任 海，付立东，王 宇，吕小红，李 旭，隋 鑫，杜 萌，马 畅

（辽宁省盐碱地利用研究所，辽宁 盘锦 124010）

水稻是人类重要的粮食作物［1］，是典型的喜硅作物，水稻施硅可以使水稻增强自身的抗虫、抗倒、抗旱性能，可以限制重金属导致的影响［2］。近年来，人们使用的氮肥愈来愈多，秸秆还田量愈来愈少，加速了土壤中硅元素的流失［3］。20世纪20年代中期，Sommer经过研究后得知，硅可以促进水稻的生长和发育［4］。日本自20世纪50年代开始不断研究硅肥对水稻的影响，通过试验证实，硅肥可以显著增加水稻产量，并确定了硅对水稻生长发育的作用，把硅视之为水稻四元素（氮磷钾硅）中的重要元素［5］。在基本苗配置方面，丁颖［6］提出了合理和密集的种植观点，随后详细系统调查了水稻的种群结构。80年代，蒋彭炎等［7］提出，高产栽培方式应该“稀释”基本苗，肥料应该“低”。在提出“基本苗计算公式”后，凌启鸿［8］提出了“扩行、控苗”的方法，以达到优质群的质量。本研究希望通过验证两种硅肥在盐碱稻区的施用效果，探索硅肥与基本苗配置的施用技术，开展硅肥与基本苗配置对水稻生长发育、产量及品质的影响试验，以提高水稻肥料的使用效率，进而增加水稻产量，增强我国粮食安全，并为今后的生产提供指导依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2017年在辽宁省盐碱地利用研究所试验基地进行，供试土壤类型为滨海盐渍型水稻土，其耕层土壤（0～15 cm）含有机质25.72 g/kg、全氮 1.13 g/kg、 碱 解 氮 109.74 mg/kg、 有 效 磷 10.50 mg/kg、 速 效钾 157.83 mg/kg、 全盐 2.24 g/kg，pH值7.51。

1.2 供试品种

选择盐丰47为供试品种，全生育期为156～160 d，15.5～16.0片叶，5个伸长节间。

1.3 供试肥料

水稻缓释复混肥（N 28%、P2O518%、K2O 8%）；尿素（N 46%）；硅钙肥：SiO2≥15%～20%，CaO≥25%，水分≤10%，pH值8.0～10.0；液态硅：Si≥120 g/L，K2O ≥ 120 g/L，pH 值 9.5 ～ 11.0。

1.4 试验设计

试验设施肥量（7个）和移栽基本苗（64.5、84万株/hm2）两因素，共14个处理，各处理按常规生产施入氮肥 270 kg/hm2、磷肥 105 kg/hm2、钾肥90 kg/hm2。氮肥分为基肥50%～65%、蘖肥（一、二次蘖肥比例6∶4）25%～35%、穗肥10% ～ 15%。小区长 9.4 m、宽 7 m，面积 65.8 m2，3次重复，完全随机排列，于4月12日播种，5月下旬移栽，病虫草害防治与大田管理一致。各处理硅肥施入量见表1。

表1 硅肥施入量

1.5 调查项目

秧苗素质：移栽之前在不同的处理区通过随机的方式对秧苗株高、叶龄、鲜重、干重和茎基部宽等水稻植株性状进行调查。

茎蘖动态：在每一小区固定种植10穴，在分蘖开始，6～7 d进行一次茎蘖数调查，通过普查方式调查N-n期（有效分蘖临界期）、拔节期、齐穗期、成熟期。

叶绿素：通过SPAD-520叶绿素仪，分别于N-n期、拔节期、齐穗期、乳熟期、腊熟期、黄熟期进行测定。

干物重、收获指数：在每个小区取出1到2穴较典型的齐穗期、成熟期植株（对10穴进行调查之后选择其中1到2穴），对群体干物重进行测试和确定，进入成熟期后，对谷粒以及茎秆干物重进行测试和确定。收获指数，即成熟期的籽粒干重和籽粒、茎秆干重（具体包含水稻植株地上部分的穗轴、茎叶和叶鞘）的商。

病害调查：调查各处理的出穗期、成熟期。在成熟期时，对稻瘟病、纹枯病带来的危害状况进行调查。

计算方法：

植株发病率=（染病指数/调查总株数）×100%

植株病情指数=∑（各级病株数×相应级数）/调查总株数×最高级别值×100%

抗倒伏：收获期在小区取5穴，每穴选择2个具有代表性的茎，以濑古秀生［9］的方法为指导，算出不同品种的不同节间的折抗力、弯曲力矩以及倒伏指数，参考Seko［10］和马均等［11］的方法测定茎秆抗折力。

倒伏指数=弯曲力矩（cm·g）/抗折力（g）×100

水稻外观品质：依据GB1354粳稻标准用仪器JMWT12进行测试，选取10～15 g精米，置于扫描仪底板，用嵌入板使精米粒均匀分布，然后选择大米测定选项进行外观品质的扫描与测定。

水稻蒸煮品质：首先对盛放稻米的铝罐进行称重，选择重量差异不大的30 g铝罐进行试验。稻米准备：加水冲洗30 s，水浸没稻米计时30 min，加水至米重1.33倍，记下总重。稳压器设置110 V。每蒸煮一批样品设置一个对照。蒸煮时间设置30 min，完毕关机持续 10 min，室温放置 2 h 进行测样。试验前应进行黑白板校正，样品称取8 g，压实后上机测试。

产量组成及实际产量：在成熟期时，每个小区选取5穴具有一定代表性的植株（对10穴进行调查后选择其中5穴），实施室内考种，对每穴平均株数、高度以及穗长、穗粒数、千粒重、结实率进行调查。去边行及调查采样行后收获脱谷记实产。

2 结果与分析

2.1 不同硅肥施入量对水稻茎蘖的影响

表2显示，拔节期、齐穗期各处理与对照差异显著。N-n期、拔节期、齐穗期的单位面积茎蘖数及成熟期收获穗数随着硅肥的施入量而有所变化，在基本苗64.5万株/hm2条件下，C6处理（450 mL/hm2喷施）成熟期收获的水稻总穗数361.5万株/hm2，比基施条件下C3处理（1 800 kg/hm2基施）349.5 万株/hm2增加3.4%。C6、C3处理分别比CK增加了3.9%、0.4%。在基本苗84万株 /hm2条 件 下C3-1（1 800 kg/hm2基 施 ）、C6-1（450 mL/hm2喷施）处理成熟期收获的水稻总穗数（349.5万株/hm2）比CK-1增加1.7%。基本苗84万株/hm2条件下，3次喷施硅肥的处理成熟期茎蘖数均高于基施硅肥，随着喷施硅肥的次数越多，茎蘖数越高。基本苗64.5万株/hm2条件下，喷施硅肥成熟期茎蘖数普遍高于基施硅肥的处理与对照。

表2 不同硅肥施入量对水稻茎蘖的影响

2.2 不同硅肥施入量对水稻叶面积指数的影响

以提升水稻群体结实期的光合积累量为目的，它的生理基础为叶面积指数（LAI）。根据叶面积指数调查结果（表3）表明：施硅处理的最大LAI和高效LAI均比对照高，这意味着硅肥可以显著促进水稻的生长发育。水稻群体功能叶片越多，可实施光合作用的功能叶片愈多，植株光合作用就愈强，光能利用率就愈高，这使得水稻增产有了更多的可能［8］。

表3 不同硅肥施入量对水稻叶面积指数的影响

2.3 不同硅肥施入量对水稻叶绿素的影响

在不同的生育期，水稻叶片的叶绿素含量也不同，随着水稻的生长，叶绿素含量会持续降低。由表4可知，在基本苗84万株/hm2条件下施入硅肥的各个处理，在各个时期的叶绿素含量均高于CK。N-n期、拔节期、齐穗期调查，经硅肥处理的倒二叶叶片的叶绿素平均含量分别较CK增加了12.5%、3.6%、5.2%、，经硅肥处理的倒三叶叶片及腊熟期剑叶叶片的叶绿素平均含量分别较CK增加了6.8%、4.6%、7.0%、33.1%。在基本苗64.5万株/hm2条件下施入硅肥的各个处理，在各个时期的叶绿素含量均高于CK。N-n期、拔节期、齐穗期调查，经硅肥处理的倒二叶叶片的叶绿素平均含量分别较CK增加了2.2%、5.3%、9.0%，经硅肥处理的倒三叶叶片及腊熟期剑叶叶片的叶绿素平均含量分别较CK增加了4.7%、6.9%、8.0%、37.5%。可知，对水稻施加硅肥能使叶绿素的含量得到显著提升，为积累更多光合产物奠定基础。

表4 不同硅肥施入量对水稻叶绿素的影响

2.4 不同硅肥施入量对水稻稻瘟病、纹枯病的影响

根据表5可知，病情指数数据显示，CK（基本苗84万株/hm2）的植株发病率为9.4%，比C1、C2、C3、C4、C5、C6处理分别增加了5.1、7.9、1.6、7.1、3.1、6.9个百分点。CK处理的发病指数为20.8%，对比C1、C2、C3、C4、C5、C6处理分别增加了17.6、19.7、15、18.5、16.9、18.9个百 分 点。CK-1（基本苗64.5万株/hm2）的植株发病率为11.5%，比C1-1、C2-1、C3-1、C4-1、C5-1、C6-1处理分别增加了4.9、9.5、2.6、7.1、4、4.8个百分点。CK-1处理的发病指数为12.1%，比C1-1、C2-1、C3-1、C4-1、C5-1、C6-1处 理 分 别 增 加 了7.6、10.1、7.5、10.3、7.9、6.5个百分点。除CK、CK-1，其余处理的发病指数均比较小，且比较接近，这意味着适度使用硅肥可以增强水稻抗病能力，抑制纹枯病和稻瘟病的侵染，从而降低水稻病害损失。

表5 不同硅肥施入量对水稻稻瘟病、纹枯病的影响

2.5 不同硅肥施入量对水稻干物质积累量的影响

根据表6可知，不同施肥量对水稻干物质积累量不同，其中在基本苗84万株/hm2中单位面积干物质积累以处理 C6（18 547.35 kg/hm2）最多，比 C1、C2、C3、C4、C5、CK分别高2.8%、2.1%、2.2%、11.0%、8.8%、1.6%。收获指数以C5处理最高，为0.603，比C1、C2、C3、C4、C6、CK分别高6.9%、8.8%、7.7%、1.9%、9.4%、13.6%。在基本苗64.5万株/hm2中单位面积干物质积累以处理 C5-1（19 511.40 kg/hm2）最多，比 C1-1、C2-1、C3-1、C4-1、C6-1、CK-1分别高11.3%、5.7%、13%、8.7%、0.6%、14.9%，收获指数以C1-1处理最高，为0.570，比C2-1、C3-1、C4-1、C5-1、C6-1、CK-1分别高6.3%、0.5%、0.7%、2.2%、4.4%、1.6%。

表6 不同硅肥施入量对水稻干物质积累量的影响

2.6 不同硅肥施入量对水稻茎秆倒伏指数及茎基宽的影响

2.6.1 不同硅肥施入量对水稻茎秆倒伏指数的影响

根据图1可知，水稻茎秆从基部向上各个节间茎基宽逐渐增大，无论是喷施还是基施硅肥均会促进茎秆的粗壮，增加茎秆抗性，从试验结果看，倒伏因素主要集中在倒3、倒4节间上，在基本苗 84万株 /hm2下，C2（硅钙肥 1 350 kg/hm2基施，每穴4～5本株）处理倒伏指数最小，C3（硅钙肥1 800 kg/hm2基施，每穴4 ～ 5本株）处理倒伏指数最大，C3与CK、C1、C2、C4、C5、C6处理在倒3、倒4节间上差异达到显著水平，C5、C6、CK处理之间差异不显著。说明随着基本苗、施硅量的增加，倒伏指数也随之增加，未必硅肥施用越多，抗倒伏性就越好，过量施用硅肥反而导致倒伏指数增加，在基本苗64万株/hm2下，C2-1（硅钙肥 1 350 kg/hm2基施，每穴 3 ～ 4本株）处理倒伏指数最小，C4-1（海藻液硅每次450 mL/hm2，于2.5叶期，稀释1 000倍喷施，每穴3～4本株）处理倒伏指数增大，C2-1与各处理所有节间达到显著水平，C5-1、C6-1、CK-1之间差异不显著，说明苗期植株对硅的吸收，没有拔节期、孕穗期喷施效果好。硅肥施用量与密度的合理配置对水稻茎秆基部伸长节茎粗达到显著水平，硅肥能够增加水稻茎秆粗度，降低水稻的倒伏指数。

2.6.2 不同硅肥施入量对水稻茎基宽的影响

由表7可知，各处理的株高，随着硅肥的施入量增加而减少。随着SiO2施入量的增加呈增加趋势。水稻茎基部向上各个节间茎基宽慢慢增加，在基本苗64.5万株/hm2条件下依次为CK-1＜C5-1＜C2-1＜C3-1＜4-1＜C1-1＜C6-1。在基本苗 84 万株 /hm2条件下依次为 CK＜C5＜C2＜C6＜C1＜C3＜C4。施加适量的硅肥可以达到显著提升水稻茎秆基部伸长节茎粗的作用。

图1 不同硅肥施入量对水稻茎秆倒伏指数的影响

表7 不同硅肥施入量对水稻茎基宽的影响 （cm）

2.7 不同硅肥施入量对稻米外观品质的影响

由表8可知，不同硅肥施肥量不同，稻米外观品质受硅肥的作用和影响极大。施用硅肥能够提高稻米透明度，增加稻米的粒长、粒宽，对长宽比影响较小，其中C5处理与对照达到显著水平。各处理精白度都显著低于对照。施用硅肥对稻米的垩白度、垩白粒率都有明显改善效果，不同硅肥处理均显著低于对照。不同处理随着基本苗的增加对稻米的垩白度、垩白粒率影响较大，从表8可以看出，随着基本苗数的增加稻米的垩白度、垩白粒率呈上升趋势，说明基本苗能够提高稻米的垩白度，从而使外观品质变差，不同硅肥对稻米精白度无明显影响。

2.8 不同硅肥施入量对稻米加工品质的影响

由表9可知，随着硅肥施入量的增加，糙米率、精米率、整精米率有先升后降的趋势。施用硅肥对糙米率、精米率、整精米率都有所提高，各处理与对照差异显著，随着基本苗数增加对直链淀粉含量表现出上升的趋势，对整精米率影响较大，蛋白质含量、糙米率、精米率均表现出下降趋势。

表8 不同硅肥施入量对稻米外观品质的影响

表9 不同硅肥施入量对稻米加工品质的影响 （%）

2.9 不同硅肥施入量对水稻产量的影响

由表10可知，CK和CK-1实际产量最低，分别为 9 697.5 和 9 528.0 kg/hm2，其中在基本苗 64.5万株/hm2和84万株/hm2中，喷施处理C5-1产量最 高 为 10 893.0 kg/hm2， 分 别 比 CK、CK-1、C4、C4-1、C5、C6、C6-1增加10.1%、5.9%、6.5%、12.3%、7.3%、2.9%、14.3%。在基本苗64.5万株/hm2和基本苗84万株/hm2中，基施处理C1产量最高，为10 176.0 kg/hm2， 分 别 比 CK、CK-1、C1-1、C2、C2-1、C3、C3-1增 加1.1%、0.1%、4.9%、1.9%、2.8%、3.9%、6.8%。合理的基本苗配置对水稻生长发育及产量有着显著影响，即C5-1处理海藻液硅每次450 mL/hm2，于拔节期、抽穗期稀释1 000倍施入，每穴3～4本株效果最好。虽然基本苗84万株/hm2产量显著低于基本苗64.5万株/hm2，但多重比较结果表明，不同基本苗配置及不同施肥方式均高于对照，从表10也可以看出，硅钙肥和海藻液硅对于水稻产量提高都有一定的效果，但是海藻液硅效果更好。

表10 不同硅肥施入量对水稻产量的影响

3 讨论与结论

近年来，中国水稻产量持续上升，土壤中的硅素供给及需求的矛盾越来越突出。硅肥已成为影响水稻产量的重要因素，对硅肥进行推广已成为紧迫的任务。随着人们生活水平的提高，对农产品的质量和安全性要求也越来越高，水稻生产从以往单纯追求高产的目标向高产、优质、高效、生态、安全的综合目标转变，人们不仅要求稻米品质好，还要求减少农药等化学投入品的用量，使稻米达到绿色、无公害、有机食品的要求，同时保护环境。

本研究结果表明，不同基本苗配置会对水稻生长发育及产量有一定的影响，基本苗过多会造成水稻群体生长量不足，群体优势的提高会相应降低个体优势，造成水稻通风透光不良，分蘖减少或不分蘖，合理的基本苗配置是保障水稻产量的重要因素。在基本苗、施肥量及施用方式均不同的情况下，两种硅肥都能使水稻分蘖数增加，提高成穗率，增加产量，还能缩短水稻基部节间长度，降低株高，增强抗倒伏及抗病能力，提高稻米品质，使稻米的垩白度、垩白粒率降低的同时，还能提高稻米的糙米率、精米率、整精率，增产效果显著，这和前人的研究结果一致［12-18］。本研究只选取了在辽宁、京津地区大面积使用的水稻盐丰47作为研究材料，对于揭示的硅对水稻生长发育及产量和稻米品质的影响是否适用于其他水稻品种，还需要深入研究。