汪瑞清，肖運萍，魏林根，呂豐娟

（江西省農業(yè)科學院土壤肥料與資源環(huán)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(xù)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(fā)生嚴重等現(xiàn)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(fā)展芝麻產業(yè)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(xiàn)在莖點枯病、枯萎病、青枯病等病害的發(fā)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(xiàn)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(qū)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(fā)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(qū)試驗，研究不同連作年限對芝麻產量、產量構成因素、病害發(fā)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(jù)，推動芝麻產業(yè)發(fā)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(yè)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(xù)4 a 同一小區(qū)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(yè)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(qū)，小區(qū)面積12 m2（2 m×6 m），各小區(qū)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(shù)發(fā)病，葉片萎蔫，全株受害蒴果數(shù)（含因發(fā)病而減少的蒴果數(shù)，下同）達1/4 以下；2 級，1/3～2/3 莖桿長度或分枝數(shù)發(fā)病，植株輕度矮化，全株受害蒴果數(shù)在1/4～2/4；3 級，2/3 以上莖桿長度或分枝數(shù)發(fā)病，植株顯著矮化，全株受害蒴果數(shù)達2/4～3/4；4級，整個莖桿或分枝發(fā)病，植株嚴重矮化，接近枯死，全株受害蒴果數(shù)達3/4 以上。病情指數(shù)＝Σ（各級病株數(shù)×相對級數(shù)值）/（調查總株數(shù)×4）×100。收獲前在同一方位連續(xù)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(qū)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(xiàn)下降趨勢，而株高和始蒴部位的變化規(guī)律呈現(xiàn)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(shù)、千粒重、每蒴粒數(shù)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(shù)和千粒重都與正茬的有顯著差異，而連作2 a 的每蒴粒數(shù)僅與連作3 a 的有顯著差異。單株蒴果數(shù)、千粒重和每蒴粒數(shù)都隨著連作年限的增加呈現(xiàn)先降后增再降趨勢。連作1 a、2 a、3 a 的單株蒴果數(shù)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(shù)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(shù)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(xiàn)為隨著連作年限增加芝麻產量呈現(xiàn)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%?？梢钥闯鲞B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(shù)的影響

連作對芝麻的影響主要表現(xiàn)在病害和蟲害的發(fā)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(fā)生時期主要在成熟期，而青枯病的發(fā)生時期主要在終花期至成熟期，多數(shù)時候為2種病害的混合發(fā)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(xiàn)為莖點枯病和青枯病的病情指數(shù)呈現(xiàn)一直上升的趨勢，連作3 a 后病情指數(shù)都接近50%。

表3 連作對芝麻莖點枯病和青枯病病情指數(shù)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(fā)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(shù)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(shù)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(fā)生較大變化，導致大豆生長發(fā)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(shù)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(shù)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(guī)律類似。

據(jù)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(shù)比輪作增加43.2%，而連作2 a 的病情指數(shù)較輪作處理增加129.7%，連作年限越長，花生發(fā)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(fā)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(shù)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(fā)育，導致產量降低[13]。連作1～4 a 大豆根腐病病情指數(shù)分別比輪作增加12.5%、38.0%、91.0%和116.5%，灰斑病病情指數(shù)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(shù)呈現(xiàn)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(guī)律類似。

[1]鄭亞萍，王才斌，黃順之，等.花生連作障礙及其緩解措施研究進展[J].中國油料作物學報，2008，30（3）：384-388.

[2]中華人民共和國國家統(tǒng)計局.中國統(tǒng)計年鑒（2013）[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，2013.

[3]李偉峰，楊光宇，王瑞霞.幾種殺菌劑防治芝麻生長期主要病害試驗研究[J].農業(yè)科技通訊，2010，（5）：79-81.

[4]李麗麗.我國芝麻病害種類、研究概況及展望[J].中國油料，1989，（1）：11-16.

[5]華菊玲，劉光榮，黃勁松.連作對芝麻根際土壤微生物群落的影響[J].生態(tài)學報，2012，32（9）：2936-2942.

[6]張思蘇，封海勝，萬書波，等.花生不同連作年限對植株生育影響[J].花生科技，1992，（2）：21-23.

[7]吳正鋒，成 波，王才斌.連作對花生幼苗生理特性及莢果產量的影響[J].花生學報，2006，35（1）：29-33.

[8]王金龍，徐 冉，陳存來，等.大豆連作下土壤環(huán)境條件變化的概述[J].大豆科學，2000，19（4）：367-371.

[9]辛洪生，胡瑞軒，張風彬.黑龍江省大豆連作施肥技術[J].種子世界，2002，（1）：41-43.

[10]張德儉，趙九洲，孫長艷，等.連作對大豆生長發(fā)育動態(tài)影響[J].大豆科學，1996，15（4）：326-331

[11]Sasser JN，Uzzell Jr G.Control of the soybean cyst nematode by crop rotation in combination with a nematicide[J].Journal of Nematology，1991，23（3）：344-347.

[12]劉美昌，鄭亞萍，王才斌.連作對花生生育的影響及其緩解措施研究[J].中國農學通報，2006，22（9）：144-148.

[13]郭永霞，劉新軍，李國蘭.連作對大豆根部酚含量、病害及產量的影響[J].黑龍江八一農墾大學學報，1998，10（2）：4-6.

[14]于廣武，許艷麗，劉曉冰，等.大豆連作障礙機制研究初報[J].大豆科學，1993，12（3）：237-243.