噴施不同濃度硅肥對閩東紅壤區(qū)玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

王利民 朱愛玲 李昱 黃東風

王利民，朱愛玲，李昱，等.噴施不同濃度硅肥對閩東紅壤區(qū)玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響[J].福建農(nóng)業(yè)科技，2023，54（8）：65-70

摘?要：研究不同濃度的葉面硅肥（OBFs）噴施下密花甜糯12號玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的變化，以期為閩東紅壤區(qū)玉米高產(chǎn)栽培提供理論指導(dǎo)。在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上，以不施硅肥為對照（T，CK），設(shè)置5個葉面硅肥噴施濃度1.34（T）、6.67（T）、10.00（T）、13.34（T）、16.67 mL OBFs L（T），研究不同濃度的OBFs葉面硅肥對玉米籽粒養(yǎng)分吸收、產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響。結(jié)果表明：噴施不同濃度的OBFs葉面硅肥可以顯著促進玉米籽粒吸收鉀和硅元素。T、T、T和T處理比T（CK）玉米籽粒鉀吸收量分別增加7.4%、4.9%、10.4%和15.3%；與T（CK）相比，T、T、T、T和T處理玉米籽粒硅吸收量分別提高2.1、2.5、2.4、2.3和3.4倍。玉米籽粒鉀和硅吸收量的增加進一步改善了玉米棒長和棒粗。相比T（CK），T、T、T、T和T處理玉米棒長分別增加15.2%、19.2%、24.2%、26.6%和29.7%，棒粗分別提高1.3%、1.6%、3.1%、2.7%和5.5%。T、T、T、T和T處理玉米產(chǎn)量分別比T增加1.9%、3.1%、13.1%、17.4%和18.7%。由線性回歸分析可知，玉米增產(chǎn)過程中起主導(dǎo)作用的因子是玉米籽粒鉀和硅吸收量的增加。綜上，噴施不同濃度的OBFs葉面硅肥有助于增加玉米籽粒吸收鉀和硅元素，改善玉米棒長和棒粗，從而提高玉米產(chǎn)量，尤其是13.34、16.67 mL·L為閩北紅壤區(qū)玉米種植OBFs葉面硅肥較佳的噴施濃度。

關(guān)鍵詞：葉面硅肥；玉米；產(chǎn)量；農(nóng)藝性狀；養(yǎng)分吸收

中圖分類號：S 513???文獻標志碼：A???文章編號：0253-2301（2023）08-0065-06

DOI：10.13651/j.cnki.fjnykj.2023.08.011

Effects of Spraying Different Concentrations of Silicon Fertilizer on Maize Yieldand Its Components in the Red Soil Area of Eastern Fujian

WANG Li-min1， ZHU Ai-ling2， LI Yu1， HUANG Dong-feng1*

（1. Soil and Fertilizer Institute， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou， Fujian 350013， China;

2. Nanping Farmland Construction and Soil Fertilizer Technology Extension Station， Nanping， Fujian 353000， China）

Abstract：The effects of different concentrations of foliar silicon fertilizers （OBFs） on the maize yield and components of Mihuatiannuo No.12 were studied in order to provide theoretical guidance for the high-yield cultivation of maize in the red soil area of eastern Fujian. On the basis of conventional fertilization， with no spraying the silicon fertilizer as the control group （T，CK）， the five spraying concentrations of foliar silicon fertilizer with 1.34 （T）， 6.67 （T）， 10.00 （T）， 13.34 （T）， 16.67 （T） mL OBFs/L were set up to study the effects of different concentrations of OBFs foliar silicon fertilizer on the nutrient absorption， yield and components of maize kernels. The results showed that the application of different concentrations of OBFs foliar silicon fertilizer could significantly promote the absorption of potassium and silicon in maize kernels. Compared with T?（CK）， the potassium absorption of maize kernels treated with T， T， T， T?and T?increased by 7.4%， 4.9%， 10.4% and 15.3%， respectively， while compared with T?（CK）， the silicon absorption of maize kernels treated with T， T， T， T?and T?increased by 2.1， 2.5， 2.4， 2.3 and 3.4 times， respectively. The increase of potassium absorption and silicon absorption in maize kernels further improved the length and diameter of corn cob. Compared with T， the length of corn cob treated with T， T， T， T?and T?increased by 15.2%， 19.2%， 24.2%， 26.6% and 29.7%， respectively， and the diameter of corn cob increased by 1.3%， 1.6%， 3.1%， 2.7% and 5.5%， respectively. Compared with T， the yield of maize treated with T， T， T， T?and T?increased by 1.9%， 3.1%， 13.1%， 17.4% and 18.7%， respectively. The results of linear regression analysis showed that the increase of potassium and silicon absorption in maize kernels was the leading factors in the yield-increasing process of maize. In summary， the application of different concentrations of OBFs foliar silicon fertilizer could help to increase the absorption of potassium and silicon in the maize kernels， improve the length and diameter of maize rods， and thus increase the maize yield. Especially， 13.34 mL·L?and 16.67 mL·L?were the better spraying concentration of OBFs foliar silicon fertilizer for maizes which were being planted in the red soil area of northern Fujian.

Key words：Foliar silicon fertilizer； Maize； Yield； Agronomic characteristics； Nutrient absorption

玉米Zea mays L.是中國種植面積最大的糧食作物之一。但是，玉米是一種需肥量大且耐肥性強的作物，需要不斷肥料投入才能維持其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，是實現(xiàn)糧食安全的重要舉措。為提高玉米產(chǎn)量，大量施用氮磷鉀肥成為主要手段，使得玉米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)條件下玉米對硅的需求，使土壤缺硅的現(xiàn)象日益突出。硅是玉米生長發(fā)育的重要調(diào)節(jié)元素，是氮、磷、鉀之后的第4營養(yǎng)元素，玉米各器官硅含量高達4～75 g·kg，對硅的需求高于一般作物。硅元素（29%左右）在地殼中含量雖位居第2位，但不同類型土壤中硅含量（1%～45%）波動很大。閩東紅壤區(qū)玉米地存在脫硅富鋁化過程，硅易被淋失，造成土壤缺硅。施用硅肥能顯著增加玉米關(guān)鍵生育期植株氮、磷、鉀和硅素積累量，增強玉米光合生產(chǎn)能力，提高玉米產(chǎn)量。但是，傳統(tǒng)施用的硅肥主要來源于高爐渣、鋼渣和赤泥工業(yè)廢物，直接施入土壤，很難溶解，或易被土壤有機物和礦物吸附固定，導(dǎo)致玉米吸收利用硅的有效性偏低。葉面硅肥具有用量少、吸收快、能夠避免與土壤直接接觸，環(huán)境副作用小，是硅肥較佳的利用方式。王宇先等研究發(fā)現(xiàn)，隨著葉面噴施硅肥濃度的增加，玉米株高、莖粗和產(chǎn)量均較對照有所增加，其中當硅肥噴施濃度為200mg·L時效果較顯著，與對照相比，株高增加10.42％，莖粗增加20.33％，產(chǎn)量增加6.22％。戴思遠研究顯示，增施硅肥能顯著增加玉米棒粒數(shù)和千粒重，產(chǎn)量提高了10.3%。劉天昊等研究表明，隨噴施硅肥濃度的增加，玉米籽粒氮和鉀含量顯著提高，比對照分別增加6.6%～8.6%和 11.6%～38.8%，尤其是葉面噴施8和12 g·L硅肥的玉米增產(chǎn)提質(zhì)效果較佳。但是，不同種類的葉面硅肥對玉米生長存在品種和地域的差異。目前，針對噴施新型的葉面硅肥（OBFs）對閩東紅壤區(qū)玉米產(chǎn)量的影響及其機制尚不十分清楚。本研究探討了噴施不同濃度OBFs葉面硅肥對玉米產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素及養(yǎng)分吸收的影響，以期為閩東紅壤區(qū)玉米高產(chǎn)栽培提供參考。

1?材料與方法

1.1?供試材料

供試玉米品種為密花甜糯12號。OBFs液態(tài)葉面肥從印度尼西亞生物技術(shù)和生物工業(yè)研究所引進，主要原料為天然海藻，pH值為4.7、有機質(zhì)82.4 g·L、全氮2.12 g·L、全磷0.73g·L、全鉀0.77 g·L、全鈣0.07 g·L和全鎂0.14 g·L。

1.2?試驗地概況

試驗地位于福建省福州市閩侯縣白沙鎮(zhèn)溪頭村的農(nóng)業(yè)農(nóng)村部福建耕地保育科學觀測實驗站（119°04′10″E，26°13′31″N）。屬于亞熱帶季風氣候，海拔高度15.4 m，年均降水量為1350.9 mm，年日照時數(shù)1812.5 h，年均溫度19.5℃，全年無霜期311 d。供試土壤為滲育型水稻土，成土母質(zhì)為低丘紅壤坡積物。試驗始于2022年，同年采集的試驗前土壤pH值為4.96，有機質(zhì)含量27.8 g·kg，全氮1.54 g·kg，全磷0.64 g·kg，全鉀14.6 g·kg，堿解氮145.6 mg·kg，有效磷3.7 mg·kg，速效鉀124.6 mg·kg，有效硅160 mg·kg。

1.3?試驗設(shè)計

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，以農(nóng)戶常規(guī)施肥為基礎(chǔ)，葉面噴施OBFs液態(tài)葉面肥的稀釋倍液，以噴施清水為對照（CK）。設(shè)置6個處理，各處理詳見表1。每畦設(shè)置1個小區(qū)，小區(qū)面積20 m。每個處理重復(fù)3次，共18個小區(qū)。雙行種植，株行距為17.5 cm×1.1 m，每小區(qū)種67株，四周設(shè)保護行。試驗于2022年8月14日移栽。移栽前10 d左右深耕滅茬，整地作畦，畦面略呈龜背形，畦面寬1.2 m，溝深25 cm，開好排水溝；移植前1 d用5%高效氯氟氰菊酯150 mL·hm對水900 kg均勻噴霧。在玉米整個生育期噴施硅肥共3次，10月16日進行玉米取樣考種并測產(chǎn)。除噴施葉面肥處理不同外，其他田間管理均與當?shù)剞r(nóng)民習慣保持一致?；┝蛩徜@2250 kg·hm和過磷酸鈣525 kg·hm，苗移栽后10 d追施（N-PO-KO=15-15-15）復(fù)合肥750 kg·hm。

1.4?樣品采集與測定

玉米成熟期，在每個小區(qū)選取5株測定單個玉米棒長、棒直徑、棒鮮重，并進行小區(qū)測產(chǎn)。玉米帶回室內(nèi)進行脫粒，于105℃殺青15 min，65℃烘干24 h至恒重后磨碎，用于測定玉米籽粒氮、磷、鉀、硅含量。玉米籽粒經(jīng)HSO-HO消煮，全氮用凱氏法；全磷用釩鉬黃比色法；全鉀用火焰光度計法；玉米籽粒經(jīng)強堿高溫高壓消化，全硅用硅鉬藍比色法測定。

1.5?數(shù)據(jù)處理

使用SAS 8.02軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析（One-way ANOVA）、Duncan新復(fù)極差法多重比較和線性回歸分析。采用Excel 2003軟件處理數(shù)據(jù)和作圖。圖表中數(shù)據(jù)為平均值±標準差。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同用量硅肥噴施對玉米產(chǎn)量的影響

由圖1可知，不同用量的OBFs葉面硅肥噴施下玉米籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)增產(chǎn)趨勢。相比T（CK）處理，T、T、T、T和T處理玉米籽粒產(chǎn)量分別提高397、633、2696、3576和3849 kg·hm，增產(chǎn)率分別為1.9%、3.1%、13.1%、17.4%和18.7%。可知，隨著OBFs葉面硅肥用量的增加增產(chǎn)效果更顯著，尤其是濃度為13.34、16.67 mL·L?OBFs葉面硅肥處理可作為閩東紅壤區(qū)玉米OBFs葉面硅肥噴施的較佳水平。

2.2?不同用量硅肥噴施對玉米農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，噴施不同用量的OBFs葉面硅肥對玉米棒長和棒粗具有不同程度的促進作用。與T（CK）處理相比，T、T、T、T和T處理玉米棒長分別提高15.2%、19.2%、24.2%、26.6%和29.7%，棒粗分別增加1.3%、1.6%、3.1%、2.7%和5.5%。這反映不同用量的OBFs葉面硅肥噴施，隨著用量的增加對密花甜糯12號玉米農(nóng)藝性狀改良效果越優(yōu)，尤其是對玉米棒長的作用效果更為顯著。因此，噴施不同用量的OBFs葉面硅肥對玉米農(nóng)藝性狀的改善均有促進作用。

2.3?不同用量硅肥噴施對玉米籽粒養(yǎng)分吸收量的影響

由表3可知，噴施不同用量的OBFs葉面硅肥對玉米籽粒氮和磷吸收量無顯著的影響（P>0.05）。這是由于供試土壤全氮含量高達1.54 g·kg，達到了福建省耕地質(zhì)量監(jiān)測指標分級標準2級（較高），因此OBFs葉面硅肥噴施下玉米籽粒氮吸收量無顯著的變化；同時，玉米籽粒磷吸收量未有顯著的影響，原因是供試土壤屬于酸性紅壤，富含鐵鋁，與磷形成Fe-P、Al-P，從而降低了土壤磷的有效性，會抑制玉米籽粒對土壤磷素的吸收。但是，不同用量的OBFs葉面硅肥噴施能顯著增強玉米籽粒鉀和硅的吸收量。與T（CK）處理相比，T、T、T和T處理玉米籽粒鉀吸收量分別提高7.4%、4.9%、10.4%和15.3%，但T處理卻降低了0.9%。這表明只有OBFs葉面硅肥噴施濃度達到一定值時，才能促進玉米籽粒鉀的吸收。T、T、T、T和T處理比T（CK）玉米籽粒硅吸收量分別增加2.1、2.5、2.4、2.3和3.4倍?？梢?，玉米葉面噴施不同濃度的OBFs硅肥可以促進玉米籽粒鉀和硅元素的協(xié)同吸收，且吸收量隨葉面硅肥濃度增加而增加。

2.4?不同用量硅肥噴施下玉米產(chǎn)量與籽粒養(yǎng)分吸收的關(guān)系

由不同用量的OBFs葉面硅肥噴施下玉米產(chǎn)量和籽粒養(yǎng)分吸收的線性回歸分析可知，玉米產(chǎn)量與籽粒氮吸收量（R=0.0138，P=0.6431）、磷吸收量（R=0.1623，P =0.0976）之間的直線關(guān)系密切程度較低，而與籽粒鉀吸收量（R=0.3999，P<0.0001）、硅吸收量（R=0.3632，P=0.0081）間的直線關(guān)系密切程度則相對較強，表明閩東紅壤區(qū)玉米產(chǎn)量的變化很大程度上取決于玉米籽粒鉀和硅吸收量的大小。因此，玉米增產(chǎn)主要歸因于玉米籽粒鉀和硅吸收量的增加，尤其是籽粒硅吸收量對玉米增產(chǎn)貢獻作用更大。

3?討論與結(jié)論

本研究表明，噴施不同用量的OBFs葉面硅肥對玉米增產(chǎn)具有促進作用，且玉米產(chǎn)量呈隨葉面硅肥用量的增加而增加的趨勢。相關(guān)研究表明，在玉米上適量施用硅肥，玉米產(chǎn)量增幅為7.1%～23.0%。這是由于噴施硅肥可以增加作物葉面積和葉片葉綠素含量，進而增強作物光合作用，促進干物質(zhì)積累。此外，OBFs葉面硅肥主要以天然海藻提取物為原料，富含海帶多糖、海藻酸鹽和硅等，能夠加速作物植株代謝，協(xié)調(diào)喜硅禾本科作物玉米植株體內(nèi)的營養(yǎng)元素的分配和轉(zhuǎn)運，促進玉米增產(chǎn)。

供試OBFs葉面硅肥噴施下玉米增產(chǎn)主要源于玉米棒長和棒粗的增加，這與徐寧等在夏玉米上的研究結(jié)果一致。本研究中不同用量的OBFs葉面硅肥噴施下玉米增產(chǎn)的主要促進因子是玉米籽粒鉀和硅吸收量的增加。一方面，噴施葉面硅肥不僅可以通過葉片直接補充作物營養(yǎng)元素，而且能夠通過增強作物根系活性，間接增加作物營養(yǎng)元素的吸收。另一方面，硅還能調(diào)節(jié)氣孔開關(guān)，抑制植株蒸騰速率，提高水分利用效率，可以促進營養(yǎng)元素向籽粒分配，增加籽粒產(chǎn)量。可見，OBFs葉面硅肥噴施下玉米籽中鉀和硅元素含量具有顯著增加的趨勢，符合玉米籽粒中硅和鉀協(xié)同吸收的“末端分布現(xiàn)象”。其他相關(guān)報道指出，硅肥可以促進作物氮、磷、鉀大量元素的協(xié)同吸收。但是，本研究中噴施OBFs葉面硅肥對氮和磷元素的吸收無顯著影響。這主要是由于作物種類、土壤類型和施肥用量的差異所致。綜上可知，噴施OBFs葉面硅肥，特別是噴施濃度為13.34、16.67 mL·L?OBFs均有利于改善玉米棒長和棒粗，促進鉀和硅元素朝籽粒分配，進而提高籽粒產(chǎn)量。該研究結(jié)果可為閩東紅壤區(qū)玉米科學噴施硅肥提供參考依據(jù)。

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（責任編輯：林玲娜）

收稿日期：2023-07-04

作者簡介：王利民，男，1979年生，助理研究員，主要從事土壤改良、水土保持和植物耐鹽生理方面的研究。

*通信作者：黃東風，男，1975年生，研究員，主要從事農(nóng)業(yè)面源污染方面的研究（E-mail：273544989@qq.com）。

基金項目：福建省農(nóng)業(yè)科學院對外合作項目（DWHZ-2022-20）；福建省科技計劃公益類項目（2022R1025001）；閩侯農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)福建省野外科學觀測研究站（〔 2018〕17號）；福建省財政專項——福建省農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新團隊建設(shè)項目（CXTD2021012-2）。