硅锌肥及其施用方式对南粳46产量和稻米品质的影响

魏晓东 宋雪梅 赵凌 赵庆勇 陈涛 路凯 朱镇 黄胜东 王才林 张亚东

硅锌肥及其施用方式对南粳46产量和稻米品质的影响

魏晓东 宋雪梅 赵凌 赵庆勇 陈涛 路凯 朱镇 黄胜东 王才林*张亚东*

(江苏省农业科学院 粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心，南京 210014；*通信联系人，email：clwang@jaas.ac.cn; zhangyd@jaas.ac.cn)

【目的】比较硅锌肥及其施用方式对南粳46稻米产量和品质的影响，为调优栽培提供参考依据。【方法】以优良食味粳稻品种南粳46为材料，倒4叶期土壤追施和孕穗期(抽穗前5～7 d)叶面喷施硅肥和锌肥，设置土壤追施硅肥(Si-B)、土壤追施锌肥(Zn-B)、土壤追施硅肥+叶面喷施硅肥(Si-B+Si-L)、土壤追施锌肥+叶面喷施锌肥(Zn-B+Zn-L)、土壤追施硅肥+土壤追施锌肥(Si-B+Zn-B)、叶面喷施硅肥(Si-L)、叶面喷施锌肥(Zn-L)、叶面喷施硅肥+叶面喷施锌肥(Si-L+Zn-L)8个处理，以不施硅锌肥(CK)为对照，调查分析不同处理对南粳46籽粒产量及其构成因素、加工品质、外观品质、食味品质和香味物质2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)含量的影响。【结果】施用硅锌肥对南粳46均有明显的增产作用，增幅为0.8%～11.9%，增产的原因主要是增加了每穗粒数和千粒重，而对穗数和结实率没有明显影响。施用硅肥使糙米率和精米率下降，施用锌肥则使糙米率和精米率增加，施用硅肥和锌肥都可使整精米率提高，施用锌肥提高整精米率的效果比施用硅肥更明显。硅锌肥对直链淀粉含量和RVA特征值的影响随处理不同而异，但施用硅锌肥可以提高崩解值，降低消减值，使胶稠度显著增加，食味值明显提高，稻米2-AP含量显著增加，香味明显变浓。【结论】倒4叶期土壤追施硅肥与孕穗期叶面喷施锌肥相结合，既可增加南粳46的产量，又能提高整精米率和食味品质，增加香味。

水稻；硅肥；锌肥；产量；品质

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，人们对稻米品质的要求也越来越高。选定品种以后，合理的栽培方式是提高稻米产量和品质的主要途径。硅是水稻生长的必需元素，其作用仅次于氮、磷、钾，对水稻生长发育具有重要作用[1-4]。锌在植物体内充当养分的管理者，起到协调营养元素在体内分配的作用。水稻对缺锌较敏感，缺锌会延缓水稻生长发育，降低水稻的抗逆能力，减少分蘖数，降低产量[5]。研究表明，追施硅锌肥对水稻的产量[6-7]、稻米外观品质、加工品质、食味品质[8-9]、香味物质含量[10-11]、病虫害和抗逆性等方面都有影响[12-13]。因此，研究硅锌肥对稻米品质的影响对优质米品种调优栽培技术的集成具有重要意义。

关于硅锌肥对优良食味粳稻产量与稻米品质的影响，近年来已有一些研究。王力等[14]的研究表明，在倒2叶期施用硅锌肥能显著提高南粳9108的稻米品质，提高稻谷的糙米率、精米率及整精米率，降低稻米的垩白度和垩白粒率，提高加工品质和外观品质；同时提高南粳9108的胶稠度、最高黏度、崩解值、口感和食味值。土壤中基施硅肥和锌肥能够促进水稻2-AP的合成，显著增加籽粒中香味物质的含量[15-17]；叶面喷施硅肥能提高籽粒的蛋白质含量，对稻米直链淀粉含量也有显著影响[18-19]，叶面喷施锌肥也能显著提高香稻中香味物质的含量[19]。上述硅锌肥对水稻产量与稻米品质的研究，主要集中在肥料的施用效果，关于硅肥与锌肥及不同施肥方式施用效果的比较研究尚不多。

南粳46是江苏省农业科学院粮食作物研究所于2008年育成的优良食味中熟晚粳稻品种[20]，主要理化指标达国家二级优质稻谷标准，米饭晶莹剔透，口感柔软滑润，富有弹性，冷不回生，食味品质极佳，先后30多次获得江苏省和全国“金奖大米”等荣誉称号[21]，被誉为江苏省“最好吃的大米”，已成为长三角地区高档优质米品牌打造的首选品种。然而，在多年的种植过程中发现，即使同一地点采用同样的栽培方法，不同年份种植的南粳46食味品质仍然有差异(未发表)，特别是香味越来越淡。为了确保南粳46优良的食味品质，做到良种良法配套，本研究以南粳46为材料，比较硅肥和锌肥以及不同施用方式对稻米产量和品质特性的影响，以期为该品种的调优栽培提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试品种

供试水稻品种为本团队育成的优良食味粳稻南粳46，属于中熟晚粳稻品种。

1.2 试验设计

试验于2019—2020年在江苏省农业科学院溧水植物科学基地进行。土壤为砂壤土，肥力中等。土壤含全氮1.25 g/kg、碱解氮92.3 mg/kg、速效磷35.5mg/kg、速效钾86.9mg/kg、有效锌0.85 mg/kg、有效硅110.48 mg/kg。硅肥和锌肥的施用采用土壤追施和叶面喷施的方法，土壤追施时期为倒4叶露尖时，叶面喷施的时期为孕穗期(抽穗前5～7 d)，共设置9个处理(表1)。土壤追施硅肥为连云港福隆农业发展有限公司生产的硅肥产品，有效硅含量≥25%，小区用量为30 kg/hm2；土壤追施锌肥为98%的ZnCl2，小区用量为15 kg/hm2，硅肥和锌肥均拌细土150 kg/hm2均匀撒施。叶面喷施硅肥为滁州给力肥料科技有限公司生产的液态硅肥，有效硅含量≥50%，小区用量为1.5 kg/hm2，叶面喷施锌肥为98%的ZnCl2，小区用量为1.8 kg/hm2。每个处理3次重复，每个小区16 m2，随机排列。各小区间筑埂隔离，并用塑料薄膜覆盖埂体，独立灌排。每年5月14日播种，6月10日移栽，采用塑盘育秧，人工模拟机插，株行距为13 cm×30 cm，每穴4苗。氮肥施用总量(折合纯氮)240 kg/ hm2，基肥、分蘖肥、穗肥比例为4∶4∶2。基肥用N∶P2O5∶K2O为20∶12∶16的复合肥，用量为480 kg/hm2，在整地时旋入土壤，移栽后7 d施尿素120 kg/hm2，再过7 d后追施尿素90 kg/hm2，倒4叶伸出时施穗肥，用N∶P2O5∶K2O为20∶12∶16的复合肥240 kg/hm2。当总茎蘖数达到270×104个/hm2时，开始排水搁田；拔节以后除了孕穗到开花建立浅水层以外，其余时间均采用干干湿湿、湿润灌溉，直至成熟期。其他栽培管理措施均按高产栽培要求实施。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 产量性状测定

成熟后采用对角线取样法在每个小区选2个点，每点取10 穴，带回室内风干后考查每穴穗数、每穗总粒数和每穗空瘪粒数，进而求得每穗实粒数和结实率；称取1000 粒种子测定千粒重，重复3次。每小区收获200 穴，脱粒风干后测定水分，去除杂质，按14.5%的标准含水量折算成单位面积产量。

表1 本研究采用的锌硅肥处理

1.3.2 稻米品质测定

糙米率、精米率、整精米率、垩白率、垩白度、胶稠度的测定参照中华人民共和国优质稻谷标准GB/T 17891－2017进行。直链淀粉含量(AC)的测定参照农业农村部标准 NY/T 83－2017 进行，4 个参比样品(AC：1.5%、10.6%、16.4%和 25.6%)购自中国水稻研究所。用凯氏定氮仪(Kjeltec 8400，FOSS)测定米粉中的全氮含量，再乘换算系数 5.95 计算得到米粉蛋白质含量(PC)。

1.3.3 RVA特征值测定

米粉黏滞性采用 RVA 黏度测定仪(Perten，瑞典)测定，参照美国谷物化学协会 AACC61-01和 61-02 操作规程进行参数设置。测得峰值黏度(peak viscosity，PV)、热浆黏度(hot viscosity，HV)、最终黏度(final viscosity，FV)、成糊温度(pasting temperature，PaT)、峰值时间(peak time，PeT)；计算出崩解值(breakdown viscosity，BDV=PV－HV)，消减值(setback viscosity，SBV=FV－PV)，回复值(consistency viscosity，CSV=FV－HV)。每个样品重复测定3 次，取平均值。

1.3.4 米饭食味指标测定

采用日本佐竹公司生产的米饭食味计(STA 1A)测定米饭的外观、硬度、黏度、平衡度和食味值。

1.3.5 稻米2-AP含量测定

采用体积比为1∶1的无水乙醇:氯仿混合液萃取样品中的2-乙酰-1-吡咯啉(2-acetyl-1-pyrroline，2-AP)，用Thermo TSQ 8000 EVO 质谱仪测定2-AP含量。

1.4 数据分析

按照莫惠栋[22]介绍的方法在Excel 2019采用自编程序进行方差分析，对方差分析显著的性状采用Duncan新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 硅锌肥对南粳46产量及其构成因素的影响

产量性状的方差分析结果(表2)表明，每穗粒数、千粒重和产量处理间的差异均达1%的显著水平。而单位面积穗数和结实率处理间差异不显著。产量及其构成因素在年份与处理间的互作效应均不显著。

对方差分析显著的性状进行多重比较分析(表3)可知，硅锌肥处理对南粳46均有增产作用，比对照增产72.3～1026.3 kg/hm2，增产幅度为0.8% ～11.9%。土壤追施硅肥和叶面喷施硅肥处理(Si-B+Si-L)产量最高，达到9682.6 kg/hm2，较对照增产11.9%，与Si-B+Zn-B、Si-L+Zn-L和Zn-B+Zn-L处理的产量无显著差异，但与单施硅肥和单施锌肥及对照的差异显著。

从产量构成因素来看，硅锌肥处理对穗数和结实率没有显著影响，但对每穗粒数和千粒重有极显著影响。Si-L和Zn-B处理的每穗粒数低于对照，但与对照差异均不显著；其余处理的每穗粒数均高于对照。从表3可以看出，双因素处理(Si-B+Si-L、Zn-B+Zn-L、Si-B+Zn-B和Si-L+Zn-L)的每穗粒数一般都高于单因素处理(Si-B、Si-L、Zn-B和Zn-L)；其中，Zn-B+Zn-L处理最高。单因素处理中Zn-L处理的每穗粒数最高，达到153.9粒，其次是Si-L+Zn-L处理，为150.3粒。对于千粒重，除了Si-L和Zn-B+Zn-L处理比对照略有下降以外，其余处理均有增加。其中，Si-B+Si-L处理最高，达到27.8 g，比对照增加2.1 g，与其他处理的差异都显著，而其他处理之间差异均不显著。

表2 硅锌肥处理产量性状的方差分析

表中各性状数值为值。**表示差异达1%的显著水平。

PN, Panicle number; NSP, Number of spikelets per panicle; SSR, Seed setting rate; GW, 1000-grain weight; GY, Grain yield. The values of each character in the table arevalues. ** represent significant difference at 1% level.

表3 硅锌肥处理下南粳46的产量性状

同一列数据后面的不同小写字母表示差异达5%显著水平。

Values flanked by different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 5% level. PN, Panicle number, NSP, Number of spikelets per panicle; GW, 1000-grain weight; SSR, Seed setting rate; GY, Grain yield.

由表4可知，施用硅锌肥比不施用硅锌肥每穗粒数增加13.2粒，千粒重提高0.6 g，产量增加476.7 kg/hm2，除了千粒重以外，每穗粒数和产量都达5%显著水平。从肥料种类看，施用硅肥比施用锌肥每穗粒数减少2.4粒，千粒重增加0.6 g，产量提高275.9 kg/hm2，差异均未达显著水平。但Si-B比Zn-B处理的每穗粒数增加18.8粒，千粒重提高0.3 g，产量提高237.7 kg/hm2，除了每穗粒数极显著以外，千粒重和产量差异都不显著。与Zn-L相比，Si-L的每穗粒数、千粒重和产量也都下降，且千粒重和每穗粒数差异分别达显著和极显著水平。双因素处理中，Si-B+Si-L比Zn-B+Zn-L处理的每穗粒数减少7.7粒，千粒重增加2.2 g，产量提高597.6 kg/hm2，都达5%或1%的显著水平。从施用方法看，土壤追施比叶面喷施每穗粒数减少7.0粒，千粒重增加0.4 g，单产提高63.1 kg/hm2。其中，每穗粒数减少显著。Si-B比Si-L每穗粒数增加12.3粒，千粒重增加1.0 g，产量提高125.4 kg/hm2，每穗粒数和千粒重的增加都达5%的显著水平。与Zn-L相比，Zn-B处理的每穗粒数、千粒重和产量均降低，其中每穗粒数达1%显著水平。Si-B+Zn-B比Si-L+Zn-L处理的每穗粒数减少8.6粒，千粒重增加0.3 g，产量提高183.7 kg/hm2，但除了每穗粒数显著以外，千粒重和产量差异都不显著。上述结果表明，对于产量及其构成因素而言，施用硅肥的增产效果比施用锌肥好，单独施用时，土壤施硅比叶面喷硅的增产效果好，叶面喷锌比土壤施锌的增产效果好，土壤施用与叶面喷施结合比单独使用的增产效果好。

2.2 硅锌肥对南粳46稻米品质的影响

2.2.1 对加工品质和外观品质的影响

方差分析结果表明，糙米率、精米率和整精米率处理间的差异均达1%的显著水平，而垩白粒率和垩白度处理间的差异不显著(表5)。

对方差分析显著的糙米率、精米率和整精米率进行多重比较分析可知，Si-L+Zn-L处理的糙米率最高，Si-B+Si-L处理最低，但除了Si-L+Zn-L处理与Si-B+Si-L、Si-B、Si-L和Zn-L有显著差异以外，其余处理间均无显著差异(表6)。精米率也是Si-B+Si-L处理最低，与其他处理差异显著。Si-L+Zn-L、Zn-B+Zn-L和Si-B+Zn-B处理的整精米率最高，Si-B+Si-L、Si-B和CK较低，两类处理间差异显著，其余处理居中，与两类处理间的差异都不显著。

表4 南粳46产量性状不同硅锌肥处理效果比较

表中数据为不同处理平均值之差。Si-Zn－0Si-Zn, 施硅锌肥－不施硅锌肥; Si－Zn, 施硅肥－施锌肥; B－L, 土壤追施－叶面喷施。*和**分别表示5%和1%的显著水平。

Data in the table are the average difference between different treatments. Si-Zn－0Si-Zn, Si fertilizer application－zero Si and Zn fertilizer application; Si－Zn, Si fertilizer application－Zn fertilizer application; B－L, Soil topdressing－foliar spraying. * and ** represent significant difference at 5% and 1%, respectively. NSP, Number of spikelets per panicle; GW, 1000-grain weight; GY, Grain yield.

表5 硅锌肥处理加工品质与外观品质的方差分析

**表示1%显著水平。

**represent significant difference at 1% level.

表6 硅锌肥处理下南粳46的加工品质性状

同一列数据后面的不同小写字母表示差异达5%显著水平。

Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 5% level.

从表6还可以看出，糙米率和精米率除了Zn-L、Zn-B+Zn-L和Si-L+Zn-L比对照略增以外，其余处理都比对照下降。整精米率则除了Si-B和Si-B+Si-L处理比对照略有降低以外，其余处理均比对照增加，且多数处理增加显著或极显著。

比较不同硅锌肥对加工品质的影响可知，施用硅锌肥使南粳46糙米率和精米率分别下降0.2和0.4个百分点，不显著，而整精米率则提高3.3个百分点，达5%显著水平(表7)。施用硅肥与施用锌肥相比，无论是土壤追施还是叶面喷施，施用硅肥加工品质都有下降的趋势，但除了Si-L的糙米率比Zn-L下降0.6个百分点达5%显著水平以外，其余均不显著。土壤追施+叶面喷施硅肥时，糙米率、精米率和整精米率分别下降1.0、2.0和7.0个百分点，均达显著或极显著水平。土壤追施与叶面喷施相比，加工品质也呈下降趋势，但都不显著。单施硅肥或单施锌肥时，除了Zn-B比Zn-L糙米率下降0.5个百分点达5%显著水平以外，其余都不显著。硅锌肥同时施用时，土壤追施的糙米率和精米率分别显著下降0.5和0.7个百分点，整精米率下降1.1个百分点。上述结果表明，施用硅肥有使糙米率和精米率下降的趋势，而施用锌肥则有使糙米率和精米率增加的趋势，施用硅肥和锌肥都可使整精米率提高，施用锌肥提高整精米率的效果比施用硅肥更明显。

表7 不同硅锌肥处理下南粳46加工品质比较

表中数据为不同处理平均值之差。*和**分别表示5%和1%的显著水平。

Data in the table are the average difference between treatments.*and**represent significant difference at 5% and 1%, respectively.

表8 硅锌肥处理下南粳46 RVA特征值的方差分析

*和**分别表示5%和1%的显著水平。

*and**represent significant difference at 10%, 5% and 1%, respectively.

2.2.2 对RVA特征值的影响

方差分析结果表明，RVA谱特征值除了成糊温度处理间的差异达5%显著水平以外，其余特征值处理间的差异均达1%显著水平(表8)。

对RVA特征值进行多重比较(表9)，Zn-L处理的峰值黏度最高，Si-B+Zn-B和Zn-B处理较低；Si-L处理的热浆黏度最高，Si-B+Zn-B处理最低；Si-L、Zn-B+Zn-L和Zn-L处理的最终黏度较高，Si-B+Zn-B处理最低；Si-B+Si-L和Si-B+Zn-B处理的崩解值最高，Zn-B处理最低；Zn-B+Zn-L处理的消减值最高，Si-B+Zn-B和Si-B+Si-L处理较低，除了上述处理的高低值之间差异显著以外，其他处理间RVA特征值的差异未达显著水平。

2.2.3 对蒸煮食味品质和香味物质含量的影响

方差分析结果表明，食味值、直链淀粉含量、胶稠度和2-AP含量处理间的差异均达1%显著水平，而米饭外观、硬度、黏度、平衡度和蛋白质含量处理间的差异不显著(表10)。蛋白质含量和胶稠度年年份间的差异也达5%的显著水平，2-AP含量年份间的差异和年份与处理间的互作均达1%的显著水平。

对方差分析显著的食味品质性状进行多重比较(表11)，Zn-B+Zn-L处理的食味值最高，但除了对照与Si-L+Zn-L处理差异显著以外，与其他处理的差异均不显著。Zn-L处理的直链淀粉含量最高，Si-B+Si-L处理最低，Si-L处理也较低，除了Si-B+Si-L与Si-L处理间的差异不显著以外，3个处理其余两两比较的差异都达显著水平。余下的5个处理间差异均不显著。Zn-B处理的胶稠度最高，对照最低，Si-L处理也较低，其余处理均比对照高，相互间的差异多数未达显著水平。Zn-L处理的2-AP含量最高，且与其他处理均有极显著差异，Si-L处理最低，其余处理间除了Si-B+Si-L处理显著较低外，都不存在显著差异。

表9 硅锌肥处理南粳46的RVA特征值

同一列数据后面的不同小写字母表示差异达5%显著水平。

Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 5% level.

表10 硅锌肥处理食味品质和2-AP含量的方差分析

表中各性状数值为值。*和**分别表示5%和1%的显著水平。

The data of each character in the table arevalues.*and**represent significant differences at 5% and 1%, respectively.

表11 硅锌肥处理南粳46的食味品质和2-AP含量

同一列数据后面的不同小写字母表示差异达5%显著水平。

Different lowercase letters in the same column of data indicate significant difference at 5% level.

对不同硅锌肥处理的效果进行比较(表12)可知，施用硅锌肥比不施用硅锌肥食味值提高3.0分，胶稠度增加7.6 mm，2-AP含量增加0.0561 μg/g，均极显著，直链淀粉含量略有下降，但不显著。施用硅肥与施用锌肥相比，食味值和直链淀粉含量略有下降，胶稠度显著下降，2-AP含量极显著降低。其中Si-B处理比Zn-B处理2-AP含量显著增加；而Si-L处理比Zn-L处理直链淀粉含量、胶稠度和2-AP含量均极显著降低；Si-B+Si-L处理比Zn-B+Zn-L处理食味值、直链淀粉含量、胶稠度和2-AP含量均下降，其中直链淀粉含量和2-AP含量达1%显著水平。土壤追施与叶面喷施相比，食味值和直链淀粉含量略下降，胶稠度和2-AP含量略增加，但都不显著。其中，Si-B处理比Si-L处理直链淀粉含量和2-AP含量显著和极显著增加，而Zn-B处理比Zn-L处理直链淀粉含量和2-AP含量均极显著降低。由此可见，施用硅锌肥可以显著增加香味物质含量，增加胶稠度，提高食味值。从增加香味的效果来看，锌肥显著优于硅肥；对于施用硅肥，土壤追施的效果显著优于叶面喷施；对于施用锌肥，则叶面喷施的效果显著优于土壤追施。土壤追施时硅肥的效果显著优于锌肥，而叶面喷施时则锌肥的效果显著优于硅肥，土壤追施与叶面喷施结合应用，也是锌肥的效果显著优于硅肥。

表12 南粳46食味品质性状和2-AP含量不同硅锌肥处理效果比较

表中数据为不同处理间平均值之差。*和**分别表示5%和1%的显著水平。

The data in the table are the average difference between different treatments.*and**represent significant differences at 5% and 1%, respectively.

3 讨论

3.1 硅锌肥对水稻产量的影响

水稻是喜硅作物，除了氮、磷、钾以外，硅是水稻必需的第四大营养元素[23]，硅在水稻茎或叶中的含量高达10%～15%。水稻每生产100 kg籽粒，需吸收22 kg硅[24]。硅肥不仅能够增加水稻的抗折力，提高抗倒伏能力，还可以增加产量。赵海成等[25]研究发现施用硅肥不仅可使水稻基部节间硅化程度增加，增加细胞壁的厚度，增加茎秆强度，减少倒伏，还可以使水稻叶片挺立，减少叶片之间的遮荫，提高光能利用率，从而增强水稻光合作用，增加光合产物的积累[26]。锌也是水稻生长的必需元素。水稻缺锌会延缓水稻生长发育，降低水稻的抗逆能力，减少分蘖数而降低产量。锌是多种酶的活化剂，对酶有催化和激活作用。植物生长发育过程中CO2的固定、生物膜的维持、蛋白质的合成、生长素的合成和花粉粒的形成等都会受到含锌酶的调控[27]。水稻中的碳酸酐酶(CA)是与光合作用密切相关的一种酶，张凯岳[28]研究了锌对水稻碳酸酐酶和光合作用的调节作用，发现通过叶面喷施硫酸锌可以提高CA的活性，进而促进水稻的净光合速率，提高水稻的光合作用。周青等[29]、张国良等[30]、宋合林等[31]、龚金龙等[32]、张珍淑等[33]、阮洪家等[34]、韦还和等[35]、Liu等[36]在籼、粳稻上的研究都表明，施用硅肥有明显的增产作用。马朝红等[37]的研究表明，硅锌肥配合使用对水稻生长有明显的促进作用。王力等[14]对优良食味粳稻南粳505(曾用名南粳2704)和南粳9108的研究表明，在不同时期施用锌硅肥较对照产量均有所增加，在倒4叶期单施锌肥增产幅度最大。

本研究结果表明，施用硅锌肥的8个处理，实收产量都高于对照，增产幅度72.3～1026.3 kg/hm2，其中硅锌肥配合施用或土壤追施与叶面喷施结合进行的增产效果均达5%或1%的显著水平，增产效果最大的是土壤追施硅肥和叶面喷施硅肥的处理。表明施用硅锌肥比不施用硅锌肥有明显的增产效果。土壤追施时，单施硅比单施锌的增产效果好；叶面喷施时，则喷锌比喷硅的增产效果好。单施硅肥时，土壤追施比叶面喷施增产效果好；单施锌肥时，则是叶面喷施比土壤追施增产效果好。土壤施用与叶面喷施结合进行时，比单独施用的增产效果好，且硅肥的增产效果显著高于锌肥。相关分析表明，产量与每穗粒数的相关显著，与千粒重的相关极显著，而与穗数和结实率的相关均不显著。据此推测施用硅锌肥提高产量的原因，主要是千粒重的提高和每穗粒数的增加。这是因为本研究硅锌肥的施用是在倒4叶出生和孕穗期，此时穗数已经定型，穗分化虽然刚开始，但硅锌肥的作用主要是增强叶片的光合作用，提高养分的分配利用，因而对增加穗数和结实率的作用不明显。

3.2 硅锌肥对稻米品质的影响

多数研究表明施用硅锌肥能够提高稻米的糙米率、精米率和整精米率，降低垩白粒率和垩白度，提升加工品质和外观品质。张国良等[38]和商全玉等[39]的研究都表明，施用量为0～300 kg/hm2时，硅肥能显著提高稻米的糙米率、精米率和整精米率，降低稻米的垩白粒率和垩白度，且硅肥施用量与糙米率、精米率和整精米率呈正相关，而与垩白粒率和垩白度呈负相关。唐湘如和吴密[40]的研究也表明，施锌能显著增加桂香占的整精米率而降低其垩白粒率。王远敏[41]则发现硅肥用量为60～120 kg/hm2时，加工品质和外观品质均下降。王力等[14]的研究表明，分别在移栽期、有效分蘖期、倒4叶期和倒2叶期施用锌硅肥, 均能使稻米的糙米率降低，精米率和整精米率增加，垩白米率和垩白度降低。赵海成等[25]则认为，施硅处理加工品质改善，外观品质变劣，糙米率、精米率和整精米率、垩白粒率和垩白度均极显著增加。硅肥也能在一定程度上改善食味品质和营养品质。赵海成等[25]和丁王梅等[42]的研究表明，孕穗期施用硅肥能够增加稻米直链淀粉含量和蛋白质含量。商全玉等[39]认为适量施用硅肥能增加稻米蛋白质含量，直链淀粉含量则无显著变化。而张国良[38]发现施用硅肥可引起直链淀粉含量的下降，稻米蛋白质含量增加。稻米食味品质与RVA谱特征值密切相关，适量施用硅肥能使稻米最高黏度、胶稠度和崩解值提高，降低糊化温度和消减值，提高食味值，从而提高其蒸煮食味品质。王力等[14]的研究表明，不同时期施用锌硅肥对蛋白质含量和直链淀粉含量的影响因处理而异，但均能增加稻米的胶稠度、口感、食味值、最高黏度和崩解值, 降低消减值。

本研究结果表明，施用硅肥有使稻米糙米率和精米率下降的趋势，而施用锌肥则有使糙米率和精米率增加的趋势，这与王力等[14]的研究结果相同。水稻植株内的硅主要分布在叶片、茎秆和颖壳，其中颖壳是积累最多的部位。施硅使稻米糙米率和精米率下降，千粒重增加，可能是由于施硅后颖壳硅积累量增加，提高了颖壳质量，导致糙米率和精米率下降。而锌肥之所以使稻米的糙米率和精米率增加，可能是由于锌肥的施用提高了稻米中的含氮量，使得细胞内核糖核酸、核糖体和RNA含量增加，促进蛋白质的合成和籽粒充实，整精米率提高。施用硅肥和锌肥都可使整精米率提高，施用锌肥提高整精米率的效果比施用硅肥更明显。总的来说，硅锌肥对蛋白质含量、米饭外观、硬度、黏度、平衡度、峰值时间和成糊温度没有明显影响，对直链淀粉含量和RVA特征值的影响随处理不同而异。但施用硅锌肥，均使胶稠度显著增加，食味值明显提高。

根据表11结果可以看出，与叶面喷施硅肥相比，叶面喷施锌肥可极显著增加直链淀粉含量、胶稠度和2-AP含量；同样，与土壤追施硅肥和叶面喷施硅肥相比，土壤追施锌肥和叶面喷施锌肥均可使食味值、直链淀粉含量、胶稠度和2-AP含量增加，其中直链淀粉含量和2-AP含量显著增加(达1%显著水平)；而叶面喷施锌肥比土壤追施锌肥更能增加香味，提高食味值。由此可见，就增加香味和提高食味值而言，施用锌肥的效果优于施用硅肥，叶面喷施锌肥的效果又优于土壤追施锌肥。这是否因为本研究所用锌肥为98%的ZnCl2，容易被叶片吸收利用所致值得进一步研究。

综合本研究结果可以看出，提高产量，施硅比施锌的增产效果好，土壤施硅比叶面喷硅的增产效果好，叶面喷锌比土壤施锌的增产效果好，土壤施用与叶面喷施结合比单独使用的增产效果好。对于提高加工品质和食味品质来说，施锌与施硅效果相仿，叶面喷施比土壤施用效果略好，土壤施用与叶面喷施结合、硅锌结合与单独使用效果相仿。因此，为了兼顾南粳46的产量和品质，栽培上可采取在倒4叶期土壤追施硅肥与在孕穗期叶面喷施锌肥相结合的方式，本研究中该处理的产量最高，食味值也较高。

[1] 戴青云, 刘代欢, 王德新, 李鹏祥, 朱维, 桂娟. 硅对水稻生长的影响及其缓解镉毒害机理研究进展[J]. 中国农学通报, 2020, 36(5): 86-92. Dai Q Y, Liu D H, Wang D X, Li P X, Zhu W, Gui J. A review on silicon: Effect on rice growth and its mechanism of relieving cadmium toxicity[J]., 2020, 36(5): 86-92. (in Chinese with English abstract)

[2] 黄彬, 韩永圣, 秦政. 硅素的肥料效应及补硅途径[J]. 江苏农业科学, 1997(3): 47-49. Huang B, Han Y S, Qin Z. Fertilizer effect of silicon and ways of silicon supplement[J]., 1997(3): 47-49. (in Chinese)

[3] 许佳莹, 朱练峰, 禹盛苗, 张均华, 金千瑜. 硅肥对水稻产量及生理特性影响的研究进展[J]. 中国稻米, 2012, 18(6): 18-22. Xu J Y, Zhu L F, Yu S M, Zhang J H, Jin Q Y. Research progress on the effects of silicon fertilizer on rice yield and physiological characteristics[J]., 2012, 18 (6): 18-22. (in Chinese)

[4] 张岩, 宋玉霞, 陈虞超, 石磊. 硅元素对水稻生长的影响概述[J]. 宁夏农林科技, 2010(6): 85-88. Zhang Y, Song Y X, Chen Y C, Shi L. Effects of silicon on rice growth[J]., 2010(6): 85-88. (in Chinese)

[5] 杨波, 靳辉勇, 屠乃美, 田茂成, 田丰, 周伟, 李栋宇. 锌肥在水稻上的应用研究进展[J]. 天津农业科学, 2018, 24(3): 47-50, 58. Yang B, Jin H Y, Tu N M, Tian M C, Tian F, Zhou W, Li D Y. Progress of researches on Zinc fertilizer application in rice[J]., 2018, 24(3): 47-50, 58. (in Chinese with English abstract)

[6] Alvarez J, Datnoff L E. The Economic potential of silicon for integrated management and sustainable rice production [J]., 2001, 20: 43-48.

[7] 丁能飞, 郭彬, 李建强, 林义成, 刘琛, 李华, 李凝玉, 傅庆林. 氮硅互作对水稻营养和产量的影响[J]. 中国农学通报, 2013, 29: 127-130. Ding N F, Guo B, Li J Q, Lin Y C, Liu C, Li H, Li N Y, Fu Q L. Effects of nitrogen and silicon interaction on the nutrition and yield of rice[J]., 2013, 29: 127-130. (in Chinese with English abstract)

[8] 张国良, 戴其根, 王建武, 张洪程, 霍中洋, 凌励, 王显, 张军. 施硅量对粳稻品种武育粳3号产量和品质的影响[J]. 中国水稻科学, 2007, 21(3): 299-303. Zhang G L, Dai Q G, Wang J W, Zhang H C, Huo Z Y, Ling L, Wang Y, Zhang J. Effects of silicon fertilizer rate on yield and quality of japonica rice Wuyujing 3[J]., 2007, 21(3): 299-303. (in Chinese with English abstract)

[9] 邓接楼, 王艾平, 何长水, 王爱斌, 徐芬芬. 硅肥对水稻生长发育及产量品质的影响[J]. 广东农业科学, 2011(12): 58-61. Deng J L, Wang A P, He C S, Wang A B, Xu F F. The effect of Si fertilizer on growth and development, yield and quality of rice[J]., 2011(12): 58-61. (in Chinese with English abstract)

[10] Luo H W, Du B, He L X, He J, Hu L, Pan S G, Tang X R. Exogenous application of zinc (Zn) at the heading stage regulates 2-acetyl-1-pyrroline(2-AP) biosynthesis in different fragrant rice genotypes [J]., 2019 (9): 19513.

[11] Mo Z W, Lei S, Umair A, Imran K, Li Y, Pan S G, Duan M Y, Tian H, Tang X R. Silicon fertilization modulates 2-acetyl-1-pyrroline content, yield formation and grain quality of aromatic rice[J]., 2017, 75: 17-24.

[12] 高丹, 陈基宁, 蔡昆争, 骆世明. 硅在植物体内的分布和吸收及其在病害逆境胁迫中的抗性作用[J]. 生态学报, 2010, 30: 2745-2755. Gao D, Chen J N, Cai K Z, Luo S M. Distribution and absorption of Si in plant and its role in plant disease resistance under environmental stress[J]., 2010, 30: 2745-2755. (in Chinese with English abstract)

[13] 薛高峰, 孙万春, 宋阿琳, 李兆君, 范分良, 梁永超. 硅对水稻生长、白叶枯病抗性及病程相关蛋白活性的影响[J]. 中国农业科学, 2010, 43(4): 690-697. Xue G F, Sun W C, Song A L, Li Z J, Fan F L, Liang Y C. Influence of Si on rice growth, resistance to bacterial blight and activity of pathogenesis-related proteins[J]., 2010, 43(4): 690-697. (in Chinese with English abstract)

[14] 王力, 孙影, 张洪程, 魏海燕, 朱大伟, 朱盈, 徐栋, 霍中洋. 不同时期施用锌硅肥对优良食味粳稻产量和品质的影响[J]. 作物学报, 2017, 43(6): 885-898. Wang L, Sun Y, Zhang H C, Wei H Y, Zhu D W, Zhu Y, Xu D, Huo Z Y. Effect of Zn and Si fertilizers applied at different stages on yield and quality of japonica rice with good eating quality[J]., 2017, 43(6): 885-898. (in Chinese with English abstract)

[15] 黄锦霞, 肖迪, 段美洋, 田华, 黎国喜, 钟克友, 唐湘如. 不同锌肥施用量对香稻产量和糙米香气含量的影响[J]. 华北农学报, 2008, 23(S2): 290-292. Huang J X, Xiao D, Duan M Y, Tian H, Li G X, Zhong K Y, Tang X R. Effects of different applications of ZnCl2on the yield and aroma content of aromatic rice[J]., 2008, 23(S2): 290-292. (in Chinese with English abstract)

[16] 黄锦霞, 肖迪, 唐湘如. 施锌对香稻产量、香气和品质的影响[J]. 耕作与栽培, 2010(3): 5-7. Huang J X, Xiao D, Tang X R. Effects of zinc application on yield, aroma and quality of fragrant rice[J]., 2010 (3): 5-7. (in Chinese)

[17] Liu X W, Huang Z L, Li Y H, Xie W J, Li W, Tang X R, Ashraf U, Kong L L, Wu L M, Wang S L, Mo Z W. Selenium-silicon (Se-Si) induced modulations in physio-biochemical responses, grain yield, quality, aroma formation and lodging in fragrant rice[J]., 2020, 196: 110525.

[18] 李军, 邓先亮, 朱兴敏, 郭保卫, 魏海燕, 张洪程. 镁锌肥施用时期对优质软米粳稻产量及稻米中6种元素吸收的影响[J]. 中国稻米, 2018, 24(4): 57-63. Li J, Deng X L, Zhu X M, Guo B W, Wei H Y, Zhang H C. Effects of magnesium and zinc microelement fertilizer on the yield and accumulation of six elements ofrice[J]., 2018, 24(4): 57-63. (in Chinese with English abstract)

[19] 张磊, 陈雪丽, 李伟群, 常本超, 王爽, 谷学佳, 王晓军, 王玉峰, 王英. 叶喷式高效硅肥对水稻产量和品质的影响[J]. 现代化农业, 2014(11): 12-13. Zhang L, Chen X L, Li W Q, Chang B C, Wang S, Gu X J, Wang X J, Wang Y F, Wang Y.Effects of leaf spraying high efficiency silicon fertilizer on yield and quality of rice [J].2014(11): 12-13. (in Chinese with English abstract)

[20] 王才林, 张亚东, 朱镇, 赵凌, 陈涛, 林静. 优质水稻新品种南粳46的选育与应用[J]. 中国稻米, 2008(3): 38-40. Wang C L, Zhang Y D, Zhu Z, Zhao L, Chen T, Lin J. Breeding and utilization of new rice variety Nanjing 46 with good eating quality[J]., 2008(3): 38-40. (in Chinese with English abstract)

[21] 王才林, 张亚东, 赵春芳, 魏晓东, 姚姝, 周丽慧, 朱镇, 陈涛, 赵庆勇, 赵凌, 路凯, 梁文化. 江苏省优良食味粳稻的遗传与育种研究[J]. 遗传, 2021, 43(5): 442-458. Wang C L, Zhang Y D, Zhao C F, Wei X D, Yao S, Zhou L H, Zhu Z, Chen T, Zhao Q Y, Zhao L, Lu K, Liang W H. Inheritance and breeding ofrice with good eating quality in Jiangsu Province, 2021, 43 (5): 442-458. (in Chinese with English abstract)

[22] 莫惠栋. 农业试验统计[M]. 上海: 上海科学技术出版社, 1992: 151-166. Mo H D. Agricultural Experiment Statistics[M]. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press, 1992: 151-166. (in Chinese)

[23] 殷碧秋, 常红, 齐君. 硅肥对水稻品质的影响及发展前景[J]. 吉林农业, 2010(5): 112. Yin B Q, Chang H, Qi J. Effect of silicon fertilizer on rice quality and its development prospect[J]., 2010 (5): 112. (in Chinese with English abstract)

[24] 陈平平. 硅在水稻生活中的作用[J]. 生物学通报, 1998, 33(8): 5-7. Chen P P. Role of silicon in rice life[J]., 1998, 33(8): 5-7. (in Chinese with English abstract)

[25] 赵海成, 李红宇, 陈立强, 赫臣, 郑桂萍, 韩笑, 何文翠, 周云峰. 硅氮配施对寒地水稻产量品质及抗倒性的影响[J]. 上海农业学报, 2018, 34(4): 36-42. Zhao H C, Li H Y, Chen L Q, He C, Zhen G P, Han X, He W C, Zhou Y F. Effects of combined application of silicon and nitrogen on yield and lodging resistance of cold-region rice[J]., 2018, 34(4): 36-42. (in Chinese with English abstract)

[26] 陈光东, 杨新彬, 董广林. 硅肥对水稻的增产及抗瘟效应[J]. 农村实用科技信息, 2006(6): 9. Chen G D, Yang X B, Dong G L. Effects of silicon fertilizer on yield increase and blast resistance of rice[J]., 2006 (6): 9. (in Chinese)

[27] Mathpal B, Srivastava P C, Shankhdhar D. Improving key enzyme activities and quality of rice under various methods of zinc application[J]., 2015, 21(4): 567-572.

[28] 张凯岳. 锌对水稻碳酸酐酶和光合作用的调节作用研究[D]. 武汉: 华中农业大学, 2015. Zhang K Y. Regulation of zinc on carbonic anhydrase and photosynthesis in rice[D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2015. (in Chinese with English abstract)

[29] 周青, 潘国庆, 施作家, 陈风华. 不同时期施用硅肥对水稻群体产量及产量的影响[J]. 耕作与栽培, 2001(3): 25-27. Zhou Q, Pan G Q, Shi Z J, Chen F H. Effect of application of Si on populication quality and yield of rice at different periods[J].2001(3): 25-27. (in Chinese with English abstract)

[30] 张国良, 戴其根, 周青, 潘国庆, 凌励, 张洪程. 硅肥对水稻群体质量及产量影响研究[J]. 中国农学通报, 2004(4): 114-117. Zhang G L, Dai Q G, Zhou Q. Influences of Si fertilizer on population quality and yield in rice[J]., 2004(4): 114-117. (in Chinese with English abstract)

[31] 宋合林, 刘兵, 崔占文, 田强. 不同生育时期施用硅肥对水稻产量的影响[J]. 现代化农业, 2009(9): 18. Song H L, Liu B, Cui Z W, Tian Q. Effect of application of Si on yield of rice at different periods[J].2009(9): 18. (in Chinese with English abstract)

[32] 龚金龙, 胡雅杰, 龙厚元, 常勇, 葛梦婕, 高辉, 刘艳阳, 张洪程, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 魏海燕, 李德剑, 沙安勤, 周有炎, 罗学超. 不同时期施硅对超级稻产量和硅素吸收、利用效率的影响[J]. 中国农业科学, 2012, 45(8): 1475-1488. Gong J L, Hu Y J, Long H Y, Chang Y, Ge M J, Gao H, Liu Y Y, Zhang H C, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Wei H Y, Li D J, Sha A Q, Zhou Y Y, Luo X C. Effect of application of Si at different periods on grain yield and Si absorption, use efficiency in super rice[J]., 2012, 45(8): 1475-1488. (in Chinese with English abstract)

[33] 张珍淑, 漆光成, 杨培权, 蒋明艳. 基施锌肥对水稻产量影响试验初探[J]. 安徽农学通报, 2014(6): 84-85. Zhang Z S, Qi G C, Yang P Q, Jiang M Y. The first exploring experiment the efficiency on yield of rice with basal Zn fertilizers[J].2014(6): 84-85. (in Chinese with English abstract)

[34] 阮洪家, 胡敬年, 叶为发, 马俊飞. 施用硅肥对水稻生育特性及产量的影响[J]. 现代农业科技, 2015(3): 9-10. Ruan H J, Hu J N, Ye W F, Ma J F. Effect of application of Si on growth characters and yield of rice[J]., 2015(3): 9-10. (in Chinese with English abstract)

[35] 韦还和, 孟天瑶, 李超, 张洪程, 史天宇, 马荣荣, 王晓燕, 杨筠文, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 魏海燕, 郭保卫. 施硅量对甬优系列籼粳交超级稻产量及相关形态生理性状的影响[J]. 作物学报, 2016, 42(3): 437-445. Wei H H, Meng T Y, Li C, Zhang H C, Shi T Y, Ma R R, Wang X Y, Yang J W, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Wei H Y, Guo B W. Effects of Si fertilizer rate on grain yield and related morphological and physiological characteristics in super rice of Yongyou japonica-indica hybrids series[J]., 2016, 42(3): 437-445. (in Chinese with English abstract)

[36] Liu X W, Huang Z L, Li Y Z, Xie W J, Li W, Tang X R, Ashraf U, Kong L L, Wu L M, Wang S L, Mo Z W. Selenium-silicon (Se-Si) induced modulations in physio-biochemical responses, grain yield, quality, aroma formation and lodging in fragrant rice[J]., 2020, 196 (15): 110525.

[37] 马朝红, 汪应城, 陈家贵, 黄学富, 王乾璋. 硅、锌肥配合施用对水稻生长和产量的影响[J]. 湖北农业科学, 2014, 53 (24): 5956-5958. Ma C H, Wang Y C, Chen J G, Huang X F, Wang Q Z. Effects of applying Si fertilizer combined with Zn fertilizer on the growth and grain yield of rice[J].2014, 53(24): 5956-5958. (in Chinese with English abstract)

[38] 张国良. 硅肥对水稻产量和品质的影响及硅对水稻纹枯病抗性的初步研究[D]. 扬州：扬州大学, 2005. Zhang G L. Effects of silicon fertilizer on rice yield and quality and resistance to rice sheath blight [D]. Yangzhou: Yangzhou University, 2005. (in Chinese with English abstract)

[39] 商全玉, 张文忠, 韩亚东, 荣蓉, 徐海, 徐正进, 陈温福. 硅肥对北方粳稻产量和品质的影响[J]. 中国水稻科学, 2009, 23(6): 661-664. Shang Q Y, Zhang W Z, Han Y D, Rong R, Xu H, Xu Z J, Chen W F. Effect of silicon fertilizer application on yield and grain quality of japonica rice from northeast China[J]., 2009, 23 (6): 661-664. (in Chinese with English abstract)

[40] 唐湘如, 吴密. 施用锌、铁、镧肥对香稻米质和产量的影响[J]. 杂交水稻, 2007, 22(2): 69-72. Tang X R, Wu M. Effects of zinc, iron and lanthanum on rice quality and yield of fragrant rice[J]., 2007, 22(2): 69-72. (in Chinese with English abstract)

[41] 王远敏. 硅对水稻生长发育及产量品质的影响研究[D]. 重庆: 西南大学, 2007. Wang Y M. Effects of silicon on growth, yield and quality of rice[D]. Chongqing: Southwest University, 2007. (in Chinese with English abstract)

[42] 丁王梅. 纳米硅制剂对水稻养分吸收及品质的影响[D]. 沈阳: 东北农业大学, 2015. Ding W M. Effects of nano silicon preparation on nutrient absorption and quality of rice[D]. Shenyang: Northeast Agricultural University, 2015. (in Chinese with English abstract)

Effects of Silicon and Zinc Fertilizer and Their Application Ways on Yield and Grain Quality of Rice Variety Nanjing 46

WEI Xiaodong, SONG Xuemei, ZHAO Ling, ZHAO Qingyong, CHEN Tao, LU Kai, ZHU Zhen, HUANG Shengdong, WANG Cailin*, ZHANG Yadong*

(; Corresponding author, email:)

【Objective】It is important to clarify the effects of silicon and zinc fertilizer and their application methods on rice quality and grain yield of Nanjing 46.【Method】Nine fertilizer application treatments were designed, including soil topdressing of silicon fertilizer (Si-B), soil topdressing of zinc fertilizer (Zn-B), soil topdressing of silicon fertilizer + foliar spraying of silicon fertilizer (Si-B+Si-L), soil topdressing of zinc fertilizer + foliar spraying of zinc fertilizer (Zn-B+Zn-L), soil topdressing of silicon fertilizer + soil topdressing of zinc fertilizer (Si-B+Zn-B), foliar spraying of silicon fertilizer (Si-L), foliar spraying of zinc fertilizer (Zn-L), foliar spraying of silicon fertilizer + foliar spraying of zinc fertilizer (Si-L+Zn-L), and no silicon and zinc fertilizer application (CK). The soil topdressing was conducted during last 4-leaf stage and the foliar spraying was conducted during the booting stage (5－7 days before heading). We evaluated the effects of different treatments on the grain yield and its components, processing quality, appearance quality, eating quality and the 2-acetyl-1-pyrroline (2-AP) content of Nanjing 46.【Result】The silicon and zinc fertilizer application obviously increased grain yield of Nanjing 46 with the increasing range of 0.8－11.9%, which resulted from the increase of 1000-grain weight and the number of grains per panicle. The silicon fertilizer application decreased the rates of brown rice and milled rice, while the zinc fertilizer increased the rates of brown rice and milled rice. The silicon and zinc fertilizers could increase the head rice rate, with the latter being more influential. The effects of silicon and zinc fertilizers on the amylose content and RVA profile values varied with treatments, but the silicon and zinc fertilizers could increase the breakdown viscosity, reduce the setback viscosity, increase the gel consistency, the 2-AP content and aroma, improve the taste value.【Conclusion】Soil topdressing of silicon fertilizer and foliar spraying of zinc fertilizer could increase not only the grain yield, but also the head rice rate, aroma and eating quality of Nanjing 46.

rice; silicon fertilizer; zinc fertilizer; yield; rice quality

10.16819/j.1001-7216.2023.220805

2022-08-20；

2022-10-02。

国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-01-67)；江苏省重点研发计划资助项目(BE2021301)；江苏省科技服务专项(KF[20]1001)；江苏省种业创新基金资助项目(PZCZ201703)。