黑芝麻专用丰产剂组合物配方的研制与应用

汪瑞清，肖运萍，魏林根，吕丰娟，袁展汽，刘仁根

(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/农业部长江中下游作物生理生态与耕作重点实验室，江西 南昌 330200)

黑芝麻专用丰产剂组合物配方的研制与应用

汪瑞清，肖运萍，魏林根*，吕丰娟，袁展汽，刘仁根

(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/农业部长江中下游作物生理生态与耕作重点实验室，江西 南昌 330200)

为了改善黑芝麻产量和效益偏低的现状，提高农户种植黑芝麻的效益，采用随机区组设计，研究了多种组合物配方对黑芝麻产量和效益的影响。结果表明：增施硫酸锌、硫酸镁、钼酸铵均可以增加黑芝麻产量，但是三者的用量均不宜太高。黑芝麻专用丰产剂组合物的优化配方为：多效唑37.5～75.0 g/hm2、磷酸二氢钾1 125～2 250 g/hm2、硼砂375～750 g/hm2、硫酸锌750～1 500 g/hm2、硫酸镁3 750～5 625 g/hm2、钼酸铵187.5～375.0 g/hm2，对水750 kg/hm2，该专用丰产剂能使黑芝麻较空白对照显著增产17.4%～24.6%，效益增加2 515.6～3 638.3元/hm2。

芝麻； 丰产剂； 配方； 产量； 效益

芝麻是我国的五大油料作物之一，位列油菜、大豆、花生之后，2013年全国种植面积为41.8万hm2，单产达1 490 kg/hm2，总产为62.3万t[1]，主要分布在河南、安徽、湖北、江西等主产区，其中南方黑芝麻产区主要包括江西、广西、广东等地，以江西种植面积最大。其适宜播种时期为6月下旬至7月上中旬，此时雨水较少，因此芝麻多为抢墒播种，基肥施用较少，同时芝麻追肥时期刚好处于高温干旱期，追肥十分困难，肥效不明显，导致黑芝麻生育中后期容易出现营养不足而早衰的现象，这已经成为限制黑芝麻高产稳产的主要因素之一。在芝麻苗期和初花期根外喷施营养液和生长调节剂，保证充足的养分供应和生长调控对提高芝麻产量有重要作用。研究表明，绝大多数陆生植物依靠根系吸收养分，但是植物的叶片也可以吸收外源物质，如气体、营养元素、农药等，叶片在吸收水分的同时能够像根一样把营养物质吸收到植物体中去[2]；将不同形态和种类的养分喷施于作物叶片，其效果与根部施肥基本一致[3]，这种现象对于作物进行叶面施肥有着重要的指导意义。目前，叶面肥已经大面积应用在水稻[4-5]、小麦[6-7]、棉花[8]、油菜[9]、油茶[10]、苎麻[11]、番茄[12]、大葱[13]、苹果[14]、人参[15]等各种作物及滇重楼[16]上，效果非常显著。在芝麻上的报道较少，有研究发现，花期喷施2 次磷酸二氢钾溶液，千粒质量平均增加0.09 g，增产幅度达19.05%[17]。多效唑是一种植物生长调节剂，具有延缓植物生长、抑制茎秆伸长、缩短节间、促进植物分蘖、增加植物抗逆性、提高作物产量等效果。由于其价格低廉且用量少，而深受广大农户的喜爱。目前，在很多粮食作物和经济作物上均有大面积的应用[18-21]，取得了明显效果，但是还未见在芝麻上的应用报道。为此，本研究将叶面肥(磷酸二氢钾、硼酸、硫酸锌、硫酸镁、钼酸铵)和多效唑有机结合，形成一种多功能的能够提高黑芝麻产量和效益的专用丰产剂组合物配方，在黑芝麻生长的2个关键节点(出苗后20 d和初花期)进行喷施，探讨其喷施效果，以期为黑芝麻的高产高效栽培提供理论参考和技术支持。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试黑芝麻品种为赣芝9号，籽粒黑色，属单秆三花四棱，由江西省农业科学院作物研究所选育并提供；赣芝5号，籽粒黑色，属单秆单花四棱，由江西省进贤县农业局选育并提供。

供试肥料为三元复合肥(含量45%，N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15 )，由安徽省司尔特肥业股份有限公司生产；尿素(含N 46.0%)，由湖北宜化集团责任有限公司生产。

多效唑为15%可湿性粉剂，磷酸二氢钾、硼砂、硫酸锌、硫酸镁、硫酸锰、钼酸铵均为化学纯试剂。

1.2 试验方法

1.2.1 黑芝麻专用丰产剂组合物配方初步筛选 将磷酸二氢钾、硼砂、硫酸锌、硫酸锰、多效唑混合组配成5个处理，具体用量见表1。根据需要喷施黑芝麻专用丰产剂的田间面积，合理添加水量，每次喷水量为750 kg/hm2，分别在苗后20 d和初花期叶面喷施。所有处理的复合肥作为基肥一次性施入，其中苗期追施尿素折合纯氮45 kg/hm2。试验在江西省农业科学院水稻研究所试验地(江西省南昌县莲塘镇)进行，试验地为芝麻正茬地，前茬作物为油菜，排水条件良好。黑芝麻品种为赣芝9号，采取条播方式，小区面积为12 m2(2 m×6 m)，密度为150 000株/hm2，行距约40 cm，株距约15 cm。2011年7月4日播种，2011年9月23日收获。各处理的田间管理与一般大田生产一致。

表1 黑芝麻专用丰产剂组合物配方初步筛选用量 g/hm2

1.2.2 黑芝麻专用丰产剂组合物配方细化筛选 在初步筛选结果基础上，对黑芝麻专用丰产剂组合物配方进行优化，剔除硫酸锰并增加硫酸镁和钼酸铵，共设计5个处理，具体用量见表2。试验在江西省南昌县良种场进行，试验地为芝麻正茬地，前茬作物为油菜。黑芝麻品种为赣芝5号，小区面积为12 m2(2 m×6 m)，行距约35 cm，株距约10 cm，密度为225 000株/hm2。2012年6月30日播种，2012年9月27日收获。肥料用量、施用方法、田间管理等同1.2.1。

表2 黑芝麻专用丰产剂组合物配方细化筛选用量 g/hm2

1.2.3 黑芝麻专用丰产剂组合物配方适宜用量筛选 在初步筛选和细化筛选结果基础上，考虑到硫酸锌在试验1中增产效果非常明显，属于芝麻需要的微量元素，其用量在L4的基础上适当增加了1倍，而硫酸镁虽然在试验2中作用也非常明显，但在农户的生产实践中使用较少，考虑到相对于其他物质而言其用量较大，故在L4的基础上适当降低了其用量，形成试验3的FC2配方，并将其6种物质作为一个整体考虑，适当增加或减少其总用量，探索配方适宜的用量，共设计4个处理，具体用量见表3。试验在江西省农业科学院园艺研究所试验基地进行，试验地为芝麻正茬地，前茬作物为西瓜。黑芝麻品种为赣芝5号，小区面积为12 m2(2 m×6 m)，行距约35 cm，株距约10 cm左右，密度为225 000株/hm2。2013年5月24日播种，2013年8月25日收获。肥料用量、施用方法、田间管理等同1.2.1。

表3 黑芝麻专用丰产剂组合物配方适宜用量筛选 g/hm2

1.3 调查项目及方法

于成熟期，在每小区同一方位连续取样10 株，分别调查株高、始蒴部位、果轴长，取样测定干物质量、单株蒴果数、角果密度、千粒质量、每蒴粒数；成熟后以小区实收籽粒质量计算黑芝麻产量，并折算成理论产量。

1.4 数据处理

采用Excel 2012对试验数据进行处理，采用SAS 9.1中的单因素方差分析模型进行方差分析，采用邓肯氏新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 黑芝麻专用丰产剂组合物配方初步筛选试验

由表4可知，黑芝麻单株蒴果数以Z4处理最高，Z2处理次之，两者差异不显著，但均显著高于其他处理，其他3个处理之间的差异不显著；株高、始蒴部位、果轴长、角果密度在各处理之间差异不显著。其中，Z4处理的单株蒴果数较Z5处理显著提高18.0%，说明增施硫酸锌可显著增加黑芝麻蒴果数；Z4处理单株蒴果数显著高于Z1处理，说明增施硫酸锰会显著降低黑芝麻单株蒴果数；比较Z1、Z2、Z3处理单株蒴果数可以看出，Z2>Z1>Z3，Z2处理显著高于Z1、Z3处理，表明各相同成分用量均减少50%时，单株蒴果数还能够有一定程度的增加。Z4处理的单株蒴果数与Z2处理无显著差异，这说明在多效唑、磷酸二氢钾、硼砂、硫酸锌等浓度增加1倍的条件下，去掉硫酸锰，单株蒴果数也不会降低，甚至有所增加。黑芝麻产量以Z4处理最高，Z2处理次之，两者差异不显著，但均显著高于Z3和Z5处理，Z3、Z5、Z1处理之间差异不显著。其中，Z4处理的产量较Z5处理显著提高21.6%，说明硫酸锌在黑芝麻上的增产效果非常显著；Z4处理产量高于Z1处理，但是差异不显著，说明增加锰肥对黑芝麻产量的影响不大，甚至还导致了黑芝麻产量有一定程度的降低；比较Z1、Z2、Z3处理产量可以看出，Z2>Z1>Z3，各相同成分用量均减少50%，产量还能够有一定程度的增加。Z4处理的产量与Z2处理无显著差异，这说明在多效唑、磷酸二氢钾、硼砂、硫酸锌等浓度增加1倍的条件下，去掉硫酸锰，也能够达到相同的增产效果。综上可以看出，Z4处理是一种较好的组合物配方，能够较大幅度地提高黑芝麻单株蒴果数和产量；增加锌肥增产效果明显，而锰肥效果不明显，增加镁肥和钼肥是否有一定的增产效果值得进一步的研究。

表4 黑芝麻专用丰产剂组合物配方初步筛选结果

注：同列数据后不同字母表示在0.05水平差异显著，下同。

2.2 黑芝麻专用丰产剂组合物配方细化筛选试验

由表5可知，黑芝麻角果密度以L4处理最高，L5处理最低，两者差异显著，但均与其他处理差异不显著，其他3个处理之间差异也不显著；株高、始蒴部位、果轴长、单株蒴果数在各处理之间差异不显著。其中，L4处理角果密度较L5处理高出30.6%，说明钼酸铵和硫酸镁用量减半可以显著增加黑芝麻角果密度，即两者浓度适宜时才可以增加黑芝麻角果密度。黑芝麻产量表现为L4最高，其次为L2，两者差异不显著，但均显著高于其他处理，L1、L5与L3之间有显著差异。其中，L4处理产量较L2处理增加1.9%，但差异不显著，说明增施钼酸铵可以增产，但是效果不显著；L4处理产量较L3处理显著增加37.2%，说明增施硫酸镁增产效果显著；L4处理产量较L5处理显著增加9.0%，说明硫酸镁和钼酸铵用量不宜太高，超过了黑芝麻的吸收范围，反而减产，应进一步优化组合物配方用量。

表5 黑芝麻专用丰产剂组合物配方细化筛选结果

2.3 黑芝麻专用丰产剂组合物配方适宜用量筛选试验

由表6可知，黑芝麻株高、始蒴部位、果轴长、单株蒴果数、角果密度、每蒴粒数、千粒质量等指标在各处理之间差异不显著；而黑芝麻产量以FC2处理最高，FC1处理次之，FC0处理最低。其中，FC2、FC1、FC3处理的产量分别较FC0处理显著增加24.6%、17.4%、12.5%；FC1、FC2、FC3三个处理相比发现，配方中的每种物质质量增加一倍，其产量呈先增后减的趋势，这说明各种物质的浓度对黑芝麻产量有一定的影响，浓度不宜太高也不宜太低。

从成本效益的角果考虑(表7)，各处理的总物质成本以FC3处理最高，除FC0处理外FC1处理最低，FC3处理的总成本较FC1处理增加了1.96倍。与FC0处理相比，其他各处理增加的人力成本统一均为240元/hm2；增产以FC2处理最高，FC1处理次之；增值也以FC2处理最高，FC1处理次之；效益增加值以FC2处理最高，FC1处理次之，两处理的效益增加值在2 515.6～3 638.3元/hm2。综上，以FC1和FC2这2种组合物配方对芝麻产量和效益的提高幅度较大。

表6 黑芝麻专用丰产剂组合物配方适宜用量筛选结果

表7 黑芝麻专用丰产剂组合物配方的成本效益分析

注：各农用物质价格为多效唑40元/kg、农用磷酸二氢钾8元/kg、农用硼3.4元/kg、农用硫酸锌3.7元/kg、农用硫酸镁0.45元/kg、农用钼酸铵170元/kg、黑芝麻14元/kg、人工80元/d,效益增加值=增值-总物质成本-人力成本。

3 结论与讨论

目前，叶面肥主要有4大类，分别为无机营养型、氨基酸营养型、腐殖酸营养型、植物生长调节剂营养型[22]，其中植物生长调节剂营养型叶面肥种类较多。植物生长调节剂主要包括吲哚乙酸、乙烯磷、赤霉素、多效唑、矮壮素、细胞分裂素等[23]。陈晓光等[18-19]的研究表明，喷施多效唑可明显降低小麦株高和基部节间长度，显著提高茎秆抗折力和抗倒伏指数，提高单位面积穗数和产量；也有研究表明，喷施多效唑可以提高甘薯叶片叶绿素含量和光合速率，促进碳水化合物向块根的运转，提高干物质在块根中的分配，增加单薯质量、淀粉产量和鲜薯产量[20]。本研究研制的芝麻专用丰产剂中添加的是多效唑，属于植物生长调节剂营养型叶面肥，提高了芝麻产量。

大量研究表明，叶面施肥不仅能够促进玉米、大豆、水稻、小麦等作物的生长发育[22,24-25]，而且能够提高植株体内叶绿素含量、SOD 活性、POD 活性等，延缓叶片衰老，从而提高产量和品质[25]。本研究中的黑芝麻专用丰产剂主要含有P、K、B、Zn、Mg、Mo、S，包含了芝麻生长需要的多数中微量元素，因此，取得了较好的应用效果。本试验没有考察黑芝麻专用丰产剂对植株体内生理活性指标的影响，今后将从生理机制方面研究专用丰产剂的增产原理，为大面积生产提供理论依据。

本研究通过3 a的大田试验发现，Z4处理的单株蒴果数(71.5个)和产量(1 089.7 kg/hm2)较Z5处理显著提高18.0%和21.6%，表明硫酸锌在黑芝麻上的增产效果非常显著；L4处理的产量(1 386.7 kg/hm2)较L3和L5处理显著增加37.2%和9.0%，表明硫酸镁的增产效果显著，但是硫酸镁和钼酸铵用量不宜太高。最终得出黑芝麻专用丰产剂组合物的优化配方为：多效唑37.5～75.0 g/hm2、磷酸二氢钾1 125～2 250 g/hm2、硼砂375～750 g/hm2、硫酸锌750～1 500 g/hm2、硫酸镁3 750～5 625 g/hm2、钼酸铵187.5～375.0 g/hm2，对水750 kg/hm2，该专用丰产剂能使黑芝麻较空白对照显著增产17.4%～24.6%，效益增加2 515.6～3 638.3元/hm2。该专用丰产剂是由生长调节剂和叶面肥复配而成，具有投入低、效益高、操作简单的特点，开辟了芝麻增产的新途径，解决了芝麻生长中后期脱肥和易早衰的根本问题，在芝麻生产上具有非常广阔的应用前景。

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Development and Application of Special Composition Formula for High Yield of Black Sesame

WANG Ruiqing,XIAO Yunping,WEI Lin’gen*,LÜ Fengjuan,YUAN Zhanqi,LIU Ren’gen

(Soil Fertilizer an Resource Environment Institute，Jiangxi Academy of Agricultural Sciences/National Engineer and Technology Research Center of Red-soil Improvement/Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System for the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River, Ministry of Agriculture,Nanchang 330200,China)

In order to improve the status of low sesame yield and efficiency and increase farmers’ econo-mic benefit in black sesame cultivation, randomized block design was used to study the effects of various formula combinations on sesame yield and efficiency. The results indicated that the application of zinc sulfate, magnesium sulfate and ammonium molybdate all increased the yield of black sesame, but the application amount of them should not be too high; the optimized formula of black sesame special high-yield agents included MET of 37.5—75.0 g/ha, potassium dihydrogen phosphate of 1 125—2 250 g/ha, borax of 375—750 g/ha, zinc sulfate of 750—1 500 g/ha, magnesium sulfate of 3 750—5 625 g/ha, ammonium molybdate of 187.5—375.0 g/ha, and diluted with 750 kg/ha water. Compared with that of control without agents, the sesame yield significantly increased by 17.4%—24.6%, the net income of sesame production increased by 2 515.6—3 638.3 RMB/ha with the optimized formula.

sesame; high-yield agents; formula; yield; benefit

2015-09-10

国家现代农业产业技术体系建设项目(CARS-15)；江西省科技支撑计划项目(2011BBF60036)

汪瑞清(1981-)，男，湖北监利人，助理研究员，博士，主要从事芝麻高产栽培生理研究。 E-mail：andywang111@163.com

*通讯作者：魏林根(1966-)，男，江西德安人，研究员，主要从事芝麻高产施肥研究。E-mail：lgw0021@163.com

S143.58；S565.3

A

1004-3268(2016)03-0073-05