硅肥對水稻產(chǎn)量、品質及抗倒伏特性的影響

曾仁杰

（福建省寧化縣河龍鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)技術推廣站，福建寧化365405）

0 引言

硅是地球上含量僅次于氧的第二大元素，主要以二氧化硅膠(SiO2?H2O)的形式存在于植物表皮細胞和細胞壁中[1]。水稻是典型的喜硅作物，其莖葉干物質中含硅量達到15%～ 20%[2]。硅肥在水稻產(chǎn)量構成、生理生態(tài)和抗逆性等方面起著十分重要的作用。施用硅肥能夠顯著增加水稻分蘗數(shù)、提高成穗率和產(chǎn)量[4]，提高水稻根系活力、葉片光合強度及莖稈中可溶性糖含量，同時促進同化物的轉化與運輸[5]；硅可以在水稻細胞中積累，形成細胞壁角質-硅雙層結構[3]，使水稻葉片挺立、葉片與莖稈夾角減小、植株緊湊，從而改善水稻群體冠層結構；此外硅還可以通過調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的鹽離子吸收，增加滲透調(diào)節(jié)物質的積累，提高抗氧化酶活性，來緩解生物逆境與非生物逆境脅迫對水稻造成的傷害[6]。

河龍貢米是福建省寧化縣河龍鄉(xiāng)特產(chǎn)。由于生態(tài)氣候獨特，河龍鄉(xiāng)產(chǎn)出的大米被譽為“米中珍品”，在宋真宗景德元年被列為皇家貢米。2008年7月17日，國家質檢總局批準對“河龍貢米”實施地理標志產(chǎn)品保護[7]，2017年河龍貢米成為“金磚國家領導人廈門會晤”指定用米。河龍貢米作為寧化縣特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)之一，在實現(xiàn)精準扶貧和鄉(xiāng)村振興等方面發(fā)揮著重要支撐作用。然而由于主栽河龍貢米品種‘玉針香’抗倒伏能力較差，制約了寧化河龍貢米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[8]。本研究以河龍貢米主栽品種‘玉針香’為試驗材料，通過施入不同類型的硅肥，明確不同種類硅肥對產(chǎn)量構成、品質和水稻抗倒伏性能力的效應，以期為河龍貢米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點

試驗于2019年5月在寧化縣河龍鄉(xiāng)下伊村，海拔590 m，東經(jīng)26°43'39"，北緯116°65'78，土壤為黃底灰泥田。供試材料為常規(guī)秈稻品種‘玉針香’，由湖南省水稻研究所提供。

1.2 試驗設計

試驗設置3個處理。S1為森夫硅肥（SiO2≥35.0%，B≥0.7%，施用量為15 kg/hm2，配施15%多效唑可濕性粉劑0.45 kg/hm2，由澳大利亞PRO-FERT專業(yè)肥料公司生產(chǎn)）；S2為蔡德龍ETDA硅肥（有效養(yǎng)分含量 ：K2O≥6.0% ，CaO≥23.0% ，MgO≥9.0% ，SiO2≥22.0%，施用量為15 kg/hm2）；S0為不施硅肥。基肥（移栽前結合整地施入）及分蘗肥（移栽后9天施如）分別施用(15-15-15)復合肥320 kg/hm2，幼穗分化期（稻株幼穗達0.5 cm）追施尿素52 kg/hm2和氯化鉀60 kg/hm2。水分管理及病蟲害防治按照當?shù)爻Ｒ?guī)方法進行。試驗采取隨機區(qū)組設計，各處理3次重復，共9個小區(qū)，小區(qū)長為5 m，寬為2.7 m，小區(qū)面積為13.5 m2，每小區(qū)插10行秧，行距22 cm，叢距25 cm，試驗四周設保護行，其他田間管理同大田生產(chǎn)。

1.3 測定項目和方法

1.3.1 產(chǎn)量性狀 每個小區(qū)隨機選取連續(xù)20穴植株調(diào)查有效穗數(shù)，取具有該平均有效穗數(shù)的5穴植株，考查每穗粒數(shù)、結實率和千粒重等，小區(qū)實收計算產(chǎn)量。

1.3.2 農(nóng)藝性狀 水稻齊穗后30天每小區(qū)選取生長一致的15根單莖，去除葉片和鞘后，用數(shù)顯游標卡尺測量基部第2伸長節(jié)間中部的莖粗和莖壁厚度。選取旗葉15葉，測量葉片長度和寬度，計算葉面積。

1.3.3 品質性狀 稻谷收獲后，各處理保留2 kg籽粒樣品室溫貯藏3個月后進行稻米品質檢測。品質分析在在福建省水稻研究所水稻品質改良實驗室進行。直鏈淀粉含量采用碘比色法測定，糊化溫度采用堿消值法測定，膠稠度采用熱堿糊化冷膠法測定，透明度采用日本佐竹MM1D大米精白度計測定透光率并定級[9]。

1.3.4 植株抗推力 每小區(qū)連續(xù)選擇10穴稻株，測量株高，之后距離地面20 cm處捆綁，利用YYD-1型植物莖稈強度測定儀于捆扎處施加外力至植株傾斜45°，此時儀器顯示的數(shù)值即為植株抗推力[10]。

2 結果與分析

2.1 產(chǎn)量及其構成因素

由表1可知，施用硅肥增加了‘玉針香’產(chǎn)量，其中S1產(chǎn)量達到6592.8 kg/hm2、S2達到6466.7 kg/hm2，較對照S0增產(chǎn)2.82%和4.83%。方差分析表明，S2與對照S0差異不顯著，S1與對照S0差異顯著。從產(chǎn)量構成來看，硅肥處理‘玉針香’有效穗數(shù)較對照分別增加了11.57%和13.74%，S1、S2與對照S0差異顯著，總穗粒數(shù)S1較對照S0減少，S2則有所增加，與對照差異均不顯著，結實率和千粒重有所增加，但與對照S0差異不顯著。

表1 硅肥對玉針香產(chǎn)量和產(chǎn)量構成的影響

2.2 品質性狀

由表2可知，糙米率硅肥處理與對照S0差異不大，整精米率較對照顯著增加，S1、S2較對照S0增加幅度為7.48%和13.07%；透明度、堊白率和堊白度與對照相當，表明硅肥對水稻外觀品質影響不大。蒸煮食味品質方面，糊化溫度、直鏈淀粉含量硅肥處理與對照沒有明顯差異，不同硅肥處理對膠稠度影響不一致，S1較對照增加3.03%，差異不顯著，S2較對照顯著增加，增加幅度為7.60%。

表2 硅肥對玉針香稻谷品質的影響

2.3 植株形態(tài)

由表3可知，莖粗S1達5.33 mm，較對照S0有所增加，S2與對照相當，不同處理間差異不顯著；莖壁厚度S1、S2處理與對照S0相當，其差異不顯著；株高不同處理間變化較?。槐砻鞴璺侍幚韺ηo稈形態(tài)沒有顯著影響。從葉片發(fā)育來看，葉片長度S1、S2較對照S0略有縮短，但差異不顯著，葉片寬度硅肥處理與對照沒有顯著差異。

表3 硅肥對水稻植株形態(tài)的影響

2.4 植株抗推力

植株抗推力反映了植株處于自然狀態(tài)下對外力的抵抗能力。由圖1可以看出，施用硅肥提高了植株抗推力，S1處理的抗推力達1.641 kg，S2處理的抗推力為1.44 kg，較對照S0分別增加了18.31%和3.82%，方差分析表明S1與對照差異顯著，S2與對照差異不顯著。

圖1 硅肥對植株抗推力的影響

3 結論

硅肥對水稻植株形態(tài)影響較小，增加了植株抗推力，從而增強植株抗倒伏能力。施用硅肥顯著增加了有效穗數(shù)，提高了產(chǎn)量，以S1處理增產(chǎn)幅度最大。加工品質方面，整精米率顯著增加，外觀品質和蒸煮食味品質變化較小。

4 討論

4.1 不同硅肥類型對水稻產(chǎn)量的影響

關于硅肥增加產(chǎn)量的報道較多，且對產(chǎn)量構成的影響隨硅肥類型變化而不同。龔金龍[11]利用高效硅素化肥、任學坤[12]利用礦渣硅、粉煤灰和微生物制劑等成分組成的硅肥研究表明，硅肥主要協(xié)調(diào)穗數(shù)、千粒重、穗粒數(shù)和結實率等各產(chǎn)量構成來提高稻谷產(chǎn)量。鐘飛鳴[13]研究表明，基施速溶性硅肥顯著提高產(chǎn)量，有效穗、結實率和千粒重均高于對照，但差異不顯著。吳建富[14]認為氮肥和水溶性硅肥配施有利于提高有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結實率和產(chǎn)量，而對千粒重影響不顯著。任海[4]指出基施硅鈣肥和葉面噴施海藻液硅肥通過促使水稻分蘗，提高成穗率來增加產(chǎn)量。而馬波[15]研究指出施用硅肥可以顯著提高結實率、增加穗粒數(shù)和千粒重，而對有效穗數(shù)沒有明顯影響。本研究表明，硅肥可使有效穗數(shù)顯著增加，總穗粒數(shù)減少，千粒重變大，與對照差異不顯著，產(chǎn)量的增加主要通過有效穗數(shù)的增加來實現(xiàn)。文獻中也有報道硅肥在水稻正常生長的情況下對產(chǎn)量沒有明顯的影響[16]。因此在實際生產(chǎn)中，硅肥應用要結合土壤有效態(tài)硅肥含量、氮磷鉀等大量元素肥料施用量，選用合適的硅肥種類來達到增加產(chǎn)量的效果。

4.2 硅肥水稻籽粒品質的影響

隨著人們生活水平的提高，稻米品質得到越來越多的重視。田華[4]研究表明，施用硅肥后稻米透明度增加，整精米率提高，堊白率和堊白度降低。錢雙[17]認為葉面噴施硅肥稻谷精米率、整精米率提升，堊白度顯著下降。胡時友[18]指出硅肥可以顯著提高蛋白質含量，膠稠度變長，而對出糙率、整精米率和直鏈淀粉含量沒有顯著影響。本研究表明硅肥顯著增加了整精米率，對其他品質性狀沒有影響。表明施用硅肥可以提高稻谷品質，但品質性狀的變化與硅肥施用方式、類型有關。

4.3 硅肥對水稻莖稈抗倒伏特性影響

研究表明植株形態(tài)與抗倒伏能力密切相關。植株形態(tài)包含株高、莖粗、莖壁厚度、葉片長度等[19]。一般來說，水稻株高越高，植株越容易倒伏[20]，莖粗和莖壁厚度數(shù)值越大，植株抗倒伏能力越強[21]。已有研究表明，硅肥可以調(diào)節(jié)植株的形態(tài)發(fā)育，提高植株的抗倒伏能力。硅肥可以降低株高，縮小劍葉夾角，增加單莖葉面積[13,22]，劉紅芳[16]研究指出正常氮肥水平下硅肥對植株形態(tài)沒有顯著影響，高氮肥水平下硅肥可以降低基部節(jié)間長度，顯著增加基部節(jié)間莖壁厚度和莖粗，從而降低高氮水平下植株倒伏的風險。水稻倒伏發(fā)生在莖稈強度不足以支撐外界環(huán)境（大風、暴雨等）對植株的壓力的情況下，因此增強莖稈的機械強度是提高水稻抗倒伏能力的重要途徑。植株抗推力作為衡量自然狀態(tài)下整體抵御外力的強弱指標，用來評價水稻抗倒伏能力[23]。本研究表明，施用硅肥后株高、莖粗、莖壁厚度沒有出現(xiàn)明顯變化，葉長和葉面積S1（森夫硅肥）處理較對照顯著減小，S2（蔡德龍ETDA硅肥）處理與對照沒有顯著差別。而植株抗推力增加了2.91%～ 18.28%，表明本試驗條件下，硅肥對水稻植株形態(tài)的影響較小，主要依靠增強莖稈機械強度來提高水稻抗倒伏能力。