硅是植物的有益元素,施硅能够促进玉米、水稻、甘蔗、辣椒、牧草等作物的生长发育,提高其抵御生物胁迫(病虫害等)和非生物胁迫(盐害、重金属毒害、干旱胁迫、养分亏缺或过剩胁迫等)的能力,参与植物体内的生理代谢活动,提高作物产量,改善作物品质。磷是植物三大营养元素之一,玉米生产中施用磷肥增产效果明显,但大量施用磷肥不仅会降低肥料利用率,促使土壤成为“磷库”,而且还会加速消耗磷矿资源。以往的研究主要侧重于磷肥或者硅肥,虽然有研究指出硅、磷存在肥效互促效应,但是缺乏硅缓解玉米低磷胁迫的机理研究,在玉米生产中更缺乏硅、磷配施的节本、增产、增效机理研究。本论文以玉米品种—正红2号和正红115为试验材料,采用水培试验、砂培试验和大田试验相结合的方法,分析不同磷水平下硅对玉米苗期根系生长特性、关键生育期叶片光合特性、叶片荧光参数特征、土壤有效硅和速效磷含量变化规律、养分(氮、磷、钾和硅)吸收利用特性、干物质积累与分配特性、产量及产量构成因素等方面的影响。水培试验和砂培试验,均采用磷浓度×硅浓度2因素裂区试验设计,磷浓度为主区,设置3个水平,即正常磷A1：磷浓度为1 mmol·L-1,中度缺磷A0.1：磷浓度为0.1 mmol·L-1,重度缺磷Ao.o1：磷浓度为0.01 mmol·L-1,硅浓度为副区,设置3个水平,即Sio：硅浓度为0 mmol·L-1, Sio.75:硅浓度为0.75 mmol·L-1,Si1.5:硅浓度为1.5mmol-L-1。简阳大田试验,2014年和2015年进行田间小区定位试验,试验采用两因素裂区设计,品种为主区,设置2个品种,即正红2号和正红115,肥料组合为副区,设置4种硅、磷肥组合,即对照处理：不施用磷肥和硅肥,施硅处理：单施硅(SiO2) 75 kg·hm-2,施磷处理：单施磷(P2O5) 60 kg·hm-2,和硅、磷配施处理：施磷(P2O5)60kg·hm-2,且施硅(SiO2) 75 kg·hm-2,分别记为P0Si0、P0Si75、P60Si0和P60Si75。中江大田试验(2015年),试验以正红115为材料,采用两因素裂区设计,磷肥用量为主区,设置4个水平,即施磷(P2O5) Okg·hm-2,30kg·hm-2,60kg·hm-2和90kg·hm-2,分别记为：P0,P3,P6和P9,硅肥用量为副区,设置3个水平,即施硅(SiO2)0kg·hm-2,37.5 kg·hm和75 kg·hm-2,分别记为：Si0,Si37.5和Si75。本研究主要结果如下：(1)水培试验和砂培试验结果表明,在非严重缺磷时,适量加硅能增加正红2号和正红115根重、总根长和根表面积增强植株对氮、磷、钾、硅养分吸收与利用,提高绿叶面积、叶片净光合速率、胞间CO2浓度和气孔导度,降低蒸腾速率,提高叶片光能转换率和电子传递效率,降低光抑制和提高热耗散能力,增加干物质积累来缓解玉米低磷胁迫。正常磷浓度下促使玉米根系形态指标最优的硅浓度为0.75 mmolL-1,中度缺磷磷浓度下促使玉米根系形态指标最优的硅浓度为1.5 mmol L-1重度缺磷条件下加硅也无法显著改善玉米根系生长。简阳和中江的大田试验进一步印证水培试验和砂培试验的结论,在低磷土壤条件下,单施硅肥、单施磷肥能显著提高玉米叶面积指数、净光合速率,降低蒸腾速率,但是硅、磷配施对上述指标提高/降低效果更显著。简阳和中江试验地属于低磷、少硅土壤,硅肥(Si02)用量为75 kg·hm-2就能显著改善玉米光合生产能力。(2)水培试验和砂培试验条件下,在中度缺磷和正常磷处理中,加硅能够显著提高植株氮、磷、钾和硅的积累量,提高氮、磷、钾和硅素的干物质生产效率,增加氮、磷、钾和硅在茎叶中的分配比例,还能降低氮、磷、钾和硅在根系中的分配比例。四川丘陵低磷、少硅土壤中,施用硅肥能够活化土壤“磷库”,减少土壤对磷肥的吸附量,增加土壤磷的解吸量。硅、磷配施处理能够显著提高玉米拔节期、吐丝期和成熟期0～20 cm和20～40 cm土壤中速效磷含量和有效硅含量,增加玉米植株对氮、磷、钾和硅积累量,促进玉米生育中后期茎叶鞘氮、磷和钾素的转运再利用,提高氮肥、磷肥和钾肥吸收效率和偏生产力,还能显著提高玉米的磷肥表观利用率。(3)四川丘陵低磷土壤条件下,施用硅肥(Si02用量为75 kg·hm-2)玉米增产6.32%-13.56%,施用磷肥(P205用量为60 kg·hm-2)玉米增产20.56%～62.46%,硅、磷配施处理玉米增产30.61%-80.13%。简阳和中江试验区硅肥(Si02)用量为75 kg·hm-2-2和磷肥(P205)用量为60 kg·hm配施组合能显著提高玉米主要生育阶段干物质积累量,又能优化生育后期干物质在玉米各器官中的分配,促进籽粒灌浆结实,最终提高籽粒产量。简阳和中江试验区玉米生产中磷肥(P205)用量从90 kg·hm-2减少至60 kg·hm-2,甚至减少至30 kg·hm-2后可以依靠增施75 kg·hm-2硅肥(Si02)来达到稳产甚至增产的目标。综上所述,硅、磷在影响玉米养分吸收和产量形成过程中存在显著的互作作用和协同效应。在非严重缺磷条件下加硅能够显著增强养分吸收和物质生产来缓解玉米低磷胁迫,四川丘陵低磷土壤条件下,硅、磷配施还能显著改善土壤供硅、供磷能力,提高玉米对氮、磷、钾、硅的吸收利用,提高玉米生育前期光合物质生产能力和干物质积累量,增强生育后期植株茎叶氮、磷、钾素的转运再利用,优化生育中后期干物质在玉米各器官中的分配,促进籽粒灌浆结实,最终提高籽粒产量。本试验区硅、磷最适配施组合为：硅肥(SiO2)施用量为75 kg·hm-2和磷肥(P2O5)施用量为60kg·hm-2。