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(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院芝麻研究中心, 鄭州 450002)
芝麻(SesameindicumL.)(2 n=26)是我國重要的優(yōu)質(zhì)油料作物之一,其營養(yǎng)物質(zhì)豐富,富含卵磷脂、亞油酸、蛋白質(zhì)、維生素和抗氧化物質(zhì),具有軟化血管、養(yǎng)血護(hù)膚、延年益壽及促進(jìn)骨骼發(fā)育等功效[1]。河南省是我國芝麻主產(chǎn)區(qū),種植面積較大,在一定程度上影響著我國芝麻生產(chǎn)的形勢[2-3]。因此,河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院芝麻研究中心近幾年不斷加大芝麻育種力度,先后選育出一系列芝麻新品種,極大地推動(dòng)了河南省芝麻生產(chǎn),對穩(wěn)定我國芝麻種植面積起到重要作用。
試驗(yàn)材料是河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院近幾年選育的芝麻新品種,鄭芝13號、鄭芝14號、鄭芝15號、鄭芝19號、豫芝20號、豫芝21號、豫芝22號、豫芝23號和豫芝24號,共計(jì)9個(gè)。
1.2.1 田間種植與管理
2016年試驗(yàn)安排在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院平輿基地進(jìn)行。試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù),小區(qū)為6行,面積20 m2,小區(qū)密度18萬株/hm2,四周種植保護(hù)行,田間管理措施與大田生產(chǎn)管理相同。
1.2.2 田間性狀調(diào)查
6月1日播種, 6月5日出苗,從7月10日(初花期)開始,每區(qū)選擇具有代表性的10棵單株進(jìn)行定株調(diào)查,測量當(dāng)天植株高度,統(tǒng)計(jì)當(dāng)天開花量,開花期較早的品種統(tǒng)計(jì)結(jié)蒴數(shù)和開花量,以后每天統(tǒng)計(jì)日開花量,每5 d進(jìn)行株高測量,至終花期結(jié)束。
1.2.3 樣品采集和測定
每區(qū)選擇有代表性的5棵單株,依次在不同時(shí)期分別對根系、莖葉、蒴果(含籽粒)及籽粒進(jìn)行取樣編號,先稱鮮重,而后在DHG-9246 A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)105 ℃條件下快速殺青15 min,然后在80 ℃條件下烘干至恒重,再利用PL 602-S型百分之一天平進(jìn)行稱量,每10 d取1次,至成熟期結(jié)束[4-5]。
由圖1可以看出,芝麻各品種日均植株增高量均呈現(xiàn)出先急速增加后逐漸降低的趨勢,從出苗至7月20日左右,株高日增高量逐漸增加,最高植株日增高量達(dá)4 cm左右,此后開始下降。且株高日增高量從7月10日(初花期)一直到7月底(盛花中期)均維持在較高的增長水平,此階段正是營養(yǎng)生長與生殖生長并重的時(shí)期。
對各品種每日開花量調(diào)查發(fā)現(xiàn),從7月10日(初花期)開始隨著芝麻生長發(fā)育,一直到7月底(盛花中期),都是逐漸增多趨勢,進(jìn)入8月份,日開花量逐漸下降,與株高日增長量基本保持一致。在整個(gè)營養(yǎng)生長和生殖生長最為旺盛的階段(7月20日—8月8日),各品種日開花量均維持在一個(gè)較高的水平,此階段是提高結(jié)蒴率的關(guān)鍵時(shí)期,應(yīng)以保花護(hù)蒴為主,爭取提高單株結(jié)蒴數(shù)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),鄭芝19號和鄭芝13號在其它品種剛進(jìn)入初花期(7月10日)時(shí)已進(jìn)入盛花期,日均開花量均在2.0朵以上,下部植株已經(jīng)結(jié)蒴,說明這2個(gè)品種開花結(jié)蒴早;而豫芝20號和豫芝22號在多數(shù)品種已經(jīng)進(jìn)入終花期(8月15日)時(shí)還保持在日開花量2.0朵以上,說明這2個(gè)品種花期較長,熟期偏晚,如果后期天氣條件適宜,具有較大的增產(chǎn)潛力(圖2)。
圖1 不同品種平均株高日增長量
圖2 不同品種日均開花量
由圖3可以看出,各品種莖葉干物質(zhì)積累量在芝麻生育前期一直處于快速增長時(shí)期,到8月9日(盛花后期)達(dá)到登峰,隨后伴隨著植株中下部葉片的脫落和大量生殖器官的形成,各品種莖葉干物質(zhì)重量迅速降低,到8月19日(終花期后)達(dá)到最低,而終花期后多數(shù)品種又出現(xiàn)一個(gè)小幅度反彈,略有回升。但是鄭芝14號和鄭芝15號呈現(xiàn)出一直下降的趨勢,而且與其他品種相比較,這2個(gè)品種莖葉干物質(zhì)含量依然不低于其它品種。
由圖4可知,不同品種根系干重隨著芝麻的生育進(jìn)程表現(xiàn)出與莖葉生長一樣的趨勢,前期快速增長至盛花后期又急速下降,至終花期多數(shù)品種表現(xiàn)出與莖葉干物質(zhì)重量變化一樣的趨勢,略有反彈上升。但是鄭芝15號、鄭芝13號和豫芝21號根系干重也呈現(xiàn)一直下降趨勢,與其他品種根系干重相比,相對含量依然較高。
圖3 不同品種不同時(shí)期莖葉干物質(zhì)重量
圖4 不同品種根系干物質(zhì)重量
圖5 不同品種不同時(shí)期籽粒干物質(zhì)重量
由圖5可知,各品種單株籽粒重量隨著芝麻的生育進(jìn)程而增加,多數(shù)芝麻品種的籽粒形成始于盛花后期,終花期籽粒灌漿快速增加,至成熟期達(dá)到高峰。所以,產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時(shí)期是終花期至成熟期這一階段,該時(shí)期芝麻營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)和天氣的好壞嚴(yán)重影響著芝麻產(chǎn)量的高低。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),鄭芝19號和豫芝23號在終花期就已經(jīng)獲得較高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。因此,這2個(gè)品種應(yīng)對芝麻生育后期自然災(zāi)害的抵抗能力較強(qiáng),具有較好的穩(wěn)產(chǎn)性。
芝麻的生長發(fā)育進(jìn)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的復(fù)雜過程,受土壤、肥力、密度、環(huán)境等條件的影響較大[6-10],本試驗(yàn)是在中等肥力大田生產(chǎn)條件下進(jìn)行的單點(diǎn)試驗(yàn),雖然不是各個(gè)品種高產(chǎn)條件下的最佳生育進(jìn)程,但是試驗(yàn)結(jié)果基本反映出芝麻品種的生長發(fā)育規(guī)律,這與前人的研究結(jié)果[7-13]基本一致。但是不同品種之間還是略有差異,因此生產(chǎn)上各地要因地制宜,根據(jù)不同芝麻品種的生長特性,采取良種良法相配套才能獲得高產(chǎn)。
通過籽粒的生長發(fā)育規(guī)律可以看出,產(chǎn)量形成的關(guān)鍵是在終花期至成熟期這個(gè)階段,因此,在這一時(shí)期重點(diǎn)要保根護(hù)葉,生長中期長勢要穩(wěn),以增加有效蒴數(shù)和蒴粒數(shù),后期不早衰,有助于提高芝麻千粒重[14]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),不同芝麻品種的產(chǎn)量不同,主要原因應(yīng)該是生育后期籽粒灌漿開始的早晚、灌漿速率和程度高低有關(guān),因此灌漿時(shí)期早,灌漿強(qiáng)度大,灌漿速率快的芝麻品種是芝麻育種的主要方向。
在根、莖、葉干物質(zhì)積累過程中研究發(fā)現(xiàn),部分芝麻品種在成熟期出現(xiàn)的輕微反彈現(xiàn)象,這種現(xiàn)象僅與徐本生等[15]的研究結(jié)果相一致,卻與其他人的研究結(jié)果有出入。其中原因是由于芝麻品種的差別還是取樣時(shí)期不同造成的尚需進(jìn)一步研究。