關(guān)于水稻旱育秧技術(shù)中土壤調(diào)酸的副作用及補(bǔ)救措施的研究

張 娟，劉傳玉，張廣鑫，黎 慶，宋繼富，岳 歡

(1.黑龍江省科學(xué)院高技術(shù)研究院，哈爾濱 150020； 2.黑龍江省科學(xué)院石油化學(xué)研究院，哈爾濱 150040)

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關(guān)于水稻旱育秧技術(shù)中土壤調(diào)酸的副作用及補(bǔ)救措施的研究

張 娟1，2，劉傳玉1，2，張廣鑫1，黎 慶1，2，宋繼富2，岳 歡1

(1.黑龍江省科學(xué)院高技術(shù)研究院，哈爾濱 150020； 2.黑龍江省科學(xué)院石油化學(xué)研究院，哈爾濱 150040)

從1983年開始，我省在水稻種植領(lǐng)域全面推廣旱育秧(旱育稀植)技術(shù)。旱育秧的核心技術(shù)之一是床土調(diào)酸，床土調(diào)酸的目的是，創(chuàng)造酸性的土壤環(huán)境，抑制立枯病菌的活動。經(jīng)5年的潛心研究和反復(fù)試驗，我們發(fā)現(xiàn)了旱育秧床土調(diào)酸帶來的要害副作用，篩選出了最佳補(bǔ)救措施。研究表明，旱育秧床土調(diào)酸后使床土有效硅降為零。水稻是典型的喜硅作物，水稻從苗期就進(jìn)入吸硅高峰期，而苗床調(diào)酸后，使苗床中無有效硅可吸收。缺硅導(dǎo)致弱苗，使立枯病、青枯病等疫情多發(fā)。研究表明，苗期噴施液體硅肥，稻苗快速補(bǔ)硅，是旱育秧床土調(diào)酸副作用的最佳補(bǔ)救措施。本項研究成功，完善了旱育秧配套技術(shù)，將對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

水稻；旱育秧；床土調(diào)酸；副作用；措施

水稻是典型的喜硅作物，硅元素對提高水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及抗逆性具有明顯的作用。在目前水稻優(yōu)化配方施肥中，人們往往重視氮、磷、鉀等大量元素肥料的施用，而忽略了硅肥的配合，加之多年連作的老稻田每年生產(chǎn)的稻谷要從土壤中攝取大量的硅，致使水稻分蘗少、抽穗遲、空秕粒多、千粒重下降、抗性差、易倒伏。通過硅肥在水稻上的試驗，旨在探索硅元素對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及抗性等綜合性狀的影響，明確水稻高產(chǎn)栽培合理的肥料運籌。

水稻旱育秧技術(shù)具有省水、省工、省種、增產(chǎn)的效果，并且秧苗健壯、根系發(fā)達(dá)，返青期短，具有較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。值得注意的是，在生產(chǎn)過程中已初步發(fā)現(xiàn)其病蟲、倒伏率較高的現(xiàn)象。究其原因，除大田中氮素施用量過高及方法不當(dāng)外，與水稻在旱作條件下育苗硅素吸收困難，太田硅素供應(yīng)不足，導(dǎo)致硅素缺乏有關(guān)。硅素可增強(qiáng)稻株的抗倒伏和抗病蟲害的能力，減少葉面水分消耗，提高光合生產(chǎn)力，增強(qiáng)根系活力。因此，本研究通過對育秧土壤調(diào)酸后有效硅的分析，發(fā)現(xiàn)了調(diào)酸的不良影響，通過追加液體硅肥，證明在旱育秧時施甩硅肥對秧苗的硅素積累是非常有效的，有利于旱育秧苗素質(zhì)的提高，為栽植到大田具有較好的抗逆性打下基礎(chǔ)[1-4]。

1 重大發(fā)現(xiàn)的理論依據(jù)和實用價值

1.1 重大發(fā)現(xiàn)的核心

旱育秧的核心技術(shù)是床土調(diào)酸，床土調(diào)酸的目的就是創(chuàng)造酸性的土壤環(huán)境，抑制立枯病菌的活動。

重大發(fā)現(xiàn)的核心是，床土調(diào)酸后，潛在了要害的副作用，即調(diào)酸后使床土有效硅降為0。這是幾十年就存在，沒人發(fā)現(xiàn)和解決的。

1.2 調(diào)酸后，床土有效硅降為0的原因

硅酸為二元弱酸，K1=1.7×10-10，K2=1.2×10-12，比碳酸還弱。當(dāng)水溶性或枸溶性硅酸鹽遇到較強(qiáng)酸時(包括碳酸)，就會生成偏硅酸(即硅酸)，硅酸難溶于水，是多硅酸的膠體或硅酸凝膠。

如：現(xiàn)在常用的土壤調(diào)酸劑為硫酸，下面的反應(yīng)必然發(fā)生：

(注：MeSiO3代表可溶性硅酸及硅酸鹽的通式。)

與碳酸的反應(yīng)如下：

當(dāng)前旱育秧配套技術(shù)規(guī)定床土理化指標(biāo)為：4.5≤pH≤6，

按上述指標(biāo)下面的反應(yīng)必然發(fā)生，毋庸置疑，其后果是苗床有效硅變成0。寫成反應(yīng)通式：

(什么是有效硅：土壤有效硅即指土壤中可以被水溶解的有效性二氧化硅的量。)

1.3 床土有效硅降為0，對水稻的重大影響

1.3.1 當(dāng)前措施下，水稻幼苗生長與胚乳消耗情況

幼苗生長與胚乳消耗表

Tab.Seedlinggrowthandendospermconsumption

葉齡芽鞘初生葉1.01.52.22.83.0殘存(%)1006863108.34.40消耗(%)9010有效硅來源胚乳無無階段異養(yǎng)半自養(yǎng)自養(yǎng)

由表中看出，幼苗在第二完全葉生出前，主要靠胚乳營養(yǎng)生長，稱為異養(yǎng)階段。經(jīng)測試，水稻籽粒中一般含有1%左右硅，異養(yǎng)階段有效硅主要靠胚乳供給。第二葉生出后便進(jìn)入半自養(yǎng)階段，即由種子根和初生根從土壤中吸收較多營養(yǎng)生長，這就開始出現(xiàn)胚乳中硅已快耗盡而土壤中無硅可吸收的硅饑餓狀態(tài)。當(dāng)生出第三葉時，胚乳中營養(yǎng)已消耗殆盡，這時稱為離乳期，完全靠根系吸收營養(yǎng)獨立生活，進(jìn)入自養(yǎng)階段。通過調(diào)酸把土壤有效硅調(diào)到0，自養(yǎng)階段幼苗無硅可吸收。

1.3.2 從水稻一生吸硅高峰期看苗床有效硅為0的危害

眾所周知，水稻的吸硅高峰期是從苗期到幼穗分化期約60d左右。一般來說，幼苗從半自養(yǎng)階段到自養(yǎng)階段再到離床(小苗)，約10～15d，相當(dāng)于水稻一生中吸硅高峰期中有20%～25%的時間無硅可吸收，這對水稻壯苗和一生提高抗病能力影響重大。

作物對某種養(yǎng)分吸收是有規(guī)律的。在作物生長發(fā)育過程中，常有這樣一個時期，即對某種營養(yǎng)成分要求絕對數(shù)量雖然不多，可是在這個時期如果這種養(yǎng)分不足，將影響作物以后發(fā)育，即使以后再供給這種養(yǎng)分或采取其他補(bǔ)救措施，也難糾正或彌補(bǔ)損失，這個時期叫植物營養(yǎng)的臨界期。水稻從異養(yǎng)階段到自養(yǎng)階段胚乳中硅養(yǎng)分消耗殆盡，這就是水稻硅營養(yǎng)的臨界期。

事實上，墾區(qū)近幾年一直推廣水稻本田大量施硅(主要是固體硅)，仍然離不開以防病為主的基本方針，其主要原因是水稻苗期硅的營養(yǎng)臨界期無硅可吸收。

1.3.3 旱育秧壯秧的標(biāo)準(zhǔn)

秧苗體內(nèi)養(yǎng)分狀況：N約4.0%、P約1.0%、K約4.5%、Si約1.0%。充分證明水稻苗期硅是與氮、磷、鉀并列的重要營養(yǎng)元素，水稻苗床調(diào)酸后有效硅為0。若不及時補(bǔ)硅，對水稻一生生長的影響是不可彌補(bǔ)的。

1.3.4 苗床土有效硅降為0是旱育秧水稻致病、降產(chǎn)主因

根據(jù)研究，旱育秧立枯病主要發(fā)病期在秧苗自養(yǎng)階段，進(jìn)入4葉期后很少發(fā)生。這一問題長期存在，卻很少有人找出真正原因。立枯病發(fā)生三個要素是弱苗、低溫和病原菌。在稻苗由異養(yǎng)到自養(yǎng)階段轉(zhuǎn)化時，即進(jìn)入硅素營養(yǎng)臨界期，此時床土中無硅可吸收。硅素對水稻是與氮、磷、鉀并列的重要營養(yǎng)元素，從苗期開始，水稻吸硅后，在莖葉表面形成硅化細(xì)胞，這是水稻壯苗、抗病的本能，因此，硅素營養(yǎng)不足的苗才是真正意義的弱苗，無硅可吸收已構(gòu)成易發(fā)立枯病的要素。

青枯病大多是生理性青枯，即病弱的苗遇到葉片水分蒸發(fā)而不能及時補(bǔ)充所致。苗期噴硅后，加速光合作用，加速干物質(zhì)的形成，使苗的生理功能運轉(zhuǎn)正常，青枯病硅到病除。

育秧棚中以散射光為主，研究表明，硅化細(xì)胞對散射光的透過率是普通綠色細(xì)胞的10倍，水稻干物質(zhì)的積累90%來自光合作用，苗期開始水稻補(bǔ)足硅素是水稻創(chuàng)高產(chǎn)的核心，研究表明，高產(chǎn)水稻莖稈干物質(zhì)中SiO2含量達(dá)到15%～20%。

2 結(jié)果

經(jīng)系統(tǒng)研究和反復(fù)試驗確認(rèn)，苗期噴施有效硅是今后旱育秧床土調(diào)酸最佳配套的技術(shù)措施。第一，隆墾液體硅肥經(jīng)過黑龍江墾區(qū)2007、2008、2009三年肥料聯(lián)網(wǎng)試驗，被認(rèn)定適合在墾區(qū)水稻上應(yīng)用，并列入黑龍江墾區(qū)推薦使用肥料產(chǎn)品。第二，隆墾液體硅肥是我省唯一獲得農(nóng)業(yè)部頒發(fā)肥料登記證的硅制劑產(chǎn)品。第三，今年隆墾液體硅肥已在我省墾區(qū)、五常、肇東、密山、虎林等地推廣應(yīng)用百萬余畝。在今年水稻苗期遇低溫、陰雨、寡照的不利氣候條件下顯示出明顯的作用，實踐表明，噴硅后，青枯病、立枯病沒有發(fā)生，苗齊苗壯；而沒有噴硅的，即使大量噴藥，也不能壯苗，不能有效抑制青枯病、立枯病的發(fā)病。

3 重大發(fā)現(xiàn)——經(jīng)濟(jì)效益和社會效益分析

本發(fā)現(xiàn)及配套補(bǔ)救措施的實施將為我省(我國)農(nóng)業(yè)帶來一場大的變革，將產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會、環(huán)境效益。

第一，把水稻從苗期開始一生大量用藥轉(zhuǎn)向補(bǔ)充硅素營養(yǎng)，壯苗、壯體抗病為主的新型管理模式，將明顯降低水稻生產(chǎn)成本，增加農(nóng)戶效益，減少農(nóng)藥對環(huán)境及食品的污染，有利農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。據(jù)調(diào)查，為了抗低溫弱苗，每棟大棚(360m2)藥品投入平均在500～1 000元，仍未解決弱苗和病害問題；而噴硅花費不超過200元/棚，可使苗壯，使青枯病、立枯病得到有效抑制。

第二，可使水稻產(chǎn)量得到突破，大幅提高單產(chǎn)。硅素是水稻的重要營養(yǎng)元素，硅能增加水稻光合作用，增加干物質(zhì)積累，能增強(qiáng)水稻抗病能力，進(jìn)而增產(chǎn)。本發(fā)現(xiàn)破解了現(xiàn)在水稻抗病、高產(chǎn)的密碼。配套措施實施后，從苗期開始補(bǔ)足硅素營養(yǎng)后，必將帶來水稻單產(chǎn)大幅度提高。水稻畝產(chǎn)應(yīng)該能達(dá)到700～800kg，而現(xiàn)在平均畝產(chǎn)500～600kg，還有很大的增產(chǎn)潛力。

4 結(jié)論

本文的核心是發(fā)現(xiàn)了水稻旱育秧床土調(diào)酸的要害副作用，即調(diào)酸后使床土有效硅降為0，破解了水稻抗病、高產(chǎn)的密碼，將帶來水稻種植領(lǐng)域的一次大變革，將會產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。抑制水稻苗期青枯病、立枯病，使其達(dá)到壯苗，目前唯一的最有效措施就是噴施隆墾液體硅肥。水稻缺營養(yǎng)(硅素)產(chǎn)生弱苗，而用大量噴藥來解決是無濟(jì)于事的。苗期噴施隆墾液體硅肥作為旱育秧床土調(diào)酸的配套措施是可行的，將使水稻單產(chǎn)、大幅提高，增產(chǎn)15%～20%。

5 建議

建議把水稻苗期噴施隆墾液體硅肥作為旱育秧的配套技術(shù)措施，盡快在全省范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。

[1] 李奕松，何方，黃仲青.高燦紅水稻旱育秧施硅效應(yīng)[J].安徽農(nóng)學(xué)通報，1998，4(3)：14-16.

[2] 周為民.硅肥在水稻上的應(yīng)用效果[J].安徽農(nóng)學(xué)通報，2009，(23)：103-104.

[3] 方展森，關(guān)麗君，王楓林.北方水稻旱育稀植栽培技術(shù)的研究 第1報 研究概要[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，1991，(03)：1-4.

[4] 關(guān)麗君，方展森，王楓林.北方水稻旱育稀植栽培技術(shù)的研究 第2報 北方幾種不同土壤地區(qū)水稻旱育秧技術(shù)[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，1991，(04)：8-14.

Side-effect of soil acidity regulation in dry rice nursery and remedial measures

ZHANG Juan1,2, LIU Chuan-yu1,2, ZHANG Guang-xin1, LI Qing1,2, SONG Ji-fu2, YUE Huan1

(1. Institute of Advanced Technology of Heilongjiang Academy of Sciences, Harbin 150020, China;2. Institute of Petrochemistry, Heilongjiang Academy of Sciences, Harbin 150040, China)

Since 1983, Heilongjiang has promoted comprehensively the dry rice nursery technology in the field of rice planting. One of the core technologies of the dry rice nursery is soil acidity regulation, and its purpose is to create acid soil environment and restrain the activity of the pathogen. After five years of painstaking research and repeated tests, we found adverse effects of soil acidity regulation of dry rice nursery, and selected the best remedial measures. The results showed that the effective silicon was reduced to zero after dry rice nursery acidity regulation soil. Rice is a typical silicon crop, rice has entered to the peak period of silicon absorption. Lack of silicon will lead to disease of weak seedlings. The results showed that the application of liquid silicon fertilizer at seedling stage is the best remedial measure for the side effect of acidity regulation. This research improves the supporting technology of dry rice nursery, and brings significant economic and social benefits for agricultural production.

Rice; Dry rice nursery; Bed soil acidity regulation; Side effect; Measure

2016-09-20

張娟(1960-)，女，高級實驗師。

S435.111

A

1674-8646(2016)20-0007-03