地膜覆盖可使芝麻亩产达到150千克以上，甚至可超过200千克，因此覆膜是一项实现芝麻超高产的栽培措施。但是，为了实现地膜芝麻高产，必须抓住以下几项关键技术：
(1)适时早播：地膜芝麻高产的主要原因之一就是利用地膜的增温、保温作用提早播期，从而更加充分地利用光热资源，挖掘芝麻的高产潜力。因此，地膜芝麻必须适时早播，其适宜播期是4月底至5月初。虽然夏芝麻采用地膜覆盖也有很大增产效果，但其高产潜力有限，经济效益也较低。当然，如果一年只种一季春芝麻是不划算的。为了提高复种指数，提高种植效益，可以在芝麻前茬种植越冬短季蔬菜(菠菜、青菜、黄心菜、食夹豌豆、早蒜苔等)，也可以采用间作套种，在种小麦时，用适当的形式将小麦与越冬蔬菜带状间作，早春蔬菜收获后，种植地膜芝麻，小麦收获后，再套种夏棉、红薯、花生等作物。
(2)选用丰产潜力大的中晚熟优良芝麻品种：地膜覆盖后，芝麻有效生育期延长。因此，适宜种植一些耐涝、抗病、丰产潜力大的中晚熟优良芝麻品种，如豫芝5号、7号、8号和芝麻杂交种。只有选用中晚熟芝麻品种，才能充分利用生长季节，提高芝麻产量。
(3)增施肥料，讲究施肥技巧：地膜芝麻生育期长，生长发育快，植株高大，必须增施肥料才能满足其对养分的需求。同时，由于地膜芝麻倒伏的可能性增大，且生育后期又极易脱肥早衰，因此地膜芝麻非常讲究施肥技巧。其施肥的原则是：增施磷钾肥，控制氮肥用量。在此原则下，高磷、高钾、补氮，氮：磷：钾接近1：1：1。当亩产芝麻200干克以上时,三者各施20千克左右。在施肥方法上，以底肥为主，花期追肥和叶面追肥为辅。将全部磷钾肥和总氮量的一半用作底肥，其余一半氮肥作为追肥。追肥的时期、用量和方法应根据芝麻苗情和天气而定。苗弱早施、多施；苗壮适量施、晚施或不施。天旱时，可结合灌水追肥；土壤墒情较好时，可在垄面插孔灌注肥料溶液(或用追肥枪追施)。同时，可结合防病治虫进行叶面追肥。此外，在芝麻高产条件下，应考虑硼、锌、锰等微量元素肥料的施用。
(4)化学调控：播种前用100毫克／千克一150毫克／干克用(ppm)缩节安浸种或在苗期喷洒150毫克／千克(ppm)缩节安，促根蹲苗。花蕾期喷洒叶面宝、喷施宝等植物生长调节剂，并结合喷施0．1％一0．2％硼砂、0．1％尿素、1％磷酸二氢钾，促花增蒴。
(5)浇水防旱和防病保叶：地膜覆盖有一定防涝抗旱的效果，但不是绝对的，尤其是在长期持续干旱使地膜芝麻生长受到严重抑制，甚至提早封顶时，必须及时浇水。另外，为了尽量延长地膜芝麻茎叶光合功能期，应在芝麻盛花期和封顶期，喷洒一二次40%多菌灵500倍一700倍液防治芝麻叶病。
地膜覆盖芝麻的播种和管理技术
为了实现地膜芝麻的高产，除了抓好一些关键性技术措施以外，还必须做好播种和管理工作。
(1)整地与起垄：为了充分发挥地膜栽培的除涝、防渍和防病效果，地膜芝麻必须实行垄作。一般每隔80厘米起一垄，垄面宽45厘米，沟宽35厘米，垄高约10厘米。每垄种2行，平均行距40厘米。
(2)播种与覆膜：地膜芝麻可采用条播或穴播(点播)。一般地膜栽培可先播种后盖膜，也可先盖膜然后打孔播种，但以先播种后盖膜较好。因为地膜芝麻播种较早，气温很低，而地膜内温度高，先盖膜后打孔播种，往往由于芝麻特别喜欢温暖，“贪恋”膜内温暖环境而不钻出播种孔。地膜芝麻所用地膜幅宽以70厘米为宜，为了降低生产成本，一般使用线型低密度聚乙烯微薄地膜(当地膜厚度为0．008毫米时，每亩约需地膜6．5千克左右)。覆膜可使用机械或人工进行，但必须做到垄面平整，地膜与土面贴实，地膜封严，凡有孔洞处均应用土盖严。
(3)破膜、放苗及问苗、定苗：地膜芝麻在4月底5月初播种的，一般4天一5天可出苗。出苗后应及时破膜、放苗。春播地膜芝麻每亩适宜种植密度为9000株左右，平均行距为40厘米时，株距为19厘米。如果是采用点播，可在点播时定好穴距；如果采用条播，可按株距破膜放苗。放苗时孔不宜太大，每孔放出二三棵苗即可。苗周围用土封实。如果芝麻苗出土后不能及时放苗，可先在地膜上刺孔放气，以减少或避免幼苗灼伤，但时间不可太长。地膜芝麻放苗后，长到3对真叶时即可定苗。
(4)地膜芝麻草害的防治：地膜覆盖后，膜内高温有强烈的抑草作用。、但是，由于地膜春芝麻播种早，气温较低时，也会形成膜内杂草滋生的条件，尤其是地膜封闭不严或有破损、孔洞时，降低了膜内的升温、保温效果，更易造成膜内杂草的滋生。因此，地膜一定要封闭严实。同时，为了彻底防除草害，可以采用化学除草。方法有两种：一种是根据杂草种类采用相应除草药膜；另一种是在播种后覆膜前喷洒芽前土壤处理除草剂。但是由于膜内温度高、湿度大，其用量要相应减少，一般为通常用量的2／3(按实际喷洒面积折算)。