增施硅肥對玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

戴思遠(yuǎn)

(永城市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，河南 永城476600)

0 引言

玉米是我國3大糧食作物之一，研究其增產(chǎn)途徑對保障我國糧食安全具有十分重要的戰(zhàn)略意義[1]。通過優(yōu)化栽培措施、選育良種、增加種植密度和優(yōu)化施肥等措施可提高玉米產(chǎn)量，改善玉米品質(zhì)，其中，優(yōu)化施肥是最為普遍和關(guān)鍵的增產(chǎn)技術(shù)[2-5]。硅是作物生長發(fā)育必須的元素之一，被認(rèn)為是繼氮、磷、鉀之后的第4營養(yǎng)元素[6]。長期以來，為提高玉米產(chǎn)量，大量施用化肥成為主要手段，氮磷鉀肥的大量施用，使得農(nóng)作物從土壤中吸收硅元素的數(shù)量迅速增加，然而土壤緩慢分解的硅元素已經(jīng)無法滿足高產(chǎn)條件下作物對硅的需求，使土壤缺硅的現(xiàn)象日益突出，如不及時(shí)補(bǔ)充土壤硅元素，將會導(dǎo)致土壤缺硅、作物減產(chǎn)。硅對玉米等作物生長有益，玉米各器官硅含量4～75 gkg，對硅的需求高于一般作物，施硅能夠改善作物對硅及其他營養(yǎng)元素的吸收，提高作物光合生產(chǎn)能力[7]。祁建勛等[8]研究結(jié)果表明，硅肥可提高向日葵葉面積、結(jié)實(shí)率和單盤粒質(zhì)量，產(chǎn)量較對照高18.32%，顯著增加籽粒粗蛋白含量。郭彬等[9]研究結(jié)果表明，氮肥和硅肥配施可顯著提高水稻有效穗數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量，植株養(yǎng)分積累量高于氮肥和硅非單施。施用硅肥不僅能夠促進(jìn)做物生長、提高作物產(chǎn)量及改善作物品質(zhì)，還能提高土壤磷的有效性，有研究證明，硅與多種營養(yǎng)元素存在交互作用，施硅可減少土壤中磷酸根的吸附量。GALVEZ L等[10]研究結(jié)果表明，硅肥能夠改善土壤及作物體內(nèi)養(yǎng)分環(huán)境，緩解玉米低磷脅迫。本試驗(yàn)以先玉335為試驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)硅肥基施、硅肥噴施、硅肥基施+噴施3種施用模式，探討增施硅肥對玉米干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素和品質(zhì)的影響，以期為制定合理的硅肥施用技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料和試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018年進(jìn)行，供試材料為先玉335，供試固體硅肥由淄博金禾肥料有限公司提供(SiO2≥24%)，葉面硅肥由滁州給力肥料科技有限公司提供(硅含量≥100 gL)。供試土壤為壤土，前茬作物為玉米，0～20 cm土層含有機(jī)質(zhì)17.45 gkg，堿解氮86.32 gkg，速效磷23.82 gkg，速效鉀158.35 gkg。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置4個硅肥模式，0(CK)、基施硅肥(S1)、噴施硅肥(S2)、基施硅肥+噴施硅肥(S3)，硅肥基肥為90 kghm2，噴施硅肥以1 000倍在玉米八葉期噴施。氮磷鉀分別使用100 kghm2氮肥(N)，90 kghm2磷肥(磷酸二氫銨)，90 kghm2鉀肥(硫酸鉀)作為基肥，在玉米拔節(jié)期追施80 kghm2氮肥(N)。2018年4月21日播種，9月26日收獲，種植密度為6萬株hm2。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積48 m2，各處理重復(fù)3次。

1.3測定指標(biāo)及方法

1.3.1干物質(zhì)

分別于拔節(jié)期、抽雄期、灌漿初期、乳熟期和完熟期取3株長勢一致的植株，將莖、葉和穗分開，于105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，測定干物質(zhì)積累量，并計(jì)算花后單株干物質(zhì)積累量和花后單株干物質(zhì)貢獻(xiàn)率。

花后單株干物質(zhì)積累量=成熟期單株干物質(zhì)積累量-開花期單株干物質(zhì)積累量

1.3.2產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

在玉米生理成熟期，每小區(qū)收獲兩行全部穗數(shù)稱質(zhì)量，測定穗部性狀穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖長。脫粒后測定千粒質(zhì)量、含水率、產(chǎn)量。實(shí)際產(chǎn)量(kghm2，14%含水量)=測產(chǎn)籽粒質(zhì)量(kg)測產(chǎn)面積(m2)×1 000 m2×(1-籽粒含水率)0.86。

1.3.3玉米籽粒品質(zhì)的測定

用PM-8188型谷物水分測定儀測定籽粒含水率，用近紅外谷物分析儀測定籽粒品質(zhì)。

1.4數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel和SPSS 24.0完成數(shù)據(jù)整理、分析和作圖，LSD法檢驗(yàn)差異顯著性。

2 結(jié)果分析

2.1玉米單株干物質(zhì)積累特性

由表1可知，施用硅肥顯著增加了玉米各生育時(shí)期干物質(zhì)積累量。在玉米拔節(jié)期S1和S3顯著高于CK，分別高8.54%和16.94%。抽雄期S3顯著高于CK，S1、S2和CK差異不顯著。灌漿初期硅肥處理均顯著高于CK，分別高9.94%、8.49%、13.67%，S3顯著高于S1和S2。乳熟期硅肥處理均顯著高于CK，分別高5.06%、5.77%、6.87%，硅肥處理間差異不顯著。完熟期硅肥處理均顯著高于CK，分別高6.52%、6.07%、11.27%，硅肥處理間差異不顯著?；ê蟾晌镔|(zhì)積累量S3顯著高于CK，S1、S2和CK差異不顯著；花后干物質(zhì)貢獻(xiàn)率各處理間沒有顯著差異。

表1 增施硅肥對玉米單株干物質(zhì)積累特性的影響

注：表中小寫字母表示在0.05水平差異顯著性。

表2 增施硅肥對玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量因子的影響

表3 增施硅肥對玉米果穗性狀的影響

2.2玉米產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因子和果穗性狀

由表2可知，各處理間穗數(shù)沒有明顯差異。硅肥處理穗粒數(shù)高于CK，S3差異顯著，高9.63%，S1、S2差異不顯著。千粒質(zhì)量S1、S3顯著高于CK，分別高5.23%、7.43%，S2和CK差異不顯著。硅肥處理產(chǎn)量均高于CK，S3差異顯著，高10.33%，S1、S2差異不顯著。硅肥對玉米產(chǎn)量的影響主要是增加穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量。由表3可知，硅肥處理的穗長和對照沒有明顯差異，S3穗粗顯著高于CK，其他處理和對照差異不顯著。各處理穗行數(shù)沒有顯著差異。S1、S3行粒數(shù)顯著高于CK，分別高6.35%、8.17%，S2和CK差異不顯著。硅肥處理顯著降低禿尖長，S1、S3顯著低于CK，分別低35.64%、76.39%。

2.3玉米產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素和果穗性狀相關(guān)性

通過相關(guān)性分析(表4)能夠看出，玉米產(chǎn)量與禿尖長(r=-0.786，p<0.01)顯著負(fù)相關(guān)，和千粒質(zhì)量(r=0.733，p<0.01)顯著正相關(guān)。

表4 玉米產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素和果穗性狀相關(guān)性

Table.4 Correlation of maize yield，yield components and ear traits

指標(biāo)穗長穗粗禿尖長穗行數(shù)行粒數(shù)穗粒數(shù)千粒質(zhì)量γ0.1770.439-0.786**0.0230.3710.3010.733**

注：*和**分別表示5%和1%的顯著水平。

2.4玉米籽粒品質(zhì)

由表5可知，施用硅肥顯著提高玉米籽粒脂肪和蛋白質(zhì)含量，顯著降低淀粉含量。S1、S2、S3脂肪分別比CK高4.37%、4.8%、3.98%，蛋白質(zhì)含量分別比CK高6.24%、6.27%、8.32%，淀粉含量分別比CK低1.67%、1.63%、1.45%。

表5 增施硅肥對玉米籽粒品質(zhì)的影響

3 討論

硅能夠促進(jìn)作物生長發(fā)育，是禾本科作物生長所需的重要元素之一，前人研究結(jié)果表明，硅肥主要通過影響作物產(chǎn)量的構(gòu)成因素從而促進(jìn)產(chǎn)量的提高。任軍等[11]研究結(jié)果表明，增施硅肥可抑制植株蒸騰速率，提高水分利用效率，促進(jìn)玉米養(yǎng)分吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，改善植株?duì)I養(yǎng)狀況，增加玉米產(chǎn)量。王宇先等[12]研究結(jié)果表明，硅肥可顯著提高玉米產(chǎn)量和籽粒品質(zhì)。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上，增施硅肥有利于提高玉米單株干物質(zhì)積累量、提高玉米穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量，進(jìn)而提高玉米產(chǎn)量，達(dá)到高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，與等人研究結(jié)果一致，可能是由于施用硅肥協(xié)調(diào)了玉米植株養(yǎng)分含量，改善物質(zhì)代謝，提高植株光合生產(chǎn)力，增加了干物質(zhì)積累量，同時(shí)，促進(jìn)了植株養(yǎng)分的轉(zhuǎn)運(yùn)和分配，促進(jìn)物質(zhì)從源向庫的轉(zhuǎn)運(yùn)。

硅肥對作物品質(zhì)的影響不盡相同，有研究結(jié)果表明，硅肥對小麥蛋白質(zhì)含量沒有顯著影響，但硅肥可顯著提高大豆籽粒蛋白質(zhì)含量[13-14]。本研究結(jié)果表明，硅肥可顯著提高玉米籽脂肪和蛋白質(zhì)含量，降低淀粉含量，且3種硅肥施用方式間沒有顯著差異，說明硅肥基施、葉面噴施及基施+葉面噴施均能夠顯著改善玉米籽粒品質(zhì)。玉米籽粒品質(zhì)的改善可能是由于硅肥改善物質(zhì)代謝，在籽粒物質(zhì)合成過程中促進(jìn)脂肪和蛋白質(zhì)的合成。

4 結(jié)束語

合理施用硅肥對作物的生長發(fā)育起到一定的協(xié)調(diào)和促進(jìn)作用，硅肥基施、葉面噴施及基施+葉面噴施都對產(chǎn)量形成有一定的促進(jìn)作用，本研究中，以基施+葉面噴施效果最佳，玉米干物質(zhì)積累量最多，穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量最大，增產(chǎn)幅度最大，且該處理玉米籽粒脂肪和蛋白質(zhì)含量有所提高，在生產(chǎn)中可參考推廣。