硅溶胶在草莓生产上的应用研究

李晓楚，徐金辉，韩绒绒，张继东，沈素华

（1.临沂市罗庄区农技推广中心，山东临沂 276017；2.临沂市兰山区农业农村局，山东临沂 276010）

土壤肥料界普遍认为，硅是植物体组成的重要营养元素，被列为继氮、磷、钾之后的第四大元素，能够提高作物抗逆性，提高作物产量，改善品质。葡萄施用硅肥后，叶片叶绿素含量增加，果实中可溶性固形物增加，总糖含量提高[1]。草莓吸收硅元素后，叶片形成硅化细胞，抗病虫害效果显著[2]；草莓植株养分的迁移速率提高，叶片营养元素增加，有利于草莓植株光合作用，以及产量、VC、总糖度、固酸比增加，提高草莓品质[3]。硅溶胶是二氧化硅胶体微粒在水中均匀扩散形成的胶体液，二氧化硅呈纳米尺度[4]，具有粒径小、比表面积大、活性高、渗透性强、容易被作物吸收等特点[5]，是活性硅酸溶液[6]；活性硅酸是植物硅素的主要来源，被植物吸收后，经细胞脱水形成二氧化硅胶（俗称生命起源蛋白石），能够有效提高植物对病虫害的抗性[7]。在水稻上增施纳米硅酸，水稻叶片形成硅化细胞，叶片对稻瘟病病菌孢子萌发与菌丝生长有抑制作用，同时能够提高水稻叶片叶绿素含量，使叶片净光合速率增大[8]。目前，硅肥的品种主要有枸溶性硅肥、水溶性硅肥两大类，枸溶性硅肥溶于酸后可以被植物吸收，多为炼钢厂的废钢渣、粉煤灰、矿石经高温煅烧工艺等加工而成，含有多种矿物质，能为植物提供硅素及其他元素。水溶性硅肥一般是可溶性硅酸盐，溶于水后可被植物直接吸收，可为作物提供硅素。目前，硅溶胶已普遍应用在铸造、化工、纤维等方面，但在农业方面的应用研究少见于报道。本研究利用硅溶胶的特性，在草莓叶面上进行喷施试验，研究硅溶胶对草莓产量及品质的影响，为在草莓上推广施用硅溶胶，提高草莓产量、品质和抗病性提供依据，也为硅溶胶在农业上应用提供思路。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试硅溶胶由山东临沂智轩新材料有限公司提供，外观为乳白色半透明的胶体溶液，成分为mSiO2·nH2O，SiO2含量30%，粒径8～16 nm，含有大量水和羟基，无味、无毒、无公害，呈胶体状，pH 值为9。

1.2 试验地点及试验对象

试验在山东省临沂市罗庄区册山街道大沙沟村进行，土壤为沙壤，碱解氮（N）、有效磷（P）、速效钾（K）含量分别为186 mg/kg、69 mg/kg、202 mg/kg，有机质含量28%。供试草莓品种为红颜，9 月下旬在冬暖棚内定植，栽培密度120 000 株/hm2。

1.3 试验设计

对供试硅溶胶在稀释时采取防聚沉措施。试验共设置3 个处理，分别为T1、T2、T3，稀释倍数分别是800倍液、400 倍液、100 倍液，设置对照CK，喷施灌溉用水，于草莓植株体定植后第7 天、第21 天各喷施1 次，其余管理按照常规措施进行。

2 结果与分析

2.1 叶绿素相对含量调查

在草莓第二次喷施硅溶胶后7 d、15 d、21 d、30 d，采用LA-S 多功能叶面积分析仪，测定草莓叶片叶绿素含量（SPTD 值）。调查方法为采用加权平均数法，田间调查数据见表1。

表1 叶绿素SPTD 值调查表

从7 d 调查结果可知，3 个处理叶绿素SPTD 值比对照分别增加0.79、2.71、2.75，增加幅度在2.10%～7.32%；15 d 调查结果，3 个处理叶绿素SPTD 值比对照增加明显，增加值分别为6.07、7.90、8.29，增幅为13.40%～18.30%；21 d 调查结果，3 个处理叶绿素SPTD 值比对照分别增加了5.12、7.72、7.86，增幅为10.74%～16.50%；30 d 调查结果，3 个处理叶绿素SPTD 值比对照分别增加4.89、7.40、7.48，增幅为10.12%～15.49%，增加量最大为T3，达到7.48。结果表明，喷施纳米硅酸胶体，叶片中叶绿素含量增加，前期增加速度快，后期相对较慢，说明草莓叶面喷施硅溶胶能够提高叶绿素累积速度，使叶绿素含量达到峰值的时间缩短，提高草莓叶片叶绿素含量。叶绿素含量快速增加，能够为草莓植株积累更多养分，有利于草莓生长，对草莓产量提高有促进作用。

2.2 叶片面积调查

在草莓第二次喷施硅溶胶后7 d、15 d、21 d、30 d，采用LA-S 多功能叶面积分析仪测量草莓叶片面积，调查采用加权平均数，结果见表2。

表2 叶片面积调查表

从7 d 调查结果看，3 个处理叶面积比对照分别增加0.53 cm2、0.63 cm2、0.81 cm2，增加幅度不明显；15 d调查结果，3 个处理叶面积比对照分别增加1.89 cm2、3.41 cm2、3.85 cm2，3 个处理叶片面积比对照明显增加，T3 最大，比CK 叶面积增加12.72%；21 d 调查结果，3个处理叶面积比对照分别增加1.62 cm2、3.43 cm2、4.19 cm2，T3 比CK 叶面积增加13.70%；30 d 调查结果，3 个处理叶面积比对照分别增加1.52 cm2、3.38 cm2、3.75 cm2，T3 比CK 叶面积增加12.00%。

试验结果表明，在草莓叶面上喷施硅溶胶，能够增加叶片面积，T1 增加量相对较小，可能是由子硅元素量小，达不到对叶片增长需要的量。草莓叶片喷施硅溶胶达到一定量后，叶片增长加速，到达最大叶面积的时间缩短。草莓叶片面积增加，接受光照量增加，光合作用增强，可为草莓植株体提供更多光合产物，保持植株体生长旺盛，提高产量。

2.3 病虫害调查

虫害面积测定方法按照测试叶片虫取食面积比平均叶面积方法计算。病害面积测定方法按照测试叶片病斑面积比平均叶面积方法计算。用LA-S 多功能叶面积测试仪进行测量。由表3 可知，草莓喷施硅溶胶后，T1、T2、T3、CK 叶片病斑率分别是5.73%、3.96%、3.95%、8.99%，3 个处理比对照病斑面积减少；T1、T2、T3、CK 叶片虫食面积率分别2.63%、1.97%、1.89%、7.68%。数据表明，草莓叶面吸收硅素后，感病率明显降低，抗病虫害能力增强，原因是草莓吸收硅素后，叶片形成某种矿化硅物质，能够阻止菌丝进入细胞，抵御病虫害的发生。

表3 病虫害发生情况调查表

2.4 成熟期、外观调查

草莓施用硅溶胶后，能够提早成熟时间。由表4 可知，3 个处理草莓初果成熟时间分别比对照提早5 d、7 d、7 d。从外观看，施用硅溶胶的草莓颜色更加鲜艳，光泽丰润，果肉有紧实感，口感更好。结果证明，施用硅溶胶后，草莓外观更加“美颜”，机械强度增加，商品性和耐储运性增加。

表4 成熟期、商品性调查表

2.5 品质调查

VC 含量和糖度决定草莓的品质、适口性。采用紫外分光光度法测定供试草莓产品VC 含量，结果见表5。由表5 数据可知，T1、T2、T3 处理的VC 含量明显高于对照，分别增加14.80%、21.03%、21.10%；T2、T3 高于T1。用糖度计测定草莓的糖度，数据见表5。硅溶胶处理的草莓糖度均高于对照，提高幅度分别为4.28%、13.11%、13.38%；T2、T3 高于T1，T3 最高，但与T2 差别不显著。试验结果表明，叶面喷施硅溶胶可提高草莓品质，增强适口性，增加商品性。

表5 VC、糖度调查表

2.6 产量调查

2.6.1 花序

调查每株草莓平均花序数、平均每个花序开花数量、平均每个花序结果数量，调查结果见表6。每株草莓抽发花序穗数、每穗开花朵数、结果数量差别不显著，这应与草莓本身属性及共同的生长环境有关。成果是指草莓果实具备经济价值、有一定商品性的果实。表6 数据显示，3 个处理每穗花序成果数量与对照的差别明显，应与草莓提供营养物质能力有关。在同等管理条件下，施用硅溶胶的植株，为果实生长提供的养分更加充足，果实生长发育正常，成果率较高。

表6 花序调查表

2.6.2 产量

按照当地草莓栽培经验，在田间管理时，摘除后期抽发的花序、老叶及四级花序，在每穗花序上只留一、二、三级花序。调查统计结果见表7。数据显示，T1、T2、T3 平均单果重均高于对照，幅度分别是5.96%、9.27%、9.03%，T2 与T3 单果重量差别不明显；单株产量分别增加8.79%、33.67%、34.50%。结果证明，在草莓叶面上喷施硅溶胶，可增加草莓果实重量，单株产量增加幅度明显。按照理论计算，本试验设计草莓最高增产14 702.4 kg/hm2。

表7 产量调查表

3 结论

试验表明，在草莓叶面上喷施硅溶胶后，能够促进草莓生长，使草莓叶绿素含量增加，叶面积增大，草莓叶绿素含量和叶面积增长迅速，达到最大叶面积和叶绿素含量的时间缩短；可增强光合作用，增加养分积累，使草莓果实提早成熟，产量增加，品质提高，商品性增强。硅溶胶被植株吸收后，病虫害为害叶片减小，可增加草莓的抗病虫害能力；病虫害危害性减轻，用药量减少，可发展绿色产品，为消费者提供放心草莓产品。喷施硅溶胶的草莓，果实紧实，可增加耐储运性，为远距离运输草莓产品提供了条件。

本研究认为，硅溶胶可在草莓种植上加以推广应用，提高草莓产量和品质，可增加种植户收入，经济效益明显。因此，草莓推广应用硅溶胶具有良好的前景。但是，土壤中硅元素丰缺与草莓叶面喷施硅素最佳用量关系需要进一步研究确定，草莓叶面上喷施硅元素最佳时期需继续试验研究。