潜江市低湿平地水稻基施硅肥效应研究

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  摘要 潜江市低湿平地水稻基施硅肥效应研究结果表明,水稻产量与硅肥施用量能拟合出一元二次方程,产量随着硅肥施用量的增加而增加,增加到一定水平后又开始下降。当土壤有效硅含量为80~150 mg/kg、水稻目标产量为8 850~9 600 kg/hm2时,推荐硅肥施用量15~18 kg/hm2。随着硅肥施用量的增加,水稻分蘖数也相应增加,分蘖前期影响水平不显著,硅肥对水稻分蘖的影响主要集中在水稻移栽20 d后7 d内。
  关键词 水稻;基施硅肥;效应;低湿平地;湖北潜江
  中图分类号 S511;S147.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)23-0017-03
  1926年美国加州大学的Sommer率先提出硅是水稻的必须元素之后,人们才越来越重视硅在水稻中的作用[1]。随着对硅素研究的深入,最后将硅列为水稻生长有益元素,东南亚等产稻国已把硅列为继氮磷钾之后的第四大元素肥料[2]。我国对水稻硅肥的研究起步较晚,截至目前,我国对硅营养与水稻生长有关的研究已取得了突破性进展[3]。潜江市水稻对硅肥的应用始于21世纪初叶。经检测,潜江市大部分土壤处于硅丰缺临界值周围,施用硅肥可达显著效果或预期效果[4]。为探索硅肥对水稻施肥效果,2011—2013年在多地开展了试验,现将试验结果报告如下。
  1 材料与方法
  1.1 试验概况
  试验设在湖北省潜江市浩口镇柳州村5组一农户水稻田内。供试土壤类型为水稻土,土种为灰潮砂泥土,耕层质地为壤土;土壤含有机质24.2 g/kg、有效硅79.4 mg/kg、碱解氮115 mg/kg、有效磷10.9 mg/kg、速效钾155 mg/kg、有效锌1.85 mg/kg,pH值7.1。试验地前茬作物为油菜,产量为2 550 kg/hm2,5月28日收割,6月3日上水机耕机整。
  供试作物为中稻,品种为广两优272。供试硅肥为大粒硅(含SiO2≥25%,由武汉市高飞农业有限公司提供)。其他肥料:尿素(含纯N≥46%),过磷酸钙(含P2O5≥12%),氯化钾(含K2O≥60%)。
  1.2 试验设计
  试验设5个处理,分别为不施硅肥(CK),施硅肥7.5 kg/hm2(A)、15.0 kg/hm2(B)、22.5 kg/hm2(C)、30.0 kg/hm2(D)。3次重复,随机排列,小区面积为29.7 m2(11.0 m×2.7 m)。小区实行单排单灌,四周留2 m保护行,保护区为常规种植。大量元素施用量:氮肥为180 kg/hm2,磷肥为90 kg/hm2,钾肥为105 kg/hm2;微量元素施用量:锌肥为1.65 kg/hm2。
  1.3 试验方法
  各处理硅肥作基肥一次性施入。磷肥全部作基肥,氮肥、钾肥60%作基肥,40%作追肥,在分蘖期、孕穗期各追施氮肥1次,钾肥在孕穗期一次性施入;锌肥作基肥一次性施入。采用水育秧技术育苗,于5月3日播种,播种量15 kg/hm2,6月6日移栽,行距26.8 cm,株距16.9 cm,小区密度656穴,折合密度22.09万穴/hm2;移栽时每穴苗数3.6株(每穴基本苗1.5株,苗床分蘖2.1株)。7月3日化学除草1次,7月6日、8月5日分别防病治虫1次。
  1.4 调查内容及方法
  试验于水稻的分蘖前期(6月23日)、分蘖中期(6月30日)、分蘖中后期(7月7日)、分蘖末期(7月15日),每小区定10穴,调查株高、主茎绿叶数、每穴总株数,试验田于9月23日水稻收割前考种,每小区割30穴于室内考种,9月24日收割,并晒干实测[5]。
  2 结果与分析
  2.1 不同施肥处理对水稻分蘖期生育性状的影响
  由表1可知,不同硅肥处理对水稻分蘖期株高影响明显,方差分析均达显著水平。同时可以看出,分蘖初期至分蘖末期,处理A、B与CK相比,株高差别不明显,方差分析处理间差异也不显著;而分蘖末期处理C、D,与CK比较,株高差别明显,分别高4.3、2.8 cm;经方差分析,各分蘖期均达显著水平。说明少量施用硅肥对水稻株高影响并不明显,只有当硅肥施用量大于15.0 kg/hm2时,其影响才表现为显著水平。
  由表2可知,不同硅肥处理对水稻分蘖期主茎绿叶数有影响,分蘖前期、分蘖末期影响不显著,分蘖中期、分蘖中后期影响显著。在水稻分蘖中期和分蘖中后期不同硅肥处理其主茎绿叶数均高于不施硅肥处理,以处理C表现最好,分蘖中期比CK多0.14片/株,分蘖中后期比处理A多0.33片/株。
  由表3可知,不同硅肥处理对水稻分蘖数影响明显。经方差分析,分蘖前期影响水平不显著,分蘖中期影响水平极显著,分蘖中后期至分蘖末期影响水平有所下降仍显著。不同处理随着硅肥施用量的增加,其植株分蘖数相应增加。分蘖中期,处理D分蘖苗8.1株/穴(总株数9.6株/穴-基本苗1.5株/穴)、比CK多1.7株/穴,处理C分蘖苗7.6株/穴、比CK多1.2株/穴,处理B分蘖苗6.7株/穴、比CK多0.3株/穴,处理A比CK少0.4株/穴。至分蘖末期,施用硅肥各处理其分蘖数均多于CK,其分蘖多少与施硅肥多少呈正相关,施硅肥越多其有效分蘖数越多。分蘖末期施用硅肥较少的处理A、B在中期分蘖数上略有增加,施用硅肥较多的处理C、D基本与中期分蘖数持平,CK分蘖末期有效分蘖数与中期分蘖数持平。
  2.2 不同施肥处理对水稻产量结构的影响
  由表4可知,穴有效穗数排序:处理D>处理C>处理A=处理B>CK,处理D略高于其他处理;经方差分析,处理间差异不显著,表明不同硅肥施用量对水稻有效穗数有影响,但不明显。穗粒数排序:处理C>处理A>处理B>处理D>CK,处理A、B、C、D分别比CK多19、8、31、6粒;经方差分析,处理间差异显著,F0.01>F=0.66>F0.05,表明不同硅肥施用量对水稻穗粒数影响显著。穗实粒数排序与穗粒数排序相同,即处理C>处理A>处理B>处理D>CK,处理A、B、C、D分别比CK多8、4、26、2粒;经方差分析,处理间差异显著,F0.01>F=0.78>F0.05,表明不同硅肥对水稻实粒数影响显著。千粒重排序:处理C>处理D>处理B>处理A=CK;经方差分析,处理间差异不显著,表明不同硅肥施用量对水稻千粒重影响不明显。理论产量排序:处理C>处理A>处理D>处理B>CK,由此可知,不同硅肥施用量都表现出增产作用,与CK相比,处理A增产485 kg/hm2、增幅5.69%,处理B增产168 kg/hm2、增幅1.97%,处理C增产1 390 kg/hm2、增幅16.30%,处理D增产460 kg/hm2、增幅5.39%。   2.3 不同施肥处理对水稻秸秆干物质的影响
  由表5可知,不同硅肥处理能促进水稻植株的生长,且明显增加茎秆干物质的积累量。收割时株高处理B略于其他处理;经方差分析,处理间差异显著。不同硅肥施肥处理对水稻秸秆干物质累积效应明显,但方差分析达不到显著水平。水稻茎秆干重排序处理C>处理B>处理A>处理D>CK,与CK相比,处理A增重1 144 kg/hm2、增幅14.82%,处理B增重1 456 kg/hm2、增幅18.86%,处理C增重1 794 kg/hm2、增幅23.24%,处理D增重421 kg/hm2、增幅5.45%。
  2.4 不同施肥处理对水稻产量的影响
  由表6可知,不同硅肥处理对水稻都有增产作用。产量排序为处理C>处理B>处理A>处理D>CK,与CK相比,处理A增产681 kg/hm2、增幅8.23%,处理B增产994 kg/hm2、增幅12.01%,处理C增产1 317 kg/hm2、增幅15.91%,处理D增产330 kg/hm2、增幅3.99%。经方差分析,F0.05  2.5 硅肥因子效应分析
  按照y=ax2 bx c一元二次回归模型,进行回归分析,拟合产量与硅肥施用量一元二次方程,得到方程:y=8 126.857 1 142.478 1x-4.179 0x2。
  依据一元二次方程,按最大边际效应求取偏导函数。最高施肥量按b 2ax=0方程求取,继而预测最高产量;最佳施肥量按b 2ax=硅肥价/稻价(元/kg)方程求取,继而求取最佳施肥量。根据表7综合分析可知,目标产量为8 850~9 600 kg/hm2时,推荐硅肥施用量15~18 kg/hm2。
  3 结论与讨论
  试验结果表明,水稻产量与硅肥施用量能拟合出一元二次方程,产量随着硅肥施用量的增加而增加,增加到一定水平后又开始下降。因此,要根据不同土壤质地和肥力、有效硅含量及不同水稻品种对硅肥的需求,合理科学推荐硅肥施用量。当土壤有效硅含量80~150 mg/kg,水稻目标产量为8 850~9 600 kg/hm2时,推荐硅肥施用量15~18 kg/hm2。水稻施用硅肥能增加植株的分蘖数。随着硅肥施用量的增加,其植株分蘖数相应增加,分蘖前期影响水平不显著、分蘖中期影响水平达极显著、分蘖中后期至分蘖末期影响水平有所下降仍达显著。硅肥对水稻分蘖的影响主要集中在水稻移栽20 d后7 d内。不同硅肥施用量对水稻植株的生长和茎秆干物质的积累增加的影响不同。分蘖期少量施用硅肥对水稻株高影响并不明显,只有当施用量大于15 kg/hm2时,其影响才表现为显著水平;不同硅肥施用量对水稻秸秆干物质累效应明显,与不施硅肥比较水稻秸秆干重增幅5.45%~23.24%。
  商全玉等[5]研究表明,在中等硅用量下粳稻增产效益明显,硅用量过高或过低产量均降低。张国良[6]等研究也表明,水稻产量随硅肥用量的增加呈先增加后降低的趋势。张翠珍等[7]研究表明,盐化潮土地区水稻施用硅肥有明显地增产效应,增产幅度为12~18%。试验表明,水稻适量施用硅肥能增加水稻产量,而过多施用其增产幅度反而降低。陈进红等[8]研究表明,低硅土壤中,随着施硅量的增加水稻地上部分器官干物质量均有不同程度的增加,尤其对秸秆和籽粒影响较大。郭 彬等[9]研究表明,施硅后齐穗期至成熟期水稻各器官干物质积累量明显高于分蘖期、拔节期。许佳莹等[10]研究表明,硅肥对水稻后期的生长发育的影响明显高于前期,生殖生长期硅肥所起作用大于营养生长期。试验表明,施用硅肥可以增加水稻茎秆的干重;施用硅肥各处理水稻茎秆的干重都大于未施硅肥处理。
  陆德华[11]研究表明,硅肥对水稻移栽后21 d内施硅的对水稻分蘖有一定的抑制作用,21~26 d分蘖急剧增加。本试验6月23日调查水稻分蘖数,处理间差异不显著,6月30日调查其分蘖数,施用硅肥各处理达显著水平,其后分蘖减缓、减少。由此可见,硅肥对水稻分蘖的影响主要集中在水稻移栽20 d后7 d内;此观点与上述观点一致。
  张翠珍等[7]研究表明,施用硅肥对水稻生长发育具有明显影响,施硅处理与不施硅肥对照比,植株增高1.34~3.44 cm。试验表明,分蘖期水稻少量施硅肥对植株的株高影响不大,当施硅量达15 kg/hm2以上时,施硅肥22.5、30.0 kg/hm2处理与不施硅肥比较株高差别明显;分蘖末期施硅肥22.5、30.0 kg/hm2分别比不施硅肥高4.3、2.8 cm,后期对植株株高影响减缓,考种时施用硅肥处理比不施硅肥对照植株株高增加0.7~1.2 cm。
  4 参考文献
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