资源节约型和环境友好型新肥料——硅肥

□日本东京大学农学博士蔡德龙

植物有益元素肥料系列报道之一

资源节约型和环境友好型新肥料
——硅肥

□日本东京大学农学博士蔡德龙

编者按

从植物对于营养元素的需求来看，我们应该相信，植物中有益元素和必需元素是相对的，而不是一成不变的，可以说随着科学技术的不断发展，研究人员陆续发现新的植物必需元素，为作物的养分平衡奠定基础。众所周知，除了16种植物必需营养元素之外，还有一类营养元素——有益元素。有益元素一是某些植物类群中的特定生物反应所需，如钴，豆科植物根瘤固氮所必需；二是在某些植物生长在某一有益元素过剩的环境中，经长期进化过程中形成对该元素的依赖性，如水稻对硅元素、甜菜的生长过程中对于钠的需求。目前，逐渐被认可的有益元素有硅、钴、钛、镍等。伴随作物产量的提高，氮磷钾大量元素肥料的过量长期施用，出现了新的植物营养不平衡情况，有益元素肥料也越来越为人所熟知，未来发展趋势向好。近日，《中国农资》将开设专栏，针对主要有益元素在农业生产中的突出作用以及有益元素肥料施用、发展等情况做一系列报道。

硅肥最早是以一种含硅酸钙为主的玻璃体、矿物肥料，其外观根据原料的不同，呈白色、灰褐色或黑色粉末，具有无毒、无臭、无腐蚀性、不变质及不易流失等特征。早在20世纪，相关研究人员就针对江苏、江西、浙江、河南、湖北等地进行有效二氧化硅的调查，目前我国存在大面积的缺硅土壤，其中浙江省缺硅总面积达73%，河南省耕地缺硅60%左右。值得引起重视的是，随着农业生产的进行，耕地缺硅的面积也逐年增大。我国氮磷钾肥料施用量占世界施用量的32%，氮磷钾肥料的大量施用，消耗土壤中大量的中微量元素以及有益元素，现在到了应该补充土壤硅营养的时候了。

硅肥可有效防治土壤重金属污染

硅作为有益元素中的“龙头”，最早是以含硅酸钙为主的玻璃体、矿物原料，随着新型肥料的研究深入，出现了水溶性硅肥、硅钾肥、天然硅肥等。硅是人体骨骼的重要组成部分，对植物生长的作用也日趋重要，由此预示着：硅肥将成为21世纪资源节约型和环境友好型新肥料。硅肥在农业生产中的作用如下：

一是硅是构成植物体组成的重要营养元素，特别是水稻，在生产1000Kg的稻谷中，水稻地上部分二氧化硅的吸收量达150Kg，超过水稻吸收氮磷钾的总和；二是硅肥有利于提高农作物的光合作用，水稻吸收硅之后，能使植株挺拔、茎叶直立，有利于提高水稻、小麦、玉米、甘蔗等作物叶面的光合作用，从而增加作物的产量；三是硅肥有利于提高农作物抵抗病虫害的能力，硅化细胞的形成使水稻表层细胞壁加厚，角质层增加，从而增强对病虫害抵抗的能力，特别是对稻瘟病、纹枯病、稻胡麻斑病、稻粒黑粉病等具有显著作用；四是能够提高水稻抗倒伏能力，试验结果表明：水稻基部秸秆抗折断力，提高35%-55%；五是能增强水稻抗寒、抗低温以及抗旱能力，硅肥对于我国的旱作农业、节水农业都具有重要的战略意义；六是硅肥能提高磷肥利用率和活化土壤中磷的作用，我国磷肥的利用率一般在15%-20%之间，施用硅肥后可以提高作物对磷肥的吸收利用率，促进磷在水稻体内的运转，从而提高水稻、小麦、玉米的结实率，这对于改善我国70%以上耕地缺磷和磷矿分布不均匀、磷肥利用率低的状况具有战略意义；七是硅肥能够改良红壤和盐碱地。除了以上作用外，硅的另一个重要作用是它能够防治和减轻土壤重金属污染，提高土壤的有效二氧化硅硅肥中所含的硅酸根离子与重金属的化学反应，形成植物难以吸收的化合物，从而减轻重金属对于植物的污染。硅肥作为调节性肥料、品质肥料以及保健肥料，还能够明显改善农作物果实的色香味等感官效果。硅肥自身有益于植物生长，有调节农作物在不同阶段的营养需求，并对过度使用的其他肥料具有抑制作用。

硅肥品种多样化施用技巧是关键

目前，硅肥的品种很多，按形态可以分为固体硅肥、液体硅肥；如果按施用方法分类有液面喷洒硅肥、基施硅肥、水冲硅肥等；按水溶性主要可以划分为两大类：枸溶性硅肥、水溶性硅肥。枸溶性硅肥除含二氧化硅之外，还富含碳酸钙、碳酸镁以及植物需要的许多微量元素，对土壤改良、防治土壤重金属污染有着不可替代的作用。水溶性硅肥以其运输方便、植物吸收快，有效硅含量高的特点早在20世纪80年代就开始施用。现今，针对水溶性硅肥成本高、综合改良土壤的效果次于枸溶性硅肥的局限性。现阶段，河南省硅肥工程技术中心已生产出水冲硅肥，不仅成本低，综合应用效果好。

目前，硅肥的品种“百花齐放”，固体硅钙肥、硅钙钾肥、硅钾肥、硅基有机肥、硅复混肥、微生物硅肥、液体硅肥等等，在品种的多样化的同时，合理精准地掌握施用技巧才是重中之重。多年的研究成果以及对比试验表明：枸溶性硅肥作基肥每亩用量在50Kg效果最好，水溶性硅肥2Kg-3Kg/亩左右，硅肥作为基施，最好与有机肥混合使用更佳；作追肥可以进行叶面喷洒、也可以冲施或直接施到土壤中。

硅肥推广势在必行

根据国家统计局资料显示，我国2013年生铁产量在7.09亿吨，年排出近15亿吨左右的炼铁水淬渣，这些资源如果添加相应的硅肥添加剂可以使废渣中的含有少量的重金属除去，并且使有效二氧化硅移动速度更加迅速，有利于植物根系吸收，是制造硅肥的好原料。我国目前土壤重金属污染范围大，程度严重，需花费众多的资金进行土壤改造修复。试验表明：硅肥可以有效地防治土壤重金属污染，特别是硅肥对水稻镉吸收的影响，降低率均在90%以上。此外，在推广应用中发现，硅肥能使现有的粮食增产10%左右，相当于我国增加人口的粮食消费量；在经济作物上的增产幅度就更大了，据统计，花生施用硅肥一般增产率在15%以上。因此，硅肥推广势在必行、前景广阔。