類似。

據(jù)劉美昌等[12]報(bào)道，連作1 a 的花生收獲時(shí)葉部病害的病情指數(shù)比輪作增加43.2%，而連作2 a 的病情指數(shù)較輪作處理增加129.7%，連作年限越長(zhǎng)，花生發(fā)病率越高，越不利于植物的正常生長(zhǎng)。關(guān)于連作大豆病蟲(chóng)害發(fā)生情況也有少量研究，連作4 a 會(huì)使大豆不同生育時(shí)期的根部病害明顯加重，分枝期、盛花期、鼓粒期的病情指數(shù)達(dá)到78.1%以上，從而使連作大豆根系的吸收能力降低，影響了植株的正常生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致產(chǎn)量降低[13]。連作1～4 a 大豆根腐病病情指數(shù)分別比輪作增加12.5%、38.0%、91.0%和116.5%，灰斑病病情指數(shù)成倍增加[14]。從本研究結(jié)果來(lái)看，在紅壤旱地上連作也會(huì)使芝麻莖點(diǎn)枯病和青枯病的病情指數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中莖點(diǎn)枯病從正茬6.80%到連作3 a 的51.63%，而青枯病從正茬的2.54%到連作3 a 的44.75%，這與其他2種油料作物的連作障礙對(duì)病害的影響規(guī)律類似。

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