硅肥对超级早稻茎叶形态与抗倒伏特性的影响

陈健晓,屠乃美,易镇邪,*,朱红林

(1湖南农业大学农学院 ,长沙 410128;2海南省农业科学院粮食作物研究所,海口 571100)

1 材料方法

1.1 试验设计

试验于2009年在湖南农业大学试验农场进行。供试超级杂交早稻组合株两优 819(倒伏敏感品种)由亚华种业公司提供,陆两优996(抗倒伏品种)由湖南农业大学水稻研究所提供。试验采用3因素再裂区设计,3次重复,小区面积15 m2(5 m×3 m),株行距20cm×20 cm。硅肥因素设2个水平:0和150 kg/hm2;氮肥因素设 3个水平:0,150和 225 kg/hm2(表 1)。硅肥作基肥一次施用,氮肥分 4次施用,基肥∶分蘖肥∶穗肥∶粒肥=4∶2∶ 3∶ 1。以尿素为氮源,以硅酸钠为硅源。各处理施磷肥(P2O5)75 kg/hm2和钾肥(K2O)150 kg/hm2作基肥。3月 31日播种,4月 26日移栽。其他管理同一般大田。

1.2 试验地概况

供试土壤肥力特征如表 2。

表1 试验处理及其代号Table 1 Treatments and their codes

表2 2009年供试土壤肥力特征Table 2 Soil fertility in 2009

1.3 测定项目与方法

单茎叶面积。关键生育期(孕穗、齐穗、灌浆中期和成熟期),每小区取 3穴,进行清洗,将每株的完整叶(没有损伤的叶片)剪下,测量长和宽,采用长×宽×0.75计算叶面积。

株高、穗长、节间长、茎秆直径及剑叶夹角的测定。齐穗期,每小区取 3穴,用量角器测量剑叶夹角(即叶枕、叶尖连线与茎秆延长线之间的夹角);量尺测量株高、穗长、节间长度,游标卡尺测量茎秆基部(离地面 1 cm)直径。

茎秆抗倒力测定。灌浆末期每小区选择有效穗数接近平均值的 5穴,用日本产 DIK-7401倒伏仪测定茎秆抗倒力。

1.4 数据处理

数据采用 Excel2003与 SAS9.0进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 硅肥对超级早稻剑叶夹角的影响

由表 3可见,施氮使剑叶夹角显著增大,株两优819增幅为 3～ 5°,陆两优 996增幅为 3～ 4°;施硅能显著缩小剑叶夹角,缩小幅度与施氮量有关。

不施氮条件下施硅,株两优 819剑叶夹角缩小14.71%,陆两优 996缩小11.11%;施氮 150kg/hm2条件下施硅,株两优 819剑叶夹角缩小 12.66%,陆两优996缩小 10.44%;施氮 225 kg/hm2条件下施硅,株两优 819剑叶夹角缩小8.57%,陆两优 996缩小8.33%。可见,施硅能显著缩小剑叶夹角,且在株两优819上施用效果更好。

2.2 硅肥对超级早稻单茎叶面积的影响

株两优 819和陆两优 996单茎叶面积随施氮量的增大而显著增大,不施氮条件下株两优 819单茎叶面积为151.7 cm2,陆两优996单茎叶面积为 158.7 cm2,施氮150 kg/hm2条件下株两优819在202.2 cm2,陆两优 996在 212.4 cm2(表 4)。

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表3 各处理齐穗期剑叶夹角Table 3 Flag leaf angle at full heading stage

表4 各处理孕穗期单茎叶面积Table 4 Leaf area per stem at booting stage

两个超级早稻品种单茎叶面积均因施硅而增大,不同施氮量条件下株两优 819增幅在 7.59%～12.84%之间,陆两优 996增幅在 6.93%～13.59%之间。可见,施硅能使单茎叶面积增大,两个超级早稻品种增幅均在 10%左右,但增幅随施氮量增大而降低。

2.3 硅肥对超级早稻基部节间长度的影响

由表 5可见,施氮水平一致的条件下,陆两优 996第一、二节间分别比株两优 819第一、二节间长,并随施氮量的增大而显著增大,施硅能使株两优 819和陆两优996第一、二节间显著缩短。

表5 各处理茎秆节间长Table 5 Culm internode length each treatment

施氮150 kg/hm2条件下配合施用硅肥,对超级早稻第一节间长度的缩短效果最好,两品种表现一致;而第二节间长度在不施氮的条件下配合施用硅肥,缩短效果最好。

2.4 硅肥对超级早稻茎秆直径的影响

由表6可见,施氮能显著增加各处理茎秆直径,不同施氮量处理间表现为不施氮 <施氮150 kg/hm2<施氮 225 kg/hm2的趋势。

施硅能显著增大茎秆直径,在不施氮条件下,株两优819茎秆直径增大8.17%,陆两优996茎秆直径增大10.03%;施氮 150 kg/hm2条件下,株两优 819茎秆直径增大 10.88%,陆两优 996茎秆直径增大 11.55%;施氮 225 kg/hm2条件下,株两优 819茎秆直径增大8.63%,陆两优996茎秆直径增大10.53%。相对而言,施氮150 kg/hm2条件下,施硅对增大茎秆直径的效果更好。

2.5 硅肥对超级早稻株高、穗长的影响

由表7可见,各处理株高、穗长随施氮量的增加而显著提高,施硅能使株高、穗长增大,但处理间差异不显著。在不施氮条件下施硅,株两优 819株高提高1.3 cm,穗长增加 0.5 cm,陆两优 996株高提高 2.4 cm,穗长增加0.4 cm;施氮条件下施硅,株两优819株高提高2.3～ 3.0 cm,穗长增加 0.1～ 0.2 cm,陆两优 819株高提高 4.2～ 5.3 cm,穗长增加 0.3～ 0.5 cm。

表6 各处理茎秆直径Table 6 Culm diameter each treatment

表7 各处理株高、穗长Table7 Plant height and panicle length each treatment

2.6 硅肥对超级早稻茎秆抗倒力的影响

各处理茎秆抗倒力见表8。茎秆抗倒力随施氮量的增大而显著降低,施硅能够显著提高抗倒力,且品种间差异达到显著水平。

施硅对株两优819和陆两优 996茎秆抗倒力的提高幅度有随施氮量增大而降低的趋势;同时可见,硅肥对陆两优996茎秆抗倒力的提高幅度比株两优819大。

在施氮 150 kg/hm2条件下施硅,株两优 819和陆两优 996的茎秆抗倒力增幅最大,分别为 25.79%和28.47%。可见,超级早稻过多施氮会带来倒伏风险,而施硅可以显著提高茎秆抗倒伏能力,降低倒伏风险。

表8 各处理抗倒力Table 8 Culm lodging resistance each treatment

3 讨 论

施硅对水稻的效应前人进行了大量的研究,发现硅对水稻有明显的增产作用,其机理在于:使剑叶更直立,缩短基部一、二节间长,增加基部茎秆直径;增加茎秆纤维素含量及硅化细胞的形成从而增强抗倒力,促进根量且提高根系活力;使叶片硅质化,对病菌孢子有机械屏障作用;扩大库容且提高花后干物质的生产积累能力;同时影响真菌对细胞壁酶降解,且对细菌有一定的毒素,从而增强抗病虫能力[12～15]。

本研究以株两优819和陆两优996为材料,对不同施氮量下硅肥施用对超级早稻茎叶形态与抗倒伏能力进行了初步研究,结果表明:施硅能在一定程度上提高超级早稻单茎叶面积、缩小剑叶夹角、不同程度提高株高和穗长。同时发现,超级早稻过多施氮会带来倒伏风险,而施硅能够缩短基部一、二节间长度,并增粗茎秆,从而提高抗倒力。

施硅对不同品种节间长度的缩短效果不一致:株两优819(倒伏敏感品种)基部一、二节间的缩短程度比陆两优996(抗倒伏品种)大,说明硅在倒伏品种上的效果更好。本研究同时发现,施硅与施氮150 kg/hm2互作效果最好。

硅肥能增大超级早稻茎秆直径,且硅肥与氮肥存在互作效应,即硅肥与氮肥配施条件下茎秆增粗效果更好,同时可见陆两优 996茎秆直径增粗较株两优819明显。同时,从茎秆抗倒力的提高幅度来看,也以陆两优 996较大。因此,硅肥可改善超级早稻抗倒性,但具有明显的品种间差异,具体原因有待进一步研究。

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