連作年限對紅壤旱地芝麻產量和主要病害的影響

汪瑞清，肖運萍，魏林根，呂豐娟

（江西省農業科學院土壤肥料與資源環境研究所，國家紅壤改良工程技術研究中心，江西 南昌 330200）

連作是指一年內或連年在同一塊田地上連續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，也會產生產量降低、品質變劣、生育狀況變差、病蟲害發生嚴重等現象[1]。我國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年我國芝麻種植面積為4.41×105hm2[2]。芝麻是我國重要的油料作物之一，擴大芝麻種植面積，提高芝麻單產和總產，是發展芝麻產業以及保障我國食用油供給安全的重要途徑之一[3]。芝麻是對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重，主要表現在莖點枯病、枯萎病、青枯病等病害的發病率明顯增加[4]。近幾年隨著人們對保健意識的增強，以及芝麻輕簡化種植技術的推廣與應用，芝麻種植深受廣大農戶的喜愛，但由于種植土地面積有限，導致連作現象非常嚴重，連作障礙十分明顯。華菊玲等[5]詳細研究了芝麻連作對土壤微生物區系的影響，但是關于連作年限對芝麻農藝性狀、產量、產量構成因素和病害發生程度的影響的研究還未見相關報道。因此，本課題采用4 a 定位小區試驗，研究不同連作年限對芝麻產量、產量構成因素、病害發生程度等的影響，以期為研究芝麻連作障礙的危害程度提供參考依據，推動芝麻產業發展。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地點位于江西省農業科學院水稻研究所內試驗田，試驗地土壤理化性狀：pH 值5.63，有機質14.6 g/kg，全氮0.93 g/kg，有效磷31 mg/kg，速效鉀85 mg/kg。試驗地土壤地力中等，排水條件良好。連續4 a 同一小區定位試驗，前茬作物為油菜。

1.2 試驗方法

種植品種為黑芝麻品種贛芝5 號（由江西省農業科學院作物研究所提供）。試驗設4個處理，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，合計3個小區，小區面積12 m2（2 m×6 m），各小區采取條播方式，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（湖北宜化集團有限責任公司）；磷肥為含P2O512.0%的過磷酸鈣（江西磷肥廠）；鉀肥為含K2O 60%的氯化鉀（中化化肥有限公司經銷，原產國加拿大）。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 田間管理及調查方法

田間管理做到及時間苗、定苗，及時防治病、蟲、草害，每年噴施的藥劑基本相同。芝麻莖點枯病在芝麻成熟期且收獲前3 d 開展調查，青枯病在成熟期且收獲前7 d 開展調查。病情分級標準如下：0 級，無病狀；1 級，根部或1/3 以下莖桿長度或分枝數發病，葉片萎蔫，全株受害蒴果數（含因發病而減少的蒴果數，下同）達1/4 以下；2 級，1/3～2/3 莖桿長度或分枝數發病，植株輕度矮化，全株受害蒴果數在1/4～2/4；3 級，2/3 以上莖桿長度或分枝數發病，植株顯著矮化，全株受害蒴果數達2/4～3/4；4級，整個莖桿或分枝發病，植株嚴重矮化，接近枯死，全株受害蒴果數達3/4 以上。病情指數＝Σ（各級病株數×相對級數值）/（調查總株數×4）×100。收獲前在同一方位連續取樣10 株考察芝麻的主要農藝性狀和產量及其構成因素，成熟后各小區單獨收獲稱重。

2 結果與分析

2.1 連作對芝麻農藝性狀的影響

芝麻主要農藝性狀包括株高、始蒴部位、果軸長等，對后期的產量形成有較大影響。方差分析結果表明（表1），連作年限對芝麻的主要農藝性狀影響顯著，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，而果軸長只有連作3 a 的與其他3個處理有顯著差異。果軸長隨連作年限的增加呈現下降趨勢，而株高和始蒴部位的變化規律呈現先降后升的趨勢。總體上認為，連作年限對芝麻主要農藝性狀影響較大。

2.2 連作對芝麻產量構成因素的影響

表1 連作對芝麻主要農藝性狀的影響

芝麻的產量構成因素主要包括單株蒴果數、千粒重、每蒴粒數3個方面。方差分析結果表明（表2），連作1 a、2 a、3 a 的單株蒴果數和千粒重都與正茬的有顯著差異，而連作2 a 的每蒴粒數僅與連作3 a 的有顯著差異。單株蒴果數、千粒重和每蒴粒數都隨著連作年限的增加呈現先降后增再降趨勢。連作1 a、2 a、3 a 的單株蒴果數較正茬分別減少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 的每蒴粒數較正茬分別減少2.0%和14.5%。總體上，連作對芝麻產量構成因素的影響明顯，尤其是單株蒴果數和千粒重。

表2 連作對芝麻產量構成因素的影響

2.3 連作對芝麻產量的影響

從圖1 中可以看出連作年限對芝麻產量的影響顯著，總體表現為隨著連作年限增加芝麻產量呈現逐步下降的趨勢。連作1 a、2 a、3 a 的芝麻產量較正茬分別降低14.0%、45.6%、64.4%。可以看出連作3 a 后，芝麻產量僅有379.5 kg/hm2，遠低于芝麻正茬產量水平。因此，芝麻不宜連作年限太長，最多連作1 a。

圖1 連作年限對芝麻產量的影響

2.4 連作對芝麻莖點枯病和青枯病病情指數的影響

連作對芝麻的影響主要表現在病害和蟲害的發生程度上，尤其是病害。紅壤旱地芝麻病害主要為莖點枯病和青枯病，莖點枯病的發生時期主要在成熟期，而青枯病的發生時期主要在終花期至成熟期，多數時候為2種病害的混合發生，對芝麻產生極大的危害，后果非常嚴重。從調查結果來看，也是表現為莖點枯病和青枯病的病情指數呈現一直上升的趨勢，連作3 a 后病情指數都接近50%。

表3 連作對芝麻莖點枯病和青枯病病情指數的影響 （%）

3 小結與討論

目前關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，關于芝麻的連作障礙研究有少量報道。在花生連作方面的研究表明[6-7]，連作會導致花生個體生長發育變緩，株高和百果重分別較輪作降低1.8%～12.5%和5.5%～12.8%，單株飽果數減少32.1%～54.7%，生物產量和莢果產量也分別降低10.9%～24.2%和10.0%～33.4%。大豆連作方面的多數研究[8-11]也表明，不同連作年限均使大豆產量降低，減產幅度為6.2%～50%，個別年份甚至減產70%以上，減產程度與連作年限間呈正相關，連作使大豆產量構成因素發生較大變化，導致大豆生長發育受阻和產量降低[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、產量、產量構成因素等都呈下降趨勢。連作1 a、2 a、3 a 的芝麻產量較正茬分別降低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農藝性狀的影響規律類似。

據劉美昌等[12]報道，連作1 a 的花生收獲時葉部病害的病情指數比輪作增加43.2%，而連作2 a 的病情指數較輪作處理增加129.7%，連作年限越長，花生發病率越高，越不利于植物的正常生長。關于連作大豆病蟲害發生情況也有少量研究，連作4 a 會使大豆不同生育時期的根部病害明顯加重，分枝期、盛花期、鼓粒期的病情指數達到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發育，導致產量降低[13]。連作1～4 a 大豆根腐病病情指數分別比輪作增加12.5%、38.0%、91.0%和116.5%，灰斑病病情指數成倍增加[14]。從本研究結果來看，在紅壤旱地上連作也會使芝麻莖點枯病和青枯病的病情指數呈現上升趨勢，其中莖點枯病從正茬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病害的影響規律類似。

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