單硅酸螯合硅肥葉面噴施對江蘇水稻產量和品質的影響

荊培培，陳 震，吳桂成，王子臣

（1.江蘇省農業技術推廣總站，江蘇南京 210029；2.江蘇省農業科學院農業資源與環境研究所，江蘇南京 210014；3.農業農村部鹽堿土改良與利用（濱海鹽堿地）重點實驗室，江蘇南京 210014；4.國家農業科學農業環境六合觀測實驗站，江蘇南京 210014）

0 引言

水稻作為江蘇的主要口糧作物，常年播種面積 220萬 hm2。近年來，受高溫干旱、低溫暴雨等極端災害天氣影響，水稻生產面臨減產風險挑戰。研究水稻抗干旱、抗倒伏、抗病蟲害等綜合防治措施對水稻豐產保供意義重大。據文獻報道，硅是水稻生長過程中繼氮、磷、鉀之后，第4種必需的植物營養元素，存在于植株表皮細胞和細胞壁中，水稻莖葉中的硅（SiO2）含量占10%～20%。硅對水稻的生長發育起著重要作用，可以通過調節水稻植株體內的鹽離子平衡，提高抗氧化酶活性，增強水稻抗干旱、抗倒伏、抗病蟲害及抗重金屬脅迫能力，還可以提高水稻群體質量和產量，改善水稻品質。隨江蘇水稻產量的連年提升，水稻從集約化高產田土壤中吸收帶走的硅越來越多，土壤有效硅供給出現虧缺，將硅肥作為功能調節性肥料與氮、磷、鉀等大量元素肥料配合施用是有效保障水稻穩產豐收的綜合措施之一，篩選適宜江蘇水稻生產的硅肥產品并形成相應的豐產栽培技術尤為迫切。

江蘇硅肥的研究始于20世紀70年代，隨即在水稻生產中得到推廣應用，并拓展到玉米、油菜、瓜果、蔬菜、茶葉等植物。硅肥的種類涉及固態顆粒硅肥、水溶性硅肥、粉劑硅肥及葉面硅肥，不同類型硅肥、不同施用方式以及不同施用時期對水稻的作用效果存在差異。單硅酸螯合硅肥是一種新型葉面硅肥制劑，由單硅酸、黃腐酸、殼聚糖與鉀、氮等多種中微量元素螯合制成。相較于傳統的二氧化硅、硅酸鈉等硅肥產品，單硅酸螯合硅肥具有可與農藥混合葉面噴施、可被作物直接吸收的優勢。目前，圍繞單硅酸螯合硅肥用于水稻葉面噴施的增產抗逆功效鮮有報道。本文擬通過田間大區試驗，在江蘇不同稻區選擇典型水稻品種葉面噴施，分析葉面噴施單硅酸螯合硅肥后不同水稻產量、產量構成及品質的變化，旨在明確單硅酸螯合硅肥的施用效果，為大面積推廣應用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及供試材料

試驗于2022年6月至12月在江蘇省昆山市、句容市、金湖縣、寶應縣、泗洪縣、泗陽縣、宿豫區、沭陽縣、灌南縣、新沂市等地進行。試驗涉及水稻品種：南粳46、南粳5718、南粳9308、寧香粳9號、徽兩優985、荃兩優1606、晶兩優1468、華浙優210。試驗用單硅酸螯合硅肥由無錫信佳宜生物科技有限公司提供，產品登記證號為農肥〔2022〕準字18267號，執行標準為NY/T3829-2021，主要成分為Si≥100 g/L，K2O≥130 g/L，pH為9.0～11.0，Na≤30 g/L。

1.2 試驗設計與田間管理

采用田間大區試驗，在水稻常規種植技術的基礎上，共設置3個處理：處理1，葉面噴施單硅酸螯合硅肥3 kg/hm2，在水稻拔節期一次性施用，記作MSi1；處理2，葉面噴施單硅酸螯合硅肥5.25 kg/hm2，分2次施用，其中水稻拔節期施用3 kg/hm2，水稻齊穗期施用 2.25 kg/hm2，記作MSi2；處理3，常規種植對照，水稻生長過程中不噴施單硅酸螯合硅肥，記作NMSi。每個處理面積666.7 m2，不設大田重復。試驗水稻的栽插密度、肥料運籌、水漿管理、病蟲草防控等均參照當地農戶常規種植技術。單硅酸螯合硅肥葉面施用情況見表1。

表1 2022年江蘇不同區縣單硅酸螯合硅肥葉面施用情況

1.3 測定指標與方法

在水稻收獲期，測定水稻產量、產量構成因素（有效穗數、每穗總粒數、飽粒數、千粒重），測定稻米品質（出糙率、精米率、整精米率、蛋白質含量、直鏈淀粉含量、堊白粒率、堊白度、食味值）。

測定方法：采用對角線法在大田內選取3點，用卷尺測量21行的行距和21株的株距，計算每平方米株數；選取連續20株，數每株穗數，推算每公頃有效穗數。每個處理選取接近平均數的株調查每穗粒數、結實率，千粒重為烘干重。稻米碾磨品質、理化品質、外觀品質及食味品質的測定參照中華人民共和國國家標準《GB/T 17891-2017 優質稻谷》及魏曉東等人[1]的方法進行。

1.4 數據分析與統計

試驗數據的處理、作圖選用Office Excel（2016）軟件，表中數據為平均值。試驗數據的方差分析和多重比較（α=0.05）采用IBM SPSS Statistics（22）軟件單因素（one-way ANOVA）和Duncan法。

2 結果與分析

2.1 對水稻產量的影響

葉面噴施單硅酸螯合硅肥能夠實現江蘇水稻增產（見表2）。與不噴施單硅酸螯合硅肥的常規種植對照（NMSi）相比，葉面噴施單硅酸螯合硅肥 3 kg/hm2（MSi1）處理，水稻增產2.42%～20.63%，平均增產8.14%；葉面噴施單硅酸螯合硅肥5.25 kg/hm2（MSi2）處理，水稻增產6.29%～26.89%，平均增產12.29%。在MSi1和MSi2處理中，南粳46的增產幅度最大，高達26.89%，這可能與其對照NMSi處理的產量（8 011.20 kg/hm2）偏低有關；在MSi1處理中，南粳5718增產幅度最低，但仍可達到2.42%；在MSi2處理中，寧香粳9號增產幅度最低，為6.29%。

表2 水稻產量的變化

2.2 對水稻產量構成的影響

2.2.1水稻單位面積有效穗數的響應變化。表3是水稻單位面積有效穗數對葉面噴施單硅酸螯合硅肥的響應。由表3可知，與NMSi處理相比，MSi1處理，單位面積有效穗數增加幅度-2.76%～4.30%，平均增幅0.73%；MSi2處理，單位面積有效穗數增加幅度-0.92%～9.73%，平均增幅3.95%。在MSi1處理中，南粳46單位面積有效穗數增幅最高，達4.30%；南粳5718表現為有效穗數降低，降低幅度為2.76%。在MSi2處理中，南粳9308單位面積有效穗數增幅最高，達9.79%；荃兩優1606表現為有效穗數降低，降低幅度為0.92%。

表3 水稻有效穗數的變化

2.2.2水稻結實率的響應變化。葉面噴施單硅酸螯合硅肥后，水稻結實率的變化見表4。與NMSi處理相比，MSi1處理，水稻結實率增加幅度-0.85%-3.44%，平均增幅1.26%；MSi2處理，水稻結實率增加幅度0.80%-8.21%，平均增幅3.40%。在MSi1處理中，寧香粳9號結實率增幅最高，達3.44%；南粳5718表現為結實率降低，降低幅度為0.85%。在MSi2處理中，荃兩優1606結實率增幅最高，達8.21%；徽兩優985結實率增幅最低，僅為0.80%。

表4 水稻結實率的變化

2.2.3水稻千粒重的響應變化。表5是江蘇不同品種水稻千粒重對葉面噴施單硅酸螯合硅肥的響應情況。與NMSi處理相比，MSi1處理，水稻千粒重增加幅度0.18%～3.03%，平均增幅1.24%；MSi2處理，水稻千粒重增加幅度-0.66%～6.21%，平均增幅2.14%。在MSi1和MSi2處理中，南粳46千粒重增幅均表現為最高，分別達3.03%和6.21%；在MSi1處理中，南粳5718千粒重增幅最低，僅為0.18%，而在MSi2處理中，徽兩優985千粒重降低了0.66%。

表5 水稻千粒重的變化

2.3 對稻米品質的影響

葉面噴施單硅酸螯合硅肥后，稻米加工品質、外觀品質及食味品質得到提升（見圖1）。與NMSi處理比較，MSi2處理顯著提升南粳46、南粳5718和寧香粳9號稻谷出糙率（P＜0.05），提升幅度分別為1.24%、1.63%、3.12%；堊白粒率分別降低了73.69%、38.29%、43.24%，在0.05水平下差異顯著；并顯著降低了稻米堊白度，降低幅度分別達74.80%、44.29%、52.59%。同時，MSi2處理還提高南粳46和寧香粳9號的精米率和食味值，其中，精米率分別提高0.81%、5.79%，食味值分別提高4.06%、6.55%，差異均達顯著水平（P＜0.05）。MSi1處理的提質效果略低于MSi2處理，寧香粳9號食味值差異顯著，其它指標間差異均未達顯著水平。

圖1 南粳46、南粳5718和寧香粳9號稻米品質的變化

3 討論

本試驗充分考慮了單硅酸螯合硅肥的抗逆效果檢驗，在不同區縣選點時，均選用上年度水稻倒伏比較嚴重的田塊。試驗結束時，所有田塊均未出現水稻倒伏現象。此外，試驗年度內出現高溫干旱極端氣候，但噴施單硅酸螯合硅肥的處理均增加單位面積產量，并適度提升了稻米品質。硅肥的種類、施用方式、施用時期等不同，施用后對水稻的抗逆性及產量提升效果存在差異。基施顆粒硅肥有利于提高水稻葉片光合作用和葉綠素含量，促進有機物積累，還能夠促進水稻根系及植株生長，增加水稻莖稈的機械強度，使莖稈粗壯挺直，提升植株的綜合抗倒伏能力[2]。施用高效水溶性硅肥，可促進“甬優15”水稻早熟，降低水稻紋枯病的發病率，顯著提高水稻產量[3]。孕穗期葉面噴施粉劑硅肥可減緩水稻功能葉片的衰亡速率，顯著增加產量并改善品質，還可提高稻-蝦共作模式的水稻抗倒伏能力，實現穩產增收[4]。也有研究表明，從綜合效益考量，水稻拔節期葉面噴施一次硅肥增產效果較理想[5]。本試驗的單硅酸螯合硅肥采用葉面追施方式，與傳統基施硅肥相比，不受種植季節的影響，施用方便、快捷，在提升農作物應對突發極端氣候災害脅迫能力方面更具優勢。

4 結論

本文所選用的單硅酸螯合硅肥，經葉面噴施后，能夠促進江蘇水稻增產2.42%～26.89%，增產原因為單位面積有效穗數、結實率、千粒重增加。“拔節期噴施3 kg/hm2”處理，提升江蘇水稻畝產8.14%；“拔節期噴施3 kg/hm2+齊穗期噴施2.25 kg/hm2”處理，實現江蘇水稻畝產平均增加12.29%。稻米出糙率、堊白粒率、堊白度及食味值得到提升。單硅酸螯合硅肥作為功能調節性肥料與氮、磷、鉀等大量元素肥料配合施用，對保障江蘇水稻穩產豐收有重要作用，可大面積推廣應用。