吴建富，姚仲生，谢　凡，付桃秀，石庆华，潘晓华

(1.江西农业大学双季稻现代化生产协同创新中心/作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室/江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室，江西南昌330045；2.江西省新干县农业局农业技术推广中心，江西新干331300)



不同硅肥用量对双季水稻产量和氮素吸收利用的影响

吴建富1，姚仲生2，谢凡1，付桃秀1，石庆华，潘晓华1

(1.江西农业大学双季稻现代化生产协同创新中心/作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室/江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室，江西南昌330045；2.江西省新干县农业局农业技术推广中心，江西新干331300)

摘要：通过盆栽试验，在氮磷钾养分施用量相同的水平下，研究了不同硅肥用量对双季早晚稻产量和氮素吸收利用的影响。结果表明，在施硅量(SiO2)为0～0.8 g/kg土范围内，随硅肥用量的增加，早、晚稻产量均表现出先增后减的趋势，施硅量与产量呈抛物线关系，相关系数早稻为0.931 2，晚稻为0.973 3*；施用硅肥能促进早稻各器官对氮素的吸收，提高双季早、晚稻群体氮素积累量和晚稻氮素收获指数。

关键词：硅肥；双季稻；产量；氮素吸收

硅(Si)在地壳中的含量居第2位，主要以硅酸盐矿物和石英矿的形式存在于自然界中。研究表明，硅对于水稻、甘蔗、小麦、玉米、花生、黄瓜、烟草等作物的生长发育均具有极其重要的作用，适量施用硅肥可以促进农作物生长发育、提高产量和改善品质[1-5]，提高光能利用率[6-8]，改善呼吸作用，降低蒸腾作用，增强抗逆性[9-12]，调节作物对某些养分的吸收和利用[13-17]。

随着稻作技术的不断进步和氮磷钾化肥用量的增加，水稻产量逐渐提高，致使水稻从土壤中吸收带走越来越多的硅元素，如长期仅仅依靠土壤中的自然含硅量显然难以满足水稻高产的需求。江西土壤有效硅含量低于100 mg/kg占80%以上，水稻土缺硅面积占91.5%[18]，严重影响着水稻高产稳产。水稻生长所需的硅营养，主要依赖于土壤和施用硅肥，所以科学施用硅肥对水稻生产具有重要意义。目前，关于施用硅肥对水稻生长发育和产量、品质及其抗逆性等方面研究的比较多，但关于硅肥对水稻氮素吸收利用的影响较少[13,16]。因此，本文以江西第四纪红粘土发育的潴育性水稻土为研究对象，在基肥施用一致的基础上，增施硅肥，研究硅肥不同用量对双季水稻产量及其氮素吸收利用的影响，旨在为南方双季稻高产栽培硅肥合理施用提供理论依据和技术指导。

1材料与方法

1.1供试材料

试验于2014年在江西农业大学科技园进行，供试土壤为第四纪红粘土发育的潴育性水稻土，试前土壤的基本化学性质为：有机质25.52 g/kg，全氮0.142 2 g/kg，碱解氮107.5 mg/kg，有效磷19.9 mg/kg，速效钾72.3.0 mg/kg，有效硅49.9 mg/kg，pH5.16。硅肥由深州市中科启润生物有机肥料厂提供的大颗粒水溶硅肥(含SiO2≥27%)，化学氮、磷、钾肥分别是尿素(含N 46%)、钙镁磷肥(含P2O512%)和氯化钾(含K2O 60%)。供试早、晚稻品种分别为五优156和五优662。

1.2试验设计

采用盆栽试验，早稻硅肥试验设4个施硅(SiO2)水平，分别为0，0.4，0.6，0.8 g/kg土，分别用CK1、Si1、Si2、Si3表示；晚稻设5个施硅(SiO2)水平，分别为0，0.1，0.2，0.4，0.6 g/kg土，分别用CK2、Si4、Si5、Si6、Si7表示。所用盆钵为红色塑料桶，盆口直径30 cm，高28 cm，每盆装风干土15 kg，每处理6次重复，硅肥全部作基肥施用，氮磷钾养分施用量均相等，即每盆施纯N 2.3 g、P2O51.5 g、K2O 2.3 g。早稻氮肥按m(基肥)∶m(分蘖肥)∶m(穗肥)=5∶2∶3施用；晚稻氮肥按4∶2∶4比例施用；早、晚稻钾肥按m(分蘖肥)∶m(穗肥)=7∶3施用，磷肥一次性做基肥施用，化肥用尿素、钙镁磷肥和氯化钾，每盆3穴，每穴2苗。为减轻灌溉水污染，采用自来水灌溉，其他管理措施基本一致。

1.3测定指标与方法

1.3.1干物质及植株N测定在水稻成熟期每处理取代表性植株6蔸，分茎鞘、叶片和穗3部分于烘箱105 ℃杀青15 min，然后保持80 ℃烘至恒质量，供植株干物质和全氮测定。将上述样品粉碎、过80目筛后用 Foss-2300全自动定氮仪测定样品含氮量。

1.3.2产量及产量构成每盆单独测产，并进行考种。

1.4有关指标计算

氮收获指数=籽粒中氮积累量/成熟期总氮积累量×100%

(1)

1.5数据处理

试验数据采用Excel 2010和DPS 7.05软件进行统计分析,利用Duncan新复极差法(LSR)进行显著性检验,显著性水平设定为α=0.05。

2结果与分析

2.1施硅量对双季水稻产量及其构成因素的影响

由表1可知，在氮磷钾肥料施用量相等的情况下，施用硅肥对双季早、晚稻产量及其构成因素的影响不同。随硅肥用量的增加，早、晚稻产量均表现出先增后减的趋势，当施硅量为每千克土0.4 g时早、晚稻产量均达到最高值。施硅肥处理双季水稻产量均显著高于对照，早、晚稻平均增幅分别为26.0%和38.7%。早稻产量Si2、Si3处理基本持平，却显著低于Si1处理。晚稻产量Si6处理与Si5处理差异较小，却显著高于Si4、Si7处理，而后两者差异显著。相关分析表明，施硅量与产量呈抛物线关系，相关系数早稻为0.931 2，晚稻为0.973 3*。

产量构成因素中，施硅肥处理早稻有效穗数均高于对照，而晚稻却相反。早稻有效穗数Si1、Si2处理差异较小，却显著高于CK1、Si3处理，而后两者差异较小；晚稻有效穗数Si5与CK2处理基本持平，却显著高于Si4、Si6、Si7处理。早稻每穗粒数施硅肥处理均小于对照；而晚稻除Si5处理小于对照外，其他施硅肥处理均高于对照。结实率和千粒质量早稻处理间差异不显著；而晚稻结实率施硅肥处理均显著高于对照。千粒质量晚稻Si4、Si5与CK2差异较小，却显著高于Si6、Si7处理，而后两者差异不显著。

表1　不同硅肥用量对水稻产量及其构成因素的影响

同列数据后不同字母表示差异达到 5%的显著水平。

Different letters in the same column followed by different letters mean significantly different at the 5% level．

2.2施硅量对双季水稻成熟期干物质和氮素积累的影响

2.2.1施硅量对双季水稻成熟期植株不同器官氮素含量的影响由表2可以看出，早稻成熟期植株各器官氮含量均随施硅量的增加而增加，而晚稻则不同，这可能与品种的营养特性有关。早稻茎鞘中氮含量施硅肥处理间差异达显著水平，Si3、Si3处理显著高于Si1和对照，而后两者差异较小；叶片中的氮含量施硅肥处理间差异显著，且均显著高于对照；穗部中氮含量施硅肥处理间差异较小，但均显著高于对照。表明施用硅肥能促进早稻对氮素营养的吸收。

表2　不同硅肥用量对早晚稻成熟期植株氮含量的影响

同列数据后不同字母表示差异达到 5%的显著水平。

Different letters in the same column followed by different letters mean significantly different at the 5% level．

晚稻茎鞘中氮含量除Si5处理外，其他施硅肥处理与对照差异不显著；而叶片中氮含量施硅肥处理均高于对照，但处理间差异均不显著；穗部中氮含量Si6与Si7处理差异较小，却显著高于Si4、Si5处理，而后两者差异较小，但施硅肥处理均小于对照，其原因有待进一步研究。

2.2.2施硅量对双季水稻成熟期干物质积累和氮素吸收利用的影响由表3可知，在氮磷钾养分施用量相同的情况下，增施硅肥能提高双季水稻成熟期干物质的积累和促进对氮素养分的吸收，且其变化与产量的变化趋势基本一致。无论是早稻还是晚稻，增施硅肥均能提高水稻干物质的积累，处理间差异达显著水平；施硅肥的处理早、晚稻氮素积累量均显著高于对照，早稻Si1处理显著高于Si2、Si3处理，而后两者差异较小；晚稻Si6处理显著高于Si4、Si5处理，而后两者基本持平，但均显著高于Si7处理。说明增施硅肥有利于提高水稻对氮素的利用率。无论是早稻还是晚稻，氮素收获指数均随硅肥用量的增加呈先增加后下降的趋势。早稻氮素收获指数Si1处理与对照差异不显著，但显著高于Si2、Si3处理，而后两者与对照差异较小；晚稻氮素收获指数施硅处理均显著高于对照。说明硅肥对晚稻籽粒氮素积累的影响优于早稻，其影响机理有待进一步研究。

表3　不同硅肥用量对早晚稻成熟期干物质积累和氮素吸收利用的影响

同列数据后不同字母表示差异达到 5%的显著水平。

Different letters in the same column followed by different letters mean significantly different at the 5% level．

3讨论与结论

氮、磷、钾和硅是水稻正常生长所需要的营养元素，对水稻产量的形成具有重要的影响。关于氮、磷和钾素营养对水稻生长和产量的影响已有很多报道[19-23]，但有关硅肥对水稻生长发育和产量形成等方面的影响报道较少。已有研究[2-3，24-25]表明，施用硅肥能增加水稻有效穗数和每穗粒数，提高千粒质量，从而获得高产，但其增产效果与土壤供硅能力有关[26]。本试验研究认为，在氮磷钾养分施用量相同的水平下，随硅肥用量的增加，早、晚稻产量均表现出先增后减的趋势，施硅量与产量呈抛物线关系，相关系数早稻为0.931 2，晚稻为0.973 3*。

研究[19-20，23]证明，水稻对氮素的吸收利用与水稻品种、肥料运筹、耕作栽培方式等方面关系密切，但关于硅肥对水稻氮素吸收利用的研究报道极少[13]。研究表明，硅肥能提高水稻对氮素的吸收，且水稻氮素的积累量与硅素的积累量呈极显著正相关[13，24]。本研究认为，施用硅肥能促进早稻各器官对氮素的吸收，提高双季早、晚稻群体氮素的积累。无论是早稻还是晚稻，氮素收获指数均随硅肥用量的增加呈先增加后下降的趋势，施用硅肥能提高晚稻氮素收获指数。

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Effects of Silicon Levels on Rice Grain Yield and

Its Nitrogen Absorption

WU Jian-fu1，YAO Zhong-sheng2，XIE Fan1，FU Tao-xiu1，

SHI Qing-hua1，PAN Xiao-hua1

(1.Collaborative Innovation Center for the Modernization Production of Double Cropping Rice，Jiangxi Agricultural University /Key Laboratory of Crop Physiology，Ecology and Genetic Breeding，Ministry of Education /Jiangxi Key Laboratory of Crop Physiology，Ecology and Genetic Breeding，Nanchang 330045，China；2.Agricultural Technology Service Center of Xingan County，Jiangxi Province,Xingan 331300，China)

Abstract:Pot experiments were conducted to investigate the influence of Si fertilizer on yield and N-uptake and use efficiency of double cropping rice under the conditions of equal nitrogen，phosphorus and potassium nutrients.The results showed that along with the increase of Si fertilizer application,the yield of early-and late-rice increased firstly and then decreased within the range of SiO2application rate of 0～0.8 g/kg soil.There was a significant parabolic correlation between the amounts of Si fertilizer application and rice grain yield (r=0.931 2 andr=0.973 3 in early-and late-rice season，respectively)．It can be concluded that efficient Si fertilizer application enchances N contents in different plant components of early rice at the mature stages with increased nitrogen uptake of double cropping rice and nitrogen harvest index of late rice.

Key words:Silicon fertilizer；yield；N utilization

作者简介：吴建富(1967—)，男，教授，博士，主要从事作物养分管理研究，E-mail：wjf6711@126.com。

基金项目：国家“十二五”科技支撑计划项目(2013BAD07B12)

收稿日期：2015-02-09修回日期：2015-09-16

中图分类号：S511.062

文献标志码：A

文章编号：1000-2286(2015)06-0955-05

吴建富，姚仲生，谢凡，等.不同硅肥用量对双季水稻产量和氮素吸收利用的影响[J].江西农业大学学报，2015，37(6)：955-959.