春播芝麻一穴雙株栽培模式研究

桑利民，崔彥芹，周波，許利民，王殿清，郭元章，桑燕，徐桂真*

（1.承德市農(nóng)林科學院農(nóng)作物研究所，河北 承德 067000；2.河北省農(nóng)林科學院糧油作物研究所，河北 石家莊 050035；3.陽原縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，河北 陽原 075800；4.隆化縣農(nóng)牧局，河北 隆化 068150；5.呼和浩特市農(nóng)業(yè)技術推廣中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051；6.寬城縣農(nóng)牧局，河北 寬城 067600）

芝麻（Sesamum indicumL.）屬于胡麻科胡麻屬，是一種綜合利用價值很高的經(jīng)濟作物，多元化利用途徑廣泛。我國的芝麻單產(chǎn)和總產(chǎn)量均居世界首位[1]。河北省屬華北春、夏芝麻產(chǎn)區(qū)，是我國芝麻生產(chǎn)的主要省份，芝麻產(chǎn)品的加工也頗具規(guī)模，其中脫皮芝麻加工處于全國領先地位，目前全省有脫皮芝麻加工企業(yè)20家以上，年均加工脫皮芝麻約6萬t，占全國芝麻總加工量的1/3；而在消費方面，僅榨油一項就年消耗芝麻2萬t以上。但河北省芝麻產(chǎn)量與市場需求量相比存在較大缺口，每年進口芝麻交易量達10萬t左右。芝麻為河北省對外貿(mào)易十分活躍的產(chǎn)品之一，在國內(nèi)外市場上均占有舉足輕重的地位[2]。

河北省芝麻種植生產(chǎn)在區(qū)域分布上極不均衡，夏播芝麻生產(chǎn)種植占近90%，其中85%的種植面積分布于石家莊以南產(chǎn)區(qū)[3]；春播芝麻所占比例較小，主要分布于太行山麓，省內(nèi)2個春播區(qū)承德和張家口的芝麻規(guī)?；N植生產(chǎn)仍是空白。自2013年起承德市農(nóng)林科學院與河北省農(nóng)林科學院糧油作物研究所開展科研合作，引入芝麻優(yōu)新品種并對春播栽培模式進行了研究，結果表明，春播種植具有4個方面的優(yōu)點：（1）病蟲害發(fā)生種類少且發(fā)生程度輕[4]，芝麻夏播區(qū)的主要病害青枯病、疫病、莖點枯病和白粉病在春播區(qū)基本上不發(fā)生；（2）產(chǎn)量高，同一品種較夏播平均增產(chǎn)30～75 kg/hm2；（3）效益明顯，較玉米種植增收1 200～1 800元/hm2；（4）香味濃郁，春播芝麻加工的產(chǎn)品香味優(yōu)于夏播芝麻，更是進口芝麻無法比擬的。因此，芝麻完全可以成為承德和張家口春播區(qū)新興的優(yōu)勢作物，對于調(diào)整春播區(qū)種植結構、提高河北省山區(qū)農(nóng)業(yè)種植效益具有重要意義[5]。

一穴雙株栽培模式目前在玉米栽培上有所研究，并且在生產(chǎn)上得到了一定面積的應用。姜玨等[6]研究顯示，油菜采用一穴雙株種植較采用一穴單株種植可明顯提高產(chǎn)量。王根全等[7]研究表明，與谷子傳統(tǒng)的等行距（30 cm）種植相比，采用寬窄行（50 cm-16.5 cm-50 cm）種植的谷子植株抗倒性增強，產(chǎn)量略有增加。但截至目前，有關春播芝麻一穴雙株栽培模式的研究尚未見報道。根據(jù)芝麻植物學屬性和春播種植特點，采用一穴雙株春播栽培模式，通過合理擴大壟距、增加密度，以期提高芝麻產(chǎn)量，使春播芝麻種植獲得更高收益。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試芝麻品種為冀航芝2號和冀9014，均由河北省農(nóng)林科學院糧油作物研究所選育[8，9]。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 2019年在承德市農(nóng)林科學院試驗基地進行試驗。該基地位于隆化縣中關鎮(zhèn)大鋪村，試驗區(qū)平均海拔510 m，屬中溫帶半濕潤半干旱大陸性季風型冀北山地氣候；年平均氣溫7.7℃；年平均生育期130 d，無霜期145 d；年平均降水量550 mm，降水主要集中在6～8月，其中7月最多。土壤類型為褐土。

芝麻播種前，所有試驗地均統(tǒng)一底施磷酸二銨112.5 kg/hm2。5月15日采用人工方式條播芝麻，冀航芝2號和冀9014的栽培模式均設一穴雙株寬窄行（處理Ⅰ）、一穴雙株等行距（處理Ⅱ）和一穴單株等行距（CK）3個處理。其中，處理Ⅰ寬行行距80 cm、窄行行距60 cm，穴距17.1 cm，2株/穴，種植密度16.7萬株/hm2；處理Ⅱ行距80 cm，穴距15.1 cm，2株/穴，種植密度16.7萬株/hm2；CK行距60 cm，穴距12.4 cm，1株/穴，種植密度13.5萬株/hm2。每處理均為16行/區(qū)，行長80 cm，處理Ⅰ、處理Ⅱ、CK的小區(qū)面積分別為89.6、102.4和76.8 m2，不設重復。

芝麻5月29日出苗；6月22日間苗、定苗；6月10日、6月28日、7月1日各人工除草1次；6月29日噴施高效氯氰菊酯＋甲基托布津，防治豆芫菁和小青蟲；7月24日隨水追施尿素450 kg/hm2；8月23～24日掐尖；9月28日收獲。

1.2.2 測定項目與方法 根據(jù)《芝麻種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》[10]進行指標調(diào)查。

1.2.2.1 農(nóng)藝性狀。芝麻出苗后，每小區(qū)隨機選擇60株進行標記（處理Ⅰ和Ⅱ均選30穴，CK選60穴），調(diào)查株高、葉面積、主莖始蒴高度、莖粗和根系性狀。

（1）株高和葉面積。芝麻出苗后至掐尖前，每5 d調(diào)查1次。用塔尺測量株高；用直尺測量植株頂部完全展開的同位葉的葉片長和寬，根據(jù)公式計算葉面積[11]：

式中，矯正系數(shù)根據(jù)芝麻葉片形狀確定，生長前中期卵形葉時取0.680、開裂葉時取0.605，生長中后期披針形葉時取0.727。

（2）莖粗和主莖始蒴高度。收獲期，用游標卡尺測量莖粗；用塔尺測量主莖始蒴高度。

（3）根系性狀。收獲期，用游標卡尺測量主根粗度；用直尺測量主根長度，統(tǒng)計側(cè)根數(shù)量；裸眼觀察須根的疏密情況。

1.2.2.2 病害級別。盛花期至成熟期，采用對角線五點取樣法，調(diào)查病害的發(fā)生情況。

1.2.2.3 產(chǎn)量性狀。每小區(qū)隨機選3行收獲，晾曬后脫粒，測定千粒重和產(chǎn)量。計算單株生產(chǎn)力（小區(qū)產(chǎn)量/小區(qū)株數(shù)）。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理與分析 采用Excel和SPSS軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 一穴雙株栽培模式對春播芝麻植株生長的影響

2.1.1 對株高的影響 株高反映了作物的生長狀況，既與作物品種有關，又與生長環(huán)境有關。隨著生育進程，不同栽培模式處理的芝麻株高變化趨勢基本一致，均表現(xiàn)為先緩慢增長，而后迅速增長，最后緩慢增長（圖1）。6月1～30日（營養(yǎng)生長前期），不同栽培模式處理的參試芝麻品種株高均相差不大；6月30日～8月13日（營養(yǎng)生長階段中后期及生殖生長階段前中期），一穴雙株栽培模式處理的參試芝麻品種株高均＞CK，其中處理Ⅰ的指標值＞處理Ⅱ；進入生殖生長中后期后，CK株高增長迅速，一穴雙株栽培模式處理的參試芝麻品種株高均＜CK，其中處理Ⅰ的指標值＜處理Ⅱ。表明與一穴單株栽培模式相比，采用一穴雙株栽培模式有利于芝麻營養(yǎng)生長中后期及生殖生長前中期的株高生長，其中寬窄行的種植效果優(yōu)于等行種植。

圖1 一穴雙株栽培模式對春播芝麻株高的影響Fig.1 Effect of double plants in one hole planting mode on plant height of spring sowing sesame

2.1.2 對葉面積的影響 葉面積是與產(chǎn)量關系最密切，又較易控制的一個因素。隨著生育進程，不同栽培模式處理的芝麻葉面積變化趨勢基本一致，均表現(xiàn)為前期逐漸增大，中期保持較高水平，后期逐漸減?。▓D2）。營養(yǎng)生長前期，不同栽培模式處理的參試芝麻品種同位葉面積均相差不大；營養(yǎng)生長階段中后期及生殖生長階段前中期，一穴雙株栽培模式處理的參試芝麻品種同位葉面積均＞CK，其中處理Ⅰ的指標值＞處理Ⅱ；進入生殖生長中后期，CK葉面積降低較為緩慢，一穴雙株栽培模式處理的參試芝麻品種同位葉面積均＜CK，其中處理Ⅰ的指標值＜處理Ⅱ。表明與一穴單株栽培模式相比，采用一穴雙株栽培模式有利于芝麻營養(yǎng)生長中后期及生殖生長前中期的葉面積增大，增強芝麻能量傳遞的“源”，其中寬窄行的種植效果優(yōu)于等行種植。

2.1.3 對莖粗的影響 一穴雙株栽培模式處理的參試芝麻品種莖粗均＜CK，其中處理Ⅰ的指標值＜處理Ⅱ（表1）。表明與一穴單株栽培模式相比，采用一穴雙株栽培模式不利于芝麻的莖粗生長，導致莖粗降低，其中寬窄行種植的影響大于等行種植。

2.1.4 對主莖始蒴高度的影響 主莖始蒴高度低有利于芝麻有效果軸長和有效果節(jié)數(shù)的增加，進而獲得高產(chǎn)。一穴雙株栽培模式處理的參試芝麻品種主莖始蒴高度均＜CK，其中處理Ⅰ的指標值＜處理Ⅱ。表明與一穴單株栽培模式相比，采用一穴雙株栽培模式有利于降低芝麻的主莖始蒴高度，其中寬窄行的種植效果優(yōu)于等行種植。

圖2 一穴雙株栽培模式對春播芝麻葉面積的影響Fig.2 Effect of double plants in one hole planting mode on leaf area of spring sowing sesame

表1 一穴雙株栽培模式對春播芝麻莖粗和主莖始蒴高度的影響Table 1 Effect of double plants in one hole planting mode on stem diameter and initial capsule height of main stem of spring sowing sesame （cm）

2.1.5 對根系性狀的影響 一穴雙株栽培模式處理的參試芝麻品種主根粗度、主根長度和側(cè)根數(shù)量均＞CK，須根較密，根系生長情況優(yōu)于CK（表2）。表明與一穴單株栽培模式相比，采用一穴雙株栽培模式有利于芝麻根系生長發(fā)育。春播芝麻根系生長良好，可以吸收更多的土壤養(yǎng)分和水分[12]，同時增強芝麻的抗倒伏能力。

2.2 一穴雙株栽培模式對春播芝麻病害發(fā)生的影響

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，承德地區(qū)春播芝麻病害發(fā)生種類較少，發(fā)生程度相對較輕。播種后至初花期，參試芝麻品種均未觀察到病害發(fā)生。春播芝麻的初花期至盛花期在7～8月，此時降雨集中且降雨量大，易誘發(fā)病害。盛花期至成熟期的病害調(diào)查結果（表3）顯示，不同栽培模式處理的參試芝麻品種均發(fā)生了褐斑病、葉斑病、葉枯病和枯萎病，且均以褐斑病和葉斑病發(fā)生較重，枯萎病和葉枯病發(fā)生較輕；一穴雙株栽培模式處理的參試芝麻品種各病害級別與CK均相同。表明與一穴單株栽培模式相比，采用一穴雙株栽培模式對芝麻病害發(fā)生種類和程度影響不大。

表2 一穴雙株栽培模式對春播芝麻根系性狀的影響Table 2 Effect of double plants in one hole planting mode on root system of spring sowing sesame

2.3 一穴雙株栽培模式對春播芝麻產(chǎn)量的影響

一穴雙株栽培模式處理的參試芝麻品種單株生產(chǎn)力和千粒重均＜CK，而產(chǎn)量均＞CK，增產(chǎn)率為1.48%～21.86%（表4）。表明與一穴單株栽培模式相比，采用一穴雙株栽培模式雖然導致單株生產(chǎn)力和千粒重有所降低，但能夠提高芝麻產(chǎn)量。究其產(chǎn)量優(yōu)勢的原因，認為與一穴雙株栽培模式下群體密度增大有關。

表3 一穴雙株栽培模式對春播芝麻病害級別的影響 （級）Table 3 Effect of double plants in one hole planting mode on disease of spring sowing sesame

一穴雙株栽培模式下，冀航芝2號、冀9014處理Ⅰ的單株生產(chǎn)力、千粒重和產(chǎn)量均＞處理Ⅱ，其中千粒重分別增加了8.3%和3.2%，產(chǎn)量分別增加了7.9%和5.6%?？梢钥闯觯捎靡谎p株栽培時，寬窄行的種植效果優(yōu)于等行種植，芝麻產(chǎn)量更高。本研究結果與張定選等[13]的研究結果一致。

表4 一穴雙株栽培模式對春播芝麻產(chǎn)量的影響Table 4 Effect of double plants in one hole planting mode on yield of spring sowing sesame

3 結論與討論

傳統(tǒng)栽培模式注重發(fā)揮芝麻的個體生產(chǎn)優(yōu)勢，一穴雙株栽培模式在兼顧芝麻個體生產(chǎn)的同時發(fā)揮了芝麻的群體生產(chǎn)效應[13，14]。寬窄行栽培模式在種植結構上也稱為大壟雙行模式，可以使一些作物對光、熱等資源的利用更趨于科學[15]，在春播芝麻生產(chǎn)中是較一穴雙株等行距種植更值得推薦的一種栽培模式。春播芝麻一穴雙株栽培模式不僅提高了群體種植密度，還有利于芝麻健壯生長。本研究條件下，一穴雙株栽培模式的芝麻株高和葉面積在營養(yǎng)生長階段中后期及生殖生長階段前中期均表現(xiàn)出優(yōu)勢，說明這一時期芝麻植株的生長速度快于單株栽培模式；根系的生長發(fā)育情況也優(yōu)于單株栽培模式，這樣有利于植株抗倒伏能力的增強以及產(chǎn)量的提高；病害種類和發(fā)生程度[16]未因種植密度的增大而與單株栽培模式出現(xiàn)明顯差異；始蒴高度降低，有利于有效果軸長和有效果節(jié)數(shù)的增加，進而獲得高產(chǎn)；莖粗和千粒重有所下降，單株生產(chǎn)力不及單株栽培模式，但群體數(shù)量增大有效彌補了單株性狀的不足，最終產(chǎn)量高于單株栽培模式。

在密度16.7萬株/hm2的一穴雙株栽培條件下，采用寬窄行（80 cm-60 cm）種植的芝麻株高、葉面積、始蒴高度、根系發(fā)育、千粒重和產(chǎn)量均優(yōu)于等行（80 cm）種植，因此一穴雙株寬窄行栽培模式更適宜在春播芝麻區(qū)推廣應用。