硅肥对水稻产量、品质及抗倒伏特性的影响

曾仁杰

（福建省宁化县河龙乡农业技术推广站，福建宁化365405）

0 引言

硅是地球上含量仅次于氧的第二大元素，主要以二氧化硅胶(SiO2∙H2O)的形式存在于植物表皮细胞和细胞壁中[1]。水稻是典型的喜硅作物，其茎叶干物质中含硅量达到15%～ 20%[2]。硅肥在水稻产量构成、生理生态和抗逆性等方面起着十分重要的作用。施用硅肥能够显著增加水稻分蘖数、提高成穗率和产量[4]，提高水稻根系活力、叶片光合强度及茎秆中可溶性糖含量，同时促进同化物的转化与运输[5]；硅可以在水稻细胞中积累，形成细胞壁角质-硅双层结构[3]，使水稻叶片挺立、叶片与茎秆夹角减小、植株紧凑，从而改善水稻群体冠层结构；此外硅还可以通过调节植物体内的盐离子吸收，增加渗透调节物质的积累，提高抗氧化酶活性，来缓解生物逆境与非生物逆境胁迫对水稻造成的伤害[6]。

河龙贡米是福建省宁化县河龙乡特产。由于生态气候独特，河龙乡产出的大米被誉为“米中珍品”，在宋真宗景德元年被列为皇家贡米。2008年7月17日，国家质检总局批准对“河龙贡米”实施地理标志产品保护[7]，2017年河龙贡米成为“金砖国家领导人厦门会晤”指定用米。河龙贡米作为宁化县特色农业产业之一，在实现精准扶贫和乡村振兴等方面发挥着重要支撑作用。然而由于主栽河龙贡米品种‘玉针香’抗倒伏能力较差，制约了宁化河龙贡米产业的发展[8]。本研究以河龙贡米主栽品种‘玉针香’为试验材料，通过施入不同类型的硅肥，明确不同种类硅肥对产量构成、品质和水稻抗倒伏性能力的效应，以期为河龙贡米产业的发展提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

试验于2019年5月在宁化县河龙乡下伊村，海拔590 m，东经26°43'39"，北纬116°65'78，土壤为黄底灰泥田。供试材料为常规籼稻品种‘玉针香’，由湖南省水稻研究所提供。

1.2 试验设计

试验设置3个处理。S1为森夫硅肥（SiO2≥35.0%，B≥0.7%，施用量为15 kg/hm2，配施15%多效唑可湿性粉剂0.45 kg/hm2，由澳大利亚PRO-FERT专业肥料公司生产）；S2为蔡德龙ETDA硅肥（有效养分含量 ：K2O≥6.0% ，CaO≥23.0% ，MgO≥9.0% ，SiO2≥22.0%，施用量为15 kg/hm2）；S0为不施硅肥。基肥（移栽前结合整地施入）及分蘖肥（移栽后9天施如）分别施用(15-15-15)复合肥320 kg/hm2，幼穗分化期（稻株幼穗达0.5 cm）追施尿素52 kg/hm2和氯化钾60 kg/hm2。水分管理及病虫害防治按照当地常规方法进行。试验采取随机区组设计，各处理3次重复，共9个小区，小区长为5 m，宽为2.7 m，小区面积为13.5 m2，每小区插10行秧，行距22 cm，丛距25 cm，试验四周设保护行，其他田间管理同大田生产。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 产量性状 每个小区随机选取连续20穴植株调查有效穗数，取具有该平均有效穗数的5穴植株，考查每穗粒数、结实率和千粒重等，小区实收计算产量。

1.3.2 农艺性状 水稻齐穗后30天每小区选取生长一致的15根单茎，去除叶片和鞘后，用数显游标卡尺测量基部第2伸长节间中部的茎粗和茎壁厚度。选取旗叶15叶，测量叶片长度和宽度，计算叶面积。

1.3.3 品质性状 稻谷收获后，各处理保留2 kg籽粒样品室温贮藏3个月后进行稻米品质检测。品质分析在在福建省水稻研究所水稻品质改良实验室进行。直链淀粉含量采用碘比色法测定，糊化温度采用碱消值法测定，胶稠度采用热碱糊化冷胶法测定，透明度采用日本佐竹MM1D大米精白度计测定透光率并定级[9]。

1.3.4 植株抗推力 每小区连续选择10穴稻株，测量株高，之后距离地面20 cm处捆绑，利用YYD-1型植物茎秆强度测定仪于捆扎处施加外力至植株倾斜45°，此时仪器显示的数值即为植株抗推力[10]。

2 结果与分析

2.1 产量及其构成因素

由表1可知，施用硅肥增加了‘玉针香’产量，其中S1产量达到6592.8 kg/hm2、S2达到6466.7 kg/hm2，较对照S0增产2.82%和4.83%。方差分析表明，S2与对照S0差异不显著，S1与对照S0差异显著。从产量构成来看，硅肥处理‘玉针香’有效穗数较对照分别增加了11.57%和13.74%，S1、S2与对照S0差异显著，总穗粒数S1较对照S0减少，S2则有所增加，与对照差异均不显著，结实率和千粒重有所增加，但与对照S0差异不显著。

表1 硅肥对玉针香产量和产量构成的影响

2.2 品质性状

由表2可知，糙米率硅肥处理与对照S0差异不大，整精米率较对照显著增加，S1、S2较对照S0增加幅度为7.48%和13.07%；透明度、垩白率和垩白度与对照相当，表明硅肥对水稻外观品质影响不大。蒸煮食味品质方面，糊化温度、直链淀粉含量硅肥处理与对照没有明显差异，不同硅肥处理对胶稠度影响不一致，S1较对照增加3.03%，差异不显著，S2较对照显著增加，增加幅度为7.60%。

表2 硅肥对玉针香稻谷品质的影响

2.3 植株形态

由表3可知，茎粗S1达5.33 mm，较对照S0有所增加，S2与对照相当，不同处理间差异不显著；茎壁厚度S1、S2处理与对照S0相当，其差异不显著；株高不同处理间变化较小；表明硅肥处理对茎秆形态没有显著影响。从叶片发育来看，叶片长度S1、S2较对照S0略有缩短，但差异不显著，叶片宽度硅肥处理与对照没有显著差异。

表3 硅肥对水稻植株形态的影响

2.4 植株抗推力

植株抗推力反映了植株处于自然状态下对外力的抵抗能力。由图1可以看出，施用硅肥提高了植株抗推力，S1处理的抗推力达1.641 kg，S2处理的抗推力为1.44 kg，较对照S0分别增加了18.31%和3.82%，方差分析表明S1与对照差异显著，S2与对照差异不显著。

图1 硅肥对植株抗推力的影响

3 结论

硅肥对水稻植株形态影响较小，增加了植株抗推力，从而增强植株抗倒伏能力。施用硅肥显著增加了有效穗数，提高了产量，以S1处理增产幅度最大。加工品质方面，整精米率显著增加，外观品质和蒸煮食味品质变化较小。

4 讨论

4.1 不同硅肥类型对水稻产量的影响

关于硅肥增加产量的报道较多，且对产量构成的影响随硅肥类型变化而不同。龚金龙[11]利用高效硅素化肥、任学坤[12]利用矿渣硅、粉煤灰和微生物制剂等成分组成的硅肥研究表明，硅肥主要协调穗数、千粒重、穗粒数和结实率等各产量构成来提高稻谷产量。钟飞鸣[13]研究表明，基施速溶性硅肥显著提高产量，有效穗、结实率和千粒重均高于对照，但差异不显著。吴建富[14]认为氮肥和水溶性硅肥配施有利于提高有效穗数、穗粒数、结实率和产量，而对千粒重影响不显著。任海[4]指出基施硅钙肥和叶面喷施海藻液硅肥通过促使水稻分蘖，提高成穗率来增加产量。而马波[15]研究指出施用硅肥可以显著提高结实率、增加穗粒数和千粒重，而对有效穗数没有明显影响。本研究表明，硅肥可使有效穗数显著增加，总穗粒数减少，千粒重变大，与对照差异不显著，产量的增加主要通过有效穗数的增加来实现。文献中也有报道硅肥在水稻正常生长的情况下对产量没有明显的影响[16]。因此在实际生产中，硅肥应用要结合土壤有效态硅肥含量、氮磷钾等大量元素肥料施用量，选用合适的硅肥种类来达到增加产量的效果。

4.2 硅肥水稻籽粒品质的影响

随着人们生活水平的提高，稻米品质得到越来越多的重视。田华[4]研究表明，施用硅肥后稻米透明度增加，整精米率提高，垩白率和垩白度降低。钱双[17]认为叶面喷施硅肥稻谷精米率、整精米率提升，垩白度显著下降。胡时友[18]指出硅肥可以显著提高蛋白质含量，胶稠度变长，而对出糙率、整精米率和直链淀粉含量没有显著影响。本研究表明硅肥显著增加了整精米率，对其他品质性状没有影响。表明施用硅肥可以提高稻谷品质，但品质性状的变化与硅肥施用方式、类型有关。

4.3 硅肥对水稻茎秆抗倒伏特性影响

研究表明植株形态与抗倒伏能力密切相关。植株形态包含株高、茎粗、茎壁厚度、叶片长度等[19]。一般来说，水稻株高越高，植株越容易倒伏[20]，茎粗和茎壁厚度数值越大，植株抗倒伏能力越强[21]。已有研究表明，硅肥可以调节植株的形态发育，提高植株的抗倒伏能力。硅肥可以降低株高，缩小剑叶夹角，增加单茎叶面积[13,22]，刘红芳[16]研究指出正常氮肥水平下硅肥对植株形态没有显著影响，高氮肥水平下硅肥可以降低基部节间长度，显著增加基部节间茎壁厚度和茎粗，从而降低高氮水平下植株倒伏的风险。水稻倒伏发生在茎秆强度不足以支撑外界环境（大风、暴雨等）对植株的压力的情况下，因此增强茎秆的机械强度是提高水稻抗倒伏能力的重要途径。植株抗推力作为衡量自然状态下整体抵御外力的强弱指标，用来评价水稻抗倒伏能力[23]。本研究表明，施用硅肥后株高、茎粗、茎壁厚度没有出现明显变化，叶长和叶面积S1（森夫硅肥）处理较对照显著减小，S2（蔡德龙ETDA硅肥）处理与对照没有显著差别。而植株抗推力增加了2.91%～ 18.28%，表明本试验条件下，硅肥对水稻植株形态的影响较小，主要依靠增强茎秆机械强度来提高水稻抗倒伏能力。