喷施不同浓度硅肥对闽东红壤区玉米产量及其构成因素的影响

王利民 朱爱玲 李昱 黄东风

王利民，朱愛玲，李昱，等.喷施不同浓度硅肥对闽东红壤区玉米产量及其构成因素的影响[J].福建农业科技，2023，54（8）：65-70

摘 要：研究不同浓度的叶面硅肥（OBFs）喷施下密花甜糯12号玉米产量及其构成因素的变化，以期为闽东红壤区玉米高产栽培提供理论指导。在常规施肥的基础上，以不施硅肥为对照（T，CK），设置5个叶面硅肥喷施浓度1.34（T）、6.67（T）、10.00（T）、13.34（T）、16.67 mL OBFs L（T），研究不同浓度的OBFs叶面硅肥对玉米籽粒养分吸收、产量及构成因素的影响。结果表明：喷施不同浓度的OBFs叶面硅肥可以显著促进玉米籽粒吸收钾和硅元素。T、T、T和T处理比T（CK）玉米籽粒钾吸收量分别增加7.4%、4.9%、10.4%和15.3%；与T（CK）相比，T、T、T、T和T处理玉米籽粒硅吸收量分别提高2.1、2.5、2.4、2.3和3.4倍。玉米籽粒钾和硅吸收量的增加进一步改善了玉米棒长和棒粗。相比T（CK），T、T、T、T和T处理玉米棒长分别增加15.2%、19.2%、24.2%、26.6%和29.7%，棒粗分别提高1.3%、1.6%、3.1%、2.7%和5.5%。T、T、T、T和T处理玉米产量分别比T增加1.9%、3.1%、13.1%、17.4%和18.7%。由线性回归分析可知，玉米增产过程中起主导作用的因子是玉米籽粒钾和硅吸收量的增加。综上，喷施不同浓度的OBFs叶面硅肥有助于增加玉米籽粒吸收钾和硅元素，改善玉米棒长和棒粗，从而提高玉米产量，尤其是13.34、16.67 mL·L为闽北红壤区玉米种植OBFs叶面硅肥较佳的喷施浓度。

关键词：叶面硅肥；玉米；产量；农艺性状；养分吸收

中图分类号：S 513   文献标志码：A   文章编号：0253-2301（2023）08-0065-06

DOI：10.13651/j.cnki.fjnykj.2023.08.011

Effects of Spraying Different Concentrations of Silicon Fertilizer on Maize Yieldand Its Components in the Red Soil Area of Eastern Fujian

WANG Li-min1， ZHU Ai-ling2， LI Yu1， HUANG Dong-feng1*

（1. Soil and Fertilizer Institute， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou， Fujian 350013， China;

2. Nanping Farmland Construction and Soil Fertilizer Technology Extension Station， Nanping， Fujian 353000， China）

Abstract：The effects of different concentrations of foliar silicon fertilizers （OBFs） on the maize yield and components of Mihuatiannuo No.12 were studied in order to provide theoretical guidance for the high-yield cultivation of maize in the red soil area of eastern Fujian. On the basis of conventional fertilization， with no spraying the silicon fertilizer as the control group （T，CK）， the five spraying concentrations of foliar silicon fertilizer with 1.34 （T）， 6.67 （T）， 10.00 （T）， 13.34 （T）， 16.67 （T） mL OBFs/L were set up to study the effects of different concentrations of OBFs foliar silicon fertilizer on the nutrient absorption， yield and components of maize kernels. The results showed that the application of different concentrations of OBFs foliar silicon fertilizer could significantly promote the absorption of potassium and silicon in maize kernels. Compared with T （CK）， the potassium absorption of maize kernels treated with T， T， T， T and T increased by 7.4%， 4.9%， 10.4% and 15.3%， respectively， while compared with T （CK）， the silicon absorption of maize kernels treated with T， T， T， T and T increased by 2.1， 2.5， 2.4， 2.3 and 3.4 times， respectively. The increase of potassium absorption and silicon absorption in maize kernels further improved the length and diameter of corn cob. Compared with T， the length of corn cob treated with T， T， T， T and T increased by 15.2%， 19.2%， 24.2%， 26.6% and 29.7%， respectively， and the diameter of corn cob increased by 1.3%， 1.6%， 3.1%， 2.7% and 5.5%， respectively. Compared with T， the yield of maize treated with T， T， T， T and T increased by 1.9%， 3.1%， 13.1%， 17.4% and 18.7%， respectively. The results of linear regression analysis showed that the increase of potassium and silicon absorption in maize kernels was the leading factors in the yield-increasing process of maize. In summary， the application of different concentrations of OBFs foliar silicon fertilizer could help to increase the absorption of potassium and silicon in the maize kernels， improve the length and diameter of maize rods， and thus increase the maize yield. Especially， 13.34 mL·L and 16.67 mL·L were the better spraying concentration of OBFs foliar silicon fertilizer for maizes which were being planted in the red soil area of northern Fujian.

Key words：Foliar silicon fertilizer； Maize； Yield； Agronomic characteristics； Nutrient absorption

玉米Zea mays L.是中国种植面积最大的粮食作物之一。但是，玉米是一种需肥量大且耐肥性强的作物，需要不断肥料投入才能维持其高产稳产，是实现粮食安全的重要举措。为提高玉米产量，大量施用氮磷钾肥成为主要手段，使得玉米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玉米对硅的需求，使土壤缺硅的现象日益突出。硅是玉米生长发育的重要调节元素，是氮、磷、钾之后的第4营养元素，玉米各器官硅含量高达4～75 g·kg，对硅的需求高于一般作物。硅元素（29%左右）在地壳中含量虽位居第2位，但不同类型土壤中硅含量（1%～45%）波动很大。闽东红壤区玉米地存在脱硅富铝化过程，硅易被淋失，造成土壤缺硅。施用硅肥能显著增加玉米关键生育期植株氮、磷、钾和硅素积累量，增强玉米光合生产能力，提高玉米产量。但是，传统施用的硅肥主要来源于高炉渣、钢渣和赤泥工业废物，直接施入土壤，很难溶解，或易被土壤有机物和矿物吸附固定，导致玉米吸收利用硅的有效性偏低。叶面硅肥具有用量少、吸收快、能够避免与土壤直接接触，环境副作用小，是硅肥较佳的利用方式。王宇先等研究发现，随着叶面喷施硅肥浓度的增加，玉米株高、茎粗和产量均较对照有所增加，其中当硅肥喷施浓度为200mg·L时效果较显著，与对照相比，株高增加10.42％，茎粗增加20.33％，产量增加6.22％。戴思远研究显示，增施硅肥能显著增加玉米棒粒数和千粒重，产量提高了10.3%。刘天昊等研究表明，随喷施硅肥浓度的增加，玉米籽粒氮和钾含量显著提高，比对照分别增加6.6%～8.6%和 11.6%～38.8%，尤其是叶面喷施8和12 g·L硅肥的玉米增产提质效果较佳。但是，不同种类的叶面硅肥对玉米生长存在品种和地域的差异。目前，针对喷施新型的叶面硅肥（OBFs）对闽东红壤区玉米产量的影响及其机制尚不十分清楚。本研究探讨了喷施不同浓度OBFs叶面硅肥对玉米产量、产量构成因素及养分吸收的影响，以期为闽东红壤区玉米高产栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试玉米品种为密花甜糯12号。OBFs液态叶面肥从印度尼西亚生物技术和生物工业研究所引进，主要原料为天然海藻，pH值为4.7、有机质82.4 g·L、全氮2.12 g·L、全磷0.73g·L、全钾0.77 g·L、全钙0.07 g·L和全镁0.14 g·L。

1.2 试验地概况

试验地位于福建省福州市闽侯县白沙镇溪头村的农业农村部福建耕地保育科学观测实验站（119°04′10″E，26°13′31″N）。属于亚热带季风气候，海拔高度15.4 m，年均降水量为1350.9 mm，年日照時数1812.5 h，年均温度19.5℃，全年无霜期311 d。供试土壤为渗育型水稻土，成土母质为低丘红壤坡积物。试验始于2022年，同年采集的试验前土壤pH值为4.96，有机质含量27.8 g·kg，全氮1.54 g·kg，全磷0.64 g·kg，全钾14.6 g·kg，碱解氮145.6 mg·kg，有效磷3.7 mg·kg，速效钾124.6 mg·kg，有效硅160 mg·kg。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，以农户常规施肥为基础，叶面喷施OBFs液态叶面肥的稀释倍液，以喷施清水为对照（CK）。设置6个处理，各处理详见表1。每畦设置1个小区，小区面积20 m。每个处理重复3次，共18个小区。双行种植，株行距为17.5 cm×1.1 m，每小区种67株，四周设保护行。试验于2022年8月14日移栽。移栽前10 d左右深耕灭茬，整地作畦，畦面略呈龟背形，畦面宽1.2 m，沟深25 cm，开好排水沟；移植前1 d用5%高效氯氟氰菊酯150 mL·hm对水900 kg均匀喷雾。在玉米整个生育期喷施硅肥共3次，10月16日进行玉米取样考种并测产。除喷施叶面肥处理不同外，其他田间管理均与当地农民习惯保持一致。基施硫酸铵2250 kg·hm和过磷酸钙525 kg·hm，苗移栽后10 d追施（N-PO-KO=15-15-15）复合肥750 kg·hm。

1.4 样品采集与测定

玉米成熟期，在每个小区选取5株测定单个玉米棒长、棒直径、棒鲜重，并进行小区测产。玉米带回室内进行脱粒，于105℃杀青15 min，65℃烘干24 h至恒重后磨碎，用于测定玉米籽粒氮、磷、钾、硅含量。玉米籽粒经HSO-HO消煮，全氮用凯氏法；全磷用钒钼黄比色法；全钾用火焰光度计法；玉米籽粒经强碱高温高压消化，全硅用硅钼蓝比色法测定。

1.5 数据处理

使用SAS 8.02软件对数据进行单因素方差分析（One-way ANOVA）、Duncan新复极差法多重比较和线性回归分析。采用Excel 2003软件处理数据和作图。图表中数据为平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 不同用量硅肥喷施对玉米产量的影响

由图1可知，不同用量的OBFs叶面硅肥喷施下玉米籽粒产量表现增产趋势。相比T（CK）处理，T、T、T、T和T处理玉米籽粒产量分别提高397、633、2696、3576和3849 kg·hm，增产率分别为1.9%、3.1%、13.1%、17.4%和18.7%。可知，随着OBFs叶面硅肥用量的增加增产效果更显著，尤其是浓度为13.34、16.67 mL·L OBFs叶面硅肥处理可作为闽东红壤区玉米OBFs叶面硅肥喷施的较佳水平。

2.2 不同用量硅肥喷施对玉米农艺性状的影响

由表2可知，喷施不同用量的OBFs叶面硅肥对玉米棒长和棒粗具有不同程度的促进作用。与T（CK）处理相比，T、T、T、T和T處理玉米棒长分别提高15.2%、19.2%、24.2%、26.6%和29.7%，棒粗分别增加1.3%、1.6%、3.1%、2.7%和5.5%。这反映不同用量的OBFs叶面硅肥喷施，随着用量的增加对密花甜糯12号玉米农艺性状改良效果越优，尤其是对玉米棒长的作用效果更为显著。因此，喷施不同用量的OBFs叶面硅肥对玉米农艺性状的改善均有促进作用。

2.3 不同用量硅肥喷施对玉米籽粒养分吸收量的影响

由表3可知，喷施不同用量的OBFs叶面硅肥对玉米籽粒氮和磷吸收量无显著的影响（P>0.05）。这是由于供试土壤全氮含量高达1.54 g·kg，达到了福建省耕地质量监测指标分级标准2级（较高），因此OBFs叶面硅肥喷施下玉米籽粒氮吸收量无显著的变化；同时，玉米籽粒磷吸收量未有显著的影响，原因是供试土壤属于酸性红壤，富含铁铝，与磷形成Fe-P、Al-P，从而降低了土壤磷的有效性，会抑制玉米籽粒对土壤磷素的吸收。但是，不同用量的OBFs叶面硅肥喷施能显著增强玉米籽粒钾和硅的吸收量。与T（CK）处理相比，T、T、T和T处理玉米籽粒钾吸收量分别提高7.4%、4.9%、10.4%和15.3%，但T处理却降低了0.9%。这表明只有OBFs叶面硅肥喷施浓度达到一定值时，才能促进玉米籽粒钾的吸收。T、T、T、T和T处理比T（CK）玉米籽粒硅吸收量分别增加2.1、2.5、2.4、2.3和3.4倍。可见，玉米叶面喷施不同浓度的OBFs硅肥可以促进玉米籽粒钾和硅元素的协同吸收，且吸收量随叶面硅肥浓度增加而增加。

2.4 不同用量硅肥喷施下玉米产量与籽粒养分吸收的关系

由不同用量的OBFs叶面硅肥喷施下玉米产量和籽粒养分吸收的线性回归分析可知，玉米产量与籽粒氮吸收量（R=0.0138，P=0.6431）、磷吸收量（R=0.1623，P =0.0976）之间的直线关系密切程度较低，而与籽粒钾吸收量（R=0.3999，P<0.0001）、硅吸收量（R=0.3632，P=0.0081）间的直线关系密切程度则相对较强，表明闽东红壤区玉米产量的变化很大程度上取决于玉米籽粒钾和硅吸收量的大小。因此，玉米增产主要归因于玉米籽粒钾和硅吸收量的增加，尤其是籽粒硅吸收量对玉米增产贡献作用更大。

3 讨论与结论

本研究表明，喷施不同用量的OBFs叶面硅肥对玉米增产具有促进作用，且玉米产量呈随叶面硅肥用量的增加而增加的趋势。相关研究表明，在玉米上适量施用硅肥，玉米产量增幅为7.1%～23.0%。这是由于喷施硅肥可以增加作物叶面积和叶片叶绿素含量，进而增强作物光合作用，促进干物质积累。此外，OBFs叶面硅肥主要以天然海藻提取物为原料，富含海带多糖、海藻酸盐和硅等，能够加速作物植株代谢，协调喜硅禾本科作物玉米植株体内的营养元素的分配和转运，促进玉米增产。

供试OBFs叶面硅肥喷施下玉米增产主要源于玉米棒长和棒粗的增加，这与徐宁等在夏玉米上的研究结果一致。本研究中不同用量的OBFs叶面硅肥喷施下玉米增产的主要促进因子是玉米籽粒钾和硅吸收量的增加。一方面，喷施叶面硅肥不仅可以通过叶片直接补充作物营养元素，而且能够通过增强作物根系活性，间接增加作物营养元素的吸收。另一方面，硅还能调节气孔开关，抑制植株蒸腾速率，提高水分利用效率，可以促进营养元素向籽粒分配，增加籽粒产量。可见，OBFs叶面硅肥喷施下玉米籽中钾和硅元素含量具有显著增加的趋势，符合玉米籽粒中硅和钾协同吸收的“末端分布现象”。其他相关报道指出，硅肥可以促进作物氮、磷、钾大量元素的协同吸收。但是，本研究中喷施OBFs叶面硅肥对氮和磷元素的吸收无显著影响。这主要是由于作物种类、土壤类型和施肥用量的差异所致。综上可知，喷施OBFs叶面硅肥，特别是喷施浓度为13.34、16.67 mL·L OBFs均有利于改善玉米棒长和棒粗，促进钾和硅元素朝籽粒分配，进而提高籽粒产量。该研究结果可为闽东红壤区玉米科学喷施硅肥提供参考依据。

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（责任编辑：林玲娜）

收稿日期：2023-07-04

作者简介：王利民，男，1979年生，助理研究员，主要从事土壤改良、水土保持和植物耐盐生理方面的研究。

*通信作者：黄东风，男，1975年生，研究员，主要从事农业面源污染方面的研究（E-mail：273544989@qq.com）。

基金项目：福建省农业科学院对外合作项目（DWHZ-2022-20）；福建省科技计划公益类项目（2022R1025001）；闽侯农田生态系统福建省野外科学观测研究站（〔 2018〕17号）；福建省财政专项——福建省农业科学院科技创新团队建设项目（CXTD2021012-2）。