播期和土壤溫度對芝麻種子出苗的影響

張 衡

（阜陽市農(nóng)業(yè)科學院，安徽阜陽 236065）

芝麻是一種重要的經(jīng)濟作物，也是我國重要的特色油料作物之一。芝麻在我國栽培歷史悠久，用途廣泛，營養(yǎng)和保健價值極高。芝麻相關(guān)產(chǎn)品成為越來越多人喜食的家常食品，芝麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊。安徽省是全國重要的商品芝麻種植區(qū)，常年種植面積和產(chǎn)量約占全國種植面積及產(chǎn)量的1/6，均居全國前三位；也是我國出口芝麻主要產(chǎn)區(qū)，出口量常年居全國第一位。芝麻種植面積約占安徽省油料作物種植面積的10%，產(chǎn)量約占安徽省油料作物產(chǎn)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。皖北地區(qū)芝麻種植面積和總產(chǎn)量占安徽省的1/2 以上，阜陽市是安徽省芝麻生產(chǎn)第一大市。其中，臨泉縣是安徽省芝麻生產(chǎn)第一大縣，曾經(jīng)是全國芝麻生產(chǎn)第一大縣，生產(chǎn)的芝麻和麻油以品質(zhì)高、口感好而聞名[1]。

種子是活的生物體，種子萌發(fā)和出苗受土壤溫度影響很大。長期以來，人們對玉米等多種作物種子適宜萌發(fā)和出苗的土壤溫度條件進行研究，并取得大量研究成果。王會肖（1995）[2]研究表明，溫度變化可以加速種子萌發(fā)，田間條件下，50%種子萌發(fā)所需積溫為18.6～23.8 ℃，取決于晝夜溫差。徐文強等（2013）[3]研究表明，在環(huán)境溫度低于15 ℃的恒溫條件下玉米種子發(fā)芽率迅速降低，土壤含水量低于10%時種子不能正常萌發(fā)，在15 ℃及以下低溫、土壤含水量低于10%時玉米幼苗生長受到抑制，持續(xù)性低溫、干旱脅迫不利于玉米種子的正常萌發(fā)與幼苗的生長。謝明惠等（2017）[4]研究發(fā)現(xiàn)，隨著溫度（15 ℃、20 ℃、25 ℃和30 ℃）升高，花生出苗率、株高、側(cè)枝數(shù)、地上和地下部分鮮重、葉綠素含量及根系活力逐漸增加；土壤相對濕度60%時，花生的出苗率和幼苗長勢均優(yōu)于相對濕度40%和80%時，且土壤相對濕度80%時花生的爛種率顯著增加，在高溫和播種過深時尤其嚴重；播種深度為4～6 cm 時最為適宜，播種過淺或過深會降低出苗率，延長出苗時間，影響花生長勢。劉嘯笑等（2017）[5]研究了不同溫度（15 ℃、20 ℃、25 ℃）和土壤質(zhì)量含水率（20%、25%、30%、35%）對玉米種子活力及貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運率的影響，結(jié)果表明，當土壤濕度相同時，隨溫度下降，發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗葉長、幼苗質(zhì)量、貯藏物質(zhì)運轉(zhuǎn)率均呈降低趨勢；當溫度相同時，隨土壤濕度升高，各指標呈先增加后降低的趨勢。焦向杰（2020）[6]研究發(fā)現(xiàn)，溫度處于27～32 ℃范圍內(nèi)時，玉米種子的發(fā)芽率顯著提升，且生長迅速，植株活性較高；當溫度高于33 ℃或者低于20 ℃時，玉米種子出現(xiàn)明顯的生長受阻狀況，種子萌發(fā)緩慢，根系部分細小脆弱，玉米葉片相對較小，難以達到之后階段玉米的正常生長要求。

皖北地區(qū)春芝麻播期尚缺乏相關(guān)研究。本研究旨在通過試驗觀察測定在不同土壤溫度條件下芝麻種子的出苗速度和出苗率，并通過對試驗結(jié)果進行系統(tǒng)的統(tǒng)計分析，明確土壤溫度與種子出苗之間的關(guān)系，為正確選擇芝麻播期提供科學依據(jù)。

1 原理和方法

1.1 試驗的生物學原理

土壤是種子從萌發(fā)到出苗所需水分、熱能的主要來源，土壤溫度對種子的出苗起著決定性作用。一定溫度范圍內(nèi)，種子出苗過程隨溫度升高而加快，溫度過高或過低，都會導致出苗緩慢、出苗率低[7]。本研究在設(shè)定的時期內(nèi)，通過記錄在不同土壤溫度下芝麻種子從播種到出苗（50%以上出苗）的時間，及苗情穩(wěn)定后的出苗率（以出苗最齊的處理為100%），并通過相應的數(shù)學統(tǒng)計方法對試驗結(jié)果進行分析，探討土壤溫度與芝麻種子出苗之間的關(guān)系。

1.2 材料與方法

試驗采用錯期播種法，設(shè)5 個處理，具體播種日期為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。隨機區(qū)組設(shè)計，重復3 次，每個處理小區(qū)面積12 m2。試驗安排在阜陽市農(nóng)業(yè)科學院試驗地，同時采用露地直播和地膜覆蓋兩種方式種植，播種行距60 cm，其他措施同常規(guī)高產(chǎn)栽培管理。供試品種為豫芝11 和駐芝22，播種后，每日記錄統(tǒng)計各處理的出苗速度和出苗率。

1.3 整地播種

1.3.1 整地

試驗選擇3 年內(nèi)無芝麻種植史的地塊，以預防連作病害發(fā)生。選擇通風、無遮陽、地勢平坦、肥力中等或中等偏上、排灌方便的地塊留作試驗地，于播前旋耙2～3 遍，做到耕層上松下實、地表平整細碎。底肥施三元復合肥（15-15-15）300 kg/hm2、氮素150 kg/hm2、硫酸鋅15 kg/hm2、硼砂3 kg/hm2。疏通排水溝渠，開好畦溝、腰溝和圍溝，做到溝溝相通，便于瀝水排水，確保田間降雨后無積水，以防止?jié)n害發(fā)生。用尺子、繩子拉出小區(qū)和走道，試驗小區(qū)周圍留保護區(qū)，以防被牲畜和路人破壞[8]。整地要求耕層上松下實，地表平整、細碎；大面積種植田塊，疏通排水溝渠，開好畦溝、腰溝和圍溝；間作套種地塊應留好預留行。

1.3.2 施肥

底肥施三元復合肥（15-15-15）300～450 kg/hm2、硫酸鋅15 kg/hm2、硼砂3 kg/hm2；有條件的配合施農(nóng)家肥15～30 t/hm2，播前結(jié)合整地翻埋土中。

1.3.3 播種

免耕條播需對前茬作物留茬矮（低于20 cm）、雜草少的地塊，在墑情適宜的條件下，利用條播器直接搶墑免耕條播，播種深度1～2 cm，淺播淺蓋，條播行距30～40 cm。旋耕條播需對雜草多、土壤干硬、前茬作物留茬高的地塊，先進行滅茬，再進行施肥、旋耕、播種。播種深度控制在1～2 cm，播種行距40 cm。旋耕撒播需在滅茬旋耕后，人工撒種，撒種后輕耙1 遍。土壤含水量低于15%時，應造墑播種。

播種前將試驗所需芝麻種子認真核對、整理，按隨機區(qū)組設(shè)計編排好。將分好的芝麻種子袋按重復號和小區(qū)地牌核查無誤后播種。按試驗方案規(guī)定行距劃行，人工以簍開溝。為使種子落粒均勻，加1/2 熟芝麻（以開水燙2～3 遍，經(jīng)發(fā)芽試驗滅活率100%）混拌均勻，人工精細撒播。播種后及時覆土，防止麻雀等啄食[9]。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 土溫測量

采用土壤溫濕度參數(shù)速測儀，嚴格按照儀器使用說明，于每日8：00 測量土壤溫度。掌握好每日測量時間，時間誤差不超過10 min，溫度測量做到及時、準確，并認真做好記錄。3 月中旬到4 月底土壤溫度變化統(tǒng)計見表1、圖1。

圖1 3 月17 日至4 月30 日8：00 土壤溫度變化及線性趨勢

表1 3 月17 日至4 月30 日土壤溫度變化

2021 年2 月被認為是有數(shù)據(jù)記錄以來阜陽溫度最高的2 月。2 月中旬至3 月18 日，阜陽農(nóng)科院試驗地地溫高于15 ℃。3 月19 日至4 月30 日，露地5 cm下土壤溫度與地膜覆蓋5 cm 下土壤溫度變化均呈線性上升趨勢，且變化曲線高度一致。其中，露地5 cm 下溫度上升14.7 ℃，變化范圍7.7～22.4 ℃，日均溫度上升約0.34 ℃；同期每日膜下5 cm 溫度比露地5 cm 溫度高約0.91 ℃。

2.2 土壤溫度對芝麻出苗速度的影響

人工精細撒播，精確控制播種量，以不間苗標準播種。每日詳細記載播種日期及出苗期，并計算出苗所需天數(shù)，見表2。

表2 不同播期處理下芝麻出苗所需時間

土壤溫度越高，出苗越快。例如，當出苗期土壤溫度為8 ℃時，兩品種近20 d 才能出苗，且苗勢纖弱、部分植株出現(xiàn)凍害癥狀；當出苗期土壤溫度升至21～23 ℃時，兩品種7～9 d 就能出苗。

由表3 可知，不同播期處理下芝麻出苗所需天數(shù)與土壤溫度（露地5 cm 及膜下5 cm）均在0.01 水平上呈極顯著相關(guān)，說明芝麻出苗所需天數(shù)受土壤溫度變化影響很大。土壤溫度越高，出苗所需天數(shù)越少，即出苗越快；反之出苗越慢。在8～22 ℃范圍內(nèi)，土壤溫度每升高1 ℃，出苗時間縮短約0.8 d。

表3 不同播期處理下芝麻出苗所需天數(shù)與土壤溫度的相關(guān)性

2.3 土壤溫度對芝麻出苗率的影響

4 月30 日播種，苗基本能夠出齊。以4 月30 日播種處理的出苗率為100%，取5 m 距離統(tǒng)計苗數(shù)。各日期播種處理出苗穩(wěn)定后統(tǒng)計其出苗數(shù)，并計算此處理出苗率，計算公式如下。

出苗率=某日期播種處理5 m 距離出苗數(shù)/4 月30 日播種處理的出苗數(shù) （1）

不同播期處理下芝麻出苗率見表4，土壤溫度越高，出苗率越高。例如，當出苗期土壤溫度為8 ℃時，兩品種出苗率不到40%，且苗勢纖弱、部分植株出現(xiàn)凍害癥狀；當出苗期土壤溫度升至21～23 ℃時，兩品種出苗率達到100%，基本全部出苗。

表4 不同播期處理下芝麻出苗率

由表5 可知，豫芝11 出苗率與露地5 cm 土壤溫度及膜下5 cm 土壤溫度均在0.01 水平上呈極顯著相關(guān)，駐芝22 出苗率與露地5 cm 土壤溫度及膜下5 cm 土壤溫度均在0.05 水平上呈顯著相關(guān)，說明芝麻出苗率受土壤溫度變化影響很大。土壤溫度越高，出苗率越高，反之越低。在8～22 ℃范圍內(nèi)，土壤溫度每升高1 ℃，出苗率約提高4 個百分點。

表5 不同播期處理下芝麻出苗率與土壤溫度的相關(guān)性

3 結(jié)論

試驗數(shù)據(jù)顯示，露地5 cm 土壤溫度與膜下5 cm土壤溫度變化均呈線性上升趨勢，且變化曲線高度一致。其中，露地5 cm 溫度上升14.7 ℃，變化范圍7.7～22.4 ℃，日均溫度上升約0.34 ℃；同時期每日膜下5 cm 溫度比露地5 cm 溫度高約0.91 ℃。可根據(jù)日均地溫變化趨勢，預估每日土壤溫度，合理制訂播種計劃。

試驗結(jié)果表明，不同土壤溫度對芝麻種子出苗速度和出苗率均起到?jīng)Q定性影響。土壤溫度變化與芝麻種子出苗進程之間存在著極顯著正相關(guān)關(guān)系，即土壤溫度越高，芝麻種子出苗率越高、出苗速度越快、長勢越好；土壤溫度越低，芝麻種子出苗率越低、出苗速度越慢、長勢越差，且苗勢纖弱、部分植株出現(xiàn)凍害癥狀。在8～22 ℃范圍內(nèi)，土壤溫度每升高1 ℃，出苗時間約縮短0.8 d，出苗率約提高4 個百分點。

本研究結(jié)果符合生物熱力學的一般性規(guī)律，對芝麻生產(chǎn)實踐有一定指導意義。在芝麻種植生產(chǎn)中，應牢牢掌握不同時期土壤溫度的變化規(guī)律，并根據(jù)土壤溫度變化曲線預測每日土壤溫度情況，作為確定播種日期的依據(jù)。通過適期播種和恰當?shù)霓r(nóng)藝操作，最大限度地提高種子的出苗率及出苗速度，從而獲得較好的苗勢，為增加產(chǎn)量和提高抗性打下良好的基礎(chǔ)。