播期和土壤温度对芝麻种子出苗的影响

张 衡

（阜阳市农业科学院，安徽阜阳 236065）

芝麻是一种重要的经济作物，也是我国重要的特色油料作物之一。芝麻在我国栽培历史悠久，用途广泛，营养和保健价值极高。芝麻相关产品成为越来越多人喜食的家常食品，芝麻产业发展前景广阔。安徽省是全国重要的商品芝麻种植区，常年种植面积和产量约占全国种植面积及产量的1/6，均居全国前三位；也是我国出口芝麻主要产区，出口量常年居全国第一位。芝麻种植面积约占安徽省油料作物种植面积的10%，产量约占安徽省油料作物产量的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。皖北地区芝麻种植面积和总产量占安徽省的1/2 以上，阜阳市是安徽省芝麻生产第一大市。其中，临泉县是安徽省芝麻生产第一大县，曾经是全国芝麻生产第一大县，生产的芝麻和麻油以品质高、口感好而闻名[1]。

种子是活的生物体，种子萌发和出苗受土壤温度影响很大。长期以来，人们对玉米等多种作物种子适宜萌发和出苗的土壤温度条件进行研究，并取得大量研究成果。王会肖（1995）[2]研究表明，温度变化可以加速种子萌发，田间条件下，50%种子萌发所需积温为18.6～23.8 ℃，取决于昼夜温差。徐文强等（2013）[3]研究表明，在环境温度低于15 ℃的恒温条件下玉米种子发芽率迅速降低，土壤含水量低于10%时种子不能正常萌发，在15 ℃及以下低温、土壤含水量低于10%时玉米幼苗生长受到抑制，持续性低温、干旱胁迫不利于玉米种子的正常萌发与幼苗的生长。谢明惠等（2017）[4]研究发现，随着温度（15 ℃、20 ℃、25 ℃和30 ℃）升高，花生出苗率、株高、侧枝数、地上和地下部分鲜重、叶绿素含量及根系活力逐渐增加；土壤相对湿度60%时，花生的出苗率和幼苗长势均优于相对湿度40%和80%时，且土壤相对湿度80%时花生的烂种率显著增加，在高温和播种过深时尤其严重；播种深度为4～6 cm 时最为适宜，播种过浅或过深会降低出苗率，延长出苗时间，影响花生长势。刘啸笑等（2017）[5]研究了不同温度（15 ℃、20 ℃、25 ℃）和土壤质量含水率（20%、25%、30%、35%）对玉米种子活力及贮藏物质转运率的影响，结果表明，当土壤湿度相同时，随温度下降，发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗叶长、幼苗质量、贮藏物质运转率均呈降低趋势；当温度相同时，随土壤湿度升高，各指标呈先增加后降低的趋势。焦向杰（2020）[6]研究发现，温度处于27～32 ℃范围内时，玉米种子的发芽率显著提升，且生长迅速，植株活性较高；当温度高于33 ℃或者低于20 ℃时，玉米种子出现明显的生长受阻状况，种子萌发缓慢，根系部分细小脆弱，玉米叶片相对较小，难以达到之后阶段玉米的正常生长要求。

皖北地区春芝麻播期尚缺乏相关研究。本研究旨在通过试验观察测定在不同土壤温度条件下芝麻种子的出苗速度和出苗率，并通过对试验结果进行系统的统计分析，明确土壤温度与种子出苗之间的关系，为正确选择芝麻播期提供科学依据。

1 原理和方法

1.1 试验的生物学原理

土壤是种子从萌发到出苗所需水分、热能的主要来源，土壤温度对种子的出苗起着决定性作用。一定温度范围内，种子出苗过程随温度升高而加快，温度过高或过低，都会导致出苗缓慢、出苗率低[7]。本研究在设定的时期内，通过记录在不同土壤温度下芝麻种子从播种到出苗（50%以上出苗）的时间，及苗情稳定后的出苗率（以出苗最齐的处理为100%），并通过相应的数学统计方法对试验结果进行分析，探讨土壤温度与芝麻种子出苗之间的关系。

1.2 材料与方法

试验采用错期播种法，设5 个处理，具体播种日期为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。随机区组设计，重复3 次，每个处理小区面积12 m2。试验安排在阜阳市农业科学院试验地，同时采用露地直播和地膜覆盖两种方式种植，播种行距60 cm，其他措施同常规高产栽培管理。供试品种为豫芝11 和驻芝22，播种后，每日记录统计各处理的出苗速度和出苗率。

1.3 整地播种

1.3.1 整地

试验选择3 年内无芝麻种植史的地块，以预防连作病害发生。选择通风、无遮阳、地势平坦、肥力中等或中等偏上、排灌方便的地块留作试验地，于播前旋耙2～3 遍，做到耕层上松下实、地表平整细碎。底肥施三元复合肥（15-15-15）300 kg/hm2、氮素150 kg/hm2、硫酸锌15 kg/hm2、硼砂3 kg/hm2。疏通排水沟渠，开好畦沟、腰沟和围沟，做到沟沟相通，便于沥水排水，确保田间降雨后无积水，以防止渍害发生。用尺子、绳子拉出小区和走道，试验小区周围留保护区，以防被牲畜和路人破坏[8]。整地要求耕层上松下实，地表平整、细碎；大面积种植田块，疏通排水沟渠，开好畦沟、腰沟和围沟；间作套种地块应留好预留行。

1.3.2 施肥

底肥施三元复合肥（15-15-15）300～450 kg/hm2、硫酸锌15 kg/hm2、硼砂3 kg/hm2；有条件的配合施农家肥15～30 t/hm2，播前结合整地翻埋土中。

1.3.3 播种

免耕条播需对前茬作物留茬矮（低于20 cm）、杂草少的地块，在墒情适宜的条件下，利用条播器直接抢墒免耕条播，播种深度1～2 cm，浅播浅盖，条播行距30～40 cm。旋耕条播需对杂草多、土壤干硬、前茬作物留茬高的地块，先进行灭茬，再进行施肥、旋耕、播种。播种深度控制在1～2 cm，播种行距40 cm。旋耕撒播需在灭茬旋耕后，人工撒种，撒种后轻耙1 遍。土壤含水量低于15%时，应造墒播种。

播种前将试验所需芝麻种子认真核对、整理，按随机区组设计编排好。将分好的芝麻种子袋按重复号和小区地牌核查无误后播种。按试验方案规定行距划行，人工以篓开沟。为使种子落粒均匀，加1/2 熟芝麻（以开水烫2～3 遍，经发芽试验灭活率100%）混拌均匀，人工精细撒播。播种后及时覆土，防止麻雀等啄食[9]。

2 试验结果与分析

2.1 土温测量

采用土壤温湿度参数速测仪，严格按照仪器使用说明，于每日8：00 测量土壤温度。掌握好每日测量时间，时间误差不超过10 min，温度测量做到及时、准确，并认真做好记录。3 月中旬到4 月底土壤温度变化统计见表1、图1。

图1 3 月17 日至4 月30 日8：00 土壤温度变化及线性趋势

表1 3 月17 日至4 月30 日土壤温度变化

2021 年2 月被认为是有数据记录以来阜阳温度最高的2 月。2 月中旬至3 月18 日，阜阳农科院试验地地温高于15 ℃。3 月19 日至4 月30 日，露地5 cm下土壤温度与地膜覆盖5 cm 下土壤温度变化均呈线性上升趋势，且变化曲线高度一致。其中，露地5 cm 下温度上升14.7 ℃，变化范围7.7～22.4 ℃，日均温度上升约0.34 ℃；同期每日膜下5 cm 温度比露地5 cm 温度高约0.91 ℃。

2.2 土壤温度对芝麻出苗速度的影响

人工精细撒播，精确控制播种量，以不间苗标准播种。每日详细记载播种日期及出苗期，并计算出苗所需天数，见表2。

表2 不同播期处理下芝麻出苗所需时间

土壤温度越高，出苗越快。例如，当出苗期土壤温度为8 ℃时，两品种近20 d 才能出苗，且苗势纤弱、部分植株出现冻害症状；当出苗期土壤温度升至21～23 ℃时，两品种7～9 d 就能出苗。

由表3 可知，不同播期处理下芝麻出苗所需天数与土壤温度（露地5 cm 及膜下5 cm）均在0.01 水平上呈极显著相关，说明芝麻出苗所需天数受土壤温度变化影响很大。土壤温度越高，出苗所需天数越少，即出苗越快；反之出苗越慢。在8～22 ℃范围内，土壤温度每升高1 ℃，出苗时间缩短约0.8 d。

表3 不同播期处理下芝麻出苗所需天数与土壤温度的相关性

2.3 土壤温度对芝麻出苗率的影响

4 月30 日播种，苗基本能够出齐。以4 月30 日播种处理的出苗率为100%，取5 m 距离统计苗数。各日期播种处理出苗稳定后统计其出苗数，并计算此处理出苗率，计算公式如下。

出苗率=某日期播种处理5 m 距离出苗数/4 月30 日播种处理的出苗数 （1）

不同播期处理下芝麻出苗率见表4，土壤温度越高，出苗率越高。例如，当出苗期土壤温度为8 ℃时，两品种出苗率不到40%，且苗势纤弱、部分植株出现冻害症状；当出苗期土壤温度升至21～23 ℃时，两品种出苗率达到100%，基本全部出苗。

表4 不同播期处理下芝麻出苗率

由表5 可知，豫芝11 出苗率与露地5 cm 土壤温度及膜下5 cm 土壤温度均在0.01 水平上呈极显著相关，驻芝22 出苗率与露地5 cm 土壤温度及膜下5 cm 土壤温度均在0.05 水平上呈显著相关，说明芝麻出苗率受土壤温度变化影响很大。土壤温度越高，出苗率越高，反之越低。在8～22 ℃范围内，土壤温度每升高1 ℃，出苗率约提高4 个百分点。

表5 不同播期处理下芝麻出苗率与土壤温度的相关性

3 结论

试验数据显示，露地5 cm 土壤温度与膜下5 cm土壤温度变化均呈线性上升趋势，且变化曲线高度一致。其中，露地5 cm 温度上升14.7 ℃，变化范围7.7～22.4 ℃，日均温度上升约0.34 ℃；同时期每日膜下5 cm 温度比露地5 cm 温度高约0.91 ℃。可根据日均地温变化趋势，预估每日土壤温度，合理制订播种计划。

试验结果表明，不同土壤温度对芝麻种子出苗速度和出苗率均起到决定性影响。土壤温度变化与芝麻种子出苗进程之间存在着极显著正相关关系，即土壤温度越高，芝麻种子出苗率越高、出苗速度越快、长势越好；土壤温度越低，芝麻种子出苗率越低、出苗速度越慢、长势越差，且苗势纤弱、部分植株出现冻害症状。在8～22 ℃范围内，土壤温度每升高1 ℃，出苗时间约缩短0.8 d，出苗率约提高4 个百分点。

本研究结果符合生物热力学的一般性规律，对芝麻生产实践有一定指导意义。在芝麻种植生产中，应牢牢掌握不同时期土壤温度的变化规律，并根据土壤温度变化曲线预测每日土壤温度情况，作为确定播种日期的依据。通过适期播种和恰当的农艺操作，最大限度地提高种子的出苗率及出苗速度，从而获得较好的苗势，为增加产量和提高抗性打下良好的基础。