硅肥在五常稻花香水稻上的应用试验研究

Experimental Study of Application of Silicon Fertilizer to Wuchang Daohuaxiang Rice

周维 Wei ZHOU , 郝小雨 Xiaoyu HAO , 曹黎颖 Liying CAO

1 上海宝钢新型建材科技有限公司上海 201900 Shanghai Baosteel New Building Materials Technology Co., Ltd., Shanghai 201900, China 2 黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所黑龙江哈尔滨 150086 Institute of Soil Fertilizer and Environment Resources, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin, Heilongjiang 150086, China

摘要：

稻花香水稻具有较高的经济价值，但其易倒伏。为了研究硅肥对稻花香水稻抗倒伏能力、产量、品质等指标的影响，开展了硅肥应用试验研究。试验结果表明，合理施用硅肥可增强水稻叶片的光合性能、提升抗倒伏能力、显著提高水稻产量，并能提高稻米碾磨品质、外观品质和食味品质，经济效益显著。

关键词：

硅肥应用; 试验研究; 稻花香水稻; 抗倒伏; 增产提质; 经济效益;

Abstract：

The Daohuaxiang rice has high economic value, but it is easy to lodging. In order to study the effect of silicon fertilizer on the lodging resistance, yield, quality and other indicators of the Daohuaxiang rice, an experimental study of the application of silicon fertilizer is carried out. The experimental results show that rational application of silicon fertilizer can enhance photosynthetic performance of rice leaves, increase lodging resistance, significantly increase rice yield, and can improve rice milling quality, appearance quality and taste quality, which has significant economic benefits.

Keyword：

application of silicon fertilizer; experimental research; Daohuaxiang rice; lodging resistance; yield increase and quality improvement; economic benefit;

硅肥是一种植物有益元素肥料，研究表明，其具有提高农作物产量和抗逆性、改善农产品品质、改良土壤和活化土壤中磷等功效，主要应用于水稻等喜硅作物。随着我国水稻产量的逐年提高，土壤中的硅却没有得到有效补充，水稻出现了病虫害增加、空秕粒率上升、千粒重下降等问题，开发推广硅肥势在必行^[1]。据了解，每生产100 kg稻谷将从土壤中吸收22 kg硅，超过了水稻吸收氮磷钾的总和(氮2.1 kg、磷0.9 kg、钾2.8 kg)^[2]。合理使用硅肥，可以提高水稻光合作用，促进干物质累积，提高水稻的抗倒伏能力、稻谷产量和稻米品质^[3]。近年来，硅肥受到了越来越多的关注。

稻花香大米香气浓郁、口感优良，深受消费者青睐^[4]。作为黑龙江省五常市当地培育的水稻品种，其具有较高的经济价值，但易倒伏的特点容易造成减产和增大收割成本，如倒伏严重，稻穗与土壤接触，还将影响稻米的品质，带来更大的经济损失。另外，黑龙江省近几年水稻病害有加重的趋势，硅肥增强水稻抗病力的功效引起了人们的关注^[2]。在稻花香水稻上开展硅肥应用试验，研究硅肥对稻花香水稻抗倒伏能力、产量和品质等指标的影响，对稻花香水稻的增产增收和硅肥产品的推广应用具有重要意义。

1 试验材料

供试肥料:硅肥，有效硅质量分数35.46%，pH 9.85，上海宝钢新型建材科技有限公司提供; 尿素，总氮质量分数≥46.4%，黑龙江倍丰农资集团提供; 磷酸二铵，总氮质量分数≥18%，P₂O₅质量分数≥46%，黑龙江倍丰农资集团提供; 氯化钾，K₂O质量分数≥60%，黑龙江倍丰农资集团提供。

供试水稻:稻花香1号。

供试土壤:试验地位于黑龙江省五常市龙凤山镇，其土壤基本理化性状如表 1所示。

表 1

供试土壤基本理化性状

土壤类型	有机质/(g·kg^-1)	碱解氮/(mg·kg^-1)	有效磷/(mg·kg^-1)	速效钾/(mg·kg^-1)	有效硅/(mg·kg^-1)	pH
水稻土	29.6	152.9	19.9	217.0	124.3	6.2

2 试验设计

2.1 试验面积及管理

试验设计分为小区试验和大区对比试验。小区试验:小区面积30 m²，每个处理3次重复，各小区间打埂，单灌单排，以防止窜水窜肥。大区对比试验:试验面积667 m²，取样面积≥200 m²，除硅肥处理不同外，其他农事措施均一致。

2.2 试验处理

小区试验共设5个处理，各处理施肥情况如表 2所示。各处理中:氮肥30%基施，40%拔节期追施，30%分蘖期追施; 磷肥全部基施; 钾肥70%基施，30%分蘖期追施; 硅肥作为基肥一次性施用。

表 2

小区试验各处理施肥情况 kg/hm²

处理	N	P₂O₅	K₂O	硅肥
对照	150.0	60.0	75.0	0.0
硅肥1	150.0	60.0	75.0	187.5
硅肥2	150.0	60.0	75.0	375.0
硅肥3	150.0	60.0	75.0	750.0
硅肥4	150.0	60.0	75.0	1 125.0

大区对比试验设置2个处理，按照小区试验中的对照和硅肥3处理进行施肥。

3 试验结果与分析

3.1 硅肥对水稻叶片叶绿素含量和光合作用的影响

水稻通过光合作用积累生物量，并最终形成产量^[5]。据松岛省三测定，叶片的光合产量占整个植株光合产量的86.9%^[6]，水稻叶片的光合作用对水稻产量的形成影响重大。硅肥对水稻叶片叶绿素含量(SPAD值)和光合作用的影响如表 3所示。

表 3

硅肥对水稻叶片叶绿素含量(SPAD值)和光合作用的影响

处理	SPAD值		抽穗期
处理	拔节期	抽穗期	净光合速率/(μmol·m^-2·s^-1)	胞间二氧化碳浓度/(mmol·m^-2·s^-1)	蒸腾速率/(mmol·m^-2·s^-1)	气孔导度/(μmol·L^-1)
对照	38.2 c	45.1 c	18.4 c	187 a	5.1 a	262 c
硅肥1	41.5 b	46.8 b	22.5 b	192 a	5.3 a	292 b
硅肥2	42.6 a	47.0 b	22.1 b	191 a	5.0 a	290 b
硅肥3	42.5 a	48.5 a	23.8 a	195 a	5.2 a	310 a
硅肥4	42.9 a	48.1 a	23.2 a	185 a	5.2 a	322 a
注: 1)同列不同字母表示在0.05水平上差异显著，下同

由表 3可知:施用硅肥可以显著提高水稻叶片的SPAD值，但当硅肥施用量达到一定水平后，水稻叶片SPAD值变化不明显; 施用硅肥后，水稻抽穗期叶片的净光合速率和气孔导度显著增大，但胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率变化不明显; 从总体来看，施用硅肥可提高水稻叶片的光合性能，有利于水稻产量的提高。

3.2 硅肥对水稻茎粗、植株壁厚和抗折力的影响

水稻吸收硅后，形成硅化细胞，一方面能增强细胞壁强度，提升水稻抗倒伏能力，另一方面也会使水稻植株挺拔，茎叶直立，有利于通风透光，提高光合作用效率^[3]。抗折力是水稻植株一二节间的茎杆受力情况的测定指标，可以反映水稻植株的茎杆受力强度，抗折力越大，其茎杆越结实，倒伏风险越小^[7]。硅肥对水稻茎粗、植株壁厚和抗折力的影响如表 4所示。

表 4

硅肥对水稻茎粗、植株壁厚和抗折力的影响

处理	茎粗/mm	增粗/%	植株壁厚/mm	抗折力/N
对照	3.75 c		0.58 b	4.7 c
硅肥1	4.02 b	7.2	0.63 ab	5.8 b
硅肥2	4.32 a	15.2	0.65 a	6.2 ab
硅肥3	4.38 a	16.8	0.66 a	6.5 a
硅肥4	4.29 a	14.4	0.66 a	6.6 a

由表 4可见:随着施硅量的增加，水稻植株茎粗、植株壁厚和抗折力不断增加; 当硅肥施用量达到一定水平后，相应指标变化不明显。由此可见，施用硅肥提升了水稻的抗倒伏能力，这对减少水稻因倒伏产生的减产和品质降低具有重要意义。

3.3 硅肥对水稻产量的影响

由表 5可知:施用硅肥显著增加了水稻穗长、每穗实粒数、千粒重和产量; 硅肥施用量在375~1 125 kg/hm²时，各指标值相对较高; 当硅肥施用量达到一定水平后，各指标增加幅度不明显; 较佳的硅肥施用量为750 kg/hm²，此时水稻产量达到7.4 t/hm²，较对照增产15.6%。由此可见，施用硅肥对水稻产量构成因子有促进效果，合理施用硅肥能够显著提高水稻产量。

表 5

硅肥对水稻产量构成因子和水稻产量的影响

处理	穗长/cm	每穗实粒数/粒	千粒重/g	产量/(t·hm^-2)	增产率/%
对照	86.6 b	122.8 b	24.1 b	6.4 b
硅肥1	88.1 a	125.3 ab	25.5 a	6.7 b	4.7
硅肥2	88.3 a	132.0 a	26.0 a	7.1 a	10.9
硅肥3	88.5 a	131.0 a	26.4 a	7.4 a	15.6
硅肥4	88.2 a	133.3 a	26.2 a	7.3 a	14.1

3.4 硅肥对稻米品质的影响

碾磨品质、外观品质、营养品质和食味品质共同决定了稻米品质的优劣^[8]。研究表明，稻花香稻米的蛋白质含量越低、直链淀粉含量越高，食味品质就越好^[4]。硅肥对稻米品质的影响如表 6所示。

表 6

硅肥对稻米品质的影响 %

处理	出糙率	整精米率	垩白粒率	w(直链淀粉)	w(蛋白质)
对照	77.1 c	62.0 d	6.5 a	17.4 c	6.1 a
硅肥1	78.2 b	65.1 c	5.5 b	17.6 bc	6.1 a
硅肥2	78.5 b	67.4 b	5.2 b	17.8 bc	6.0 a
硅肥3	79.9 a	68.3 a	4.6 c	18.5 a	5.6 b
硅肥4	79.2 ab	68.5 a	4.5 c	18.2 ab	5.3 b

由表 6可见:施用硅肥可提高稻米的出糙率、整精米率，降低稻米的垩白粒率，提高直链淀粉含量和降低蛋白质含量; 硅肥施用量在750~ 1 125 kg/hm²时，提高稻米品质的效果较佳; 当硅肥施用量达到一定水平后，各指标变化不明显。上述结果说明，合理施用硅肥可以提高稻米碾磨品质、外观品质和食味品质，有利于提高水稻稻米的经济附加值。

3.5 大区试验产量和收益测算

经测算(表 7)，在习惯施肥的基础上施用硅肥750 kg/hm²，较对照增产0.62 t/hm²，增产率达到9.4%，增产效果明显。

表 7

大区试验水稻产量

处理	产量/(t·hm^-2)	增产量/(t·hm^-2)	增产率/%
对照	6.61 b
硅肥3	7.23 a	0.62	9.4

根据2019年当地稻花香水稻收购价进行收益测算(表 8)，在习惯施肥的基础上施用硅肥750 kg/hm²，较对照增加收益2 595元/hm²，经济效益提升效果显著。

表 8

大区试验水稻收益测算元/hm²

处理	毛收入	肥料成本	其他投入	纯收入	增收
对照	39 660	1 500	13 500	24 660
硅肥3	43 380	2 625	13 500	27 255	2 595
注: 1)按硅肥1 500元/t、稻花香1号6元/kg测算

4 结语

(1) 在五常稻花香水稻上施用硅肥，显著提高了水稻抽穗期叶片的净光合速率和气孔导度，对胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率无明显影响。从总体上看，施用硅肥提高了水稻叶片的光合性能。

(2) 施用硅肥显著提高了稻花香水稻植株的茎粗、植株壁厚和抗折力; 当硅肥施用量达到一定水平后，相应指标不再增加。试验结果表明，施用硅肥对提升水稻抗倒伏能力的效果明显。

(3) 施用硅肥显著增加了水稻穗长、每穗实粒数、千粒重和产量; 当硅肥施用量达到一定水平后，相应指标变化不明显; 较佳的硅肥施用量为750 kg/hm²，此时稻谷产量达到7.4 t/hm²，较对照增产15.6%。

(4) 施用硅肥可提高稻米的出糙率、整精米率，降低稻米的垩白粒率，提高直链淀粉含量和降低蛋白质含量; 硅肥施用量在750~1 125 kg/hm²时，提高稻米品质的效果较佳; 当硅肥施用量达到一定水平后，相应指标变化不明显。试验结果表明，合理施用硅肥可提高稻米碾磨品质、外观品质和食味品质。

(5) 大区试验结果表明:在习惯施肥的基础上施用硅肥750 kg/hm²，水稻增产明显，较对照增产0.62 t/hm²(增产率达到9.4%)，可增加收益2 595元/hm²，经济效益提升效果显著。

ckwx 参考文献

王思哲, 温圣贤, 邓文, 等.硅肥在水稻上的应用研究进展[J].作物研究, 2007, 21(5): 620-624.

慕永红, 张莉萍, 王安东, 等.硅肥在水稻上的应用[J].黑龙江农业科学, 2007, 29(4): 41-43.

赵井丰.不同硅肥在水稻上应用效果[J].现代化农业, 2013, 35(7): 12-13.

段传玲, 赵琳, 张瑞英, 等.黑龙江省稻花香品种品质现状分析[J].中国稻米, 2016, 22(1):39-42.

杨哲.水稻关键生育期光照条件对水稻产量的影响[J].吉林农业, 2017, 24(3): 63-64.

杜彦修, 季新, 张静, 等.弱光对水稻生长发育影响研究进展[J].中国生态农业学报, 2013, 21(11): 1307-1317.

吴海兵, 申建宁, 胡珊珊.硅肥对寒地水稻植株性状及产量的影响[J].北方水稻, 2014, 44(6): 12-15.