关于水稻旱育秧技术中土壤调酸的副作用及补救措施的研究

张 娟，刘传玉，张广鑫，黎 庆，宋继富，岳 欢

(1.黑龙江省科学院高技术研究院，哈尔滨 150020； 2.黑龙江省科学院石油化学研究院，哈尔滨 150040)



关于水稻旱育秧技术中土壤调酸的副作用及补救措施的研究

张 娟1，2，刘传玉1，2，张广鑫1，黎 庆1，2，宋继富2，岳 欢1

(1.黑龙江省科学院高技术研究院，哈尔滨 150020； 2.黑龙江省科学院石油化学研究院，哈尔滨 150040)

从1983年开始，我省在水稻种植领域全面推广旱育秧(旱育稀植)技术。旱育秧的核心技术之一是床土调酸，床土调酸的目的是，创造酸性的土壤环境，抑制立枯病菌的活动。经5年的潜心研究和反复试验，我们发现了旱育秧床土调酸带来的要害副作用，筛选出了最佳补救措施。研究表明，旱育秧床土调酸后使床土有效硅降为零。水稻是典型的喜硅作物，水稻从苗期就进入吸硅高峰期，而苗床调酸后，使苗床中无有效硅可吸收。缺硅导致弱苗，使立枯病、青枯病等疫情多发。研究表明，苗期喷施液体硅肥，稻苗快速补硅，是旱育秧床土调酸副作用的最佳补救措施。本项研究成功，完善了旱育秧配套技术，将对我国农业生产带来重大的经济效益和社会效益。

水稻；旱育秧；床土调酸；副作用；措施

水稻是典型的喜硅作物，硅元素对提高水稻产量、品质及抗逆性具有明显的作用。在目前水稻优化配方施肥中，人们往往重视氮、磷、钾等大量元素肥料的施用，而忽略了硅肥的配合，加之多年连作的老稻田每年生产的稻谷要从土壤中摄取大量的硅，致使水稻分蘖少、抽穗迟、空秕粒多、千粒重下降、抗性差、易倒伏。通过硅肥在水稻上的试验，旨在探索硅元素对水稻产量、品质及抗性等综合性状的影响，明确水稻高产栽培合理的肥料运筹。

水稻旱育秧技术具有省水、省工、省种、增产的效果，并且秧苗健壮、根系发达，返青期短，具有较好的社会和经济效益。值得注意的是，在生产过程中已初步发现其病虫、倒伏率较高的现象。究其原因，除大田中氮素施用量过高及方法不当外，与水稻在旱作条件下育苗硅素吸收困难，太田硅素供应不足，导致硅素缺乏有关。硅素可增强稻株的抗倒伏和抗病虫害的能力，减少叶面水分消耗，提高光合生产力，增强根系活力。因此，本研究通过对育秧土壤调酸后有效硅的分析，发现了调酸的不良影响，通过追加液体硅肥，证明在旱育秧时施甩硅肥对秧苗的硅素积累是非常有效的，有利于旱育秧苗素质的提高，为栽植到大田具有较好的抗逆性打下基础[1-4]。

1 重大发现的理论依据和实用价值

1.1 重大发现的核心

旱育秧的核心技术是床土调酸，床土调酸的目的就是创造酸性的土壤环境，抑制立枯病菌的活动。

重大发现的核心是，床土调酸后，潜在了要害的副作用，即调酸后使床土有效硅降为0。这是几十年就存在，没人发现和解决的。

1.2 调酸后，床土有效硅降为0的原因

硅酸为二元弱酸，K1=1.7×10-10，K2=1.2×10-12，比碳酸还弱。当水溶性或枸溶性硅酸盐遇到较强酸时(包括碳酸)，就会生成偏硅酸(即硅酸)，硅酸难溶于水，是多硅酸的胶体或硅酸凝胶。

如：现在常用的土壤调酸剂为硫酸，下面的反应必然发生：

(注：MeSiO3代表可溶性硅酸及硅酸盐的通式。)

与碳酸的反应如下：

当前旱育秧配套技术规定床土理化指标为：4.5≤pH≤6，

按上述指标下面的反应必然发生，毋庸置疑，其后果是苗床有效硅变成0。写成反应通式：

(什么是有效硅：土壤有效硅即指土壤中可以被水溶解的有效性二氧化硅的量。)

1.3 床土有效硅降为0，对水稻的重大影响

1.3.1 当前措施下，水稻幼苗生长与胚乳消耗情况

幼苗生长与胚乳消耗表

Tab.Seedlinggrowthandendospermconsumption

叶龄芽鞘初生叶1.01.52.22.83.0残存(%)1006863108.34.40消耗(%)9010有效硅来源胚乳无无阶段异养半自养自养

由表中看出，幼苗在第二完全叶生出前，主要靠胚乳营养生长，称为异养阶段。经测试，水稻籽粒中一般含有1%左右硅，异养阶段有效硅主要靠胚乳供给。第二叶生出后便进入半自养阶段，即由种子根和初生根从土壤中吸收较多营养生长，这就开始出现胚乳中硅已快耗尽而土壤中无硅可吸收的硅饥饿状态。当生出第三叶时，胚乳中营养已消耗殆尽，这时称为离乳期，完全靠根系吸收营养独立生活，进入自养阶段。通过调酸把土壤有效硅调到0，自养阶段幼苗无硅可吸收。

1.3.2 从水稻一生吸硅高峰期看苗床有效硅为0的危害

众所周知，水稻的吸硅高峰期是从苗期到幼穗分化期约60d左右。一般来说，幼苗从半自养阶段到自养阶段再到离床(小苗)，约10～15d，相当于水稻一生中吸硅高峰期中有20%～25%的时间无硅可吸收，这对水稻壮苗和一生提高抗病能力影响重大。

作物对某种养分吸收是有规律的。在作物生长发育过程中，常有这样一个时期，即对某种营养成分要求绝对数量虽然不多，可是在这个时期如果这种养分不足，将影响作物以后发育，即使以后再供给这种养分或采取其他补救措施，也难纠正或弥补损失，这个时期叫植物营养的临界期。水稻从异养阶段到自养阶段胚乳中硅养分消耗殆尽，这就是水稻硅营养的临界期。

事实上，垦区近几年一直推广水稻本田大量施硅(主要是固体硅)，仍然离不开以防病为主的基本方针，其主要原因是水稻苗期硅的营养临界期无硅可吸收。

1.3.3 旱育秧壮秧的标准

秧苗体内养分状况：N约4.0%、P约1.0%、K约4.5%、Si约1.0%。充分证明水稻苗期硅是与氮、磷、钾并列的重要营养元素，水稻苗床调酸后有效硅为0。若不及时补硅，对水稻一生生长的影响是不可弥补的。

1.3.4 苗床土有效硅降为0是旱育秧水稻致病、降产主因

根据研究，旱育秧立枯病主要发病期在秧苗自养阶段，进入4叶期后很少发生。这一问题长期存在，却很少有人找出真正原因。立枯病发生三个要素是弱苗、低温和病原菌。在稻苗由异养到自养阶段转化时，即进入硅素营养临界期，此时床土中无硅可吸收。硅素对水稻是与氮、磷、钾并列的重要营养元素，从苗期开始，水稻吸硅后，在茎叶表面形成硅化细胞，这是水稻壮苗、抗病的本能，因此，硅素营养不足的苗才是真正意义的弱苗，无硅可吸收已构成易发立枯病的要素。

青枯病大多是生理性青枯，即病弱的苗遇到叶片水分蒸发而不能及时补充所致。苗期喷硅后，加速光合作用，加速干物质的形成，使苗的生理功能运转正常，青枯病硅到病除。

育秧棚中以散射光为主，研究表明，硅化细胞对散射光的透过率是普通绿色细胞的10倍，水稻干物质的积累90%来自光合作用，苗期开始水稻补足硅素是水稻创高产的核心，研究表明，高产水稻茎秆干物质中SiO2含量达到15%～20%。

2 结果

经系统研究和反复试验确认，苗期喷施有效硅是今后旱育秧床土调酸最佳配套的技术措施。第一，隆垦液体硅肥经过黑龙江垦区2007、2008、2009三年肥料联网试验，被认定适合在垦区水稻上应用，并列入黑龙江垦区推荐使用肥料产品。第二，隆垦液体硅肥是我省唯一获得农业部颁发肥料登记证的硅制剂产品。第三，今年隆垦液体硅肥已在我省垦区、五常、肇东、密山、虎林等地推广应用百万余亩。在今年水稻苗期遇低温、阴雨、寡照的不利气候条件下显示出明显的作用，实践表明，喷硅后，青枯病、立枯病没有发生，苗齐苗壮；而没有喷硅的，即使大量喷药，也不能壮苗，不能有效抑制青枯病、立枯病的发病。

3 重大发现——经济效益和社会效益分析

本发现及配套补救措施的实施将为我省(我国)农业带来一场大的变革，将产生重大的经济效益和社会、环境效益。

第一，把水稻从苗期开始一生大量用药转向补充硅素营养，壮苗、壮体抗病为主的新型管理模式，将明显降低水稻生产成本，增加农户效益，减少农药对环境及食品的污染，有利农业可持续发展。据调查，为了抗低温弱苗，每栋大棚(360m2)药品投入平均在500～1 000元，仍未解决弱苗和病害问题；而喷硅花费不超过200元/棚，可使苗壮，使青枯病、立枯病得到有效抑制。

第二，可使水稻产量得到突破，大幅提高单产。硅素是水稻的重要营养元素，硅能增加水稻光合作用，增加干物质积累，能增强水稻抗病能力，进而增产。本发现破解了现在水稻抗病、高产的密码。配套措施实施后，从苗期开始补足硅素营养后，必将带来水稻单产大幅度提高。水稻亩产应该能达到700～800kg，而现在平均亩产500～600kg，还有很大的增产潜力。

4 结论

本文的核心是发现了水稻旱育秧床土调酸的要害副作用，即调酸后使床土有效硅降为0，破解了水稻抗病、高产的密码，将带来水稻种植领域的一次大变革，将会产生重大的经济效益和社会效益。抑制水稻苗期青枯病、立枯病，使其达到壮苗，目前唯一的最有效措施就是喷施隆垦液体硅肥。水稻缺营养(硅素)产生弱苗，而用大量喷药来解决是无济于事的。苗期喷施隆垦液体硅肥作为旱育秧床土调酸的配套措施是可行的，将使水稻单产、大幅提高，增产15%～20%。

5 建议

建议把水稻苗期喷施隆垦液体硅肥作为旱育秧的配套技术措施，尽快在全省范围内推广应用。

[1] 李奕松，何方，黄仲青.高灿红水稻旱育秧施硅效应[J].安徽农学通报，1998，4(3)：14-16.

[2] 周为民.硅肥在水稻上的应用效果[J].安徽农学通报，2009，(23)：103-104.

[3] 方展森，关丽君，王枫林.北方水稻旱育稀植栽培技术的研究 第1报 研究概要[J].吉林农业科学，1991，(03)：1-4.

[4] 关丽君，方展森，王枫林.北方水稻旱育稀植栽培技术的研究 第2报 北方几种不同土壤地区水稻旱育秧技术[J].吉林农业科学，1991，(04)：8-14.

Side-effect of soil acidity regulation in dry rice nursery and remedial measures

ZHANG Juan1,2, LIU Chuan-yu1,2, ZHANG Guang-xin1, LI Qing1,2, SONG Ji-fu2, YUE Huan1

(1. Institute of Advanced Technology of Heilongjiang Academy of Sciences, Harbin 150020, China;2. Institute of Petrochemistry, Heilongjiang Academy of Sciences, Harbin 150040, China)

Since 1983, Heilongjiang has promoted comprehensively the dry rice nursery technology in the field of rice planting. One of the core technologies of the dry rice nursery is soil acidity regulation, and its purpose is to create acid soil environment and restrain the activity of the pathogen. After five years of painstaking research and repeated tests, we found adverse effects of soil acidity regulation of dry rice nursery, and selected the best remedial measures. The results showed that the effective silicon was reduced to zero after dry rice nursery acidity regulation soil. Rice is a typical silicon crop, rice has entered to the peak period of silicon absorption. Lack of silicon will lead to disease of weak seedlings. The results showed that the application of liquid silicon fertilizer at seedling stage is the best remedial measure for the side effect of acidity regulation. This research improves the supporting technology of dry rice nursery, and brings significant economic and social benefits for agricultural production.

Rice; Dry rice nursery; Bed soil acidity regulation; Side effect; Measure

2016-09-20

张娟(1960-)，女，高级实验师。

S435.111

A

1674-8646(2016)20-0007-03