王茂輝，聶金泉，任 勇，林肖楠，李珂清，鐘春燕

（1.肇慶市農業(yè)科學研究所，廣東 肇慶 526070；2.玉林師范學院生物與制藥學院，廣西 玉林 537000）

【研究意義】水稻是廣東省最主要的糧食作物，每年稻谷產量占糧食作物產量的比例平均保持在76%以上，常年種植面積200萬hm2左右［1-2］。肇慶市地處廣東中西部、西江中游，自然條件優(yōu)越，農業(yè)資源豐富，綠色優(yōu)質農產品種類多，特色產業(yè)發(fā)展良好，糧食、水果、蔬菜、畜禽、水產、南藥等產業(yè)區(qū)域優(yōu)勢明顯，是廣東重要的農業(yè)產業(yè)基地。水稻產業(yè)是肇慶市農業(yè)結構的重要組成部分，多年來肇慶市十分重視糧食尤其是優(yōu)質水稻的生產，全市糧食生產面積穩(wěn)定在21.73萬hm2左右，其中水稻面積16.73萬hm2，在穩(wěn)定水稻種植面積的同時，實現(xiàn)優(yōu)質水稻種植面積15.07萬hm2，優(yōu)質稻覆蓋率達90%。拉瓦錫在1787年首次發(fā)現(xiàn)硅存在于巖石中［3］，硅肥是一種很好的品質肥料、保健肥料和植物調節(jié)性肥料，是其他化學肥料無法比擬的一種多功能肥料。硅肥屬于一種中量元素肥料，既可作肥料，提供養(yǎng)分，又可用作土壤調理劑，改良土壤，此外還兼有防病、防蟲和減毒的作用，將硅肥作為植物調節(jié)性肥料配合大量元素肥料使用十分重要［4］?！厩叭搜芯窟M展】研究表明，增施硅肥能顯著提高玉米作物產量［5］，提升其抗倒伏性［6］，增強植物抗旱性［7］。硅也是水稻良好生長所必需的元素，我國硅肥的研究始于20世紀70年代，先后在浙江、江西及江蘇等省份進行了硅肥對水稻增產的試驗研究［8］。硅肥不僅在水稻上得到推廣應用，在水果類、蔬菜類以及煙草、茶葉、甘蔗等經濟作物上也均得到應用，在玉米等作物上應用的研究也較多［9］?！颈狙芯壳腥朦c】本試驗以常規(guī)稻為研究對象，設置不同硅肥施用量，研究硅肥對水稻主要形態(tài)特征、生理生化指標、產量的影響，同時監(jiān)測水稻生育期內病蟲害的發(fā)生情況?！緮M解決的關鍵問題】通過對不同硅肥的使用量，探究不同硅肥對水稻生長、產量、抗倒性、根系生長及莖稈硅含量等指標的影響進行分析，旨在為肇慶地區(qū)常規(guī)稻高產節(jié)本栽培提供依據(jù)，以便于優(yōu)質水稻在肇慶地區(qū)的推廣應用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試水稻品種包括粵禾絲苗［10］、美香占2號［11］和象牙香占［12］?；浐探z苗為感溫型常規(guī)稻品種，豐產性較好，米質鑒定為國標優(yōu)質2級和省標優(yōu)質2級，同時還具有植株矮壯、株型中集、分蘗力中及抗倒力強、耐寒性中、后期熟色好等特點，高抗稻瘟病，中抗白葉枯病，適宜廣東省粵北以外稻作區(qū)早、晚造種植。美香占2號為感溫型常規(guī)稻品種，晚造米質達國標和省標優(yōu)質2級，有香味，中感稻瘟病和白葉枯病，后期耐寒力中弱。適宜我省各稻作區(qū)早、晚造種植，栽培上要注意防治稻瘟病和白葉枯病。象牙香占為感溫型常規(guī)稻品種，植株較高，株型適中，有效穗多，穗長，著粒疏，后期熟色尚好，整齊度較好，抗倒性中等，耐寒性弱。米質達國標和省標優(yōu)質特級。

硅肥為奧斯科工業(yè)集團生產的礦物硅（SiO2＞70%）。

1.2 試驗方法

試驗于2018年晚季在肇慶市農業(yè)科學研究所基地進行，設不施硅肥（CK）和施硅肥90、180、270 kg/hm24個處理，3次重復，小區(qū)面積20 m2（10 m×2 m）。水稻于2018年7月21日播種，8月9日移栽，株行距均為19.8 cm×19.8 cm，小區(qū)間作埂隔離，保證單獨排灌。灌漿結實期間歇灌溉，干濕交替，收割前7 d斷水擱田。

常規(guī)施肥管理，基肥：根據(jù)水稻生理需求配施氮、磷、鉀肥，尿素（純N 46.4%）97.5 kg/hm2、過磷酸鈣（P2O512%）125 kg/hm2、氯化鉀（K2O 60%）112.5 kg/hm2。追肥：第1次，氮肥（尿素）75 kg/hm2，鉀肥（KCl）75 kg/hm2；第2次，復合肥（15-15-15）150 kg/hm2；第3次，復合肥（15-15-15）150 kg/hm2。

其他田間管理和病蟲害防治同常規(guī)高產栽培管理，注意秧苗期防治福壽螺。病蟲害防治：插秧前2～3 d噴送嫁藥，防治福壽螺、稻薊馬、稻葉蟬、稻飛虱等；施分化肥后7～10 d噴孕穗藥，防治紋枯病、二化螟和三化螟；始穗期噴破口藥，防治稻縱卷葉螟、稻飛虱、紋枯病和稻瘟病。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 主要農藝性狀及產量 水稻收獲前2 d每個小區(qū)按對角線3點取樣，連續(xù)取3穴考查株高、單株穗重、有效穗數(shù)、穗長等農藝性狀，同時考察每穗實粒數(shù)、空粒數(shù)、結實率和千粒重等產量構成因子。田間實收測產，每小區(qū)取樣收割面積3 m2，脫粒后晾曬并稱重，計算小區(qū)產量和單產。

1.3.2 莖稈強度 采用數(shù)顯植物莖稈強度檢測儀（型號為YYD-1A）對各處理小區(qū)水稻莖稈強度進行測量，于齊穗期、齊穗14 d和成熟期每小區(qū)選3個點，每點選3穴進行測量。測量時將儀器置于離地20 cm高處，水平推動水稻莖稈直到植株與地面呈45°夾角，讀取壓力值。

1.3.3 根系形態(tài)指標 于水稻分蘗期在田間取樣，將根系洗干凈后用WinRhizo RegV 2004a根系分析系統(tǒng)（加拿大Regent公司）進行測定。測定方法：將根系樣品放置在30 cm×40 cm樹脂玻璃槽內，注水3～4 mm使根系充分散開，用雙面光源掃描系統(tǒng)（EPSON Expression 1640XI，美國EPSON公司）掃描根系，用WinRhizo Reg V 2004a分析獲得根系長度、根系投影面積、根體積等指標數(shù)據(jù)。根系干重采用烘干法（105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒量）測定。

1.3.4 莖稈硅含量 成熟期取水稻莖稈，放在塑封袋中送樣檢測N、P、K、Si及有機質等，委托青島正信檢測分析有限公司進行檢測，檢測依據(jù)ICP-MS、ICP-OES、LY/T1228-2015、NY/T1121.6-2006。

試驗數(shù)據(jù)運用Microsoft Excel軟件錄入、計算，用SPASS軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同硅肥施用量對水稻主要農藝性狀的影響

通過對試驗材料主要農藝性狀指標分析，結果（表1）顯示，美香占2號不施硅肥對照株高為78.78 cm、穗長為18.80 cm、每穴實粒數(shù)為1 161.33粒、結實率為76.67%、千粒重為18.94 g，各項農藝性狀指標隨著硅肥施用量增加而隨之升高，以高硅肥處理最高，4個硅肥處理的株高、穗長、總粒數(shù)差異顯著；不同硅肥施用量處理對粵禾絲苗、象牙香占主要農藝性狀指標的影響與美香占2號相似。說明硅肥的施用有利于水稻植株的營養(yǎng)吸收利用，促進植株生長，適當提高稻谷結實率和千粒重。

在水稻成熟期，對不同水稻品種和硅肥處理進行測產，分析不同水稻品種和硅肥處理植株的有效穗數(shù)和實際產量的差異，結果發(fā)現(xiàn)，美香占2號不施硅肥對照有效穗數(shù)為12.67 萬條/667m2，低硅肥處理（90 kg/hm2）、中硅肥處理（180 kg/hm2）、高硅肥處理（270 kg/hm2）有效穗數(shù)分別為12.78萬、13.00萬、14.33萬條/667m2；對照實際產量為5 416.67 kg/hm2，隨著硅肥施用量的增加產量也增加（表1）。不同硅肥施用量處理對粵禾絲苗、象牙香占有效穗數(shù)和實際產量的影響與美香占2號相同，產量均隨著硅肥施用量的增加均略有升高，說明硅肥的施用能促進植株營養(yǎng)的吸收與轉化，提升水稻產量。

表1 不同品種和硅肥處理主要農藝性狀指標測定結果Table 1 Determination results of main agronomic traits of different varieties under various silicon fertilizer treatments

2.2 不同硅肥施用量對水稻抗倒伏指標的影響

由表2可知，不同硅肥施用量處理及不同生育期美香占2號的莖稈強度不同，抽穗期對照的莖稈強度僅為10.95 N，施用硅肥后莖稈強度最大增加至12.91 N，但不同硅肥施用量處理間的莖稈強度無顯著差異。成熟期莖稈強度的提升有在不同硅肥施量具有差異；成熟期隨著硅肥施用量增加莖稈不同部位粗細均有增加，高硅肥處理（270 kg/hm2）莖上部、莖中部、莖基部的直徑分別為1.65、2.75、5.30 mm。不同硅肥施用量對粵禾絲苗、象牙香占的莖稈強度和莖稈粗細的影響與美香占2號相同，均隨著硅肥施量的增加各指標均略有升高，說明硅肥的施用能夠提升植株的綜合抗倒伏能力。

表2 不同品種和硅肥處理抗倒伏指標測定結果Table 2 Determination results of lodging resistance indexes of different varieties under various silicon fertilizer treatments

2.3 不同硅肥施用量對水稻根系形態(tài)指標的影響

由圖1、表3可知，低硅肥處理（90 kg/hm2）和中硅肥處理（180 kg/hm2）水稻根系較發(fā)達。以美香粘2號為例，不施硅肥對照分蘗期總根長3 022 cm、根表面積861 cm2、根體積19.34 cm3、根尖數(shù)6 836條、根鮮重19.3 g、根干重2.03 g，均為最低，各指標以低硅肥處理（90 kg/hm2）最高，分別為總根長5 491 cm、根表面積1 416 cm2、平均根徑2.48 mm、根體積29.15 cm3、根尖數(shù)13 157條、根鮮重27.28 g、根干重2.48 g，且不同硅肥施用量處理根系各指標差異顯著（表3），說明施用適量硅肥能促進水稻根系的生長。

2.4 不同硅肥施用量對水稻莖稈硅含量的影響

對不同品種和硅肥處理水稻莖稈硅含量測定的結果（表4）顯示，美香占2號植株莖稈硅含量最低為對照120.01 mg/kg，最高為高硅肥處理（270 kg/hm2）217.63 mg/kg，低硅肥處理（90 kg/hm2）和中硅肥處理（180 kg/hm2）莖稈硅含量分別為188.64、159.57 mg/kg，不同硅肥處理間差異顯著，表明隨著硅肥施用量的增加植株莖稈硅含量也有增加；粵禾絲苗莖稈硅含量最低為中硅肥處理（93.40 mg/kg）、最高為高硅肥處理（397.91 mg/kg），象牙香占莖稈硅含量最低為中硅肥處理（97.48 mg/kg），最高為低硅肥處理（881.31 mg/kg），均與美香占2號不同，硅肥施用量與植株莖稈硅含量不成正比。

3 討論

圖1 不同硅肥處理美香粘2號分蘗期根系掃描結果Fig.1 Scanning results of root system of Meixiangzhan 2 at tillering stage under different silicon fertilizer treatments

表3 不同硅肥處理美香占2號分蘗期根系掃描數(shù)據(jù)Table 3 Root scanning data of Meixiangzhan 2 at tillering stage under different silicon fertilizer treatments

表4 不同品種和硅肥處理莖稈硅含量Table 4 Silicon contents in stems of different varieties under various silicon fertilizer treatments

水稻植株生長環(huán)境的肥力水平影響著其群體和個體的發(fā)育，進而影響水稻產量及水稻種植的經濟效益。硅是水稻等禾本科作物生長發(fā)育的有益元素，對禾本科作物生長具有促進作用，能明顯提高作物的干物質積累，減緩病害的發(fā)生，緩解作物的生物和非生物脅迫［13］。前人以粳稻為研究材料開展了許多研究，張國良等［14］對武育粳3號的研究表明，在大田基施硅肥（有效硅含量≥20%）0～450 kg/hm2范圍內，隨硅肥施用量的增加，產量呈先增加后降低的趨勢；商全玉等［15］認為施硅量（有效硅含量為67%）180～240 kg/hm2是北方粳稻適宜的硅肥用量；龔金龍等［16］研究表明，施硅可顯著提高江蘇里下河地區(qū)粳型超級稻武運粳24和淮稻9號的產量，增幅達4.59%～19.54%；韋還和等［17］研究表明，硅肥施用顯著提高甬優(yōu)12和甬優(yōu)15的產量，增幅達5%～10%，隨硅肥用量的增加，甬優(yōu)12和甬優(yōu)15的產量均呈先增加后下降的趨勢。本試驗以華南地區(qū)推廣較多的秈稻為研究材料，以肇慶地區(qū)種植情況為基礎開展試驗，通過對農藝性狀及產量等數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)硅肥的施用在秈稻中也是同樣情況，礦物硅（SiO2＞70%）施用量270 kg/hm2時產量最高。

水稻植株吸收營養(yǎng)元素的器官中，根系是水稻氮素吸收和運輸?shù)闹匾鞴伲峭寥鲤B(yǎng)分的直接利用者和產量的重要貢獻者，根系形態(tài)學特征與植物養(yǎng)分效率也有著密切的關系［18］。對水稻莖稈強度的試驗結果顯示隨著硅肥施用量的增加各指標均有升高，說明施用硅肥能提升植株的綜合抗倒伏能力，這與前人研究施用硅肥可促進光合作用、提高抗倒伏能力、協(xié)同提高產量與米質等的結論相同［19-20］。盡管硅肥的增產作用低于氮肥，但水稻對硅的吸收量卻很高，超過對氮、磷、鉀的吸收總量［21］。硅肥不僅有利于提高作物的光合作用和葉綠素含量，促進有機物積累，還可以增加作物莖桿的機械強度，使莖稈挺直，從而可能對提高作物對病蟲害的抵抗力及抗旱、抗干熱風、抗寒等有利。

近年來，隨著廣東優(yōu)質絲苗米品種的推廣種植，傳統(tǒng)的栽培技術如稻草還田給土壤提供的有效硅有限，因此，要解決水稻缺硅問題，應重視補施硅肥。硅肥施用量應根據(jù)當?shù)赝寥烙行Ч韬慷?，土壤缺乏硅素的要多施硅肥，中等程度可少施，豐富程度的當年可不施；同時，不同硅肥的有效硅含量也存在差異，應根據(jù)當?shù)貙嶋H情況選擇合適的硅肥。本試驗使用硅肥為“必奧力”天然礦物硅肥，含有的活性物質和基本微量元素（其中硅70～310 g/kg），能使根系發(fā)達健壯，促進水稻光合作用和營養(yǎng)吸收，提高作物產量，增加離子交換并促進莖葉壁、角質層增厚使水稻的抗倒伏能力加強。

4 結論

本試驗結果表明，硅肥的施用有利于水稻植株的營養(yǎng)吸收利用，促進植株生長，適當提高稻谷結實率和千粒重；產量結果也說明施用硅肥能促進植株養(yǎng)分的吸收與轉化，促進產量提升；抗倒伏能力試驗結果發(fā)現(xiàn)，美香占2號施用硅肥后莖稈強度增加至12.91 N，高硅肥處理成熟期植株莖上部、莖中部、莖基部直徑分別為1.65、2.75、5.30 mm，說明施用硅肥能提升植株的綜合抗倒伏能力；根測定結果發(fā)現(xiàn)低硅肥處理的總根長5 491 cm、根表面積1 416 cm2、平均根徑2.48 mm、根體積29.15 cm3、根尖數(shù)13 157條、根鮮重27.28 g、根干重2.48 g，均比對照高，說明硅對促進根系的生長有利；莖稈硅含量測定發(fā)現(xiàn)美香占2號高硅肥處理的莖稈硅含量為217.63 mg/kg，明顯高于其他處理。綜合結果表明，硅肥對水稻根系生長、植株生長等具有較好作用，同時，硅肥的增加還能夠提升植株的綜合抗倒伏能力。