硅钙钾镁土壤调理剂对五常水稻长势及产量的影响

解 秋，吴锡林，李小燕，雷云路，刘薇薇，王贺东，张舒予

（天津水泥工业设计研究院有限公司，天津市中微量元素肥研制与应用企业重点实验室，天津 300400）

我国水稻生产习惯性偏施氮肥、大肥，易引起贪青、晚熟、倒伏、减产等一系列问题［1，2］，同时也会导致土壤中的中微量元素缺乏， 耕地土壤质量下降，严重影响作物产量品质［3，4］。 五常市作为黑龙江省较为有名的农业大市，水稻、玉米、黄豆等农作物一直以来都是五常市种植的主要农作物，其盛产的五常大米更是远近闻名。Si、Ca、Mg 等中量元素在水稻的生长过程中发挥着必不可少的作用。土壤施用硅肥后硅元素参与农作物的生长，可提高农作物的产量和抗逆性[5]，同时通过提高稻叶直立度增强了水稻抗倒伏能力[6]。 施硅能使茎叶表面硅质化，增加水稻茎粗和机械强度，提高水稻抗倒伏能力[7]。 钙作为维持作物正常生长发育的必需营养元素，超过10 余种生理病害或生理障碍都与钙有关， 可见钙对水稻的生产起着重要作用[8]。 目前，关于调理剂类肥料改良土壤、治理农田生态环境污染的研究较多［9，10］，而对于作物生长产量方面的研究较少。因此，本试验以五常稻花香水稻为研究对象， 探究硅钙钾镁土壤调理剂对其长势及产量的影响。

我公司在五常地区特选取3 处示范点开展新型肥料硅钙钾镁土壤调理剂试验， 旨在完善当地

施

肥方案同时改善土壤质量， 提高五常地区稻花香水稻施肥体系的科学性、适用性和有效性，以期为当地配方施肥提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2018 年4月份在黑龙江省五常市进行，其中分别选取五常镇，小山子镇和安家镇三个试验点开展。 试验中的肥料主要包括种植前基肥和后期水稻返青肥、穗肥，基肥有复合肥（20-14-10）和硅钙钾镁土壤调理剂。硅钙钾镁土壤调理剂选自中材鼎原生态肥业有限公司的沃福丰产品（农肥2018 准字13188 号）， 养分含量为SiO2≥27%、CaO≥25%、K2O≥4.5%、MgO≥4.0%。土壤基础理化性质，pH＝6.5， 有机质29.12g/kg， 全氮2.12g/kg， 速效磷13.21 mg／kg， 速效钾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。 水稻品种为当地水稻种子稻花香2 号。

1.2 试验过程

试验于2018 年4月25日进行各示范点基肥的施用，之后整地翻地移栽水稻秧苗。调理剂按示范点田块大小施入，小山子镇、五常镇和安家镇调理剂施用量分别为952.5 kg／hm2、795 kg／hm2和705 kg／hm2。生育期约150 d 左右，三个示范点的水稻收获测产工作在2018 年9月中旬进行。

1.3 试验处理

对照组：按当地农户习惯施肥为准，即基肥施用复合肥，追肥施用尿素，记为CK；试验组：在对照组施肥的基础上， 基肥添加硅钙钾镁土壤调理剂，记为CF。 具体施肥量见表1。

表1 施肥情况记录

1.4 测定项目与方法

水稻农艺性状：（1）株高：从水稻基部到水稻最高穗顶部的长度；（2）地上部生物量：将单穴水稻地上部完全收割后洗净擦干总体称重， 计为单穴生物量；（3）SPAD：便携式叶绿素测定仪，取穗下第一叶， 叶片中部位置测定；（4） 叶面积＝叶片长×宽×0.85；（5）倒伏面积：分块求和法。

水稻理论产量计算： 采取面积法与行株距法相结合的方法。即取单位面积（1 m2）稻田，按该面积内所有穴数（约15～20 穴）在试验田内按S 形路线随机取样，即为单位面积收获的水稻。首先计数各处理收割的水稻样品的有效穗数， 之后进行脱穗、自然风干，以水分含量低于15%为标准，水分测定用PM8188 谷物水分测定仪测定，最后称重，由此折算产量。 计算理论产量的同时对水稻农艺性状以及各产量构成要素数据收集分析。

2 结果与分析

2.1 施用调理剂对水稻农艺性状的影响

各示范点不同处理水稻的农艺性状对比见表2。株高CF 处理较CK 有所下降，各示范点分别降低6.76%、15.57%和2.37%，其中五常镇水稻株高降低效果显著。 五常镇的水稻叶面积CK 处理显著高于CF 15.33%。水稻的倒伏面积比较中，五常镇CF 处理倒伏最少，和CK 处理的面积差在70%～75%，其他两处示范点无差异。水稻地上部生物量与叶绿素含量无显著差异。

表2 水稻农艺性状对比

2.2 施用调理剂对水稻产量及其构成要素的影响

由表3可知， 各示范点CF 处理的产量显著高于CK，且差异显著。 分析表4 中各产量构成要素， 各示范点水稻穗长CF 处理比CK 增加了5.99%、9.52%和3.31%，五常镇差异显著。 单穗实粒重有所提高， 其中五常镇和迟家大院分别增加21.95%和13.41%，差异显著。 迟家大院CF 处理的千粒重显著高于CK 6.64%，水稻的有效穗数、成穗率和结实率差异不明显。

表3 各示范点产量数据对比

2.3 施用调理剂对水稻经济效益的影响

水稻经济效益及产投比的计算见表5。 由表可知，施用调理剂后每公顷增加成本约2 000 元，各示范点增收分别在10.82%、14.19%和12.83%。产投比在1.5～2.7 之间， 且投入量在800 kg／hm2时经济效益最高。

表4 各示范点产量构成要素对比

表5 水稻经济效益及产投比计算对比

3 讨论

研究结果表明， 在水稻基肥施用硅钙钾镁土壤调理剂可改善水稻长势，提高水稻抗倒伏能力。硅钙钾镁土壤调理剂为土壤补充营养元素Si、Ca、K 和Mg， 在不同程度上促进了水稻的生长发育，提升水稻产量。 蒲熙等[12]研究发现矿质元素硅、钙对水稻抗逆性有着不可或缺的作用。施用调理剂能够提高水稻产量主要是对其倒伏时期的改变，水稻灌浆完成后倒伏对产量影响较小，但在灌浆期之前倒伏将会对产量造成严重影响［13，14］，同时倒伏后收获成本也会大幅增加。因此，能够提前水稻灌浆成熟是对产量的基本保证。 有研究表明硅钾肥配施可缩短水稻基部节间长12.44%～20.80%并提高基部节间木质素含量14.55%[15]，水稻基部抗折力强。 施用硅钙钾镁土壤调理剂可为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种因素影响， 主要有株高、重心高度、基部节间长度和基部充实度等形态性状[20]和弯曲力矩、抗折力等力学性状[21]，以及栽培的肥水条件[22]、品种类型。而本研究通过考察硅钙钾镁土壤调理剂对水稻倒伏的影响， 可以得出硅钙钾镁几种养分组合能有效增强水稻品种的抗倒伏性。 当然，其组合优越性尚有待进一步研究，这也是我们下一步讨论的课题。

研究结果还显示，与常规施肥相比，施用硅钙钾镁土壤调理剂后的水稻收获期时产量显著提高，且各产量构成要素比常规施肥有所增加。在水稻种植期间， 新型肥料的应用与传统肥料相比有明显的应用价值［16，17］。 土壤有效硅是衡量土壤供硅能力的重要指标。长期种植水稻，每年要从土壤中带走大量有效硅，丁能飞等[18]研究表明施用氮肥的同时， 配施少量硅肥可明显增加穗实粒数7.16%， 提高土壤有效硅含量14.29%～26.51%，水稻产量增加15.7%。 宁东峰等[19]通过施用钢渣硅钙肥调节稻田水溶性硅和有效硅含量后， 发现钢渣硅钙肥较常规施肥可提高水稻干物质量11.90%～17.00%， 籽 粒 干 物 质 量 提 高9.52%～20.60%。 硅钙钾镁土壤调理剂可提高水稻的产量与后期平衡施肥，这与补充硅钙元素密不可分。

研究收益只计算了水稻的产值和肥料投入，种植作物的其他费用未计算在内。 本试验中各示范点产投比随肥料投入量增加呈现先增后降的趋势，最优施肥量在800 kg／hm2左右。 硅钙钾镁土壤调理剂与复合肥做基肥混施，人工成本投入低，节约劳动力成本、简化农业操作环节，也提高了农民收入，可推广应用。

4 结论

综上所述，施用硅钙钾镁土壤调理剂后，水稻株高降低2.37%～15.57%， 生物量提高2.25%～5.98%，倒伏情况有所改善，同时可提高产量，平均增产10%，增加种植户经济收益，调理剂施用量在800 kg／hm2时，产投比可达2.5 左右。 硅钙钾镁土壤调理剂在五常地区稻花香品种水稻应用的总体效果良好，可作为一种基施常用肥。