王 穎,姜 娟,李慧昱,張興國,劉昱東,孫喜臣,張 娜

(遼寧省農(nóng)業(yè)發(fā)展服務中心,遼寧 沈陽 110034)

硅對于大多數(shù)雙子葉植物正常發(fā)育是有益,而水稻作為典型喜硅作物,隨著水稻產(chǎn)量不斷提高,硅對水稻的生長發(fā)育具有重要作用[1],對于含硅量較高的水稻來說則是必需元素。硅對促進水稻碳水化合物的合成與運轉(zhuǎn)、提高對病蟲的抗性、促進磷向籽粒的轉(zhuǎn)運率等都具有積極作用[2～3]。含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品除含有硅元素外,還含有鈣、鎂、鐵等多種營養(yǎng)元素,產(chǎn)品還部分添加了黃腐酸鉀和活性腐植酸以及螯合態(tài)鋅,在改善作物生長狀況,提高產(chǎn)量的同時,具有改良土壤、提高土壤肥力、降低重金屬殘留等重要作用[4～7]。本研究通過對農(nóng)民習慣施肥和施用不同含硅調(diào)理產(chǎn)品的對比試驗,探索含硅調(diào)理產(chǎn)品對水稻生長、產(chǎn)量以及土壤質(zhì)量的影響,旨在驗證此類產(chǎn)品遼寧地區(qū)水稻上的應用效果,為進一步推廣應用提供技術(shù)依據(jù)。

1 試驗材料方法

1.1 試驗地基本情況

試驗在沈陽市遼中區(qū)、撫順市新賓縣、遼陽市遼陽縣、遼陽市燈塔市、鐵嶺市開原市5 個水稻主產(chǎn)縣進行,試驗地基本情況見表1。

表1 試驗地基本情況

1.2 供試肥料

1.2.1硅谷有機硅功能肥料,河北硅谷肥業(yè)有限公司生產(chǎn)。主要成分為:N-P2O5-K2O(18-18-18) +有機硅活性劑。

1.2.2旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑,遼寧萬隆肥業(yè)有限公司生產(chǎn)。主要成分為:腐植酸5%,硅(SiO2) ≥25%,鈣(CaO)≥40%,鎂(MgO) ≥2%,富含有機碳、螯合鐵、鋅、錳、硼、銅、鉬等微量元素。

1.2.3順風含腐植酸土壤調(diào)理劑,遼寧順風農(nóng)業(yè)集團有限公司生產(chǎn)。主要成分為:腐植酸3%,硅(SiO2)≥25%,鈣(CaO)≥35%,高活性鎂(MgO) ≥2%,富含有機碳、螯合鐵、鋅、錳、硼、銅、鉬等微量元素。

1.3 供試作物與施肥情況

各試驗區(qū)均選擇當?shù)刂髟运酒贩N并結(jié)合當?shù)剞r(nóng)戶常規(guī)施肥模式,詳見表2。

表2 供試作物與施肥情況

1.4 試驗設計

試驗設5 個處理,3 次重復,具體試驗設置如下:處理1:空白對照(不施肥);處理2:農(nóng)戶常規(guī)施肥;處理3:硅谷有機硅功能肥料30 kg/667m2(基施)+水稻專用肥(26-10-12 或相近配方)15 kg/667m2,追肥和處理2 保持一致;處理4:旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑30 kg/667m2(基施)+農(nóng)戶常規(guī)施肥;處理5:順風含腐植酸土壤調(diào)理劑10 kg/667m2(基施)+農(nóng)戶常規(guī)施肥。

水稻試驗小區(qū)面積20～50 m2,小區(qū)寬度不小于3 m,各小區(qū)其它農(nóng)事活動相同,無差別管理。噴施葉面肥要選擇無風天氣,試驗要設立標識牌,以利觀察。各處理施肥量詳見表3。

1.5 測定項目及方法

試驗前、后分別檢測土壤pH 值、有機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀。作物成熟后各小區(qū)單打單收計產(chǎn),并進行室內(nèi)考種和生育性狀測量。檢測及測產(chǎn)方法依據(jù)《測土配方施肥技術(shù)規(guī)程》NYT2911-2016。

2 結(jié)果與分析

2.1 含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品對水稻生育性狀的影響

通過對各試驗區(qū)產(chǎn)量進行統(tǒng)計可見(表3),與空白處理相比,施肥區(qū)各處理葉色明顯加深,株高、穗長、單位面積穗數(shù)、千粒重顯著提升,癟粒數(shù)明顯降低;但常規(guī)區(qū)相比,葉色、株高、穗長等外觀生育性狀差別不大,產(chǎn)量指標中單位面積穗數(shù)、千粒重差異不大,但每穗實粒數(shù)均有所增加,除開原市外其他試驗點癟粒數(shù)明顯減少?？梢?施用含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品對試驗地區(qū)水稻生育性狀改善并不明顯,但對促進水稻籽粒飽滿,減少癟粒有積極作用。進一步驗證硅元素可提高水稻光合生產(chǎn)率,從而促進干物質(zhì)積累[3]。

表3 各處理水稻生育性狀情況

2.2 含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品對水稻產(chǎn)量的影響

通過對各試驗點產(chǎn)量進行統(tǒng)計可見,施用含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品各處理產(chǎn)量為477.60～710.17 kg/667m2,較空白處理增產(chǎn)48.20%～93.94%,較常規(guī)處理增產(chǎn)3.83%～22.30%(表4)。進一步將不同含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品與常規(guī)施肥處理比較,其中,硅谷有機硅功能肥料增產(chǎn)率為6.02%～22.30%,平均增產(chǎn)率為12.11%;旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑增產(chǎn)率為5.37%～18.80%,平均增產(chǎn)率為9.27%;順風含腐植酸土壤調(diào)理劑增產(chǎn)率為3.83%～7.84%,平均增產(chǎn)率為6.02%?？梢?雖然受各地土壤情況、種植品種和施肥方式的影響,不同產(chǎn)品在各試驗點變現(xiàn)不一,但總體看施用含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品較常規(guī)施肥均有一定的增產(chǎn)效果。

表4 各處理水稻產(chǎn)量情況

對各試驗點產(chǎn)量結(jié)果進行差異顯著性分析可見,遼中區(qū)試驗點硅谷有機硅功能肥料表現(xiàn)最佳,與常規(guī)施肥差異極顯著,旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑、順風含腐植酸土壤調(diào)理劑與常規(guī)施肥差異顯著;新賓縣試驗點硅谷有機硅功能肥料與常規(guī)施肥和其他兩種試驗產(chǎn)品差異均達到極顯著,旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑、順風含腐植酸土壤調(diào)理劑與常規(guī)施肥差異顯著;遼陽縣試驗點中,與常規(guī)施肥相比,硅谷有機硅功能肥料和旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑差異均達到極顯著,順風含腐植酸土壤調(diào)理劑與常規(guī)施肥差異顯著;燈塔市試驗點中,與常規(guī)施肥相比,硅谷有機硅功能肥料差異顯著,旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑肥、順風含腐植酸土壤調(diào)理劑與常規(guī)施肥差異不顯著;開原市試驗點中3 種試驗產(chǎn)品與常規(guī)施肥差異均達到極顯著?？傮w來看,含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品較常規(guī)施肥顯著增產(chǎn)效果。但對于基礎(chǔ)地力較高,常規(guī)施肥量大,常規(guī)處理產(chǎn)量較高地區(qū),含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品增產(chǎn)效果有限。

2.3 含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品對土壤肥力的影響

不同處理土壤肥力指標情況見圖1～5。不同試驗點含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品對土壤pH 表現(xiàn)不一,其中土壤偏酸地區(qū)(開原市)試驗產(chǎn)品處理土壤pH 均接近7.0 左右,較試驗前、空白對照、常規(guī)施肥分別提高0.3～0.4、0.6～0.7、0.3～0.4。土壤接近中性地區(qū)(燈塔市)各試驗處理間差異不大。土壤偏堿性地區(qū)(遼中區(qū)、新賓縣、遼陽縣)雖然土壤pH 變化規(guī)律不同,但總體3 種試驗產(chǎn)品處理較空白對照、常規(guī)施肥處理更接近試驗前土壤pH 值,可見,含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品對酸性土壤調(diào)理作用較為顯著,增強堿性土壤的緩沖能力,降低化肥施用對土壤酸堿度的影響。

圖1 不同施肥處理對水稻土壤pH 的影響

不同試驗點各處理土壤有機質(zhì)變化規(guī)律較為一致,空白對照較試驗前降低5.7～9.4 g/kg,施用肥料后土壤有機質(zhì)較無肥處理均有所提升。遼中區(qū)和開原市試驗點試驗產(chǎn)品處理土壤有機質(zhì)較試驗前、空白對照、常規(guī)施肥均不同程度提高,其中較常規(guī)施肥分別提高0.9～1.8 g/kg 和0.5～2.0 g/kg;新賓縣、遼陽縣和燈塔市試驗產(chǎn)品處理土壤有機質(zhì)較試驗前、有所減低,較空白對照、常規(guī)施肥均有提高,其中較常規(guī)施肥分別提高1.3～4.2 g/kg、2.5～3.0 g/kg 和2.1～4.7 g/kg;3 個試驗處理間比較可見,硅谷有機硅功能肥料旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑、順風含腐植酸土壤調(diào)理劑較空白對照土壤有機質(zhì)平均提高6.24 g/kg、5.48 g/kg 和 6.26 g/kg,較常規(guī)施肥土壤有機質(zhì)平均提高2.4 g/kg、1.7 g/kg 和 2.5 g/kg。

對不同試驗點各處理土壤全氮數(shù)據(jù)分析,無肥種植會造成土壤貯存氮素的消耗,5 個試驗點空白對照較試驗前降低0.023%～0.052%,3 種試驗產(chǎn)品處理較空白處理平均提高0.032%～0.038%,較常規(guī)施肥平均提高0.003%～0.009%,不同產(chǎn)品差異不大。進一步對不同試驗點試驗產(chǎn)品處理進行比較分析可見不同地區(qū)產(chǎn)品效果差異較大,遼中區(qū)試驗點試驗產(chǎn)品土壤全氮的提升最為明顯;新賓縣試驗點試驗產(chǎn)品處理與試驗前、空白處理土壤全氮分別有所提高,較常規(guī)施肥變化不大;遼陽縣試驗點試驗產(chǎn)品處理土壤全氮較試驗前下降,較空白處理和常規(guī)施肥分別有所提高;燈塔市試驗點3 種試驗產(chǎn)品對土壤全氮影響差異較大,其中硅谷有機硅功能肥料較試驗前持平、較空白處理和常規(guī)施肥提高,旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑肥和順風含腐植酸土壤調(diào)理劑較試驗前下降、較空白處理提高、而較常規(guī)施肥變化不大;開原市試驗點試驗產(chǎn)品處理土壤全氮與試驗前和常規(guī)施肥差異不大,較空白對照有所提高?？傮w分析可見,3 種試驗產(chǎn)品較空白對照平均提高0.036%、0.040%、0.037%,較試驗前和常規(guī)施肥差異不大。

對不同試驗點各處理土壤有效磷數(shù)據(jù)分析,5 個試驗點空白對照較試驗前降低0.6～15 mg/kg,不同試驗點試驗產(chǎn)品處理間差異較大,其中遼中區(qū)和新賓縣試驗點較試驗前平均提高2.8 mg/kg 和9.8 mg/kg,其他試驗點則下降3.9～6.9 mg/kg。試驗產(chǎn)品處理較空白處理、常規(guī)施肥土壤有效磷均有所提升,其中硅谷有機硅功能肥料較空白對照和常規(guī)施肥平均提高9.4 mg/kg 和5.3 mg/kg;旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑肥較空白對照和常規(guī)施肥平均提高6.4 mg/kg 和2.3 mg/kg;順風含腐植酸土壤調(diào)理劑較空白對照和常規(guī)施肥平均提高7.3 mg/kg 和3.2 mg/kg。

對不同試驗點各處理土壤速效鉀數(shù)據(jù)分析,5 個試驗點空白對照較試驗前降低5～85 mg/kg,試驗產(chǎn)品處理在不同試驗點差異較大,其中新賓縣和遼陽縣試驗點較試驗前平均提高3.7 mg/kg 和42.0 mg/kg,其他試驗點則下降6.7～27 mg/kg。試驗產(chǎn)品處理較空白處理土壤速效鉀有所提升,其中硅谷有機硅功能肥料提高 6.0～77.0 mg/kg,平均提高49.4 mg/kg;旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑提高7.0～75.0 mg/kg,平均提高37.0 mg/kg;順風含腐植酸土壤調(diào)理劑較空白對照提高19.0～53.0 mg/kg,平均提高30.4 mg/kg。與常規(guī)施肥土壤速效鉀相比,硅谷有機硅功能肥料平均提高32.0 mg/kg、旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑平均提高19.6 mg/kg、順風含腐植酸土壤調(diào)理劑平均提高13.0 mg/kg。

圖2 不同施肥處理對水稻土壤有機質(zhì)的影響

圖3 不同施肥處理對水稻土壤全氮的影響

圖4 不同施肥處理對水稻土壤有效磷的影響

圖5 不同施肥處理對水稻土壤速效鉀的影響

3 討論與結(jié)論

近年來,隨著對水稻產(chǎn)量盲目追求,水稻氮磷鉀化肥用量普遍偏高,肥料增產(chǎn)效率下降,部分稻田土壤酸化,因此應在確保作物產(chǎn)量的同時,注重土壤質(zhì)量提升和障礙土壤改良。含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品,不僅能補充水稻所需養(yǎng)分,尤其是有益元素硅,起到增產(chǎn)目的[6],還能改善土壤理化性狀,增強土壤抗酸能力,提升土壤肥力[4～5]。但目前市場含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品種類眾多,功能不同,效果差異很大。本文研究通過多點田間小區(qū)試驗,進一步對含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品在水稻應用上開展研究,試驗結(jié)果表明,在常規(guī)施肥相比,施用含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品可在一定程度提升水稻實粒數(shù),減少癟粒數(shù),實現(xiàn)水稻增產(chǎn),韓科峰等試驗研究也得到類似成果。從產(chǎn)量表現(xiàn)來看,施用含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品各處理產(chǎn)量為477.60～710.17 kg/667m2,較空白處理增產(chǎn)48.20%～93.94%,較常規(guī)處理增產(chǎn)3.83%～22.30%。但不同含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品在不同地區(qū)增產(chǎn)效果表現(xiàn)不一,其中硅谷有機硅功能肥料在各試驗點中與常規(guī)處理相比差異均達到顯著水平以上,旺隆硅鈣肥土壤調(diào)理劑、順風含腐植酸土壤調(diào)理劑除燈塔市試驗點外,與常規(guī)處理相比差異也達到顯著水平以上。對試驗前及各處理土壤pH、有機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀等土壤肥力重要指標進行分析,含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品對酸性土壤調(diào)理作用較為顯著,可降低化肥施用對土壤酸堿度的影響[5];土壤有機質(zhì)、有效磷、速效鉀較常規(guī)施肥均有不同程度提高[4～5],而土壤全氮較試驗前和常規(guī)施肥差異不大。

總體看,含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品具有一定增產(chǎn)效果,在土壤地力水平較低,常規(guī)施肥量較小,常規(guī)處理產(chǎn)量較低的地區(qū)差異更為顯著,但在基礎(chǔ)地力較高,常規(guī)施肥量大,常規(guī)處理產(chǎn)量較高地區(qū),其增產(chǎn)效果較為有限;含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品可在一定程度提升酸性土壤pH,并對土壤有機質(zhì)、有效磷、速效鉀等養(yǎng)分指標有不同程度提高,但不同產(chǎn)品在不同地區(qū)對土壤的調(diào)理作用有較大差異。因此,建議在土壤障礙問題較為明顯地區(qū)開展試驗,并對土壤理化性狀和養(yǎng)分狀況進行深入分析,進一步驗證含硅土壤調(diào)理產(chǎn)品在增產(chǎn)同時對土壤調(diào)理的效果。