硅肥对膜下滴灌水稻生长发育及产量的影响

王圣毅　陈林*　李丽　朱江艳　银永安*　丁志强

（1新疆天业（集团）有限公司，新疆石河子832000；2新疆天业农业高新技术有限公司，新疆石河子832000；3北京新禾丰农化资料有限公司，北京100012；第一作者：917567161@qq.com；*通讯作者：cl1030@sohu.com；270457471@qq.com）

硅肥对膜下滴灌水稻生长发育及产量的影响

王圣毅1,2陈林1,2*李丽1,2朱江艳1,2银永安1,2*丁志强3

（1新疆天业（集团）有限公司，新疆石河子832000；2新疆天业农业高新技术有限公司，新疆石河子832000；3北京新禾丰农化资料有限公司，北京100012；第一作者：917567161@qq.com；*通讯作者：cl1030@sohu.com；270457471@qq.com）

为确定适合膜下滴灌水稻生长的施硅量，以T-43为材料，研究了不同用量硅肥对膜下滴灌水稻生长发育和产量的影响。结果表明，与对照（硅肥用量为0 kg/hm2）相比，施硅有利于水稻分蘖早发快发，减少无效分蘖，提高水稻生育后期叶片叶绿素含量；施硅还可以增加水稻秆型指数，增强植株抗倒伏能力，135 kg/hm2的施硅量秆型指数最大；90 kg/hm2的施硅量使水稻后期冠层有效辐射吸收量降低变慢，有利于水稻抽穗后更好的利用光能进行有机物生产；硅肥主要是通过影响穗长、实粒数和结实率来促进产量的提高，施硅量135 kg/hm2的处理产量最高，但与施用量为90 kg/hm2的处理差异不显著。综上所述，施用硅肥有利于膜下滴灌水稻的生长，但从经济角度考虑，以施用量为90 kg/hm2较为适宜。

硅肥；水稻；膜下滴灌；产量

水稻是典型的喜硅作物，具有较强的吸硅能力，水稻植株中硅含量可达10%～15%，高于大多数作物。硅是水稻生长不可缺少的中量元素，对水稻生长具有极其重要的作用［1-3］，仅次于氮、磷、钾。近年来，随着高产品种的应用，土壤中缓慢分解的硅元素已经无法满足高产条件下的硅需求量，如不及时补充，将造成土壤缺硅，导致作物减产。然而，由于水稻植株中硅元素的缺乏并没有导致严重的缺素症，所以硅素在水稻生长中的作用一直没有引起足够的重视［4］。

本研究引进了北京新禾丰农化资料有限公司生产的“冲动海藻液硅”用于膜下滴灌水稻的种植，以明确硅肥对膜下滴灌水稻生长发育及产量的影响，并确定适宜的施硅量，对提高膜下滴灌水稻产量具有重要的理论和实际意义。

1　材料与方法

1.1试验区概况

试验于2015年在天业农业研究所（新疆石河子）进行。试验地土壤质地为壤土，耕作层有机质含量31.6 g/kg，速效氮91.83 mg/kg，速效磷33.47 mg/kg，速效钾335 mg/kg，pH值8.15，总盐1.38 g/kg。

1.2试验设计

供试水稻材料为T-43，采取膜下滴灌灌溉方式，一膜两管四行，膜宽1.15 m，播幅1.4 m，行距配置20 cm+40 cm+20 cm+60 cm，株距10 cm。人工破膜点播，每穴播种8～12粒，穴数28.5万/hm2。

供试肥料为北京新禾丰农化资料有限公司生产的“冲动海藻液硅”，根据其不同用量设5个处理：Si-0，空白对照，全生育期不施用硅肥；Si-45，全生育期共施用“海藻液硅”45 kg/hm2；Si-90，全生育期施90 kg/ hm2；Si-135，全生育期施135 kg/hm2；Si-180，全生育期施用180 kg/hm2。每个小区面积4.2 m×10.0 m，各处理3次重复，随机区组排列。全生育期各处理其他肥料用量相同，纯N 315.0 kg/hm2、P2O5199.5 kg/hm2、K2O 48.0 kg/hm2。水分管理等相关的栽培措施按照高产栽培要求实施，严格控制病虫草害。

1.3测定项目与方法

1.3.1株高的测定

于3叶期，每个小区选取具有代表性连续的10丛稻株挂牌做好标记，每14 d观测1次水稻植株株高和分蘖数的变化。

1.3.2叶绿素的测定

于3叶期开始，用SPAD-502叶绿素仪，每14 d测定1次叶片SPAD值，每个小区选取连续10株，每次测定选取顶叶的中部进行测定，取平均值作为该叶片SPAD值。

1.3.3外径、壁厚、秆长以及抗折力大小的测定

表1　不同处理膜下滴灌水稻不同时期株高（cm）

表2　不同处理膜下滴灌水稻分蘖动态（个/株）

1.3.3.1外径与壁厚外径与壁厚用游标卡尺测量，测量外径时，先分别测量节间两端截面的最大外径和最小外径，再计算这4个数值的平均数即为节间外径；壁厚测量时，分别在节间的两端截面各取2个对称的位置测量壁厚，再计算出这4个数值的平均数即为节间壁厚。

1.3.3.2秆长秆长是测量从土壤表面至水稻茎秆最高点的距离。

1.3.3.3抗折力大小研究结果表明，秆型指数越大，植株抗倒伏的能力也就越强，所以只要测定水稻茎秆的秆型指数即可，秆型指数=茎秆外径（mm）/秆长（cm）×100［5］。

1.3.4水稻群体冠层光合有效辐射吸收量（APAR）和吸收系数（FAPAR）

于水稻分蘖期至成熟期，每隔10 d，在晴天的11∶00左右，用英国Delta公司生产的SunScan冠层分析仪测定冠层PAR传输特征。将探头置于距冠层顶部30cm处，垂直向上测量冠层顶部入射PAR，垂直向下测量冠层反射PAR，再将探头置于冠层底部，垂直向上测量底部入射PAR和底部反射PAR。APAR和FAPAR的计算方法为：设W为水稻冠层对入射PAR的反射率，V为地膜对透过水稻冠层PAR的反射率，e为水稻冠层对PAR的透射系数。这些系数可分别由下式求得：W=R/S；V=U/T；e=T/S。

式中，R为水稻冠层对入射PAR的反射，S为水稻冠层上方的入射PAR，U为地膜对透过冠层PAR的反射，T为透过水稻冠层到达地膜的PAR，它们的单位均为μmol/（m2·s）。因此，冠层吸收的光合有效辐射APAR=S-T-R+U,光合有效辐射吸收系数FAPAR=1-e-W+e·V［6］。

1.3.5测产与考种

于收获前每小区选取有代表性的长势一致的水稻植株连续10丛，测定每穗粒数、结实率及千粒重。

1.4数据分析

采用EXCEL 2003和SPSS Statistics 17.0软件进行数据整理和统计分析。

2　结果与分析

2.1不同处理对膜下滴灌水稻株高的影响

不同处理膜下滴灌水稻的株高都呈增长趋势，且到一定高度不再变化。由表1可以看出，Si-90处理的水稻株高在前期明显高于其他处理，且差异显著，到后期与其他处理无显著差异。不同处理间前期和后期的差异没有一定规律性，这说明施用硅肥对膜下滴灌水稻前期株高影响较大，对后期的影响不显著。

2.2不同处理对膜下滴灌水稻每株分蘖的影响

由表2看出，膜下滴灌水稻分蘖数都呈先增长后降低的趋势，在6月17日达到最大，之后无效分蘖陆续死亡，分蘖数变少。Si-90处理和Si-135处理的分蘖在不同时期基本都高于其他处理，差异显著。这说明Si-90处理和Si-135处理有利于水稻分蘖早发快发并可减少无效分蘖。

2.3不同处理对膜下滴灌水稻叶片SPAD值的影响

由表3可以看出，施硅处理膜下滴灌水稻叶片SPAD值与Si-0处理相比，都有不同程度的提高，且都在6月18日达到最大，水稻施用硅肥在生育后期能大幅提高叶片SPAD值，其中，Si-135处理在各时期与Si-0处理相比差异均显著；就不同生育期而言，Si-90和Si-135处理能明显提高始穗后水稻叶片SPAD值，这有利于水稻生长后期维持较高的同化能力，利于灌浆和有机物的积累。

表3　不同处理膜下滴灌水稻叶片SPAD值

表4　不同处理膜下滴灌水稻秆型指数和壁厚

表5　不同处理膜下滴灌水稻群体冠层FAPAR

图1　不同处理膜下滴灌水稻群体冠层APAR

2.4不同处理对膜下滴灌水稻秆型指数和壁厚的影响

研究结果表明，秆型指数越大，植株抗倒伏的能力越强。由表4可以看出，Si-135处理的秆型指数最大，但与Si-90、Si-180处理相比差异不显著，Si-0处理最低。

2.5不同处理膜下滴灌水稻群体冠层APAR和FAPAR的比较

从图1可以看出，不同处理膜下滴灌水稻冠层吸收的光合有效辐射在7月2日或7月16日达到最大，随后降低。水稻冠层PAR吸收量随生育时期推进呈单峰状变化。在生育前期，水稻群体LAI较小，冠层对PAR的反射使冠层反射率较高，这与前人研究结论类似［7］，所以水稻冠层吸收的PAR较低，随着LAI的增大，水稻叶片对入射PAR的反射率降低，冠层底部入射的PAR减小，水稻冠层吸收的PAR增大。抽穗后，受稻穗变黄叶倾角减小、叶片衰老变黄等因素影响，冠层反射率迅速增加，因此，在水稻生育后期，冠层吸收的PAR降低。由图1可以看出，Si-180处理峰值较其他处理大，但随后变低；Si-90处理和Si-135处理全生育期较其他处理有较高的PAR吸收量，且Si-90处理后期降低较缓慢，有利于水稻抽穗后更好的利用光能进行有机物生产。

由表5可以看出，不同处理冠层光合有效辐射吸收系数也是由低升高，之后平缓。Si-45、Si-90、Si-135处理的水稻冠层FAPAR总体上较Si-0处理高，Si-180处理在施硅处理中最低，说明施硅量不是越大越好。

2.6不同处理对膜下滴灌水稻产量及构成因素的影响

从表6可以看出，Si-135处理的产量最高，但与Si-90处理差异不显著，这2个处理较Si-0处理分别增产10.2%和7.6%，Si-180处理产量最低；Si-45、Si-90、Si-180处理的穗长显著大于Si-0处理；各施硅处理的主茎结实率和主茎实粒数都显著高于Si-0处理，分蘖实粒数和结实率也大多高于Si-0处理；不同处理对有效穗数和千粒重影响不大。

表6　不同处理膜下滴灌水稻产量及构成因素

3　小结与讨论

本试验结果表明，不同的硅肥施用量对膜下滴灌水稻分蘖有一定的影响，Si-90处理和Si-135处理有利于水稻分蘖早发快发并可减少无效分蘖，这与何流李等［8］的研究结果一致；施硅可以提高水稻生育后期叶片叶绿素含量，Si-90处理和Si-135处理提高明显，这有利于延缓叶片的衰老，增加功能叶光合作用，从而提高光合产物的同化能力，利于光合产物直接运往穗部，促进穗部干物质积累，从而利于籽粒灌浆成熟和产量的形成，这与邓接楼等［3］的研究结果一致；施用硅肥还可以增加水稻秆型指数，增强植株抗倒伏能力，Si-135处理的秆型指数最大。

光合有效辐射（PAR）是指能被绿色植物用来进行光合作用的那部分太阳辐射，冠层内PAR的分布受作物的种类、品种、种植模式、行间距等因素的影响。作物冠层内的受光能力和冠层内部光的分布特征直接决定了作物的产量。所以研究作物冠层PAR的分布特征具有重要意义［6］。在本试验中，Si-90处理的水稻后期冠层有效辐射吸收量降低较缓慢，有利于水稻抽穗后更好的利用光能进行有机物生产。分析表明，硅肥主要是通过影响穗长、实粒数和结实率而促进产量提高的。本试验中，Si-135处理的水稻产量最高，但与Si-90处理差异不显著。所以，综合以上各因素，Si-135处理和Si-90处理均有利于膜下滴灌水稻的生长，但从经济角度考虑，“冲动海藻液硅”施用量以90 kg/hm2较为适宜。

［1］商全玉，张文忠，韩亚东，等.硅肥对北方粳稻产量和品质的影响［J］.中国水稻科学，2009，23（6）：661-664.

［2］吴季荣，龚俊义.水稻硅营养的研究进展［J］.中国稻米，2010，16（3）：5-8.

［3］邓接楼，王艾平，何长水，等.硅肥对水稻生长发育及产量品质的影响［J］.广东农业科学，2011（12）：58-61.

［4］许佳莹，朱练峰，禹盛苗，等.硅肥对水稻产量及生理特性影响的研究进展［J］.中国稻米，2012，18（6）：18-22.

［5］邓接楼，付国良，晏燕花.硅肥对水稻茎秆SiO2含量与抗折力的影响［J］.安徽农业科学，2011，39（5）：2 696-2 698.

［6］张涛，殷虹，辛明月.水稻冠层光合有效辐射的分布特征及其与叶面积指数的关系［J］.中国农业气象，2010，31（2）：251-254.

［7］朱相成，汤亮，张文宇，等.不同品种和栽培条件下水稻冠层光合有效辐射传输特征［J］.中国农业科学，2012，45（1）：34-43.

［8］何流李，朱欢胜，欧国壮，等.施用硅肥对水稻生长及产量的影响［J］.广东农业科学，2011（20）：50-51.

Effect of Sillicon Fertilizer on Growth and Yield of Rice under Drip Irrigation with Film Mulch

WANG Shengyi1,2,CHEN Lin1,2*,LI Li1,2,ZHU Jiangyan1,2,YIN Yongan1,2*,DING Zhiqiang3
（1Xinjiang Tianye Group Co.Ltd.,Shihezi,Xinjiang 832000,China；2Xinjiang Tianye Agricultural High-tech Co.Ltd.,Shihezi,Xinjiang 832000, China；3Beijing New Seedlings&Harvestings Co.Ltd.,Beijing 100012,China；1st author：917567161@qq.com；*Corresponding author：cl1030@sohu. com；270457471@qq.com）

In order to determine the suitable dosage of silicon fertilizer for rice drip irrigation with film mulch,by the T-43 as material,the effects of different dosage of silicon fertilizer on rice growth and yield were studied.The results showed that applying silicon fertilizer is beneficial to early tillering,reduce the ineffective tillers,and increase chlorophyll content in the later stage of rice compared with the control.Applying silicon fertilizer can increase rice stem type index,enhance the resistance to lodging,the rice stem type index is largest when the dosage of silicon fertilizer is 135 kg/hm2.APAR of 90 kg/hm2silicon fertilizer is relatively slow in the later stage of rice,it is better to use light energy for organic matter production after heading.Silicon fertilizer is mainly by influencing the spike length,grain number and seed setting rate to promote the the yield,the largest yield is under 135 kg/hm2treatment,there is no significant difference with the application of 90 kg/hm2.Above all,these two treatment are conducive to rice growth under drip irrigation with film mulch,but 90 kg/hm2silicon fertilizer is more appropriate from an economic point of view.

sillicon fertilizer；rice；drip irrigation with film mulch；yield

S511.062

A

1006-8082（2016）05-0085-04

2016-06-01

新疆生产建设兵团科技领军人才项目；新疆兵团科技特派员创新创业计划项目（2015CA010）；新疆第八师石河子市科技基础条件平台建设计划