不同硅钙钾镁肥用量对四川平原地区水稻生长及养分吸收利用的影响

解秋 曾详忠 李小燕 万夫伟 吴锡林 王贺东

（1.天津水泥工业设计研究院有限公司/天津市中微量元素肥研制与应用企业重点实验室，天津300400；2.四川省农业科学院土壤肥料研究所，四川 成都610066）

目前水稻生产中普遍存在肥料施用不合理、肥料施用量过大等问题，造成肥料养分流失，土壤质量下降、酸化趋势明显，病虫害加重，制约了水稻产量与品质的进一步提高［1］。传统的改良酸性土壤措施大多施用生石灰，虽然该方法对提高土壤质量有一定效果，但是大量或长期施用石灰不但会引起土壤板结形成石灰板结田，而且会引起土壤钙、钾、镁元素的平衡失调，从而导致减产［2，3］。石灰在酸性土壤中还会和土壤溶液中的Mg2+发生沉淀，导致Mg2+的活性降低［4］。水稻是四川地区的主要粮食作物，常年种植面积在220万hm2左右，分布区域广，种植面积大，但目前针对四川盆地稻田施用中微量元素肥料的相关研究未见报道。

硅钙钾镁肥是利用钾长石、白云石、石灰石等为原料经高温煅烧活化制成的，含有硅、钙、镁、钾、铁、锌等多种中微量元素的肥料，水溶液pH值偏碱性，可显著改良土壤酸化问题。同时，硅钙钾镁肥含有多种植物生长所必需的中微量元素营养，具有营养全面、肥效长久、改良土壤、防虫抗逆、提产提质等作用［5］。有研究表明，施用硅、钙肥对土壤改良和水稻提产、提质有一定效果。冀建华等利用硅钙钾镁肥改良南方稻田土壤酸度发现，硅钙钾镁肥能显著提高土壤pH，比较CK处理，在0～15cm和15～30cm分别提高了1.22～1.58和0.35～0.64个pH单位［6］。韩科峰等研究发现在浙江省酸性水稻土壤施用硅钙钾镁肥1500 kg/hm2可提高土壤pH值，同时提高有效硅和盐基离子含量［7］。水稻土中施用钢渣硅钙肥可提高水稻秸秆和叶片干物质量11.9%～17.0%，籽粒干物质量9.52%～20.6%［8］。在四川水稻种植区，相关试验研究较少，本研究开展常规施肥配施不同用量硅钙钾镁肥的对比试验，探索硅钙钾镁肥对水稻生长、产量，以及水稻养分利用的影响，以期为四川平原地区水稻提产提质、减肥增效提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验田概况

试验于2018年在四川省泸州市泸县富集镇茂盛村水稻田进行，试验土壤为由酸性紫色土母质形成的水稻土，肥力中等，土壤化学性质如表1所示。

1.2 供试材料

供试水稻品种为“内6优103”。

供试肥料：硅钙钾镁肥，由天津水泥工业设计研究院有限公司研发，用钾长石、白云石、石灰石等为原料生产的粉状或颗粒状固体；本试验选取颗粒产品，养分含量如下：K2O≥4.5%，SiO2≥27.0%，CaO≥25.0%，MgO≥4.0%，pH：9.0～11.0，粒度（1.00～4.75mm）≥90%。

常规肥料：尿素（N≥46.6%）、磷酸一铵（N≥11.7%、P2O5≥44.0%）、氯化钾（K2O≥60.0%）。

1.3 试验设计

试验设置6个处理，各处理重复3次，采用随机区组排列。小区长为6m，宽为4m，面积为24m2。小区间单独排灌水，四周为保护行。底肥施用尿素153.9kg/hm2、磷酸一铵170.4kg/hm2、氯化钾150kg/hm2，返青肥施尿素129.6kg/hm2。硅钙钾镁肥做底肥施用，于作物种植前一周一次性撒施，通过整地与土壤均匀混合，各处理详细施肥量见表2。

表1 基础土样化学性质

表2 各处理施肥方案

1.4 测试项目

1.4.1 各试验小区单独收割单独计产收获期调查株高、穗长、穗粒数、实粒数、千粒重，在孕穗期和收获后每小区分两次采集整株地上部样品。

1.4.2 含量测定水稻植株样品分别测定稻草和稻谷的氮、磷、钾含量，经H2O2-H2SO4消煮后，采用凯氏定氮法测定含全N量，钒钼黄比色法测定P含量，火焰光度计法测定K含量。

1.4.3 相关计算公式：N肥偏生产力（kg/kg）=施N处理产量/施N/P/K量

N素农学效率（kg/kg）=（施N肥区稻谷产量－对照区稻谷产量）N肥施用量

地上部吸N量（kg/hm2）=稻草产量×稻草N含量+稻谷产量×稻谷N含量

N表观利用率（%）=（施肥处理的地上部吸N量-空白对照的地上部吸N量）/施肥中N含量×100

P、K相关计算公式与N素一致，不在赘述。

1.5 试验数据统计与分析

数据整理采用Excel 2010软件，方差分析比较采用SPSS 21软件进行。

2 结果与分析

2.1 硅钙钾镁肥对水稻生物性状及产量构成要素的影响

由表3可以看出，在施肥基础上，增施硅钙钾镁肥可促进水稻生长，株高增加0.18～3.81cm，穗粒数增加4.60～16.20粒。施用硅钙钾镁肥的处理中FC1的株高、穗长、穗粒数和千粒重要高于FC2和FC3，株高增加1.22～3.63cm，穗长增加0.31～0.81cm，穗粒数增加7.63～11.60粒，千粒重增加0.08～0.91g。

2.2 硅钙钾镁肥对水稻实收产量及经济效益的影响

不同处理对水稻实收产量的影响如表4所示。由表4可知，各处理产量较CK都有不同程度的增加，C2处理比CK的产量提高了235.5kg/hm2。与F处理相比，FC1可提高水稻产量330kg/hm2，增产率3.58%。在施肥基础上过量施用硅钙钾镁肥（FC2、FC3）后产量比F处理降低；施肥处理之间（F、FC1、FC2、FC3）产量没有显著差异；F、FC1和FC3处理与CK和C2处理间差异达显著水平，CK与C2处理间差异未达显著水平。

表3 水稻生物性状及产量构成要素表

表4 不同处理对水稻实收产量的影响

2.3 硅钙钾镁肥对水稻氮磷钾元素吸收利用的影响

2.3.1 硅钙钾镁肥对水稻氮素吸收利用的影响由表5可知，各处理中C2处理的稻草、稻谷含氮量、地上部分吸氮量最低。在常规施肥基础上，增施硅钙钾镁肥可促进水稻秸秆及稻谷对氮素的吸收，其中FC1、FC2和FC3处理的稻草含氮量分别比F处理提高了0.13%、0.12%和0.02%，稻谷含氮量提高了0.02%、0.04%和0.05%。FC1的地上部吸氮量比F处理提高了17.7kg/hm2。FC1、FC2和FC3的氮素表观利用率高于F处理，分别提高了11.8%、3.76%和2.91%。FC1的氮素农学效率比F处理提高了21.7%，但FC2和FC3较F处理有降低。同样的在氮肥偏生产力的比较中，FC1的氮肥偏生产力要高于F处理。

2.3.2 硅钙钾镁肥对水稻磷素吸收利用的影响由表6可知，FC2可促进水稻稻草及稻谷对磷素的吸收，稻谷和稻草的含氮量都比F处理增加了0.02%，地上部吸磷量增加了2.1kg/hm2，提高水稻的磷素表观利用率2.77%。FC1的稻草含磷量和地上部含磷量与F处理相同，但地上部吸磷量比F处理高1.5kg/hm2，磷素表观利用率比F处理高1.84%。FC3与F处理相比，稻谷含磷量相同，但对其他指标略低于F处理。FC1的磷素农学效率比F处理提高了22.9%，但FC2的磷素农学效率低于F处理，FC3与F处理无差异。FC1的磷肥偏生产力比F处理提高了3.6%，但FC2和FC3都低于F处理。

2.3.3 硅钙钾镁肥对水稻钾素吸收利用的影响由表7可知，在施肥基础上，施用硅钙钾镁肥可促进水稻秸秆对钾素的吸收，但降低了稻谷对钾素的吸收。FC1、FC2和FC3的稻草含钾量比F处理提高0.1%、0.08%和0.16%，但FC1、FC2和FC3的稻谷含钾量比F处理低0.03%、0.02%和0.04%。地上部吸钾量FC1＞FC3＞F＞FC2，FC1和FC3分别比F处理高16.3kg/hm2和8.6kg/hm2。钾素表观利用率FC1＞F＞FC3＞FC2，FC1比F处理高0.87%，但FC2和FC3的水稻钾素表观利用率明显下降，降低了26.38%和15.41%。各处理钾素农学效应比较中F＞FC1＞FC3＞FC2，其中F与FC1相差不大，但FC2和FC3比F处理分别降低了53.0%和40.5%。

表5 水稻氮素吸收利用表

表6 水稻磷素吸收利用表

表7 水稻钾素吸收利用表

3 小结与讨论

近几年，中国水稻产量持续上升，目前已趋于平稳。而随着水稻产量的上升，施肥量也在持续增加，现阶段需调节施肥模式，在确保生态环境健康的条件下，达到稳产、提产的目的［9］。在长期施用氮磷钾等大量元素肥的条件下，水稻产量已在土壤所能承受的范围内保持稳定，此时土壤中硅素养分的供应显得越来越重要。本试验结果表明，施用一定量的硅钙钾镁肥可提高水稻的穗粒数和千粒重，对水稻产量提升有一定帮助。邱宗安等研究发现，施用常规肥料时配合施用硅钙肥可提高水稻穗粒数25.2～29.0粒/穗，株高增加22.9～24.5cm［10］。朱枚芳等研究发现，水稻施用硅钙肥可提高水稻千粒重1.42%，实粒数增加5.33%［11］。本试验结果中表明施用一定量的硅钙钾镁肥可提高水稻产量，但施用过量对水稻产量没有提高，这与胡铁军等的研究结果相一致［12］。

本试验结果还表明，施用硅钙钾镁肥对水稻吸收利用氮磷钾营养有一定影响。陈进红等［13］认为施用硅肥能促进水稻植株对氮、磷、钾养分的吸收与积累，从而增加水稻干物质积累与籽粒产量。杨曾平等研究表明用不溶性钾矿产品部分替代氯化钾肥，可提高晚稻累积吸钾量和吸钾总量［14］。李敏等研究发现施用不同量的硅钙镁磷钾肥可增产3.69%～12.63%，且随硅钙镁磷钾肥的用量增加，水稻秆和籽粒的磷、钾含量不断增加［15］。本研究中，硅钙钾镁肥的施用量在600kg/hm2时，水稻的N、P、K表观利用率都高于常规施肥处理，N、P的农学效率和偏生产力也高于常规施肥。与常规水溶性钾肥相比，不溶性钾矿产品虽然钾含量较低，但由于含有多种中、微量营养元素，养分均衡，能促进作物对养分的吸收，实际效果优于常规钾肥［16］。通常情况下，土壤中的钙镁元素呈吸附态，加入硅钙钾镁肥可弥补钙镁的不足，但钾肥与钙镁存在拮抗作用，随着肥料用量的增加，植株对土壤中钙、镁和钾的吸收都会受限，产量也会有影响。

4 结论

常规施肥的基础上施用一定量的硅钙钾镁肥可促进水稻生长发育，有效提高水稻产量，增幅在3.58%，并能有效提高水稻对氮、磷的吸收量。综合水稻产量、水稻对氮和磷的吸收量分析，四川平原地区水稻种植施用硅钙钾镁肥的最佳用量在600kg/hm2。本试验结果可为硅钙钾镁肥在四川单季稻种植上合理施用提供参考与借鉴。