播期和土壤溫度對(duì)芝麻種子出苗的影響

張 衡

（阜陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，安徽阜陽(yáng) 236065）

芝麻是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，也是我國(guó)重要的特色油料作物之一。芝麻在我國(guó)栽培歷史悠久，用途廣泛，營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值極高。芝麻相關(guān)產(chǎn)品成為越來(lái)越多人喜食的家常食品，芝麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊。安徽省是全國(guó)重要的商品芝麻種植區(qū)，常年種植面積和產(chǎn)量約占全國(guó)種植面積及產(chǎn)量的1/6，均居全國(guó)前三位；也是我國(guó)出口芝麻主要產(chǎn)區(qū)，出口量常年居全國(guó)第一位。芝麻種植面積約占安徽省油料作物種植面積的10%，產(chǎn)量約占安徽省油料作物產(chǎn)量的5%，在安徽省大宗油料中位居第三位，在特色油料中位居第一位。皖北地區(qū)芝麻種植面積和總產(chǎn)量占安徽省的1/2 以上，阜陽(yáng)市是安徽省芝麻生產(chǎn)第一大市。其中，臨泉縣是安徽省芝麻生產(chǎn)第一大縣，曾經(jīng)是全國(guó)芝麻生產(chǎn)第一大縣，生產(chǎn)的芝麻和麻油以品質(zhì)高、口感好而聞名[1]。

種子是活的生物體，種子萌發(fā)和出苗受土壤溫度影響很大。長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)玉米等多種作物種子適宜萌發(fā)和出苗的土壤溫度條件進(jìn)行研究，并取得大量研究成果。王會(huì)肖（1995）[2]研究表明，溫度變化可以加速種子萌發(fā)，田間條件下，50%種子萌發(fā)所需積溫為18.6～23.8 ℃，取決于晝夜溫差。徐文強(qiáng)等（2013）[3]研究表明，在環(huán)境溫度低于15 ℃的恒溫條件下玉米種子發(fā)芽率迅速降低，土壤含水量低于10%時(shí)種子不能正常萌發(fā)，在15 ℃及以下低溫、土壤含水量低于10%時(shí)玉米幼苗生長(zhǎng)受到抑制，持續(xù)性低溫、干旱脅迫不利于玉米種子的正常萌發(fā)與幼苗的生長(zhǎng)。謝明惠等（2017）[4]研究發(fā)現(xiàn)，隨著溫度（15 ℃、20 ℃、25 ℃和30 ℃）升高，花生出苗率、株高、側(cè)枝數(shù)、地上和地下部分鮮重、葉綠素含量及根系活力逐漸增加；土壤相對(duì)濕度60%時(shí)，花生的出苗率和幼苗長(zhǎng)勢(shì)均優(yōu)于相對(duì)濕度40%和80%時(shí)，且土壤相對(duì)濕度80%時(shí)花生的爛種率顯著增加，在高溫和播種過(guò)深時(shí)尤其嚴(yán)重；播種深度為4～6 cm 時(shí)最為適宜，播種過(guò)淺或過(guò)深會(huì)降低出苗率，延長(zhǎng)出苗時(shí)間，影響花生長(zhǎng)勢(shì)。劉嘯笑等（2017）[5]研究了不同溫度（15 ℃、20 ℃、25 ℃）和土壤質(zhì)量含水率（20%、25%、30%、35%）對(duì)玉米種子活力及貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率的影響，結(jié)果表明，當(dāng)土壤濕度相同時(shí)，隨溫度下降，發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗葉長(zhǎng)、幼苗質(zhì)量、貯藏物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)率均呈降低趨勢(shì)；當(dāng)溫度相同時(shí)，隨土壤濕度升高，各指標(biāo)呈先增加后降低的趨勢(shì)。焦向杰（2020）[6]研究發(fā)現(xiàn)，溫度處于27～32 ℃范圍內(nèi)時(shí)，玉米種子的發(fā)芽率顯著提升，且生長(zhǎng)迅速，植株活性較高；當(dāng)溫度高于33 ℃或者低于20 ℃時(shí)，玉米種子出現(xiàn)明顯的生長(zhǎng)受阻狀況，種子萌發(fā)緩慢，根系部分細(xì)小脆弱，玉米葉片相對(duì)較小，難以達(dá)到之后階段玉米的正常生長(zhǎng)要求。

皖北地區(qū)春芝麻播期尚缺乏相關(guān)研究。本研究旨在通過(guò)試驗(yàn)觀察測(cè)定在不同土壤溫度條件下芝麻種子的出苗速度和出苗率，并通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析，明確土壤溫度與種子出苗之間的關(guān)系，為正確選擇芝麻播期提供科學(xué)依據(jù)。

1 原理和方法

1.1 試驗(yàn)的生物學(xué)原理

土壤是種子從萌發(fā)到出苗所需水分、熱能的主要來(lái)源，土壤溫度對(duì)種子的出苗起著決定性作用。一定溫度范圍內(nèi)，種子出苗過(guò)程隨溫度升高而加快，溫度過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)導(dǎo)致出苗緩慢、出苗率低[7]。本研究在設(shè)定的時(shí)期內(nèi)，通過(guò)記錄在不同土壤溫度下芝麻種子從播種到出苗（50%以上出苗）的時(shí)間，及苗情穩(wěn)定后的出苗率（以出苗最齊的處理為100%），并通過(guò)相應(yīng)的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，探討土壤溫度與芝麻種子出苗之間的關(guān)系。

1.2 材料與方法

試驗(yàn)采用錯(cuò)期播種法，設(shè)5 個(gè)處理，具體播種日期為3 月19 日、3 月26 日、4 月2 日、4 月9 日、4 月16日、4 月23 日、4 月30 日。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3 次，每個(gè)處理小區(qū)面積12 m2。試驗(yàn)安排在阜陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)地，同時(shí)采用露地直播和地膜覆蓋兩種方式種植，播種行距60 cm，其他措施同常規(guī)高產(chǎn)栽培管理。供試品種為豫芝11 和駐芝22，播種后，每日記錄統(tǒng)計(jì)各處理的出苗速度和出苗率。

1.3 整地播種

1.3.1 整地

試驗(yàn)選擇3 年內(nèi)無(wú)芝麻種植史的地塊，以預(yù)防連作病害發(fā)生。選擇通風(fēng)、無(wú)遮陽(yáng)、地勢(shì)平坦、肥力中等或中等偏上、排灌方便的地塊留作試驗(yàn)地，于播前旋耙2～3 遍，做到耕層上松下實(shí)、地表平整細(xì)碎。底肥施三元復(fù)合肥（15-15-15）300 kg/hm2、氮素150 kg/hm2、硫酸鋅15 kg/hm2、硼砂3 kg/hm2。疏通排水溝渠，開(kāi)好畦溝、腰溝和圍溝，做到溝溝相通，便于瀝水排水，確保田間降雨后無(wú)積水，以防止?jié)n害發(fā)生。用尺子、繩子拉出小區(qū)和走道，試驗(yàn)小區(qū)周圍留保護(hù)區(qū)，以防被牲畜和路人破壞[8]。整地要求耕層上松下實(shí)，地表平整、細(xì)碎；大面積種植田塊，疏通排水溝渠，開(kāi)好畦溝、腰溝和圍溝；間作套種地塊應(yīng)留好預(yù)留行。

1.3.2 施肥

底肥施三元復(fù)合肥（15-15-15）300～450 kg/hm2、硫酸鋅15 kg/hm2、硼砂3 kg/hm2；有條件的配合施農(nóng)家肥15～30 t/hm2，播前結(jié)合整地翻埋土中。

1.3.3 播種

免耕條播需對(duì)前茬作物留茬矮（低于20 cm）、雜草少的地塊，在墑情適宜的條件下，利用條播器直接搶墑免耕條播，播種深度1～2 cm，淺播淺蓋，條播行距30～40 cm。旋耕條播需對(duì)雜草多、土壤干硬、前茬作物留茬高的地塊，先進(jìn)行滅茬，再進(jìn)行施肥、旋耕、播種。播種深度控制在1～2 cm，播種行距40 cm。旋耕撒播需在滅茬旋耕后，人工撒種，撒種后輕耙1 遍。土壤含水量低于15%時(shí)，應(yīng)造墑播種。

播種前將試驗(yàn)所需芝麻種子認(rèn)真核對(duì)、整理，按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)編排好。將分好的芝麻種子袋按重復(fù)號(hào)和小區(qū)地牌核查無(wú)誤后播種。按試驗(yàn)方案規(guī)定行距劃行，人工以簍開(kāi)溝。為使種子落粒均勻，加1/2 熟芝麻（以開(kāi)水燙2～3 遍，經(jīng)發(fā)芽試驗(yàn)滅活率100%）混拌均勻，人工精細(xì)撒播。播種后及時(shí)覆土，防止麻雀等啄食[9]。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 土溫測(cè)量

采用土壤溫濕度參數(shù)速測(cè)儀，嚴(yán)格按照儀器使用說(shuō)明，于每日8：00 測(cè)量土壤溫度。掌握好每日測(cè)量時(shí)間，時(shí)間誤差不超過(guò)10 min，溫度測(cè)量做到及時(shí)、準(zhǔn)確，并認(rèn)真做好記錄。3 月中旬到4 月底土壤溫度變化統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1、圖1。

圖1 3 月17 日至4 月30 日8：00 土壤溫度變化及線性趨勢(shì)

表1 3 月17 日至4 月30 日土壤溫度變化

2021 年2 月被認(rèn)為是有數(shù)據(jù)記錄以來(lái)阜陽(yáng)溫度最高的2 月。2 月中旬至3 月18 日，阜陽(yáng)農(nóng)科院試驗(yàn)地地溫高于15 ℃。3 月19 日至4 月30 日，露地5 cm下土壤溫度與地膜覆蓋5 cm 下土壤溫度變化均呈線性上升趨勢(shì)，且變化曲線高度一致。其中，露地5 cm 下溫度上升14.7 ℃，變化范圍7.7～22.4 ℃，日均溫度上升約0.34 ℃；同期每日膜下5 cm 溫度比露地5 cm 溫度高約0.91 ℃。

2.2 土壤溫度對(duì)芝麻出苗速度的影響

人工精細(xì)撒播，精確控制播種量，以不間苗標(biāo)準(zhǔn)播種。每日詳細(xì)記載播種日期及出苗期，并計(jì)算出苗所需天數(shù)，見(jiàn)表2。

表2 不同播期處理下芝麻出苗所需時(shí)間

土壤溫度越高，出苗越快。例如，當(dāng)出苗期土壤溫度為8 ℃時(shí)，兩品種近20 d 才能出苗，且苗勢(shì)纖弱、部分植株出現(xiàn)凍害癥狀；當(dāng)出苗期土壤溫度升至21～23 ℃時(shí)，兩品種7～9 d 就能出苗。

由表3 可知，不同播期處理下芝麻出苗所需天數(shù)與土壤溫度（露地5 cm 及膜下5 cm）均在0.01 水平上呈極顯著相關(guān)，說(shuō)明芝麻出苗所需天數(shù)受土壤溫度變化影響很大。土壤溫度越高，出苗所需天數(shù)越少，即出苗越快；反之出苗越慢。在8～22 ℃范圍內(nèi)，土壤溫度每升高1 ℃，出苗時(shí)間縮短約0.8 d。

表3 不同播期處理下芝麻出苗所需天數(shù)與土壤溫度的相關(guān)性

2.3 土壤溫度對(duì)芝麻出苗率的影響

4 月30 日播種，苗基本能夠出齊。以4 月30 日播種處理的出苗率為100%，取5 m 距離統(tǒng)計(jì)苗數(shù)。各日期播種處理出苗穩(wěn)定后統(tǒng)計(jì)其出苗數(shù)，并計(jì)算此處理出苗率，計(jì)算公式如下。

出苗率=某日期播種處理5 m 距離出苗數(shù)/4 月30 日播種處理的出苗數(shù) （1）

不同播期處理下芝麻出苗率見(jiàn)表4，土壤溫度越高，出苗率越高。例如，當(dāng)出苗期土壤溫度為8 ℃時(shí)，兩品種出苗率不到40%，且苗勢(shì)纖弱、部分植株出現(xiàn)凍害癥狀；當(dāng)出苗期土壤溫度升至21～23 ℃時(shí)，兩品種出苗率達(dá)到100%，基本全部出苗。

表4 不同播期處理下芝麻出苗率

由表5 可知，豫芝11 出苗率與露地5 cm 土壤溫度及膜下5 cm 土壤溫度均在0.01 水平上呈極顯著相關(guān)，駐芝22 出苗率與露地5 cm 土壤溫度及膜下5 cm 土壤溫度均在0.05 水平上呈顯著相關(guān)，說(shuō)明芝麻出苗率受土壤溫度變化影響很大。土壤溫度越高，出苗率越高，反之越低。在8～22 ℃范圍內(nèi)，土壤溫度每升高1 ℃，出苗率約提高4 個(gè)百分點(diǎn)。

表5 不同播期處理下芝麻出苗率與土壤溫度的相關(guān)性

3 結(jié)論

試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，露地5 cm 土壤溫度與膜下5 cm土壤溫度變化均呈線性上升趨勢(shì)，且變化曲線高度一致。其中，露地5 cm 溫度上升14.7 ℃，變化范圍7.7～22.4 ℃，日均溫度上升約0.34 ℃；同時(shí)期每日膜下5 cm 溫度比露地5 cm 溫度高約0.91 ℃?？筛鶕?jù)日均地溫變化趨勢(shì)，預(yù)估每日土壤溫度，合理制訂播種計(jì)劃。

試驗(yàn)結(jié)果表明，不同土壤溫度對(duì)芝麻種子出苗速度和出苗率均起到?jīng)Q定性影響。土壤溫度變化與芝麻種子出苗進(jìn)程之間存在著極顯著正相關(guān)關(guān)系，即土壤溫度越高，芝麻種子出苗率越高、出苗速度越快、長(zhǎng)勢(shì)越好；土壤溫度越低，芝麻種子出苗率越低、出苗速度越慢、長(zhǎng)勢(shì)越差，且苗勢(shì)纖弱、部分植株出現(xiàn)凍害癥狀。在8～22 ℃范圍內(nèi)，土壤溫度每升高1 ℃，出苗時(shí)間約縮短0.8 d，出苗率約提高4 個(gè)百分點(diǎn)。

本研究結(jié)果符合生物熱力學(xué)的一般性規(guī)律，對(duì)芝麻生產(chǎn)實(shí)踐有一定指導(dǎo)意義。在芝麻種植生產(chǎn)中，應(yīng)牢牢掌握不同時(shí)期土壤溫度的變化規(guī)律，并根據(jù)土壤溫度變化曲線預(yù)測(cè)每日土壤溫度情況，作為確定播種日期的依據(jù)。通過(guò)適期播種和恰當(dāng)?shù)霓r(nóng)藝操作，最大限度地提高種子的出苗率及出苗速度，從而獲得較好的苗勢(shì)，為增加產(chǎn)量和提高抗性打下良好的基礎(chǔ)。