连作年限对红壤旱地芝麻产量和主要病害的影响

汪瑞清，肖运萍，魏林根，吕丰娟

（江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所，国家红壤改良工程技术研究中心，江西 南昌 330200）

连作是指一年内或连年在同一块田地上连续种植同一种作物的种植方式，也称“重茬”，而连作障碍指作物连作后，即使在正常管理的情况下，也会产生产量降低、品质变劣、生育状况变差、病虫害发生严重等现象[1]。我国油料作物主要有油菜、花生、大豆、芝麻、向日葵等5种，目前已经明确了存在连作障碍的油料作物主要有花生、大豆、芝麻3种，2012年我国芝麻种植面积为4.41×105hm2[2]。芝麻是我国重要的油料作物之一，扩大芝麻种植面积，提高芝麻单产和总产，是发展芝麻产业以及保障我国食用油供给安全的重要途径之一[3]。芝麻是对连作十分敏感的作物，连作地芝麻病害较正茬地芝麻病害严重，主要表现在茎点枯病、枯萎病、青枯病等病害的发病率明显增加[4]。近几年随着人们对保健意识的增强，以及芝麻轻简化种植技术的推广与应用，芝麻种植深受广大农户的喜爱，但由于种植土地面积有限，导致连作现象非常严重，连作障碍十分明显。华菊玲等[5]详细研究了芝麻连作对土壤微生物区系的影响，但是关于连作年限对芝麻农艺性状、产量、产量构成因素和病害发生程度的影响的研究还未见相关报道。因此，本课题采用4 a 定位小区试验，研究不同连作年限对芝麻产量、产量构成因素、病害发生程度等的影响，以期为研究芝麻连作障碍的危害程度提供参考依据，推动芝麻产业发展。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点位于江西省农业科学院水稻研究所内试验田，试验地土壤理化性状：pH 值5.63，有机质14.6 g/kg，全氮0.93 g/kg，有效磷31 mg/kg，速效钾85 mg/kg。试验地土壤地力中等，排水条件良好。连续4 a 同一小区定位试验，前茬作物为油菜。

1.2 试验方法

种植品种为黑芝麻品种赣芝5 号（由江西省农业科学院作物研究所提供）。试验设4个处理，正茬播种期：2010年7月9日，收获期为10月4日；连作1 a 的播种期为2011年7月22日，收获日期为2011年10月7日；连作2 a 的播种期为2012年7月15日，收获日期为2012年10月5日，连作3 a 播种期为2013年7月18日，收获日期为2013年10月4日。3 次重复，合计3个小区，小区面积12 m2（2 m×6 m），各小区采取条播方式，种植6 行，行距40 cm，株距15 cm，密度为225 000 株/hm2。肥料用量：N 105.0 kg/hm2,P2O590.0 kg/hm2，K2O 120.0 kg/hm2，其中氮肥为含N 46%的尿素（湖北宜化集团有限责任公司）；磷肥为含P2O512.0%的过磷酸钙（江西磷肥厂）；钾肥为含K2O 60%的氯化钾（中化化肥有限公司经销，原产国加拿大）。氮肥和钾肥按照基追比为7∶3 施入大田，蕾期追施氮肥和钾肥，磷肥作为基肥一次性施入土壤。

1.3 田间管理及调查方法

田间管理做到及时间苗、定苗，及时防治病、虫、草害，每年喷施的药剂基本相同。芝麻茎点枯病在芝麻成熟期且收获前3 d 开展调查，青枯病在成熟期且收获前7 d 开展调查。病情分级标准如下：0 级，无病状；1 级，根部或1/3 以下茎杆长度或分枝数发病，叶片萎蔫，全株受害蒴果数（含因发病而减少的蒴果数，下同）达1/4 以下；2 级，1/3～2/3 茎杆长度或分枝数发病，植株轻度矮化，全株受害蒴果数在1/4～2/4；3 级，2/3 以上茎杆长度或分枝数发病，植株显著矮化，全株受害蒴果数达2/4～3/4；4级，整个茎杆或分枝发病，植株严重矮化，接近枯死，全株受害蒴果数达3/4 以上。病情指数＝Σ（各级病株数×相对级数值）/（调查总株数×4）×100。收获前在同一方位连续取样10 株考察芝麻的主要农艺性状和产量及其构成因素，成熟后各小区单独收获称重。

2 结果与分析

2.1 连作对芝麻农艺性状的影响

芝麻主要农艺性状包括株高、始蒴部位、果轴长等，对后期的产量形成有较大影响。方差分析结果表明（表1），连作年限对芝麻的主要农艺性状影响显著，正茬的株高和始蒴部位与连作1 a、2 a、3 a 的都有显著差异，而果轴长只有连作3 a 的与其他3个处理有显著差异。果轴长随连作年限的增加呈现下降趋势，而株高和始蒴部位的变化规律呈现先降后升的趋势。总体上认为，连作年限对芝麻主要农艺性状影响较大。

2.2 连作对芝麻产量构成因素的影响

表1 连作对芝麻主要农艺性状的影响

芝麻的产量构成因素主要包括单株蒴果数、千粒重、每蒴粒数3个方面。方差分析结果表明（表2），连作1 a、2 a、3 a 的单株蒴果数和千粒重都与正茬的有显著差异，而连作2 a 的每蒴粒数仅与连作3 a 的有显著差异。单株蒴果数、千粒重和每蒴粒数都随着连作年限的增加呈现先降后增再降趋势。连作1 a、2 a、3 a 的单株蒴果数较正茬分别减少25.4%、17.5%、55.9%，而千粒重分别减少20.5%、8.5%、22.2%，连作1 a 与连作3 a 的每蒴粒数较正茬分别减少2.0%和14.5%。总体上，连作对芝麻产量构成因素的影响明显，尤其是单株蒴果数和千粒重。

表2 连作对芝麻产量构成因素的影响

2.3 连作对芝麻产量的影响

从图1 中可以看出连作年限对芝麻产量的影响显著，总体表现为随着连作年限增加芝麻产量呈现逐步下降的趋势。连作1 a、2 a、3 a 的芝麻产量较正茬分别降低14.0%、45.6%、64.4%。可以看出连作3 a 后，芝麻产量仅有379.5 kg/hm2，远低于芝麻正茬产量水平。因此，芝麻不宜连作年限太长，最多连作1 a。

图1 连作年限对芝麻产量的影响

2.4 连作对芝麻茎点枯病和青枯病病情指数的影响

连作对芝麻的影响主要表现在病害和虫害的发生程度上，尤其是病害。红壤旱地芝麻病害主要为茎点枯病和青枯病，茎点枯病的发生时期主要在成熟期，而青枯病的发生时期主要在终花期至成熟期，多数时候为2种病害的混合发生，对芝麻产生极大的危害，后果非常严重。从调查结果来看，也是表现为茎点枯病和青枯病的病情指数呈现一直上升的趋势，连作3 a 后病情指数都接近50%。

表3 连作对芝麻茎点枯病和青枯病病情指数的影响 （%）

3 小结与讨论

目前关于油料作物的连作障碍研究主要集中在花生和大豆这2种作物上，关于芝麻的连作障碍研究有少量报道。在花生连作方面的研究表明[6-7]，连作会导致花生个体生长发育变缓，株高和百果重分别较轮作降低1.8%～12.5%和5.5%～12.8%，单株饱果数减少32.1%～54.7%，生物产量和荚果产量也分别降低10.9%～24.2%和10.0%～33.4%。大豆连作方面的多数研究[8-11]也表明，不同连作年限均使大豆产量降低，减产幅度为6.2%～50%，个别年份甚至减产70%以上，减产程度与连作年限间呈正相关，连作使大豆产量构成因素发生较大变化，导致大豆生长发育受阻和产量降低[11]。本研究表明，随着芝麻连作年限的增加，芝麻株高、主茎果轴长、产量、产量构成因素等都呈下降趋势。连作1 a、2 a、3 a 的芝麻产量较正茬分别降低14.0%、45.6%、64.4%。连作1 a、2 a、3 a 的单株蒴果数较正茬分别减少25.4%、17.5%、55.9%，而千粒重分别减少20.5%、8.5%、22.2%，连作1 a 与连作3 a 的每蒴粒数较正茬分别减少2.0%和14.5%，这与其他2种油料作物的连作障碍对农艺性状的影响规律类似。

据刘美昌等[12]报道，连作1 a 的花生收获时叶部病害的病情指数比轮作增加43.2%，而连作2 a 的病情指数较轮作处理增加129.7%，连作年限越长，花生发病率越高，越不利于植物的正常生长。关于连作大豆病虫害发生情况也有少量研究，连作4 a 会使大豆不同生育时期的根部病害明显加重，分枝期、盛花期、鼓粒期的病情指数达到78.1%以上，从而使连作大豆根系的吸收能力降低，影响了植株的正常生长发育，导致产量降低[13]。连作1～4 a 大豆根腐病病情指数分别比轮作增加12.5%、38.0%、91.0%和116.5%，灰斑病病情指数成倍增加[14]。从本研究结果来看，在红壤旱地上连作也会使芝麻茎点枯病和青枯病的病情指数呈现上升趋势，其中茎点枯病从正茬6.80%到连作3 a 的51.63%，而青枯病从正茬的2.54%到连作3 a 的44.75%，这与其他2种油料作物的连作障碍对病害的影响规律类似。

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