鄭 磊 張仙美 吳鶴敏 劉美茹 衛松山 劉立峰 張京飛
(1 漯河市農業科學院,河南漯河 462300;2 南京市高淳區農業技術推廣站,江蘇南京 211300)
芝麻是世界上最古老的油料作物之一,具有很高的營養價值,是廣受歡迎的醫食兩用作物[1]。我國芝麻的生產優勢區主要在河南、安徽、湖北、江西4 省[2],地處黃淮地區的河南和安徽常年芝麻種植面積占全國總面積的50%左右[3]。因此,開展適合該區域種植的芝麻新品種選育工作極其重要。黃淮地區芝麻5 月中下旬至6 月上旬播種,9 月上中旬收獲,自然條件下1 年1 熟,因此,雜交后形成性狀穩定的株系至少要6~7 年時間,制約了芝麻育種進度。
為了加快作物育種進程,育種家們探索了許多加速世代的方法[4]。芝麻育種普遍采用的加代方法是南繁(在海南等熱帶地區異地加代),但南繁受人力、財力影響大,實力較弱的單位很難承擔得起相關費用,而就地加代則可節省南繁加代所需的巨額費用,操作簡單,具有成本低、效率高的特點。日光溫室造價低廉,大多數育種單位都具有相關的設施條件,利用日光溫室進行加代不失為一種好的方法。目前,在黃淮地區利用日光溫室加代有文獻報道的作物有玉米[5]、大豆[6]等,而在芝麻上沒有相關研究和應用。團隊自2015 年至今一直開展芝麻溫室加代技術研究與實踐,實現了本地1 年2 代的世代加速,且技術成熟,分別對每個世代的芝麻種植技術要點進行闡述,以供參考。
第1 代芝麻3 月份溫室播種,在氣溫、光照強度、空氣濕度、地溫、土壤含水量、風速、CO2濃度等環境條件上,與夏季大田芝麻存在很大的差異,特別是地溫和氣溫太低不利于芝麻出苗和生長。這就需要采取必要的催芽和增溫措施,保證芝麻及早出苗,減少因病害和低溫造成的死苗,快速進入生殖生長階段。同時要兼顧適時收獲,為第2 代芝麻大田成功種植提供條件。
1.1 播種時間溫室內芝麻播種時間的選擇是加代成功的第1 個關鍵點。芝麻是喜溫作物,種子萌發的最低溫度為12℃,16℃以上才能正常出苗,最適溫度為24~30℃,高于40℃不能萌發。芝麻在晝夜平均溫度為20℃時發育良好,氣溫低于15℃不僅幼苗停止發育,而且植株根系容易腐爛[7]。
溫室內芝麻適宜播期為溫室內白天氣溫27℃左右,夜晚氣溫14℃左右,在黃淮地區基本為3 月15-25 日。若輔以增溫措施,芝麻能夠正常出苗生長。播種太早,地溫和氣溫太低,種子萌發受到影響,長時間在濕潤土壤里,造成種子腐爛,出苗率低;長出的幼苗受到凍害容易死亡。播種太晚,地溫和氣溫更適宜,但會造成溫室內種子收獲晚,影響大田播種及成熟。
1.2 播種前種子萌發處理種子萌發處理是為了縮短萌發時間,提高出苗率。播種前1d 進行種子萌發處理:在培養皿底鋪合適大小的濾紙,加入適量純凈水,將種子放于濾紙上。將培養皿放入光照培養箱內,白天/晚上12h/12h 光周期,溫度30℃進行種子萌發。24h 左右種子露白即可。
1.3 整地時對土壤墑情的要求土壤含水量太小,難以挖掘,造成整地困難。整地前澆太多的水,在封閉的溫室環境內,土壤散濕慢,容易錯過適墑播種時機,造成播期推遲。因此以土壤含水量小又不妨礙深翻土地為宜。播種時再進行澆水,容易控制土壤水分,保證一播全苗。
1.4 土壤處理與整地整地前,每hm2施入復合肥750kg,然后深翻土地,深度20cm 左右,再用微耕機旋耕。溫室內一般沒有地下害蟲,無需進行蟲害防治。但是由于低溫,芝麻更容易生病,需要注重病害的預防。旋耕后用根腐寧15kg/hm2拌適量干細土混勻,均勻撒到地表,再用耙子平整鎮壓土地,確保土地碎、實、平。
1.5 澆水播種采用條播。先進行開溝,溝深3~4cm;在溝內澆水后,等到溝內無明水,撒播已萌發的種子。考慮到有死苗現象,播量不宜小,一般為7.5kg/hm2。撒播完種子后,覆上干土。
1.6 增溫措施黃淮地區3 月中下旬氣溫波動較大,同時晝夜溫差大,只有采取增溫措施才能滿足芝麻生長需求。采用地膜加拱棚的方式進行土壤增溫,可有效保持晝夜間氣溫和地溫的穩定。具體方法為:播種后,采用無色地膜拉直拉長置于地上。地膜鋪設后利用竹竿作為骨架,架設小拱棚,再進行覆膜。
1.7 去膜去拱棚隨著時間的推移,黃淮地區氣溫逐漸升高。出苗后,天氣晴好情況下,溫室內午后氣溫可高達35℃以上,因此應及時除去地膜和拱棚,以免燙傷幼苗。
1.8 生育期水分管理溫室芝麻不宜澆過多的水。由于溫室內光照較室外嚴重不足,芝麻生長纖細,如果大水漫灌,會造成芝麻嚴重倒伏。在封閉的溫室環境中,澆水過多,高溫高濕,導致病原物生長迅速,芝麻容易發生病害。此外,芝麻不耐漬,水分過大,容易造成死亡。因此,只有出現明顯的干旱萎蔫癥狀再澆水,實現蹲苗效果。在需水量大的現蕾開花期,可采用微噴管進行一定的水分補給。
1.9 加強病害防治由于溫室容易發生病害,應該十分注意芝麻病害的防治。采用預防為主的防治策略,苗期病害防治在芝麻2 葉1 心期開始施藥,選用325g/L 苯甲·嘧菌酯懸浮劑600mL/hm2噴霧,施藥1次,預防芝麻苗期莖點枯病、枯萎病和立枯病;在開花初期(一般在5 月中下旬),用40%苯醚甲環唑懸浮劑187.5mL/hm2,施藥1 次,防治真菌性葉部病害。發現零星輕發病株時,及時噴藥防治,拔除、銷毀重病株。
1.10 溫室芝麻收獲時間與處理溫室內芝麻收獲時間和收獲方式是溫室加代成功的第2 個關鍵點。黃淮地區3 月中下旬溫室播種的芝麻,其全生育期約為5 個月,即8 月份才能自然成熟,6 月中旬收獲的為提前收獲,即芝麻尚未生理成熟,收獲后經后熟過程才具有發芽能力。溫室芝麻收獲過早,種子數量少并且發芽率不高、發芽勢差,幼苗弱導致加代失敗。溫室芝麻收獲過晚,影響第2 代芝麻大田播種及后期成熟。收獲標準為經過后熟,具有發芽能力的種子量滿足需求時即可。適宜的收獲時期為出現5個果節后20~25d(黃淮地區一般為6月25-30日)。收獲方式為拔除整株,曬干后脫粒,可以實現芝麻帶稈后熟,養分朝籽粒流動,千粒重增加,發芽率提高。5 個果節可以保證一定的種子量,蒴果生長20~25d、整株曬干后熟保證了種子發芽率達90%以上,實現加代目的。
第2 代芝麻較正常夏播芝麻播種(6 月上旬)晚1 個月,其種植技術關鍵點為搶時播種和打頂技術。保證在8 月下旬黃淮地區溫度明顯下降時,芝麻形成一定數量的有效蒴果。其余田間管理技術和夏播芝麻相同。
2.1 及早播種對溫室收獲的種子應及早播種,黃淮地區一般為7 月上旬。選取飽滿種子,暴曬1d 以提高發芽率。大田條件下芝麻生長環境適宜,但種子量有限,可以點播,減少不必要的間苗浪費。注意保證播種質量,一播全苗。有條件的可以育苗移栽。
2.2 田間管理田間管理和夏播芝麻相同,具體方法參考《夏芝麻高產栽培技術規程》[8]。
2.3 適時打頂適期打頂能夠調整植株營養分配方向,減少無效消耗,增加有效蒴果數和籽粒飽滿度[9]。由于芝麻播種晚,有必要采取打頂措施。在9 月初打頂,實現提高千粒重和發芽率的目標。
2.4 芝麻成熟后收獲一般9 月中下旬,芝麻成熟后正常收獲。每株芝麻大約有40 個蒴果,籽粒飽滿,發芽率100%,完成第2 代芝麻種植。
日光溫室就地加代技術,填補了黃淮地區芝麻溫室加代的空白,開拓了芝麻育種加代的新途徑。該技術1年2代,加快了育種進程,縮短了育種時間,同時節省了南繁加代所需的巨額費用,為經費不足的科研單位或加代材料不多的科研試驗提供了一種新方法。對于經費充足、有南繁能力的單位,通過本技術的應用,3-9 月份實現本地加代,11 月至次年2月份南繁加代,可實現芝麻1 年3 熟,進一步提高科研工作效率,有很好的實際利用價值。