硅元素對寒地水稻產量和品質影響的田間對比試驗研究

摘要：本研究基于內蒙古寒地水稻種植體系，系統(tǒng)探究含硅復合肥對寒地稻作產量形成與品質調控的協(xié)同效應。采用當地主栽水稻品種，通過田間對比試驗，施用赫緣生物科技研發(fā)的二氧化硅含量56%的水溶性硅鈦多元基肥與葉面肥，發(fā)現(xiàn)硅肥處理較常規(guī)施肥顯著提升產量8.2%～27.4%。機理分析表明，硅鈦協(xié)同作用使有效穗數增加6～50穗/m2，千粒重提高0.07～0.5 g。該成果為寒地稻區(qū)硅肥精準施用及硅元素在農用技術應用提供了理論依據與技術參數。

關鍵詞：硅元素；寒地水稻；田間對比試驗

硅作為地殼中含量第二的豐富元素，自1926年被確認為是水稻生長必需營養(yǎng)元素以來，其農學價值日益受到重視[1-5]。作為典型的喜硅作物，水稻植株二氧化硅含量可達10%～15%，其生理代謝、抗逆性能及產量形成均與硅素營養(yǎng)密切相關[6-9]。近年研究發(fā)現(xiàn)，二氧化硅納米顆粒兼具納米農藥載體功能與植物硅源補充特性，在完成靶向遞送的同時可通過代謝轉化促進水稻生長發(fā)育[10-14]。早期因水稻缺硅但未顯嚴重表型致其農用價值被低估，現(xiàn)有研究表明，硅肥施用能顯著改善水稻冠層結構、促進根系發(fā)育、增強抗病蟲害能力，并通過調控有效穗數、千粒重等產量因子提升稻谷產量[15-17]。本研究在內蒙古寒地水稻種植區(qū)，通過田間試驗量化硅素對水稻產量品質的影響規(guī)律，為硅元素在農用技術的風險管控與精準施用提供理論支撐。

1 試驗設計

1.1 試驗材料

中科發(fā)5號稻苗、水溶性硅肽多元固態(tài)肥、水溶性硅肽多元葉面肥、三元復合肥、二銨、硫酸鉀、尿素等。

1.2 試驗方法

設計4個不同硅肥施肥量和施肥方法的小區(qū)與1個對照小區(qū)（常規(guī)施肥）進行對比試驗，單個小區(qū)面積為462 m2（21 m×22 m）。對照小區(qū)（Si-1）施肥量：NPK各18%的復合肥10 kg+二銨5 kg+硫酸鉀5 kg+追肥10 kg（常規(guī)肥量）；處理一（Si-2）每畝施肥量：80%常規(guī)肥量+水溶性硅肽多元固態(tài)肥2 kg；處理二（Si-3）每畝施肥量：常規(guī)肥量+水溶性硅肽多元固態(tài)肥1 kg+2遍硅鈦多元葉面肥；處理三（Si-4）每畝施肥量：常規(guī)肥量+水溶性硅肽多元固態(tài)肥2 kg；處理四（Si-5）每畝施肥量：常規(guī)肥量+水溶性硅肽多元固態(tài)肥2 kg+2遍硅鈦多元葉面肥。采用隨機區(qū)組排列。將常規(guī)肥（除追肥外）作為底肥在旱耙或旋耕前施入，水溶性硅肽多元肥于插秧后3 d內和返青肥一次性施入，葉面肥于分蘗初期和孕穗期全株噴施。

1.3 試驗結果

1.3.1 田間長勢表現(xiàn)

在6月4日采集返青期Si-1、Si-2、Si-3、Si-4、Si-5的田間表現(xiàn)如圖1-5所示：

從圖中可以看出，Si-2、Si-3、Si-4、Si-5小區(qū)對比與Si-1小區(qū)，稻苗表現(xiàn)出更早的生發(fā)新根并且葉色轉變更快。

在分蘗期Si-1、Si-2、Si-3、Si-4、Si-5小區(qū)的田間表現(xiàn)如圖6-10所示：

從圖中可以看出，Si-2、Si-3、Si-4、Si-5小區(qū)對比Si-1小區(qū)，葉色更為濃綠，整體長勢健壯，分蘗能力更強，每穴有效穗數多1～3穗。

1.3.2 產量表現(xiàn)

對Si-1、Si-2、Si-3、Si-4、Si-5小區(qū)取一平方米水稻樣品，每個小區(qū)隨機取三組，曬干后使用脫粒機脫粒分裝并稱重。利用數粒機器對考種樣品進行實粒與癟粒分別計數，通過計算測出試驗田水稻樣品千粒重、結實率完成測產，測產結果見表1。

對Si-1、Si-2、Si-3、Si-4、Si-5小區(qū)測產數據進行統(tǒng)計與顯著性分析，分析結果見表2。

對比Si-1、Si-2、Si-3、Si-4、Si-5小區(qū)的畝產產值，明顯看出增施硅肥的小區(qū)比常規(guī)施肥區(qū)產值高，其中Si-2小區(qū)增產率達27.4%。

1.3.3 食味值及口感表現(xiàn)

利用大米食味值計對Si-1、Si-2、Si-3、Si-4、Si-5小區(qū)樣品進行食味值測量，測量結果見表3。

Si-1、Si-2、Si-3、Si-4、Si-5小區(qū)樣品在食味值、蛋白質含量、水分及直鏈淀粉等數值上沒有明顯差別。但在食用口感方面，增施硅肥的大米更為松軟嫩滑。

2 結論

田間試驗數據表明，在寒地水稻種植區(qū)，與傳統(tǒng)施肥模式相比，水溶性硅肽多元固態(tài)肥和液態(tài)肥處理組的水稻表現(xiàn)出顯著的產量優(yōu)勢，平均增產率達8.2%～27.4%。硅肥施用通過優(yōu)化分蘗，使有效穗數增加6～50穗/m2，千粒重提高0.07～0.5 g，顯著改善稻米加工品質。此次試驗驗證了硅元素對水稻生理調控的多維度作用機制，更從應用層面為硅元素在農用技術的田間適配性及精準施用策略提供了實證依據。

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