供试水稻品种为当地主栽品种甬优系列。

试验在慈溪市水稻主产区掌起镇和横河镇进行, 分别代表土壤有效硅含量的较高水平和中偏低水平^[4]。其中横河镇试验田土壤养分含量:pH 5.78, 有机质31.0 g· kg^-1, 全氮1.8 g· kg^-1, 水解性氮218 mg· kg^-1, 有效磷20.5 mg· kg^-1, 速效钾91 mg· kg^-1, 有效硅100 mg· kg^-1; 掌起镇试验田土壤养分含量:pH 5.86, 有机质32.5 g· kg^-1, 全氮1.72 g· kg^-1, 水解性氮240 mg· kg^-1, 有效磷20.0 mg· kg^-1, 速效钾124 mg· kg^-1, 有效硅181 mg· kg^-1。

供试肥料为高效水溶性硅肥(Na₂SiO₃· nH₂O), 其中有效硅(SiO₂)含量为29%。设置4个处理, 处理1:空白对照, 不施硅肥; 处理2:施有效硅105 kg· hm^-2(预计适宜用量的0.5倍); 处理3:施有效硅210 kg· hm^-2(预计适宜用量); 处理4:施有效硅315 kg· hm^-2(预计适宜用量的1.5倍)。以上处理硅元素肥料全部作基肥使用, 其他肥料按当地常规施用, 试验重复3次。小区面积35~40 m², 各小区间用塑料薄膜包覆田埂, 单灌单排, 以防肥水混串。收获时按小区计收产量。

从表1可知, 施硅肥对横河镇试验田水稻有增产作用, 其中处理2水稻增产效果最佳, 增产5.2%, 各处理间无明显差异; 但施硅肥后导致掌起镇试验田水稻减产, 这可能与试验田块土壤本身有效硅含量高有密切关系。硅含量水平越低的田块, 在施用硅肥后增产效果越好, 反之效果不明显^{[5, 6, 7]}。本研究中, 掌起镇试验田块本身土壤有效硅含量高, 施用硅肥可能导致土壤中有效硅过量, 从而不利于水稻生长。

表1

表1

表1 施硅肥对水稻产量的影响 处理 横河产量/(kg· hm-2) 掌起产量/(kg· hm-2) 1 10 023 9 261 2 10 542 9 164 3 10 263 8 808 4 10 463 8 904

表1 施硅肥对水稻产量的影响

2.2.1 施硅肥对水稻全株养分吸收的影响

由图1可知, 施用不同用量的硅肥后, 有效硅含量低的土壤中, 水稻对氮、钾的吸收降低, 对磷的吸收增加; 有效硅含量高的土壤中, 水稻对氮、磷、钾的吸收无明显规律。表明原本有效硅含量低的土壤在施用硅肥后增加了植株对磷的吸收。有效硅含量低的土壤在施硅肥后, 水稻植株对硅的吸收有所增加, 但过量施入硅肥后, 吸收量降低, 这表明水稻植株对硅的吸收量有一定的饱和度, 施用硅肥超过一定量, 水稻植株中的有效硅不再增加。而有效硅含量高的土壤施硅肥后, 水稻硅含量呈下降趋势, 表明该土壤中有效硅含量已充足, 故不宜再施硅肥。同时, 试验结果表明, 水稻对硅素的吸收要远远高于其他营养元素。

图1

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	图1 不同硅施入量对植株吸收氮、磷、钾、硅的影响

2.2.2 施硅肥对水稻各部位养分吸收的影响

不同处理下, 水稻各器官养分含量见表2~4。从水稻各部位氮的吸收情况看, 随着硅肥施用量的增加, 有效硅含量高的土壤, 籽粒中的氮含量随之下降; 有效硅含量低的土壤, 只有施入过量硅肥时, 水稻籽粒中的氮含量才有所上升, 这与江立庚等^[8]的研究结果一致, 由于硅肥对氮素吸收量的影响远远大于对干物质吸收积累的影响, 因此施硅肥可导致氮素利用率下降。水稻茎秆、根部的氮含量则未表现出明显规律性。

表2

表2

表2 各实验点水稻根部养分含量% 硅施入量/ (kg· hm-2) 横河 掌起 N P2O5 K2O SiO N P2O5 K2O SiO 0 0.55 0.44 0.70 4.14 0.43 0.69 0.65 5.93 105 0.56 0.53 0.49 4.31 0.46 0.89 0.64 6.27 210 0.49 0.50 0.59 6.51 0.40 0.76 0.46 5.68 315 0.49 0.62 0.37 4.22 0.51 0.76 0.40 1.60

表2 各实验点水稻根部养分含量%

表3

表3

表3 各实验点水稻籽粒养分含量% 硅施入量/ (kg· hm-2) 横河 掌起 N P2O5 K2O SiO N P2O5 K2O SiO 0 0.84 0.62 0.19 5.15 0.85 0.66 0.27 5.83 105 0.78 0.62 0.20 4.77 0.78 0.69 0.28 7.88 210 0.71 0.76 0.17 4.43 0.76 0.62 0.27 6.38 315 0.88 0.82 0.18 2.84 0.71 0.66 0.25 6.77

表3 各实验点水稻籽粒养分含量%

表4

表4

表4 各实验点水稻茎秆养分含量% 硅施入量/ (kg· hm-2) 横河 掌起 N P2O5 K2O SiO N P2O5 K2O SiO 0 0.55 0.34 2.31 10.00 0.46 0.27 2.04 18.05 105 0.42 0.55 1.71 16.00 0.51 0.37 2.06 16.61 210 0.48 0.44 1.48 16.10 0.39 0.25 2.11 16.34 315 0.47 0.48 1.78 10.00 0.45 0.34 2.52 16.66

表4 各实验点水稻茎秆养分含量%

从水稻各部位磷的吸收状况看, 随着硅肥施用量的增加, 有效硅含量低的土壤, 水稻根、茎秆和籽粒当中的磷含量均呈上升趋势, 说明施用硅肥后可增强土壤中磷元素的有效性, 提高水稻植株对磷素的吸收。但在有效硅含量高的土壤中水稻各部位对磷的吸收无明显规律性。

从水稻各部位钾的吸收状况看, 随着硅肥用量的增加, 有效硅含量高的土壤, 水稻籽粒中的钾含量变化不大, 根部钾含量呈下降趋势, 茎秆中钾含量则呈上升趋势; 有效硅含量低的土壤, 水稻籽粒中钾含量变化不大, 茎秆和根部钾含量变化无明显规律, 但都低于空白对照。但无论是有效硅含量高的土壤还是有效硅含量低的土壤, 水稻茎秆中钾含量均显著高于籽粒和根。

从水稻各部位硅的吸收状况看, 随着硅肥用量的增加, 有效硅含量低的土壤中, 水稻籽粒中硅含量逐渐下降, 有效硅含量高的土壤则相反, 水稻籽粒硅含量呈上升趋势; 有效硅含量低的土壤, 随着硅肥用量的增加, 水稻茎秆中硅含量先上升后下降, 而有效硅含量高的土壤中水稻茎秆硅含量则呈下降趋势, 这表明水稻茎秆对硅的吸收量有一定的饱和度, 施用硅肥超过一定量, 茎秆中的有效硅含量不再增加。有效硅施入量为105、210 kg· hm^-2时, 水稻根部的硅含量无显著变化; 当有效硅施入量达315 kg· hm^-2时, 有效硅含量高的土壤中水稻根部硅含量显著降低。