硅肥對膜下滴灌水稻生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

王圣毅　陳林*　李麗　朱江艷　銀永安*　丁志強

（1新疆天業(yè)（集團）有限公司，新疆石河子832000；2新疆天業(yè)農(nóng)業(yè)高新技術(shù)有限公司，新疆石河子832000；3北京新禾豐農(nóng)化資料有限公司，北京100012；第一作者：917567161@qq.com；*通訊作者：cl1030@sohu.com；270457471@qq.com）

硅肥對膜下滴灌水稻生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

王圣毅1,2陳林1,2*李麗1,2朱江艷1,2銀永安1,2*丁志強3

（1新疆天業(yè)（集團）有限公司，新疆石河子832000；2新疆天業(yè)農(nóng)業(yè)高新技術(shù)有限公司，新疆石河子832000；3北京新禾豐農(nóng)化資料有限公司，北京100012；第一作者：917567161@qq.com；*通訊作者：cl1030@sohu.com；270457471@qq.com）

為確定適合膜下滴灌水稻生長的施硅量，以T-43為材料，研究了不同用量硅肥對膜下滴灌水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，與對照（硅肥用量為0 kg/hm2）相比，施硅有利于水稻分蘗早發(fā)快發(fā)，減少無效分蘗，提高水稻生育后期葉片葉綠素含量；施硅還可以增加水稻稈型指數(shù)，增強植株抗倒伏能力，135 kg/hm2的施硅量稈型指數(shù)最大；90 kg/hm2的施硅量使水稻后期冠層有效輻射吸收量降低變慢，有利于水稻抽穗后更好的利用光能進行有機物生產(chǎn)；硅肥主要是通過影響穗長、實粒數(shù)和結(jié)實率來促進產(chǎn)量的提高，施硅量135 kg/hm2的處理產(chǎn)量最高，但與施用量為90 kg/hm2的處理差異不顯著。綜上所述，施用硅肥有利于膜下滴灌水稻的生長，但從經(jīng)濟角度考慮，以施用量為90 kg/hm2較為適宜。

硅肥；水稻；膜下滴灌；產(chǎn)量

水稻是典型的喜硅作物，具有較強的吸硅能力，水稻植株中硅含量可達10%～15%，高于大多數(shù)作物。硅是水稻生長不可缺少的中量元素，對水稻生長具有極其重要的作用［1-3］，僅次于氮、磷、鉀。近年來，隨著高產(chǎn)品種的應(yīng)用，土壤中緩慢分解的硅元素已經(jīng)無法滿足高產(chǎn)條件下的硅需求量，如不及時補充，將造成土壤缺硅，導(dǎo)致作物減產(chǎn)。然而，由于水稻植株中硅元素的缺乏并沒有導(dǎo)致嚴重的缺素癥，所以硅素在水稻生長中的作用一直沒有引起足夠的重視［4］。

本研究引進了北京新禾豐農(nóng)化資料有限公司生產(chǎn)的“沖動海藻液硅”用于膜下滴灌水稻的種植，以明確硅肥對膜下滴灌水稻生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，并確定適宜的施硅量，對提高膜下滴灌水稻產(chǎn)量具有重要的理論和實際意義。

1　材料與方法

1.1試驗區(qū)概況

試驗于2015年在天業(yè)農(nóng)業(yè)研究所（新疆石河子）進行。試驗地土壤質(zhì)地為壤土，耕作層有機質(zhì)含量31.6 g/kg，速效氮91.83 mg/kg，速效磷33.47 mg/kg，速效鉀335 mg/kg，pH值8.15，總鹽1.38 g/kg。

1.2試驗設(shè)計

供試水稻材料為T-43，采取膜下滴灌灌溉方式，一膜兩管四行，膜寬1.15 m，播幅1.4 m，行距配置20 cm+40 cm+20 cm+60 cm，株距10 cm。人工破膜點播，每穴播種8～12粒，穴數(shù)28.5萬/hm2。

供試肥料為北京新禾豐農(nóng)化資料有限公司生產(chǎn)的“沖動海藻液硅”，根據(jù)其不同用量設(shè)5個處理：Si-0，空白對照，全生育期不施用硅肥；Si-45，全生育期共施用“海藻液硅”45 kg/hm2；Si-90，全生育期施90 kg/ hm2；Si-135，全生育期施135 kg/hm2；Si-180，全生育期施用180 kg/hm2。每個小區(qū)面積4.2 m×10.0 m，各處理3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列。全生育期各處理其他肥料用量相同，純N 315.0 kg/hm2、P2O5199.5 kg/hm2、K2O 48.0 kg/hm2。水分管理等相關(guān)的栽培措施按照高產(chǎn)栽培要求實施，嚴格控制病蟲草害。

1.3測定項目與方法

1.3.1株高的測定

于3葉期，每個小區(qū)選取具有代表性連續(xù)的10叢稻株掛牌做好標記，每14 d觀測1次水稻植株株高和分蘗數(shù)的變化。

1.3.2葉綠素的測定

于3葉期開始，用SPAD-502葉綠素儀，每14 d測定1次葉片SPAD值，每個小區(qū)選取連續(xù)10株，每次測定選取頂葉的中部進行測定，取平均值作為該葉片SPAD值。

1.3.3外徑、壁厚、稈長以及抗折力大小的測定

表1　不同處理膜下滴灌水稻不同時期株高（cm）

表2　不同處理膜下滴灌水稻分蘗動態(tài)（個/株）

1.3.3.1外徑與壁厚外徑與壁厚用游標卡尺測量，測量外徑時，先分別測量節(jié)間兩端截面的最大外徑和最小外徑，再計算這4個數(shù)值的平均數(shù)即為節(jié)間外徑；壁厚測量時，分別在節(jié)間的兩端截面各取2個對稱的位置測量壁厚，再計算出這4個數(shù)值的平均數(shù)即為節(jié)間壁厚。

1.3.3.2稈長稈長是測量從土壤表面至水稻莖稈最高點的距離。

1.3.3.3抗折力大小研究結(jié)果表明，稈型指數(shù)越大，植株抗倒伏的能力也就越強，所以只要測定水稻莖稈的稈型指數(shù)即可，稈型指數(shù)=莖稈外徑（mm）/稈長（cm）×100［5］。

1.3.4水稻群體冠層光合有效輻射吸收量（APAR）和吸收系數(shù)（FAPAR）

于水稻分蘗期至成熟期，每隔10 d，在晴天的11∶00左右，用英國Delta公司生產(chǎn)的SunScan冠層分析儀測定冠層PAR傳輸特征。將探頭置于距冠層頂部30cm處，垂直向上測量冠層頂部入射PAR，垂直向下測量冠層反射PAR，再將探頭置于冠層底部，垂直向上測量底部入射PAR和底部反射PAR。APAR和FAPAR的計算方法為：設(shè)W為水稻冠層對入射PAR的反射率，V為地膜對透過水稻冠層PAR的反射率，e為水稻冠層對PAR的透射系數(shù)。這些系數(shù)可分別由下式求得：W=R/S；V=U/T；e=T/S。

式中，R為水稻冠層對入射PAR的反射，S為水稻冠層上方的入射PAR，U為地膜對透過冠層PAR的反射，T為透過水稻冠層到達地膜的PAR，它們的單位均為μmol/（m2·s）。因此，冠層吸收的光合有效輻射APAR=S-T-R+U,光合有效輻射吸收系數(shù)FAPAR=1-e-W+e·V［6］。

1.3.5測產(chǎn)與考種

于收獲前每小區(qū)選取有代表性的長勢一致的水稻植株連續(xù)10叢，測定每穗粒數(shù)、結(jié)實率及千粒重。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用EXCEL 2003和SPSS Statistics 17.0軟件進行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同處理對膜下滴灌水稻株高的影響

不同處理膜下滴灌水稻的株高都呈增長趨勢，且到一定高度不再變化。由表1可以看出，Si-90處理的水稻株高在前期明顯高于其他處理，且差異顯著，到后期與其他處理無顯著差異。不同處理間前期和后期的差異沒有一定規(guī)律性，這說明施用硅肥對膜下滴灌水稻前期株高影響較大，對后期的影響不顯著。

2.2不同處理對膜下滴灌水稻每株分蘗的影響

由表2看出，膜下滴灌水稻分蘗數(shù)都呈先增長后降低的趨勢，在6月17日達到最大，之后無效分蘗陸續(xù)死亡，分蘗數(shù)變少。Si-90處理和Si-135處理的分蘗在不同時期基本都高于其他處理，差異顯著。這說明Si-90處理和Si-135處理有利于水稻分蘗早發(fā)快發(fā)并可減少無效分蘗。

2.3不同處理對膜下滴灌水稻葉片SPAD值的影響

由表3可以看出，施硅處理膜下滴灌水稻葉片SPAD值與Si-0處理相比，都有不同程度的提高，且都在6月18日達到最大，水稻施用硅肥在生育后期能大幅提高葉片SPAD值，其中，Si-135處理在各時期與Si-0處理相比差異均顯著；就不同生育期而言，Si-90和Si-135處理能明顯提高始穗后水稻葉片SPAD值，這有利于水稻生長后期維持較高的同化能力，利于灌漿和有機物的積累。

表3　不同處理膜下滴灌水稻葉片SPAD值

表4　不同處理膜下滴灌水稻稈型指數(shù)和壁厚

表5　不同處理膜下滴灌水稻群體冠層FAPAR

圖1　不同處理膜下滴灌水稻群體冠層APAR

2.4不同處理對膜下滴灌水稻稈型指數(shù)和壁厚的影響

研究結(jié)果表明，稈型指數(shù)越大，植株抗倒伏的能力越強。由表4可以看出，Si-135處理的稈型指數(shù)最大，但與Si-90、Si-180處理相比差異不顯著，Si-0處理最低。

2.5不同處理膜下滴灌水稻群體冠層APAR和FAPAR的比較

從圖1可以看出，不同處理膜下滴灌水稻冠層吸收的光合有效輻射在7月2日或7月16日達到最大，隨后降低。水稻冠層PAR吸收量隨生育時期推進呈單峰狀變化。在生育前期，水稻群體LAI較小，冠層對PAR的反射使冠層反射率較高，這與前人研究結(jié)論類似［7］，所以水稻冠層吸收的PAR較低，隨著LAI的增大，水稻葉片對入射PAR的反射率降低，冠層底部入射的PAR減小，水稻冠層吸收的PAR增大。抽穗后，受稻穗變黃葉傾角減小、葉片衰老變黃等因素影響，冠層反射率迅速增加，因此，在水稻生育后期，冠層吸收的PAR降低。由圖1可以看出，Si-180處理峰值較其他處理大，但隨后變低；Si-90處理和Si-135處理全生育期較其他處理有較高的PAR吸收量，且Si-90處理后期降低較緩慢，有利于水稻抽穗后更好的利用光能進行有機物生產(chǎn)。

由表5可以看出，不同處理冠層光合有效輻射吸收系數(shù)也是由低升高，之后平緩。Si-45、Si-90、Si-135處理的水稻冠層FAPAR總體上較Si-0處理高，Si-180處理在施硅處理中最低，說明施硅量不是越大越好。

2.6不同處理對膜下滴灌水稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

從表6可以看出，Si-135處理的產(chǎn)量最高，但與Si-90處理差異不顯著，這2個處理較Si-0處理分別增產(chǎn)10.2%和7.6%，Si-180處理產(chǎn)量最低；Si-45、Si-90、Si-180處理的穗長顯著大于Si-0處理；各施硅處理的主莖結(jié)實率和主莖實粒數(shù)都顯著高于Si-0處理，分蘗實粒數(shù)和結(jié)實率也大多高于Si-0處理；不同處理對有效穗數(shù)和千粒重影響不大。

表6　不同處理膜下滴灌水稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素

3　小結(jié)與討論

本試驗結(jié)果表明，不同的硅肥施用量對膜下滴灌水稻分蘗有一定的影響，Si-90處理和Si-135處理有利于水稻分蘗早發(fā)快發(fā)并可減少無效分蘗，這與何流李等［8］的研究結(jié)果一致；施硅可以提高水稻生育后期葉片葉綠素含量，Si-90處理和Si-135處理提高明顯，這有利于延緩葉片的衰老，增加功能葉光合作用，從而提高光合產(chǎn)物的同化能力，利于光合產(chǎn)物直接運往穗部，促進穗部干物質(zhì)積累，從而利于籽粒灌漿成熟和產(chǎn)量的形成，這與鄧接樓等［3］的研究結(jié)果一致；施用硅肥還可以增加水稻稈型指數(shù)，增強植株抗倒伏能力，Si-135處理的稈型指數(shù)最大。

光合有效輻射（PAR）是指能被綠色植物用來進行光合作用的那部分太陽輻射，冠層內(nèi)PAR的分布受作物的種類、品種、種植模式、行間距等因素的影響。作物冠層內(nèi)的受光能力和冠層內(nèi)部光的分布特征直接決定了作物的產(chǎn)量。所以研究作物冠層PAR的分布特征具有重要意義［6］。在本試驗中，Si-90處理的水稻后期冠層有效輻射吸收量降低較緩慢，有利于水稻抽穗后更好的利用光能進行有機物生產(chǎn)。分析表明，硅肥主要是通過影響穗長、實粒數(shù)和結(jié)實率而促進產(chǎn)量提高的。本試驗中，Si-135處理的水稻產(chǎn)量最高，但與Si-90處理差異不顯著。所以，綜合以上各因素，Si-135處理和Si-90處理均有利于膜下滴灌水稻的生長，但從經(jīng)濟角度考慮，“沖動海藻液硅”施用量以90 kg/hm2較為適宜。

［1］商全玉，張文忠，韓亞東，等.硅肥對北方粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［J］.中國水稻科學(xué)，2009，23（6）：661-664.

［2］吳季榮，龔俊義.水稻硅營養(yǎng)的研究進展［J］.中國稻米，2010，16（3）：5-8.

［3］鄧接樓，王艾平，何長水，等.硅肥對水稻生長發(fā)育及產(chǎn)量品質(zhì)的影響［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（12）：58-61.

［4］許佳瑩，朱練峰，禹盛苗，等.硅肥對水稻產(chǎn)量及生理特性影響的研究進展［J］.中國稻米，2012，18（6）：18-22.

［5］鄧接樓，付國良，晏燕花.硅肥對水稻莖稈SiO2含量與抗折力的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（5）：2 696-2 698.

［6］張濤，殷虹，辛明月.水稻冠層光合有效輻射的分布特征及其與葉面積指數(shù)的關(guān)系［J］.中國農(nóng)業(yè)氣象，2010，31（2）：251-254.

［7］朱相成，湯亮，張文宇，等.不同品種和栽培條件下水稻冠層光合有效輻射傳輸特征［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，45（1）：34-43.

［8］何流李，朱歡勝，歐國壯，等.施用硅肥對水稻生長及產(chǎn)量的影響［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（20）：50-51.

Effect of Sillicon Fertilizer on Growth and Yield of Rice under Drip Irrigation with Film Mulch

WANG Shengyi1,2,CHEN Lin1,2*,LI Li1,2,ZHU Jiangyan1,2,YIN Yongan1,2*,DING Zhiqiang3
（1Xinjiang Tianye Group Co.Ltd.,Shihezi,Xinjiang 832000,China；2Xinjiang Tianye Agricultural High-tech Co.Ltd.,Shihezi,Xinjiang 832000, China；3Beijing New Seedlings&Harvestings Co.Ltd.,Beijing 100012,China；1st author：917567161@qq.com；*Corresponding author：cl1030@sohu. com；270457471@qq.com）

In order to determine the suitable dosage of silicon fertilizer for rice drip irrigation with film mulch,by the T-43 as material,the effects of different dosage of silicon fertilizer on rice growth and yield were studied.The results showed that applying silicon fertilizer is beneficial to early tillering,reduce the ineffective tillers,and increase chlorophyll content in the later stage of rice compared with the control.Applying silicon fertilizer can increase rice stem type index,enhance the resistance to lodging,the rice stem type index is largest when the dosage of silicon fertilizer is 135 kg/hm2.APAR of 90 kg/hm2silicon fertilizer is relatively slow in the later stage of rice,it is better to use light energy for organic matter production after heading.Silicon fertilizer is mainly by influencing the spike length,grain number and seed setting rate to promote the the yield,the largest yield is under 135 kg/hm2treatment,there is no significant difference with the application of 90 kg/hm2.Above all,these two treatment are conducive to rice growth under drip irrigation with film mulch,but 90 kg/hm2silicon fertilizer is more appropriate from an economic point of view.

sillicon fertilizer；rice；drip irrigation with film mulch；yield

S511.062

A

1006-8082（2016）05-0085-04

2016-06-01

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團科技領(lǐng)軍人才項目；新疆兵團科技特派員創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目（2015CA010）；新疆第八師石河子市科技基礎(chǔ)條件平臺建設(shè)計劃