王利民 黃東風 邱孝煊 李昱 王鷹



摘要:通過福建省三明市沙縣區設置田間試驗,研究了噴施不同濃度的生物有機硅葉面肥(BioSilAc)和有機生物刺激素(OBFs)葉面肥對煙后稻生長、產量及養分吸收的影響。在常規施肥的基礎上,設置5個處理:處理1(CK)噴施清水300L·hm-2;處理2噴施濃度為1.33g·L-1 BioSilAc固態葉面肥300L·hm-2;處理3噴施濃度2.67g·L-1 BioSilAc固態葉面肥300L·hm-2;處理4噴施用量2 L OBFs液態葉面肥;處理5噴施用量4 L OBFs液態葉面肥。結果表明:與處理1(CK)相比,噴施BioSilAc固態肥和OBFs液態肥對煙后稻穗數、實粒數和千粒重等水稻經濟性狀指標無顯著影響;但處理2、處理3、處理4、處理5稻谷氮吸收量分別增加6.85%、5.37%、11.25%、8.39%,磷吸收量增加8.76%、18.35%、20.58%、10.28%,以及鉀吸收量增加5.86%、8.74%、15.69%、5.74%。而且,噴施BioSilAc固態肥和OBFs液態肥對水稻均有不同程度增產作用,處理2和處理3比處理1(CK)稻谷產量分別增加9.8%和9.7%,處理4和處理5分別增產16.2%和7.5%。綜上可知,煙后稻生長期噴施不同濃度BioSilAc和OBFs葉面肥后稻谷氮、磷和鉀吸收量提高,利于促進水稻增產。
關鍵詞:葉面肥;水稻;生長;產量;養分吸收
中圖分類號:S 511文獻標志碼:A文章編號:0253-2301(2022)04-0024-04
DOI: 10.13651/j.cnki.fjnykj.2022.04.004
Effects of Spraying New Foliar Fertilizers on the Growth, Yield and Nutrient Uptake of Rice
WANG Li-min1, HUANG Dong-feng1, QIU Xiao-xuan1, LI Yu1*, WANG Ying2
(Institute of Soil and Fertilizer, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, Fujian 350013, China;
2. Wuyuan County Bureau of Agriculture and Rural Affairs, Shangrao, Jiangxi 333200, China)
Abstract: By carrying out the field experiment in Shaxian district, Sanming City, Fujian Province, the effects of different concentrations of organic silicon (BioSilAc) foliar fertilizer and organic biogenic stimulant (OBFs) foliar fertilizer on the growth, yield and nutrient uptake of the post-tobacco rice were studied. On the basis of conventional fertilization, five treatments were set up: treatment 1 (sprayed with300L·hm-2 water, CK), treatment 2 (sprayed with300L·hm-2 BioSilAc solid foliar fertilizer with a concentration of1.33g·L-1), treatment 3 (sprayed with300L·hm-2 BioSilAc solid foliar fertilizer with a concentration of2.67g·L-1), treatment 4 (sprayed with 2 L OBFs liquid foliar fertilizer), and treatment 5 (sprayed with 4 L OBFs liquid foliar fertilizer). The results showed that compared with the treatment 1(CK), the application of BioSilAc solid fertilizer and OBFs liquid fertilizer had no significant effects on the economic character indexes of post-tobacco rice, such as the number of spikes, filled grain number and thousand-grain weight. However, the nitrogen uptake of rice in the treatments 2, 3, 4 and 5 increased by6.85%,5.37%,11.25% and8.39%, respectively; the phosphorus uptake increased by8.76%,18.35%,20.58% and10.28%, respectively; and the potassium uptake increased by5.86%,8.74%,15.69% and5.74%, respectively. In addition, the application of BioSilAc solid fertilizer and OBFs liquid fertilizer could increase the yield of rice in different degrees. Compared with the treatment 1 (CK), the yield of rice in treatment 2 and treatment 3 increased by9.8% and9.7%, respectively; and the yield of rice in treatment 4 and treatment 5 increased by16.2% and7.5%, respectively. In conclusion, after spraying the foliar fertilizers of BioSilAc and OBFs with different concentrations during the growth period of post-tobacco rice, the uptake of nitrogen, phosphorus and potassium in rice increased, which was beneficial to increase the yield of rice.D765F16B-4BFE-414D-9135-AE9A51FC7318
Key words: Foliar fertilizer; Rice; Growth; Yield; Nutrient uptake
中國約65%的人口以稻米為主食[1]。為追求水稻高產,過量施用化肥造成土壤板結、鹽漬化和稻田面源污染。葉面肥是良好的化肥替代肥料,具有用量小、吸收快的優勢,可避免與土壤直接接觸,降低負面的環境影響。同時,葉面肥對水稻生長發育、產量和品質具有重要的促進作用[2-4]。張啟武等[5]以早稻中嘉早17和晚稻甬優538為材料,研究發現噴施噴施寶和施爾美葉面肥比未噴施對照早、晚稻分別增產7.92%~25.90%和5.31%~12.06%,噴施施爾美葉面肥的增產效果更佳。Wang等[6]研究表明,噴施50mg·L-1鐵葉面肥比對照處理水稻葉片凈光合速率增加19.3%、過氧化物酶增加18.2%、超氧化物歧化酶增加26.9%、過氧化氫酶增加19.6%、稻谷產量增加7.2%,而籽粒鎘累積量減少15.9%。因此,噴施葉面肥主要是通過提高土壤酶活性、水稻葉片光合作用、有效穗、千粒重、籽粒養分吸收來增加水稻產量[7-9]。
目前,水稻專用型葉面肥種類少,且多數為簡單的無機鹽類(磷酸二氫鉀和尿素),亟須大量新的專用型水稻葉面肥產品[10]。因此,項目組從印度尼西亞生物技術和生物工業研究所引進了生物有機硅葉面肥(BioSilAc)和有機生物刺激素(OBFs)。BioSilAc和OBFs作為新型葉面肥,在中國的推廣和應用仍處于起步階段。有關這兩種葉面肥對水稻產量的影響及其機制尚不清楚。為此,本研究在福建省三明市沙縣區夏茂鎮儒元村開展了在水稻生長期噴施BioSilAc和OBFs葉面肥的應用效果評價試驗。研究結果旨在篩選水稻應用效果較佳的葉面肥噴施模式,為福建省水稻化肥減施增效提供參考。
1研究地區與研究方法
1.1試驗區概況
試驗區位于福建省三明市沙縣區夏茂鎮儒元村(26°56′59″ N、117°65′52″ E),屬中亞熱帶季風性氣候,雨量充沛,氣候溫暖,四季分明,平均氣溫為19.2℃,年均降水量為1700 mm,全年無霜期為250~293 d。土壤屬于烏泥田水稻土,成土母質為低丘紅壤坡積物。試驗始于2021年,同年采集的試驗前土壤pH值為5.10,有機質23.90g·kg-1,全氮1.09g·kg-1,全磷0.40g·kg-1,全鉀21.17g·kg-1,堿解氮88.30mg·kg-1,有效磷28.60mg·kg-1及速效鉀133.00mg·kg-1。
1.2供試品種與材料
供試水稻為T兩優明占,屬于秈型兩系雜交水稻。BioSilAc固態葉面肥pH值為13.1、有機質144.0g·kg-1、全氮1.0g·kg-1、全磷0.04g·kg-1、全鉀3.8g·kg-1、有效態硅(H4SiO4)≥5%,非致病性溶硅微生物104~106個·片-1(4 g)。OBFs液態葉面肥以天然海藻為主要原料,pH值為4.7、有機質82.4g·kg-1、全氮2.12g·L-1、全磷0.73g·L-1和全鉀0.77g·L-1。
1.3試驗設計
試驗采用隨機區組設計,5個處理,3次重復,共15個小區,小區面積為20 m2。5月1日播種,5月25日耘田,施基肥,5月26日扦秧,6月5日追肥,6月6日噴施葉面肥,7月2日施穗肥,7月6日噴施葉面肥,9月14日收割測產。
在水稻秧苗移栽1個月后,開始噴施葉面肥。在常規施肥的基礎上,設置5個處理:處理1(CK)噴施清水300L·hm-2;處理2噴施濃度為1.33g·L-1 BioSilAc固態葉面肥300L·hm-2;處理3噴施濃度2.67g·L-1 BioSilAc固態葉面肥300L·hm-2;處理4噴施用量2 L OBFs液態葉面肥;處理5噴施用量4 L OBFs液態葉面肥。小區間用包膜隔離小埂,小區外設置保護行。各小區單排單灌,避免串灌串排。試驗氮肥用尿素(N 46%),磷肥用過磷酸鈣(P2O5 12%),鉀肥用氯化鉀(K2O 60%)。水稻常規施肥為施氮肥135kg·hm-2,N∶P2O5∶K2O=1∶0.4∶0.7。其中,磷肥全部作基肥施用;氮肥在基肥、分蘗肥和穗肥中各占總用量的50%、40%和10%;鉀肥在基肥和穗肥中各占50%。各處理除了葉面肥噴施不同外,其他田間管理措施一致。
1.4樣品采集與測定
水稻收獲前,在每小區選擇3個樣點,每點選取長勢均一的水稻單叢,調查每叢穗數、穗長、穗重、穗粒數等水稻產量構成因子。進行小區稻谷測產,同時多點采集稻谷樣品,于105℃殺青15 min,65℃烘干24 h至恒重后磨碎,用于測定水稻籽粒氮、磷、鉀含量。稻谷采用H2SO4H2O2消煮,全氮用凱氏定氮法,全磷用釩鉬黃比色法,全鉀用火焰光度計法測定[11]。
1.5數據處理
稻谷養分吸收量= 稻谷產量×稻谷養分含量
數據采用SAS 8.02軟件進行單因素方差分析(One-way ANOVA)和Duncan新復極差法多重比較。采用SAS 8.02軟件的BASE模塊,計算水稻養分吸收量與籽粒產量及其構成因素的Pearson相關系數。采用Excel 2003軟件處理數據和作圖。圖表中數據為平均值±標準差。
2結果與分析
2.1噴施不同葉面肥對水稻經濟性狀和產量的影響
由表1可知,與處理1(CK)相比,不同劑量的BioSilAc固態肥和OBFs液態肥對水稻T兩優明占穗數、實粒數和千粒重等水稻經濟性狀無顯著影響。但相比處理1(CK),噴施不同用量的BioSilAc固態肥和OBFs液態肥對水稻稻谷產量均表現出一定程度的增產趨勢,噴施BioSilAc固態肥產品(處理2和處理3)可分別提高稻谷產量826、813kg·hm-2,增產率分別為9.8%和9.7%;噴施OBFs液態肥產品(處理4和處理5)可分別提高稻谷產量1359、626 kg·hm-2,增產率分別為16.2%和7.5%。D765F16B-4BFE-414D-9135-AE9A51FC7318
2.2噴施不同葉面肥對水稻籽粒養分吸收量的影響
由表2可知,與處理1(CK)相比,處理2、處理3、處理4、處理5稻谷氮吸收量分別增加6.85%、5.37%、11.25%、8.39%,稻谷磷吸收量分別增加8.76%、18.35%、20.58%、10.28%,稻谷鉀吸收量增加5.86%、8.74%、15.69%、5.74%。這表明噴施不同劑量的BioSilAc固態肥和OBFs液態肥后稻谷氮、磷、鉀營養元素吸收量提高,利于增加水稻產量。
2.3噴施不同葉面肥水稻養分吸收量與籽粒產量及其構成因素的關系
由表3可知,稻谷氮吸收量與水稻總粒數、產量呈顯著的正相關關系,而與水稻穗數、穗長、實粒數、結實率和千粒重無顯著的相關性。稻谷磷吸收量與水稻總粒數、實粒數和產量呈極顯著的正相關關系,而與水稻穗數、穗長、結實率和千粒重無顯著的相關性。稻谷鉀吸收量與水稻穗長、總粒數、實粒數和產量呈顯著的正相關關系。由此可知,噴施不同劑量的BioSilAc固態肥和OBFs液態肥有助于促進稻谷氮、磷、鉀營養元素吸收,進而增加水稻產量。
3結論與討論
本研究結果表明噴施BioSilAc固態肥和OBFs液態肥對稻谷產量均有不同程度增加。這是由于OBFs液態肥以天然海藻提取物為主要原料,含有海帶多糖、海藻酸鹽和激素等,可以促進水稻植株代謝,增強抗逆性、減輕和預防病蟲害的發生[3]。BioSilAc固態肥含有水溶性二氧化硅,硅能增強水稻根系過氧化物酶活性,提高根系氧化能力,增加根部Fe2+的氧化,氧化鐵最后沉淀于根部,由此避免水稻根系因吸收過量鐵而中毒[12];適量施用硅肥能促使水稻葉片直立,葉片接受光照更加充足,從而增強水稻葉片群體光合作用能力,提高干物質積累量,進而增加水稻有效穗數、穗粒數和千粒重,促進水稻增產[4,13]。此外,硅還能調節氣孔開關和水分蒸騰,協調水稻氮、磷、鉀元素吸收[9]。本研究也證實,噴施BioSilAc固態肥和OBFs液態肥對稻谷氮、磷和鉀吸收量均有促進作用,表明噴施葉面肥可以增強水稻籽粒營養元素的吸收利用。這是由于噴施葉面肥不僅可以通過葉片直接補充作物部分營養元素,而且可以通過增強作物根系活性,間接增加作物對營養元素的吸收[9,14]。總之,噴施BioSilAc固態肥和OBFs液態肥能促進稻谷氮、磷及鉀的吸收,進而增加水稻產量,因此,這兩種葉面肥具有在閩北煙后稻區推廣應用的潛力。
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收稿日期:2022-03-12
作者簡介:王利民,男,1979年生,助理研究員,主要從事土壤改良、水土保持和植物耐鹽生理方面的研究。
*通信作者:李昱,男,1963年生,研究員,主要從事土壤肥料方面的研究(E-mail:gb898@126.com)。
基金項目:福建省科技計劃項目——省屬公益類科研院所基本科研專項(2020R1025007);福建省農業科學院對外合作項目(DWHZ-2022-20);福建省自然科學基金項目(2020J011358)。D765F16B-4BFE-414D-9135-AE9A51FC7318