单硅酸螯合硅肥叶面喷施对江苏水稻产量和品质的影响

荆培培，陈 震，吴桂成，王子臣

（1.江苏省农业技术推广总站，江苏南京 210029；2.江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，江苏南京 210014；3.农业农村部盐碱土改良与利用（滨海盐碱地）重点实验室，江苏南京 210014；4.国家农业科学农业环境六合观测实验站，江苏南京 210014）

0 引言

水稻作为江苏的主要口粮作物，常年播种面积 220万 hm2。近年来，受高温干旱、低温暴雨等极端灾害天气影响，水稻生产面临减产风险挑战。研究水稻抗干旱、抗倒伏、抗病虫害等综合防治措施对水稻丰产保供意义重大。据文献报道，硅是水稻生长过程中继氮、磷、钾之后，第4种必需的植物营养元素，存在于植株表皮细胞和细胞壁中，水稻茎叶中的硅（SiO2）含量占10%～20%。硅对水稻的生长发育起着重要作用，可以通过调节水稻植株体内的盐离子平衡，提高抗氧化酶活性，增强水稻抗干旱、抗倒伏、抗病虫害及抗重金属胁迫能力，还可以提高水稻群体质量和产量，改善水稻品质。随江苏水稻产量的连年提升，水稻从集约化高产田土壤中吸收带走的硅越来越多，土壤有效硅供给出现亏缺，将硅肥作为功能调节性肥料与氮、磷、钾等大量元素肥料配合施用是有效保障水稻稳产丰收的综合措施之一，筛选适宜江苏水稻生产的硅肥产品并形成相应的丰产栽培技术尤为迫切。

江苏硅肥的研究始于20世纪70年代，随即在水稻生产中得到推广应用，并拓展到玉米、油菜、瓜果、蔬菜、茶叶等植物。硅肥的种类涉及固态颗粒硅肥、水溶性硅肥、粉剂硅肥及叶面硅肥，不同类型硅肥、不同施用方式以及不同施用时期对水稻的作用效果存在差异。单硅酸螯合硅肥是一种新型叶面硅肥制剂，由单硅酸、黄腐酸、壳聚糖与钾、氮等多种中微量元素螯合制成。相较于传统的二氧化硅、硅酸钠等硅肥产品，单硅酸螯合硅肥具有可与农药混合叶面喷施、可被作物直接吸收的优势。目前，围绕单硅酸螯合硅肥用于水稻叶面喷施的增产抗逆功效鲜有报道。本文拟通过田间大区试验，在江苏不同稻区选择典型水稻品种叶面喷施，分析叶面喷施单硅酸螯合硅肥后不同水稻产量、产量构成及品质的变化，旨在明确单硅酸螯合硅肥的施用效果，为大面积推广应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点及供试材料

试验于2022年6月至12月在江苏省昆山市、句容市、金湖县、宝应县、泗洪县、泗阳县、宿豫区、沭阳县、灌南县、新沂市等地进行。试验涉及水稻品种：南粳46、南粳5718、南粳9308、宁香粳9号、徽两优985、荃两优1606、晶两优1468、华浙优210。试验用单硅酸螯合硅肥由无锡信佳宜生物科技有限公司提供，产品登记证号为农肥〔2022〕准字18267号，执行标准为NY/T3829-2021，主要成分为Si≥100 g/L，K2O≥130 g/L，pH为9.0～11.0，Na≤30 g/L。

1.2 试验设计与田间管理

采用田间大区试验，在水稻常规种植技术的基础上，共设置3个处理：处理1，叶面喷施单硅酸螯合硅肥3 kg/hm2，在水稻拔节期一次性施用，记作MSi1；处理2，叶面喷施单硅酸螯合硅肥5.25 kg/hm2，分2次施用，其中水稻拔节期施用3 kg/hm2，水稻齐穗期施用 2.25 kg/hm2，记作MSi2；处理3，常规种植对照，水稻生长过程中不喷施单硅酸螯合硅肥，记作NMSi。每个处理面积666.7 m2，不设大田重复。试验水稻的栽插密度、肥料运筹、水浆管理、病虫草防控等均参照当地农户常规种植技术。单硅酸螯合硅肥叶面施用情况见表1。

表1 2022年江苏不同区县单硅酸螯合硅肥叶面施用情况

1.3 测定指标与方法

在水稻收获期，测定水稻产量、产量构成因素（有效穗数、每穗总粒数、饱粒数、千粒重），测定稻米品质（出糙率、精米率、整精米率、蛋白质含量、直链淀粉含量、垩白粒率、垩白度、食味值）。

测定方法：采用对角线法在大田内选取3点，用卷尺测量21行的行距和21株的株距，计算每平方米株数；选取连续20株，数每株穗数，推算每公顷有效穗数。每个处理选取接近平均数的株调查每穗粒数、结实率，千粒重为烘干重。稻米碾磨品质、理化品质、外观品质及食味品质的测定参照中华人民共和国国家标准《GB/T 17891-2017 优质稻谷》及魏晓东等人[1]的方法进行。

1.4 数据分析与统计

试验数据的处理、作图选用Office Excel（2016）软件，表中数据为平均值。试验数据的方差分析和多重比较（α=0.05）采用IBM SPSS Statistics（22）软件单因素（one-way ANOVA）和Duncan法。

2 结果与分析

2.1 对水稻产量的影响

叶面喷施单硅酸螯合硅肥能够实现江苏水稻增产（见表2）。与不喷施单硅酸螯合硅肥的常规种植对照（NMSi）相比，叶面喷施单硅酸螯合硅肥 3 kg/hm2（MSi1）处理，水稻增产2.42%～20.63%，平均增产8.14%；叶面喷施单硅酸螯合硅肥5.25 kg/hm2（MSi2）处理，水稻增产6.29%～26.89%，平均增产12.29%。在MSi1和MSi2处理中，南粳46的增产幅度最大，高达26.89%，这可能与其对照NMSi处理的产量（8 011.20 kg/hm2）偏低有关；在MSi1处理中，南粳5718增产幅度最低，但仍可达到2.42%；在MSi2处理中，宁香粳9号增产幅度最低，为6.29%。

表2 水稻产量的变化

2.2 对水稻产量构成的影响

2.2.1水稻单位面积有效穗数的响应变化。表3是水稻单位面积有效穗数对叶面喷施单硅酸螯合硅肥的响应。由表3可知，与NMSi处理相比，MSi1处理，单位面积有效穗数增加幅度-2.76%～4.30%，平均增幅0.73%；MSi2处理，单位面积有效穗数增加幅度-0.92%～9.73%，平均增幅3.95%。在MSi1处理中，南粳46单位面积有效穗数增幅最高，达4.30%；南粳5718表现为有效穗数降低，降低幅度为2.76%。在MSi2处理中，南粳9308单位面积有效穗数增幅最高，达9.79%；荃两优1606表现为有效穗数降低，降低幅度为0.92%。

表3 水稻有效穗数的变化

2.2.2水稻结实率的响应变化。叶面喷施单硅酸螯合硅肥后，水稻结实率的变化见表4。与NMSi处理相比，MSi1处理，水稻结实率增加幅度-0.85%-3.44%，平均增幅1.26%；MSi2处理，水稻结实率增加幅度0.80%-8.21%，平均增幅3.40%。在MSi1处理中，宁香粳9号结实率增幅最高，达3.44%；南粳5718表现为结实率降低，降低幅度为0.85%。在MSi2处理中，荃两优1606结实率增幅最高，达8.21%；徽两优985结实率增幅最低，仅为0.80%。

表4 水稻结实率的变化

2.2.3水稻千粒重的响应变化。表5是江苏不同品种水稻千粒重对叶面喷施单硅酸螯合硅肥的响应情况。与NMSi处理相比，MSi1处理，水稻千粒重增加幅度0.18%～3.03%，平均增幅1.24%；MSi2处理，水稻千粒重增加幅度-0.66%～6.21%，平均增幅2.14%。在MSi1和MSi2处理中，南粳46千粒重增幅均表现为最高，分别达3.03%和6.21%；在MSi1处理中，南粳5718千粒重增幅最低，仅为0.18%，而在MSi2处理中，徽两优985千粒重降低了0.66%。

表5 水稻千粒重的变化

2.3 对稻米品质的影响

叶面喷施单硅酸螯合硅肥后，稻米加工品质、外观品质及食味品质得到提升（见图1）。与NMSi处理比较，MSi2处理显著提升南粳46、南粳5718和宁香粳9号稻谷出糙率（P＜0.05），提升幅度分别为1.24%、1.63%、3.12%；垩白粒率分别降低了73.69%、38.29%、43.24%，在0.05水平下差异显著；并显著降低了稻米垩白度，降低幅度分别达74.80%、44.29%、52.59%。同时，MSi2处理还提高南粳46和宁香粳9号的精米率和食味值，其中，精米率分别提高0.81%、5.79%，食味值分别提高4.06%、6.55%，差异均达显著水平（P＜0.05）。MSi1处理的提质效果略低于MSi2处理，宁香粳9号食味值差异显著，其它指标间差异均未达显著水平。

图1 南粳46、南粳5718和宁香粳9号稻米品质的变化

3 讨论

本试验充分考虑了单硅酸螯合硅肥的抗逆效果检验，在不同区县选点时，均选用上年度水稻倒伏比较严重的田块。试验结束时，所有田块均未出现水稻倒伏现象。此外，试验年度内出现高温干旱极端气候，但喷施单硅酸螯合硅肥的处理均增加单位面积产量，并适度提升了稻米品质。硅肥的种类、施用方式、施用时期等不同，施用后对水稻的抗逆性及产量提升效果存在差异。基施颗粒硅肥有利于提高水稻叶片光合作用和叶绿素含量，促进有机物积累，还能够促进水稻根系及植株生长，增加水稻茎秆的机械强度，使茎秆粗壮挺直，提升植株的综合抗倒伏能力[2]。施用高效水溶性硅肥，可促进“甬优15”水稻早熟，降低水稻纹枯病的发病率，显著提高水稻产量[3]。孕穗期叶面喷施粉剂硅肥可减缓水稻功能叶片的衰亡速率，显著增加产量并改善品质，还可提高稻-虾共作模式的水稻抗倒伏能力，实现稳产增收[4]。也有研究表明，从综合效益考量，水稻拔节期叶面喷施一次硅肥增产效果较理想[5]。本试验的单硅酸螯合硅肥采用叶面追施方式，与传统基施硅肥相比，不受种植季节的影响，施用方便、快捷，在提升农作物应对突发极端气候灾害胁迫能力方面更具优势。

4 结论

本文所选用的单硅酸螯合硅肥，经叶面喷施后，能够促进江苏水稻增产2.42%～26.89%，增产原因为单位面积有效穗数、结实率、千粒重增加。“拔节期喷施3 kg/hm2”处理，提升江苏水稻亩产8.14%；“拔节期喷施3 kg/hm2+齐穗期喷施2.25 kg/hm2”处理，实现江苏水稻亩产平均增加12.29%。稻米出糙率、垩白粒率、垩白度及食味值得到提升。单硅酸螯合硅肥作为功能调节性肥料与氮、磷、钾等大量元素肥料配合施用，对保障江苏水稻稳产丰收有重要作用，可大面积推广应用。