汪瑞清，肖運(yùn)萍，魏林根，呂豐娟，袁展汽，劉仁根

(江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料與資源環(huán)境研究所/國家紅壤改良工程技術(shù)研究中心/農(nóng)業(yè)部長江中下游作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330200)

黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物配方的研制與應(yīng)用

汪瑞清，肖運(yùn)萍，魏林根*，呂豐娟，袁展汽，劉仁根

(江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料與資源環(huán)境研究所/國家紅壤改良工程技術(shù)研究中心/農(nóng)業(yè)部長江中下游作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330200)

為了改善黑芝麻產(chǎn)量和效益偏低的現(xiàn)狀，提高農(nóng)戶種植黑芝麻的效益，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，研究了多種組合物配方對(duì)黑芝麻產(chǎn)量和效益的影響。結(jié)果表明：增施硫酸鋅、硫酸鎂、鉬酸銨均可以增加黑芝麻產(chǎn)量，但是三者的用量均不宜太高。黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物的優(yōu)化配方為：多效唑37.5～75.0 g/hm2、磷酸二氫鉀1 125～2 250 g/hm2、硼砂375～750 g/hm2、硫酸鋅750～1 500 g/hm2、硫酸鎂3 750～5 625 g/hm2、鉬酸銨187.5～375.0 g/hm2，對(duì)水750 kg/hm2，該專用豐產(chǎn)劑能使黑芝麻較空白對(duì)照顯著增產(chǎn)17.4%～24.6%，效益增加2 515.6～3 638.3元/hm2。

芝麻； 豐產(chǎn)劑； 配方； 產(chǎn)量； 效益

芝麻是我國的五大油料作物之一，位列油菜、大豆、花生之后，2013年全國種植面積為41.8萬hm2，單產(chǎn)達(dá)1 490 kg/hm2，總產(chǎn)為62.3萬t[1]，主要分布在河南、安徽、湖北、江西等主產(chǎn)區(qū)，其中南方黑芝麻產(chǎn)區(qū)主要包括江西、廣西、廣東等地，以江西種植面積最大。其適宜播種時(shí)期為6月下旬至7月上中旬，此時(shí)雨水較少，因此芝麻多為搶墑播種，基肥施用較少，同時(shí)芝麻追肥時(shí)期剛好處于高溫干旱期，追肥十分困難，肥效不明顯，導(dǎo)致黑芝麻生育中后期容易出現(xiàn)營養(yǎng)不足而早衰的現(xiàn)象，這已經(jīng)成為限制黑芝麻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主要因素之一。在芝麻苗期和初花期根外噴施營養(yǎng)液和生長調(diào)節(jié)劑，保證充足的養(yǎng)分供應(yīng)和生長調(diào)控對(duì)提高芝麻產(chǎn)量有重要作用。研究表明，絕大多數(shù)陸生植物依靠根系吸收養(yǎng)分，但是植物的葉片也可以吸收外源物質(zhì)，如氣體、營養(yǎng)元素、農(nóng)藥等，葉片在吸收水分的同時(shí)能夠像根一樣把營養(yǎng)物質(zhì)吸收到植物體中去[2]；將不同形態(tài)和種類的養(yǎng)分噴施于作物葉片，其效果與根部施肥基本一致[3]，這種現(xiàn)象對(duì)于作物進(jìn)行葉面施肥有著重要的指導(dǎo)意義。目前，葉面肥已經(jīng)大面積應(yīng)用在水稻[4-5]、小麥[6-7]、棉花[8]、油菜[9]、油茶[10]、苧麻[11]、番茄[12]、大蔥[13]、蘋果[14]、人參[15]等各種作物及滇重樓[16]上，效果非常顯著。在芝麻上的報(bào)道較少，有研究發(fā)現(xiàn)，花期噴施2 次磷酸二氫鉀溶液，千粒質(zhì)量平均增加0.09 g，增產(chǎn)幅度達(dá)19.05%[17]。多效唑是一種植物生長調(diào)節(jié)劑，具有延緩植物生長、抑制莖稈伸長、縮短節(jié)間、促進(jìn)植物分蘗、增加植物抗逆性、提高作物產(chǎn)量等效果。由于其價(jià)格低廉且用量少，而深受廣大農(nóng)戶的喜愛。目前，在很多糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物上均有大面積的應(yīng)用[18-21]，取得了明顯效果，但是還未見在芝麻上的應(yīng)用報(bào)道。為此，本研究將葉面肥(磷酸二氫鉀、硼酸、硫酸鋅、硫酸鎂、鉬酸銨)和多效唑有機(jī)結(jié)合，形成一種多功能的能夠提高黑芝麻產(chǎn)量和效益的專用豐產(chǎn)劑組合物配方，在黑芝麻生長的2個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)(出苗后20 d和初花期)進(jìn)行噴施，探討其噴施效果，以期為黑芝麻的高產(chǎn)高效栽培提供理論參考和技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試黑芝麻品種為贛芝9號(hào)，籽粒黑色，屬單稈三花四棱，由江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所選育并提供；贛芝5號(hào)，籽粒黑色，屬單稈單花四棱，由江西省進(jìn)賢縣農(nóng)業(yè)局選育并提供。

供試肥料為三元復(fù)合肥(含量45%，N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15 )，由安徽省司爾特肥業(yè)股份有限公司生產(chǎn)；尿素(含N 46.0%)，由湖北宜化集團(tuán)責(zé)任有限公司生產(chǎn)。

多效唑?yàn)?5%可濕性粉劑，磷酸二氫鉀、硼砂、硫酸鋅、硫酸鎂、硫酸錳、鉬酸銨均為化學(xué)純?cè)噭?/p>

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物配方初步篩選 將磷酸二氫鉀、硼砂、硫酸鋅、硫酸錳、多效唑混合組配成5個(gè)處理，具體用量見表1。根據(jù)需要噴施黑芝麻專用豐產(chǎn)劑的田間面積，合理添加水量，每次噴水量為750 kg/hm2，分別在苗后20 d和初花期葉面噴施。所有處理的復(fù)合肥作為基肥一次性施入，其中苗期追施尿素折合純氮45 kg/hm2。試驗(yàn)在江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所試驗(yàn)地(江西省南昌縣蓮塘鎮(zhèn))進(jìn)行，試驗(yàn)地為芝麻正茬地，前茬作物為油菜，排水條件良好。黑芝麻品種為贛芝9號(hào)，采取條播方式，小區(qū)面積為12 m2(2 m×6 m)，密度為150 000株/hm2，行距約40 cm，株距約15 cm。2011年7月4日播種，2011年9月23日收獲。各處理的田間管理與一般大田生產(chǎn)一致。

表1 黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物配方初步篩選用量 g/hm2

1.2.2 黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物配方細(xì)化篩選 在初步篩選結(jié)果基礎(chǔ)上，對(duì)黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物配方進(jìn)行優(yōu)化，剔除硫酸錳并增加硫酸鎂和鉬酸銨，共設(shè)計(jì)5個(gè)處理，具體用量見表2。試驗(yàn)在江西省南昌縣良種場進(jìn)行，試驗(yàn)地為芝麻正茬地，前茬作物為油菜。黑芝麻品種為贛芝5號(hào)，小區(qū)面積為12 m2(2 m×6 m)，行距約35 cm，株距約10 cm，密度為225 000株/hm2。2012年6月30日播種，2012年9月27日收獲。肥料用量、施用方法、田間管理等同1.2.1。

表2 黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物配方細(xì)化篩選用量 g/hm2

1.2.3 黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物配方適宜用量篩選 在初步篩選和細(xì)化篩選結(jié)果基礎(chǔ)上，考慮到硫酸鋅在試驗(yàn)1中增產(chǎn)效果非常明顯，屬于芝麻需要的微量元素，其用量在L4的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加了1倍，而硫酸鎂雖然在試驗(yàn)2中作用也非常明顯，但在農(nóng)戶的生產(chǎn)實(shí)踐中使用較少，考慮到相對(duì)于其他物質(zhì)而言其用量較大，故在L4的基礎(chǔ)上適當(dāng)降低了其用量，形成試驗(yàn)3的FC2配方，并將其6種物質(zhì)作為一個(gè)整體考慮，適當(dāng)增加或減少其總用量，探索配方適宜的用量，共設(shè)計(jì)4個(gè)處理，具體用量見表3。試驗(yàn)在江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)地為芝麻正茬地，前茬作物為西瓜。黑芝麻品種為贛芝5號(hào)，小區(qū)面積為12 m2(2 m×6 m)，行距約35 cm，株距約10 cm左右，密度為225 000株/hm2。2013年5月24日播種，2013年8月25日收獲。肥料用量、施用方法、田間管理等同1.2.1。

表3 黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物配方適宜用量篩選 g/hm2

1.3 調(diào)查項(xiàng)目及方法

于成熟期，在每小區(qū)同一方位連續(xù)取樣10 株，分別調(diào)查株高、始蒴部位、果軸長，取樣測定干物質(zhì)量、單株蒴果數(shù)、角果密度、千粒質(zhì)量、每蒴粒數(shù)；成熟后以小區(qū)實(shí)收籽粒質(zhì)量計(jì)算黑芝麻產(chǎn)量，并折算成理論產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2012對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用SAS 9.1中的單因素方差分析模型進(jìn)行方差分析，采用鄧肯氏新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物配方初步篩選試驗(yàn)

由表4可知，黑芝麻單株蒴果數(shù)以Z4處理最高，Z2處理次之，兩者差異不顯著，但均顯著高于其他處理，其他3個(gè)處理之間的差異不顯著；株高、始蒴部位、果軸長、角果密度在各處理之間差異不顯著。其中，Z4處理的單株蒴果數(shù)較Z5處理顯著提高18.0%，說明增施硫酸鋅可顯著增加黑芝麻蒴果數(shù)；Z4處理單株蒴果數(shù)顯著高于Z1處理，說明增施硫酸錳會(huì)顯著降低黑芝麻單株蒴果數(shù)；比較Z1、Z2、Z3處理單株蒴果數(shù)可以看出，Z2>Z1>Z3，Z2處理顯著高于Z1、Z3處理，表明各相同成分用量均減少50%時(shí)，單株蒴果數(shù)還能夠有一定程度的增加。Z4處理的單株蒴果數(shù)與Z2處理無顯著差異，這說明在多效唑、磷酸二氫鉀、硼砂、硫酸鋅等濃度增加1倍的條件下，去掉硫酸錳，單株蒴果數(shù)也不會(huì)降低，甚至有所增加。黑芝麻產(chǎn)量以Z4處理最高，Z2處理次之，兩者差異不顯著，但均顯著高于Z3和Z5處理，Z3、Z5、Z1處理之間差異不顯著。其中，Z4處理的產(chǎn)量較Z5處理顯著提高21.6%，說明硫酸鋅在黑芝麻上的增產(chǎn)效果非常顯著；Z4處理產(chǎn)量高于Z1處理，但是差異不顯著，說明增加錳肥對(duì)黑芝麻產(chǎn)量的影響不大，甚至還導(dǎo)致了黑芝麻產(chǎn)量有一定程度的降低；比較Z1、Z2、Z3處理產(chǎn)量可以看出，Z2>Z1>Z3，各相同成分用量均減少50%，產(chǎn)量還能夠有一定程度的增加。Z4處理的產(chǎn)量與Z2處理無顯著差異，這說明在多效唑、磷酸二氫鉀、硼砂、硫酸鋅等濃度增加1倍的條件下，去掉硫酸錳，也能夠達(dá)到相同的增產(chǎn)效果。綜上可以看出，Z4處理是一種較好的組合物配方，能夠較大幅度地提高黑芝麻單株蒴果數(shù)和產(chǎn)量；增加鋅肥增產(chǎn)效果明顯，而錳肥效果不明顯，增加鎂肥和鉬肥是否有一定的增產(chǎn)效果值得進(jìn)一步的研究。

表4 黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物配方初步篩選結(jié)果

注：同列數(shù)據(jù)后不同字母表示在0.05水平差異顯著，下同。

2.2 黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物配方細(xì)化篩選試驗(yàn)

由表5可知，黑芝麻角果密度以L4處理最高，L5處理最低，兩者差異顯著，但均與其他處理差異不顯著，其他3個(gè)處理之間差異也不顯著；株高、始蒴部位、果軸長、單株蒴果數(shù)在各處理之間差異不顯著。其中，L4處理角果密度較L5處理高出30.6%，說明鉬酸銨和硫酸鎂用量減半可以顯著增加黑芝麻角果密度，即兩者濃度適宜時(shí)才可以增加黑芝麻角果密度。黑芝麻產(chǎn)量表現(xiàn)為L4最高，其次為L2，兩者差異不顯著，但均顯著高于其他處理，L1、L5與L3之間有顯著差異。其中，L4處理產(chǎn)量較L2處理增加1.9%，但差異不顯著，說明增施鉬酸銨可以增產(chǎn)，但是效果不顯著；L4處理產(chǎn)量較L3處理顯著增加37.2%，說明增施硫酸鎂增產(chǎn)效果顯著；L4處理產(chǎn)量較L5處理顯著增加9.0%，說明硫酸鎂和鉬酸銨用量不宜太高，超過了黑芝麻的吸收范圍，反而減產(chǎn)，應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化組合物配方用量。

表5 黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物配方細(xì)化篩選結(jié)果

2.3 黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物配方適宜用量篩選試驗(yàn)

由表6可知，黑芝麻株高、始蒴部位、果軸長、單株蒴果數(shù)、角果密度、每蒴粒數(shù)、千粒質(zhì)量等指標(biāo)在各處理之間差異不顯著；而黑芝麻產(chǎn)量以FC2處理最高，F(xiàn)C1處理次之，F(xiàn)C0處理最低。其中，F(xiàn)C2、FC1、FC3處理的產(chǎn)量分別較FC0處理顯著增加24.6%、17.4%、12.5%；FC1、FC2、FC3三個(gè)處理相比發(fā)現(xiàn)，配方中的每種物質(zhì)質(zhì)量增加一倍，其產(chǎn)量呈先增后減的趨勢，這說明各種物質(zhì)的濃度對(duì)黑芝麻產(chǎn)量有一定的影響，濃度不宜太高也不宜太低。

從成本效益的角果考慮(表7)，各處理的總物質(zhì)成本以FC3處理最高，除FC0處理外FC1處理最低，F(xiàn)C3處理的總成本較FC1處理增加了1.96倍。與FC0處理相比，其他各處理增加的人力成本統(tǒng)一均為240元/hm2；增產(chǎn)以FC2處理最高，F(xiàn)C1處理次之；增值也以FC2處理最高，F(xiàn)C1處理次之；效益增加值以FC2處理最高，F(xiàn)C1處理次之，兩處理的效益增加值在2 515.6～3 638.3元/hm2。綜上，以FC1和FC2這2種組合物配方對(duì)芝麻產(chǎn)量和效益的提高幅度較大。

表6 黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物配方適宜用量篩選結(jié)果

表7 黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物配方的成本效益分析

注：各農(nóng)用物質(zhì)價(jià)格為多效唑40元/kg、農(nóng)用磷酸二氫鉀8元/kg、農(nóng)用硼3.4元/kg、農(nóng)用硫酸鋅3.7元/kg、農(nóng)用硫酸鎂0.45元/kg、農(nóng)用鉬酸銨170元/kg、黑芝麻14元/kg、人工80元/d,效益增加值=增值-總物質(zhì)成本-人力成本。

3 結(jié)論與討論

目前，葉面肥主要有4大類，分別為無機(jī)營養(yǎng)型、氨基酸營養(yǎng)型、腐殖酸營養(yǎng)型、植物生長調(diào)節(jié)劑營養(yǎng)型[22]，其中植物生長調(diào)節(jié)劑營養(yǎng)型葉面肥種類較多。植物生長調(diào)節(jié)劑主要包括吲哚乙酸、乙烯磷、赤霉素、多效唑、矮壯素、細(xì)胞分裂素等[23]。陳曉光等[18-19]的研究表明，噴施多效唑可明顯降低小麥株高和基部節(jié)間長度，顯著提高莖稈抗折力和抗倒伏指數(shù)，提高單位面積穗數(shù)和產(chǎn)量；也有研究表明，噴施多效唑可以提高甘薯葉片葉綠素含量和光合速率，促進(jìn)碳水化合物向塊根的運(yùn)轉(zhuǎn)，提高干物質(zhì)在塊根中的分配，增加單薯質(zhì)量、淀粉產(chǎn)量和鮮薯產(chǎn)量[20]。本研究研制的芝麻專用豐產(chǎn)劑中添加的是多效唑，屬于植物生長調(diào)節(jié)劑營養(yǎng)型葉面肥，提高了芝麻產(chǎn)量。

大量研究表明，葉面施肥不僅能夠促進(jìn)玉米、大豆、水稻、小麥等作物的生長發(fā)育[22,24-25]，而且能夠提高植株體內(nèi)葉綠素含量、SOD 活性、POD 活性等，延緩葉片衰老，從而提高產(chǎn)量和品質(zhì)[25]。本研究中的黑芝麻專用豐產(chǎn)劑主要含有P、K、B、Zn、Mg、Mo、S，包含了芝麻生長需要的多數(shù)中微量元素，因此，取得了較好的應(yīng)用效果。本試驗(yàn)沒有考察黑芝麻專用豐產(chǎn)劑對(duì)植株體內(nèi)生理活性指標(biāo)的影響，今后將從生理機(jī)制方面研究專用豐產(chǎn)劑的增產(chǎn)原理，為大面積生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

本研究通過3 a的大田試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Z4處理的單株蒴果數(shù)(71.5個(gè))和產(chǎn)量(1 089.7 kg/hm2)較Z5處理顯著提高18.0%和21.6%，表明硫酸鋅在黑芝麻上的增產(chǎn)效果非常顯著；L4處理的產(chǎn)量(1 386.7 kg/hm2)較L3和L5處理顯著增加37.2%和9.0%，表明硫酸鎂的增產(chǎn)效果顯著，但是硫酸鎂和鉬酸銨用量不宜太高。最終得出黑芝麻專用豐產(chǎn)劑組合物的優(yōu)化配方為：多效唑37.5～75.0 g/hm2、磷酸二氫鉀1 125～2 250 g/hm2、硼砂375～750 g/hm2、硫酸鋅750～1 500 g/hm2、硫酸鎂3 750～5 625 g/hm2、鉬酸銨187.5～375.0 g/hm2，對(duì)水750 kg/hm2，該專用豐產(chǎn)劑能使黑芝麻較空白對(duì)照顯著增產(chǎn)17.4%～24.6%，效益增加2 515.6～3 638.3元/hm2。該專用豐產(chǎn)劑是由生長調(diào)節(jié)劑和葉面肥復(fù)配而成，具有投入低、效益高、操作簡單的特點(diǎn)，開辟了芝麻增產(chǎn)的新途徑，解決了芝麻生長中后期脫肥和易早衰的根本問題，在芝麻生產(chǎn)上具有非常廣闊的應(yīng)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

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項(xiàng)目(CARS-15)；江西省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011BBF60036)

汪瑞清(1981-)，男，湖北監(jiān)利人，助理研究員，博士，主要從事芝麻高產(chǎn)栽培生理研究。 E-mail：andywang111@163.com

*通訊作者：魏林根(1966-)，男，江西德安人，研究員，主要從事芝麻高產(chǎn)施肥研究。E-mail：lgw0021@163.com

S143.58；S565.3

A

1004-3268(2016)03-0073-05