王 穎,姜 娟,李慧昱,張興國(guó),劉昱東,孫喜臣,張 娜

(遼寧省農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心,遼寧 沈陽(yáng) 110034)

硅對(duì)于大多數(shù)雙子葉植物正常發(fā)育是有益,而水稻作為典型喜硅作物,隨著水稻產(chǎn)量不斷提高,硅對(duì)水稻的生長(zhǎng)發(fā)育具有重要作用[1],對(duì)于含硅量較高的水稻來(lái)說(shuō)則是必需元素。硅對(duì)促進(jìn)水稻碳水化合物的合成與運(yùn)轉(zhuǎn)、提高對(duì)病蟲(chóng)的抗性、促進(jìn)磷向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)率等都具有積極作用[2～3]。含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品除含有硅元素外,還含有鈣、鎂、鐵等多種營(yíng)養(yǎng)元素,產(chǎn)品還部分添加了黃腐酸鉀和活性腐植酸以及螯合態(tài)鋅,在改善作物生長(zhǎng)狀況,提高產(chǎn)量的同時(shí),具有改良土壤、提高土壤肥力、降低重金屬殘留等重要作用[4～7]。本研究通過(guò)對(duì)農(nóng)民習(xí)慣施肥和施用不同含硅調(diào)理產(chǎn)品的對(duì)比試驗(yàn),探索含硅調(diào)理產(chǎn)品對(duì)水稻生長(zhǎng)、產(chǎn)量以及土壤質(zhì)量的影響,旨在驗(yàn)證此類產(chǎn)品遼寧地區(qū)水稻上的應(yīng)用效果,為進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供技術(shù)依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料方法

1.1 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)在沈陽(yáng)市遼中區(qū)、撫順市新賓縣、遼陽(yáng)市遼陽(yáng)縣、遼陽(yáng)市燈塔市、鐵嶺市開(kāi)原市5 個(gè)水稻主產(chǎn)縣進(jìn)行,試驗(yàn)地基本情況見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)地基本情況

1.2 供試肥料

1.2.1硅谷有機(jī)硅功能肥料,河北硅谷肥業(yè)有限公司生產(chǎn)。主要成分為:N-P2O5-K2O(18-18-18) +有機(jī)硅活性劑。

1.2.2旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑,遼寧萬(wàn)隆肥業(yè)有限公司生產(chǎn)。主要成分為:腐植酸5%,硅(SiO2) ≥25%,鈣(CaO)≥40%,鎂(MgO) ≥2%,富含有機(jī)碳、螯合鐵、鋅、錳、硼、銅、鉬等微量元素。

1.2.3順風(fēng)含腐植酸土壤調(diào)理劑,遼寧順風(fēng)農(nóng)業(yè)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)。主要成分為:腐植酸3%,硅(SiO2)≥25%,鈣(CaO)≥35%,高活性鎂(MgO) ≥2%,富含有機(jī)碳、螯合鐵、鋅、錳、硼、銅、鉬等微量元素。

1.3 供試作物與施肥情況

各試驗(yàn)區(qū)均選擇當(dāng)?shù)刂髟运酒贩N并結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶常規(guī)施肥模式,詳見(jiàn)表2。

表2 供試作物與施肥情況

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5 個(gè)處理,3 次重復(fù),具體試驗(yàn)設(shè)置如下:處理1:空白對(duì)照(不施肥);處理2:農(nóng)戶常規(guī)施肥;處理3:硅谷有機(jī)硅功能肥料30 kg/667m2(基施)+水稻專用肥(26-10-12 或相近配方)15 kg/667m2,追肥和處理2 保持一致;處理4:旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑30 kg/667m2(基施)+農(nóng)戶常規(guī)施肥;處理5:順風(fēng)含腐植酸土壤調(diào)理劑10 kg/667m2(基施)+農(nóng)戶常規(guī)施肥。

水稻試驗(yàn)小區(qū)面積20～50 m2,小區(qū)寬度不小于3 m,各小區(qū)其它農(nóng)事活動(dòng)相同,無(wú)差別管理。噴施葉面肥要選擇無(wú)風(fēng)天氣,試驗(yàn)要設(shè)立標(biāo)識(shí)牌,以利觀察。各處理施肥量詳見(jiàn)表3。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目及方法

試驗(yàn)前、后分別檢測(cè)土壤pH 值、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀。作物成熟后各小區(qū)單打單收計(jì)產(chǎn),并進(jìn)行室內(nèi)考種和生育性狀測(cè)量。檢測(cè)及測(cè)產(chǎn)方法依據(jù)《測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)程》NYT2911-2016。

2 結(jié)果與分析

2.1 含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品對(duì)水稻生育性狀的影響

通過(guò)對(duì)各試驗(yàn)區(qū)產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可見(jiàn)(表3),與空白處理相比,施肥區(qū)各處理葉色明顯加深,株高、穗長(zhǎng)、單位面積穗數(shù)、千粒重顯著提升,癟粒數(shù)明顯降低;但常規(guī)區(qū)相比,葉色、株高、穗長(zhǎng)等外觀生育性狀差別不大,產(chǎn)量指標(biāo)中單位面積穗數(shù)、千粒重差異不大,但每穗實(shí)粒數(shù)均有所增加,除開(kāi)原市外其他試驗(yàn)點(diǎn)癟粒數(shù)明顯減少?？梢?jiàn),施用含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品對(duì)試驗(yàn)地區(qū)水稻生育性狀改善并不明顯,但對(duì)促進(jìn)水稻籽粒飽滿,減少癟粒有積極作用。進(jìn)一步驗(yàn)證硅元素可提高水稻光合生產(chǎn)率,從而促進(jìn)干物質(zhì)積累[3]。

表3 各處理水稻生育性狀情況

2.2 含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

通過(guò)對(duì)各試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可見(jiàn),施用含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品各處理產(chǎn)量為477.60～710.17 kg/667m2,較空白處理增產(chǎn)48.20%～93.94%,較常規(guī)處理增產(chǎn)3.83%～22.30%(表4)。進(jìn)一步將不同含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品與常規(guī)施肥處理比較,其中,硅谷有機(jī)硅功能肥料增產(chǎn)率為6.02%～22.30%,平均增產(chǎn)率為12.11%;旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑增產(chǎn)率為5.37%～18.80%,平均增產(chǎn)率為9.27%;順風(fēng)含腐植酸土壤調(diào)理劑增產(chǎn)率為3.83%～7.84%,平均增產(chǎn)率為6.02%?？梢?jiàn),雖然受各地土壤情況、種植品種和施肥方式的影響,不同產(chǎn)品在各試驗(yàn)點(diǎn)變現(xiàn)不一,但總體看施用含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品較常規(guī)施肥均有一定的增產(chǎn)效果。

表4 各處理水稻產(chǎn)量情況

對(duì)各試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行差異顯著性分析可見(jiàn),遼中區(qū)試驗(yàn)點(diǎn)硅谷有機(jī)硅功能肥料表現(xiàn)最佳,與常規(guī)施肥差異極顯著,旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑、順風(fēng)含腐植酸土壤調(diào)理劑與常規(guī)施肥差異顯著;新賓縣試驗(yàn)點(diǎn)硅谷有機(jī)硅功能肥料與常規(guī)施肥和其他兩種試驗(yàn)產(chǎn)品差異均達(dá)到極顯著,旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑、順風(fēng)含腐植酸土壤調(diào)理劑與常規(guī)施肥差異顯著;遼陽(yáng)縣試驗(yàn)點(diǎn)中,與常規(guī)施肥相比,硅谷有機(jī)硅功能肥料和旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑差異均達(dá)到極顯著,順風(fēng)含腐植酸土壤調(diào)理劑與常規(guī)施肥差異顯著;燈塔市試驗(yàn)點(diǎn)中,與常規(guī)施肥相比,硅谷有機(jī)硅功能肥料差異顯著,旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑肥、順風(fēng)含腐植酸土壤調(diào)理劑與常規(guī)施肥差異不顯著;開(kāi)原市試驗(yàn)點(diǎn)中3 種試驗(yàn)產(chǎn)品與常規(guī)施肥差異均達(dá)到極顯著。總體來(lái)看,含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品較常規(guī)施肥顯著增產(chǎn)效果。但對(duì)于基礎(chǔ)地力較高,常規(guī)施肥量大,常規(guī)處理產(chǎn)量較高地區(qū),含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品增產(chǎn)效果有限。

2.3 含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品對(duì)土壤肥力的影響

不同處理土壤肥力指標(biāo)情況見(jiàn)圖1～5。不同試驗(yàn)點(diǎn)含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品對(duì)土壤pH 表現(xiàn)不一,其中土壤偏酸地區(qū)(開(kāi)原市)試驗(yàn)產(chǎn)品處理土壤pH 均接近7.0 左右,較試驗(yàn)前、空白對(duì)照、常規(guī)施肥分別提高0.3～0.4、0.6～0.7、0.3～0.4。土壤接近中性地區(qū)(燈塔市)各試驗(yàn)處理間差異不大。土壤偏堿性地區(qū)(遼中區(qū)、新賓縣、遼陽(yáng)縣)雖然土壤pH 變化規(guī)律不同,但總體3 種試驗(yàn)產(chǎn)品處理較空白對(duì)照、常規(guī)施肥處理更接近試驗(yàn)前土壤pH 值,可見(jiàn),含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品對(duì)酸性土壤調(diào)理作用較為顯著,增強(qiáng)堿性土壤的緩沖能力,降低化肥施用對(duì)土壤酸堿度的影響。

圖1 不同施肥處理對(duì)水稻土壤pH 的影響

不同試驗(yàn)點(diǎn)各處理土壤有機(jī)質(zhì)變化規(guī)律較為一致,空白對(duì)照較試驗(yàn)前降低5.7～9.4 g/kg,施用肥料后土壤有機(jī)質(zhì)較無(wú)肥處理均有所提升。遼中區(qū)和開(kāi)原市試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)產(chǎn)品處理土壤有機(jī)質(zhì)較試驗(yàn)前、空白對(duì)照、常規(guī)施肥均不同程度提高,其中較常規(guī)施肥分別提高0.9～1.8 g/kg 和0.5～2.0 g/kg;新賓縣、遼陽(yáng)縣和燈塔市試驗(yàn)產(chǎn)品處理土壤有機(jī)質(zhì)較試驗(yàn)前、有所減低,較空白對(duì)照、常規(guī)施肥均有提高,其中較常規(guī)施肥分別提高1.3～4.2 g/kg、2.5～3.0 g/kg 和2.1～4.7 g/kg;3 個(gè)試驗(yàn)處理間比較可見(jiàn),硅谷有機(jī)硅功能肥料旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑、順風(fēng)含腐植酸土壤調(diào)理劑較空白對(duì)照土壤有機(jī)質(zhì)平均提高6.24 g/kg、5.48 g/kg 和 6.26 g/kg,較常規(guī)施肥土壤有機(jī)質(zhì)平均提高2.4 g/kg、1.7 g/kg 和 2.5 g/kg。

對(duì)不同試驗(yàn)點(diǎn)各處理土壤全氮數(shù)據(jù)分析,無(wú)肥種植會(huì)造成土壤貯存氮素的消耗,5 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)空白對(duì)照較試驗(yàn)前降低0.023%～0.052%,3 種試驗(yàn)產(chǎn)品處理較空白處理平均提高0.032%～0.038%,較常規(guī)施肥平均提高0.003%～0.009%,不同產(chǎn)品差異不大。進(jìn)一步對(duì)不同試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)產(chǎn)品處理進(jìn)行比較分析可見(jiàn)不同地區(qū)產(chǎn)品效果差異較大,遼中區(qū)試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)產(chǎn)品土壤全氮的提升最為明顯;新賓縣試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)產(chǎn)品處理與試驗(yàn)前、空白處理土壤全氮分別有所提高,較常規(guī)施肥變化不大;遼陽(yáng)縣試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)產(chǎn)品處理土壤全氮較試驗(yàn)前下降,較空白處理和常規(guī)施肥分別有所提高;燈塔市試驗(yàn)點(diǎn)3 種試驗(yàn)產(chǎn)品對(duì)土壤全氮影響差異較大,其中硅谷有機(jī)硅功能肥料較試驗(yàn)前持平、較空白處理和常規(guī)施肥提高,旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑肥和順風(fēng)含腐植酸土壤調(diào)理劑較試驗(yàn)前下降、較空白處理提高、而較常規(guī)施肥變化不大;開(kāi)原市試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)產(chǎn)品處理土壤全氮與試驗(yàn)前和常規(guī)施肥差異不大,較空白對(duì)照有所提高。總體分析可見(jiàn),3 種試驗(yàn)產(chǎn)品較空白對(duì)照平均提高0.036%、0.040%、0.037%,較試驗(yàn)前和常規(guī)施肥差異不大。

對(duì)不同試驗(yàn)點(diǎn)各處理土壤有效磷數(shù)據(jù)分析,5 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)空白對(duì)照較試驗(yàn)前降低0.6～15 mg/kg,不同試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)產(chǎn)品處理間差異較大,其中遼中區(qū)和新賓縣試驗(yàn)點(diǎn)較試驗(yàn)前平均提高2.8 mg/kg 和9.8 mg/kg,其他試驗(yàn)點(diǎn)則下降3.9～6.9 mg/kg。試驗(yàn)產(chǎn)品處理較空白處理、常規(guī)施肥土壤有效磷均有所提升,其中硅谷有機(jī)硅功能肥料較空白對(duì)照和常規(guī)施肥平均提高9.4 mg/kg 和5.3 mg/kg;旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑肥較空白對(duì)照和常規(guī)施肥平均提高6.4 mg/kg 和2.3 mg/kg;順風(fēng)含腐植酸土壤調(diào)理劑較空白對(duì)照和常規(guī)施肥平均提高7.3 mg/kg 和3.2 mg/kg。

對(duì)不同試驗(yàn)點(diǎn)各處理土壤速效鉀數(shù)據(jù)分析,5 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)空白對(duì)照較試驗(yàn)前降低5～85 mg/kg,試驗(yàn)產(chǎn)品處理在不同試驗(yàn)點(diǎn)差異較大,其中新賓縣和遼陽(yáng)縣試驗(yàn)點(diǎn)較試驗(yàn)前平均提高3.7 mg/kg 和42.0 mg/kg,其他試驗(yàn)點(diǎn)則下降6.7～27 mg/kg。試驗(yàn)產(chǎn)品處理較空白處理土壤速效鉀有所提升,其中硅谷有機(jī)硅功能肥料提高 6.0～77.0 mg/kg,平均提高49.4 mg/kg;旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑提高7.0～75.0 mg/kg,平均提高37.0 mg/kg;順風(fēng)含腐植酸土壤調(diào)理劑較空白對(duì)照提高19.0～53.0 mg/kg,平均提高30.4 mg/kg。與常規(guī)施肥土壤速效鉀相比,硅谷有機(jī)硅功能肥料平均提高32.0 mg/kg、旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑平均提高19.6 mg/kg、順風(fēng)含腐植酸土壤調(diào)理劑平均提高13.0 mg/kg。

圖2 不同施肥處理對(duì)水稻土壤有機(jī)質(zhì)的影響

圖3 不同施肥處理對(duì)水稻土壤全氮的影響

圖4 不同施肥處理對(duì)水稻土壤有效磷的影響

圖5 不同施肥處理對(duì)水稻土壤速效鉀的影響

3 討論與結(jié)論

近年來(lái),隨著對(duì)水稻產(chǎn)量盲目追求,水稻氮磷鉀化肥用量普遍偏高,肥料增產(chǎn)效率下降,部分稻田土壤酸化,因此應(yīng)在確保作物產(chǎn)量的同時(shí),注重土壤質(zhì)量提升和障礙土壤改良。含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品,不僅能補(bǔ)充水稻所需養(yǎng)分,尤其是有益元素硅,起到增產(chǎn)目的[6],還能改善土壤理化性狀,增強(qiáng)土壤抗酸能力,提升土壤肥力[4～5]。但目前市場(chǎng)含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品種類眾多,功能不同,效果差異很大。本文研究通過(guò)多點(diǎn)田間小區(qū)試驗(yàn),進(jìn)一步對(duì)含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品在水稻應(yīng)用上開(kāi)展研究,試驗(yàn)結(jié)果表明,在常規(guī)施肥相比,施用含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品可在一定程度提升水稻實(shí)粒數(shù),減少癟粒數(shù),實(shí)現(xiàn)水稻增產(chǎn),韓科峰等試驗(yàn)研究也得到類似成果。從產(chǎn)量表現(xiàn)來(lái)看,施用含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品各處理產(chǎn)量為477.60～710.17 kg/667m2,較空白處理增產(chǎn)48.20%～93.94%,較常規(guī)處理增產(chǎn)3.83%～22.30%。但不同含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品在不同地區(qū)增產(chǎn)效果表現(xiàn)不一,其中硅谷有機(jī)硅功能肥料在各試驗(yàn)點(diǎn)中與常規(guī)處理相比差異均達(dá)到顯著水平以上,旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑、順風(fēng)含腐植酸土壤調(diào)理劑除燈塔市試驗(yàn)點(diǎn)外,與常規(guī)處理相比差異也達(dá)到顯著水平以上。對(duì)試驗(yàn)前及各處理土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀等土壤肥力重要指標(biāo)進(jìn)行分析,含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品對(duì)酸性土壤調(diào)理作用較為顯著,可降低化肥施用對(duì)土壤酸堿度的影響[5];土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀較常規(guī)施肥均有不同程度提高[4～5],而土壤全氮較試驗(yàn)前和常規(guī)施肥差異不大。

總體看,含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品具有一定增產(chǎn)效果,在土壤地力水平較低,常規(guī)施肥量較小,常規(guī)處理產(chǎn)量較低的地區(qū)差異更為顯著,但在基礎(chǔ)地力較高,常規(guī)施肥量大,常規(guī)處理產(chǎn)量較高地區(qū),其增產(chǎn)效果較為有限;含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品可在一定程度提升酸性土壤pH,并對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀等養(yǎng)分指標(biāo)有不同程度提高,但不同產(chǎn)品在不同地區(qū)對(duì)土壤的調(diào)理作用有較大差異。因此,建議在土壤障礙問(wèn)題較為明顯地區(qū)開(kāi)展試驗(yàn),并對(duì)土壤理化性狀和養(yǎng)分狀況進(jìn)行深入分析,進(jìn)一步驗(yàn)證含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品在增產(chǎn)同時(shí)對(duì)土壤調(diào)理的效果。