增施硅肥对玉米产量及产量构成因素的影响

戴思远

(永城市农业农村局，河南 永城476600)

0 引言

玉米是我国3大粮食作物之一，研究其增产途径对保障我国粮食安全具有十分重要的战略意义[1]。通过优化栽培措施、选育良种、增加种植密度和优化施肥等措施可提高玉米产量，改善玉米品质，其中，优化施肥是最为普遍和关键的增产技术[2-5]。硅是作物生长发育必须的元素之一，被认为是继氮、磷、钾之后的第4营养元素[6]。长期以来，为提高玉米产量，大量施用化肥成为主要手段，氮磷钾肥的大量施用，使得农作物从土壤中吸收硅元素的数量迅速增加，然而土壤缓慢分解的硅元素已经无法满足高产条件下作物对硅的需求，使土壤缺硅的现象日益突出，如不及时补充土壤硅元素，将会导致土壤缺硅、作物减产。硅对玉米等作物生长有益，玉米各器官硅含量4～75 gkg，对硅的需求高于一般作物，施硅能够改善作物对硅及其他营养元素的吸收，提高作物光合生产能力[7]。祁建勋等[8]研究结果表明，硅肥可提高向日葵叶面积、结实率和单盘粒质量，产量较对照高18.32%，显著增加籽粒粗蛋白含量。郭彬等[9]研究结果表明，氮肥和硅肥配施可显著提高水稻有效穗数、穗实粒数、千粒质量和产量，植株养分积累量高于氮肥和硅非单施。施用硅肥不仅能够促进做物生长、提高作物产量及改善作物品质，还能提高土壤磷的有效性，有研究证明，硅与多种营养元素存在交互作用，施硅可减少土壤中磷酸根的吸附量。GALVEZ L等[10]研究结果表明，硅肥能够改善土壤及作物体内养分环境，缓解玉米低磷胁迫。本试验以先玉335为试验材料，设计硅肥基施、硅肥喷施、硅肥基施+喷施3种施用模式，探讨增施硅肥对玉米干物质积累、产量及产量构成因素和品质的影响，以期为制定合理的硅肥施用技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1试验材料和试验地概况

试验于2018年进行，供试材料为先玉335，供试固体硅肥由淄博金禾肥料有限公司提供(SiO2≥24%)，叶面硅肥由滁州给力肥料科技有限公司提供(硅含量≥100 gL)。供试土壤为壤土，前茬作物为玉米，0～20 cm土层含有机质17.45 gkg，碱解氮86.32 gkg，速效磷23.82 gkg，速效钾158.35 gkg。

1.2试验设计

设置4个硅肥模式，0(CK)、基施硅肥(S1)、喷施硅肥(S2)、基施硅肥+喷施硅肥(S3)，硅肥基肥为90 kghm2，喷施硅肥以1 000倍在玉米八叶期喷施。氮磷钾分别使用100 kghm2氮肥(N)，90 kghm2磷肥(磷酸二氢铵)，90 kghm2钾肥(硫酸钾)作为基肥，在玉米拔节期追施80 kghm2氮肥(N)。2018年4月21日播种，9月26日收获，种植密度为6万株hm2。采用随机区组设计，小区面积48 m2，各处理重复3次。

1.3测定指标及方法

1.3.1干物质

分别于拔节期、抽雄期、灌浆初期、乳熟期和完熟期取3株长势一致的植株，将茎、叶和穗分开，于105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒质量，测定干物质积累量，并计算花后单株干物质积累量和花后单株干物质贡献率。

花后单株干物质积累量=成熟期单株干物质积累量-开花期单株干物质积累量

1.3.2产量及产量构成因素

在玉米生理成熟期，每小区收获两行全部穗数称质量，测定穗部性状穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖长。脱粒后测定千粒质量、含水率、产量。实际产量(kghm2，14%含水量)=测产籽粒质量(kg)测产面积(m2)×1 000 m2×(1-籽粒含水率)0.86。

1.3.3玉米籽粒品质的测定

用PM-8188型谷物水分测定仪测定籽粒含水率，用近红外谷物分析仪测定籽粒品质。

1.4数据分析

应用Excel和SPSS 24.0完成数据整理、分析和作图，LSD法检验差异显著性。

2 结果分析

2.1玉米单株干物质积累特性

由表1可知，施用硅肥显著增加了玉米各生育时期干物质积累量。在玉米拔节期S1和S3显著高于CK，分别高8.54%和16.94%。抽雄期S3显著高于CK，S1、S2和CK差异不显著。灌浆初期硅肥处理均显著高于CK，分别高9.94%、8.49%、13.67%，S3显著高于S1和S2。乳熟期硅肥处理均显著高于CK，分别高5.06%、5.77%、6.87%，硅肥处理间差异不显著。完熟期硅肥处理均显著高于CK，分别高6.52%、6.07%、11.27%，硅肥处理间差异不显著。花后干物质积累量S3显著高于CK，S1、S2和CK差异不显著；花后干物质贡献率各处理间没有显著差异。

表1 增施硅肥对玉米单株干物质积累特性的影响

注：表中小写字母表示在0.05水平差异显著性。

表2 增施硅肥对玉米产量及产量因子的影响

表3 增施硅肥对玉米果穗性状的影响

2.2玉米产量、产量构成因子和果穗性状

由表2可知，各处理间穗数没有明显差异。硅肥处理穗粒数高于CK，S3差异显著，高9.63%，S1、S2差异不显著。千粒质量S1、S3显著高于CK，分别高5.23%、7.43%，S2和CK差异不显著。硅肥处理产量均高于CK，S3差异显著，高10.33%，S1、S2差异不显著。硅肥对玉米产量的影响主要是增加穗粒数和千粒质量。由表3可知，硅肥处理的穗长和对照没有明显差异，S3穗粗显著高于CK，其他处理和对照差异不显著。各处理穗行数没有显著差异。S1、S3行粒数显著高于CK，分别高6.35%、8.17%，S2和CK差异不显著。硅肥处理显著降低秃尖长，S1、S3显著低于CK，分别低35.64%、76.39%。

2.3玉米产量、产量构成因素和果穗性状相关性

通过相关性分析(表4)能够看出，玉米产量与秃尖长(r=-0.786，p<0.01)显著负相关，和千粒质量(r=0.733，p<0.01)显著正相关。

表4 玉米产量、产量构成因素和果穗性状相关性

Table.4 Correlation of maize yield，yield components and ear traits

指标穗长穗粗秃尖长穗行数行粒数穗粒数千粒质量γ0.1770.439-0.786**0.0230.3710.3010.733**

注：*和**分别表示5%和1%的显著水平。

2.4玉米籽粒品质

由表5可知，施用硅肥显著提高玉米籽粒脂肪和蛋白质含量，显著降低淀粉含量。S1、S2、S3脂肪分别比CK高4.37%、4.8%、3.98%，蛋白质含量分别比CK高6.24%、6.27%、8.32%，淀粉含量分别比CK低1.67%、1.63%、1.45%。

表5 增施硅肥对玉米籽粒品质的影响

3 讨论

硅能够促进作物生长发育，是禾本科作物生长所需的重要元素之一，前人研究结果表明，硅肥主要通过影响作物产量的构成因素从而促进产量的提高。任军等[11]研究结果表明，增施硅肥可抑制植株蒸腾速率，提高水分利用效率，促进玉米养分吸收和转运，改善植株营养状况，增加玉米产量。王宇先等[12]研究结果表明，硅肥可显著提高玉米产量和籽粒品质。本试验研究结果表明，在常规施肥的基础上，增施硅肥有利于提高玉米单株干物质积累量、提高玉米穗粒数和千粒质量，进而提高玉米产量，达到高产、稳产，与等人研究结果一致，可能是由于施用硅肥协调了玉米植株养分含量，改善物质代谢，提高植株光合生产力，增加了干物质积累量，同时，促进了植株养分的转运和分配，促进物质从源向库的转运。

硅肥对作物品质的影响不尽相同，有研究结果表明，硅肥对小麦蛋白质含量没有显著影响，但硅肥可显著提高大豆籽粒蛋白质含量[13-14]。本研究结果表明，硅肥可显著提高玉米籽脂肪和蛋白质含量，降低淀粉含量，且3种硅肥施用方式间没有显著差异，说明硅肥基施、叶面喷施及基施+叶面喷施均能够显著改善玉米籽粒品质。玉米籽粒品质的改善可能是由于硅肥改善物质代谢，在籽粒物质合成过程中促进脂肪和蛋白质的合成。

4 结束语

合理施用硅肥对作物的生长发育起到一定的协调和促进作用，硅肥基施、叶面喷施及基施+叶面喷施都对产量形成有一定的促进作用，本研究中，以基施+叶面喷施效果最佳，玉米干物质积累量最多，穗粒数和千粒质量最大，增产幅度最大，且该处理玉米籽粒脂肪和蛋白质含量有所提高，在生产中可参考推广。