硅鈣鉀鎂土壤調(diào)理劑對(duì)五常水稻長(zhǎng)勢(shì)及產(chǎn)量的影響

解 秋，吳錫林，李小燕，雷云路，劉薇薇，王賀東，張舒予

（天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，天津市中微量元素肥研制與應(yīng)用企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300400）

我國(guó)水稻生產(chǎn)習(xí)慣性偏施氮肥、大肥，易引起貪青、晚熟、倒伏、減產(chǎn)等一系列問(wèn)題［1，2］，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致土壤中的中微量元素缺乏， 耕地土壤質(zhì)量下降，嚴(yán)重影響作物產(chǎn)量品質(zhì)［3，4］。 五常市作為黑龍江省較為有名的農(nóng)業(yè)大市，水稻、玉米、黃豆等農(nóng)作物一直以來(lái)都是五常市種植的主要農(nóng)作物，其盛產(chǎn)的五常大米更是遠(yuǎn)近聞名。Si、Ca、Mg 等中量元素在水稻的生長(zhǎng)過(guò)程中發(fā)揮著必不可少的作用。土壤施用硅肥后硅元素參與農(nóng)作物的生長(zhǎng)，可提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和抗逆性[5]，同時(shí)通過(guò)提高稻葉直立度增強(qiáng)了水稻抗倒伏能力[6]。 施硅能使莖葉表面硅質(zhì)化，增加水稻莖粗和機(jī)械強(qiáng)度，提高水稻抗倒伏能力[7]。 鈣作為維持作物正常生長(zhǎng)發(fā)育的必需營(yíng)養(yǎng)元素，超過(guò)10 余種生理病害或生理障礙都與鈣有關(guān)， 可見(jiàn)鈣對(duì)水稻的生產(chǎn)起著重要作用[8]。 目前，關(guān)于調(diào)理劑類(lèi)肥料改良土壤、治理農(nóng)田生態(tài)環(huán)境污染的研究較多［9，10］，而對(duì)于作物生長(zhǎng)產(chǎn)量方面的研究較少。因此，本試驗(yàn)以五常稻花香水稻為研究對(duì)象， 探究硅鈣鉀鎂土壤調(diào)理劑對(duì)其長(zhǎng)勢(shì)及產(chǎn)量的影響。

我公司在五常地區(qū)特選取3 處示范點(diǎn)開(kāi)展新型肥料硅鈣鉀鎂土壤調(diào)理劑試驗(yàn)， 旨在完善當(dāng)?shù)?/p>

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肥方案同時(shí)改善土壤質(zhì)量， 提高五常地區(qū)稻花香水稻施肥體系的科學(xué)性、適用性和有效性，以期為當(dāng)?shù)嘏浞绞┓侍峁┘夹g(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2018 年4月份在黑龍江省五常市進(jìn)行，其中分別選取五常鎮(zhèn)，小山子鎮(zhèn)和安家鎮(zhèn)三個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)開(kāi)展。 試驗(yàn)中的肥料主要包括種植前基肥和后期水稻返青肥、穗肥，基肥有復(fù)合肥（20-14-10）和硅鈣鉀鎂土壤調(diào)理劑。硅鈣鉀鎂土壤調(diào)理劑選自中材鼎原生態(tài)肥業(yè)有限公司的沃福豐產(chǎn)品（農(nóng)肥2018 準(zhǔn)字13188 號(hào)）， 養(yǎng)分含量為SiO2≥27%、CaO≥25%、K2O≥4.5%、MgO≥4.0%。土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)，pH＝6.5， 有機(jī)質(zhì)29.12g/kg， 全氮2.12g/kg， 速效磷13.21 mg／kg， 速效鉀150.23 mg／kg。 返青期和抽穗期施用追肥，施用含氮量46.6%的尿素。 水稻品種為當(dāng)?shù)厮痉N子稻花香2 號(hào)。

1.2 試驗(yàn)過(guò)程

試驗(yàn)于2018 年4月25日進(jìn)行各示范點(diǎn)基肥的施用，之后整地翻地移栽水稻秧苗。調(diào)理劑按示范點(diǎn)田塊大小施入，小山子鎮(zhèn)、五常鎮(zhèn)和安家鎮(zhèn)調(diào)理劑施用量分別為952.5 kg／hm2、795 kg／hm2和705 kg／hm2。生育期約150 d 左右，三個(gè)示范點(diǎn)的水稻收獲測(cè)產(chǎn)工作在2018 年9月中旬進(jìn)行。

1.3 試驗(yàn)處理

對(duì)照組：按當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)習(xí)慣施肥為準(zhǔn)，即基肥施用復(fù)合肥，追肥施用尿素，記為CK；試驗(yàn)組：在對(duì)照組施肥的基礎(chǔ)上， 基肥添加硅鈣鉀鎂土壤調(diào)理劑，記為CF。 具體施肥量見(jiàn)表1。

表1 施肥情況記錄

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

水稻農(nóng)藝性狀：（1）株高：從水稻基部到水稻最高穗頂部的長(zhǎng)度；（2）地上部生物量：將單穴水稻地上部完全收割后洗凈擦干總體稱(chēng)重， 計(jì)為單穴生物量；（3）SPAD：便攜式葉綠素測(cè)定儀，取穗下第一葉， 葉片中部位置測(cè)定；（4） 葉面積＝葉片長(zhǎng)×寬×0.85；（5）倒伏面積：分塊求和法。

水稻理論產(chǎn)量計(jì)算： 采取面積法與行株距法相結(jié)合的方法。即取單位面積（1 m2）稻田，按該面積內(nèi)所有穴數(shù)（約15～20 穴）在試驗(yàn)田內(nèi)按S 形路線(xiàn)隨機(jī)取樣，即為單位面積收獲的水稻。首先計(jì)數(shù)各處理收割的水稻樣品的有效穗數(shù)， 之后進(jìn)行脫穗、自然風(fēng)干，以水分含量低于15%為標(biāo)準(zhǔn)，水分測(cè)定用PM8188 谷物水分測(cè)定儀測(cè)定，最后稱(chēng)重，由此折算產(chǎn)量。 計(jì)算理論產(chǎn)量的同時(shí)對(duì)水稻農(nóng)藝性狀以及各產(chǎn)量構(gòu)成要素?cái)?shù)據(jù)收集分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用調(diào)理劑對(duì)水稻農(nóng)藝性狀的影響

各示范點(diǎn)不同處理水稻的農(nóng)藝性狀對(duì)比見(jiàn)表2。株高CF 處理較CK 有所下降，各示范點(diǎn)分別降低6.76%、15.57%和2.37%，其中五常鎮(zhèn)水稻株高降低效果顯著。 五常鎮(zhèn)的水稻葉面積CK 處理顯著高于CF 15.33%。水稻的倒伏面積比較中，五常鎮(zhèn)CF 處理倒伏最少，和CK 處理的面積差在70%～75%，其他兩處示范點(diǎn)無(wú)差異。水稻地上部生物量與葉綠素含量無(wú)顯著差異。

表2 水稻農(nóng)藝性狀對(duì)比

2.2 施用調(diào)理劑對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響

由表3可知， 各示范點(diǎn)CF 處理的產(chǎn)量顯著高于CK，且差異顯著。 分析表4 中各產(chǎn)量構(gòu)成要素， 各示范點(diǎn)水稻穗長(zhǎng)CF 處理比CK 增加了5.99%、9.52%和3.31%，五常鎮(zhèn)差異顯著。 單穗實(shí)粒重有所提高， 其中五常鎮(zhèn)和遲家大院分別增加21.95%和13.41%，差異顯著。 遲家大院CF 處理的千粒重顯著高于CK 6.64%，水稻的有效穗數(shù)、成穗率和結(jié)實(shí)率差異不明顯。

表3 各示范點(diǎn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)對(duì)比

2.3 施用調(diào)理劑對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)效益的影響

水稻經(jīng)濟(jì)效益及產(chǎn)投比的計(jì)算見(jiàn)表5。 由表可知，施用調(diào)理劑后每公頃增加成本約2 000 元，各示范點(diǎn)增收分別在10.82%、14.19%和12.83%。產(chǎn)投比在1.5～2.7 之間， 且投入量在800 kg／hm2時(shí)經(jīng)濟(jì)效益最高。

表4 各示范點(diǎn)產(chǎn)量構(gòu)成要素對(duì)比

表5 水稻經(jīng)濟(jì)效益及產(chǎn)投比計(jì)算對(duì)比

3 討論

研究結(jié)果表明， 在水稻基肥施用硅鈣鉀鎂土壤調(diào)理劑可改善水稻長(zhǎng)勢(shì)，提高水稻抗倒伏能力。硅鈣鉀鎂土壤調(diào)理劑為土壤補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)元素Si、Ca、K 和Mg， 在不同程度上促進(jìn)了水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，提升水稻產(chǎn)量。 蒲熙等[12]研究發(fā)現(xiàn)礦質(zhì)元素硅、鈣對(duì)水稻抗逆性有著不可或缺的作用。施用調(diào)理劑能夠提高水稻產(chǎn)量主要是對(duì)其倒伏時(shí)期的改變，水稻灌漿完成后倒伏對(duì)產(chǎn)量影響較小，但在灌漿期之前倒伏將會(huì)對(duì)產(chǎn)量造成嚴(yán)重影響［13，14］，同時(shí)倒伏后收獲成本也會(huì)大幅增加。因此，能夠提前水稻灌漿成熟是對(duì)產(chǎn)量的基本保證。 有研究表明硅鉀肥配施可縮短水稻基部節(jié)間長(zhǎng)12.44%～20.80%并提高基部節(jié)間木質(zhì)素含量14.55%[15]，水稻基部抗折力強(qiáng)。 施用硅鈣鉀鎂土壤調(diào)理劑可為水稻提供充足的有效硅， 有利于提高水稻抗倒伏能力。

水稻的倒伏能力受多種因素影響， 主要有株高、重心高度、基部節(jié)間長(zhǎng)度和基部充實(shí)度等形態(tài)性狀[20]和彎曲力矩、抗折力等力學(xué)性狀[21]，以及栽培的肥水條件[22]、品種類(lèi)型。而本研究通過(guò)考察硅鈣鉀鎂土壤調(diào)理劑對(duì)水稻倒伏的影響， 可以得出硅鈣鉀鎂幾種養(yǎng)分組合能有效增強(qiáng)水稻品種的抗倒伏性。 當(dāng)然，其組合優(yōu)越性尚有待進(jìn)一步研究，這也是我們下一步討論的課題。

研究結(jié)果還顯示，與常規(guī)施肥相比，施用硅鈣鉀鎂土壤調(diào)理劑后的水稻收獲期時(shí)產(chǎn)量顯著提高，且各產(chǎn)量構(gòu)成要素比常規(guī)施肥有所增加。在水稻種植期間， 新型肥料的應(yīng)用與傳統(tǒng)肥料相比有明顯的應(yīng)用價(jià)值［16，17］。 土壤有效硅是衡量土壤供硅能力的重要指標(biāo)。長(zhǎng)期種植水稻，每年要從土壤中帶走大量有效硅，丁能飛等[18]研究表明施用氮肥的同時(shí)， 配施少量硅肥可明顯增加穗實(shí)粒數(shù)7.16%， 提高土壤有效硅含量14.29%～26.51%，水稻產(chǎn)量增加15.7%。 寧東峰等[19]通過(guò)施用鋼渣硅鈣肥調(diào)節(jié)稻田水溶性硅和有效硅含量后， 發(fā)現(xiàn)鋼渣硅鈣肥較常規(guī)施肥可提高水稻干物質(zhì)量11.90%～17.00%， 籽 粒 干 物 質(zhì) 量 提 高9.52%～20.60%。 硅鈣鉀鎂土壤調(diào)理劑可提高水稻的產(chǎn)量與后期平衡施肥，這與補(bǔ)充硅鈣元素密不可分。

研究收益只計(jì)算了水稻的產(chǎn)值和肥料投入，種植作物的其他費(fèi)用未計(jì)算在內(nèi)。 本試驗(yàn)中各示范點(diǎn)產(chǎn)投比隨肥料投入量增加呈現(xiàn)先增后降的趨勢(shì)，最優(yōu)施肥量在800 kg／hm2左右。 硅鈣鉀鎂土壤調(diào)理劑與復(fù)合肥做基肥混施，人工成本投入低，節(jié)約勞動(dòng)力成本、簡(jiǎn)化農(nóng)業(yè)操作環(huán)節(jié)，也提高了農(nóng)民收入，可推廣應(yīng)用。

4 結(jié)論

綜上所述，施用硅鈣鉀鎂土壤調(diào)理劑后，水稻株高降低2.37%～15.57%， 生物量提高2.25%～5.98%，倒伏情況有所改善，同時(shí)可提高產(chǎn)量，平均增產(chǎn)10%，增加種植戶(hù)經(jīng)濟(jì)收益，調(diào)理劑施用量在800 kg／hm2時(shí)，產(chǎn)投比可達(dá)2.5 左右。 硅鈣鉀鎂土壤調(diào)理劑在五常地區(qū)稻花香品種水稻應(yīng)用的總體效果良好，可作為一種基施常用肥。