資源節(jié)約型和環(huán)境友好型新肥料
——硅肥

□日本東京大學(xué)農(nóng)學(xué)博士蔡德龍

植物有益元素肥料系列報(bào)道之一

資源節(jié)約型和環(huán)境友好型新肥料
——硅肥

□日本東京大學(xué)農(nóng)學(xué)博士蔡德龍

編者按

從植物對(duì)于營(yíng)養(yǎng)元素的需求來(lái)看，我們應(yīng)該相信，植物中有益元素和必需元素是相對(duì)的，而不是一成不變的，可以說(shuō)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，研究人員陸續(xù)發(fā)現(xiàn)新的植物必需元素，為作物的養(yǎng)分平衡奠定基礎(chǔ)。眾所周知，除了16種植物必需營(yíng)養(yǎng)元素之外，還有一類營(yíng)養(yǎng)元素——有益元素。有益元素一是某些植物類群中的特定生物反應(yīng)所需，如鈷，豆科植物根瘤固氮所必需；二是在某些植物生長(zhǎng)在某一有益元素過(guò)剩的環(huán)境中，經(jīng)長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成對(duì)該元素的依賴性，如水稻對(duì)硅元素、甜菜的生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)于鈉的需求。目前，逐漸被認(rèn)可的有益元素有硅、鈷、鈦、鎳等。伴隨作物產(chǎn)量的提高，氮磷鉀大量元素肥料的過(guò)量長(zhǎng)期施用，出現(xiàn)了新的植物營(yíng)養(yǎng)不平衡情況，有益元素肥料也越來(lái)越為人所熟知，未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)向好。近日，《中國(guó)農(nóng)資》將開(kāi)設(shè)專欄，針對(duì)主要有益元素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的突出作用以及有益元素肥料施用、發(fā)展等情況做一系列報(bào)道。

硅肥最早是以一種含硅酸鈣為主的玻璃體、礦物肥料，其外觀根據(jù)原料的不同，呈白色、灰褐色或黑色粉末，具有無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)腐蝕性、不變質(zhì)及不易流失等特征。早在20世紀(jì)，相關(guān)研究人員就針對(duì)江蘇、江西、浙江、河南、湖北等地進(jìn)行有效二氧化硅的調(diào)查，目前我國(guó)存在大面積的缺硅土壤，其中浙江省缺硅總面積達(dá)73%，河南省耕地缺硅60%左右。值得引起重視的是，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)行，耕地缺硅的面積也逐年增大。我國(guó)氮磷鉀肥料施用量占世界施用量的32%，氮磷鉀肥料的大量施用，消耗土壤中大量的中微量元素以及有益元素，現(xiàn)在到了應(yīng)該補(bǔ)充土壤硅營(yíng)養(yǎng)的時(shí)候了。

硅肥可有效防治土壤重金屬污染

硅作為有益元素中的“龍頭”，最早是以含硅酸鈣為主的玻璃體、礦物原料，隨著新型肥料的研究深入，出現(xiàn)了水溶性硅肥、硅鉀肥、天然硅肥等。硅是人體骨骼的重要組成部分，對(duì)植物生長(zhǎng)的作用也日趨重要，由此預(yù)示著：硅肥將成為21世紀(jì)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型新肥料。硅肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用如下：

一是硅是構(gòu)成植物體組成的重要營(yíng)養(yǎng)元素，特別是水稻，在生產(chǎn)1000Kg的稻谷中，水稻地上部分二氧化硅的吸收量達(dá)150Kg，超過(guò)水稻吸收氮磷鉀的總和；二是硅肥有利于提高農(nóng)作物的光合作用，水稻吸收硅之后，能使植株挺拔、莖葉直立，有利于提高水稻、小麥、玉米、甘蔗等作物葉面的光合作用，從而增加作物的產(chǎn)量；三是硅肥有利于提高農(nóng)作物抵抗病蟲(chóng)害的能力，硅化細(xì)胞的形成使水稻表層細(xì)胞壁加厚，角質(zhì)層增加，從而增強(qiáng)對(duì)病蟲(chóng)害抵抗的能力，特別是對(duì)稻瘟病、紋枯病、稻胡麻斑病、稻粒黑粉病等具有顯著作用；四是能夠提高水稻抗倒伏能力，試驗(yàn)結(jié)果表明：水稻基部秸稈抗折斷力，提高35%-55%；五是能增強(qiáng)水稻抗寒、抗低溫以及抗旱能力，硅肥對(duì)于我國(guó)的旱作農(nóng)業(yè)、節(jié)水農(nóng)業(yè)都具有重要的戰(zhàn)略意義；六是硅肥能提高磷肥利用率和活化土壤中磷的作用，我國(guó)磷肥的利用率一般在15%-20%之間，施用硅肥后可以提高作物對(duì)磷肥的吸收利用率，促進(jìn)磷在水稻體內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而提高水稻、小麥、玉米的結(jié)實(shí)率，這對(duì)于改善我國(guó)70%以上耕地缺磷和磷礦分布不均勻、磷肥利用率低的狀況具有戰(zhàn)略意義；七是硅肥能夠改良紅壤和鹽堿地。除了以上作用外，硅的另一個(gè)重要作用是它能夠防治和減輕土壤重金屬污染，提高土壤的有效二氧化硅硅肥中所含的硅酸根離子與重金屬的化學(xué)反應(yīng)，形成植物難以吸收的化合物，從而減輕重金屬對(duì)于植物的污染。硅肥作為調(diào)節(jié)性肥料、品質(zhì)肥料以及保健肥料，還能夠明顯改善農(nóng)作物果實(shí)的色香味等感官效果。硅肥自身有益于植物生長(zhǎng)，有調(diào)節(jié)農(nóng)作物在不同階段的營(yíng)養(yǎng)需求，并對(duì)過(guò)度使用的其他肥料具有抑制作用。

硅肥品種多樣化施用技巧是關(guān)鍵

目前，硅肥的品種很多，按形態(tài)可以分為固體硅肥、液體硅肥；如果按施用方法分類有液面噴灑硅肥、基施硅肥、水沖硅肥等；按水溶性主要可以劃分為兩大類：枸溶性硅肥、水溶性硅肥。枸溶性硅肥除含二氧化硅之外，還富含碳酸鈣、碳酸鎂以及植物需要的許多微量元素，對(duì)土壤改良、防治土壤重金屬污染有著不可替代的作用。水溶性硅肥以其運(yùn)輸方便、植物吸收快，有效硅含量高的特點(diǎn)早在20世紀(jì)80年代就開(kāi)始施用。現(xiàn)今，針對(duì)水溶性硅肥成本高、綜合改良土壤的效果次于枸溶性硅肥的局限性。現(xiàn)階段，河南省硅肥工程技術(shù)中心已生產(chǎn)出水沖硅肥，不僅成本低，綜合應(yīng)用效果好。

目前，硅肥的品種“百花齊放”，固體硅鈣肥、硅鈣鉀肥、硅鉀肥、硅基有機(jī)肥、硅復(fù)混肥、微生物硅肥、液體硅肥等等，在品種的多樣化的同時(shí)，合理精準(zhǔn)地掌握施用技巧才是重中之重。多年的研究成果以及對(duì)比試驗(yàn)表明：枸溶性硅肥作基肥每畝用量在50Kg效果最好，水溶性硅肥2Kg-3Kg/畝左右，硅肥作為基施，最好與有機(jī)肥混合使用更佳；作追肥可以進(jìn)行葉面噴灑、也可以沖施或直接施到土壤中。

硅肥推廣勢(shì)在必行

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局資料顯示，我國(guó)2013年生鐵產(chǎn)量在7.09億噸，年排出近15億噸左右的煉鐵水淬渣，這些資源如果添加相應(yīng)的硅肥添加劑可以使廢渣中的含有少量的重金屬除去，并且使有效二氧化硅移動(dòng)速度更加迅速，有利于植物根系吸收，是制造硅肥的好原料。我國(guó)目前土壤重金屬污染范圍大，程度嚴(yán)重，需花費(fèi)眾多的資金進(jìn)行土壤改造修復(fù)。試驗(yàn)表明：硅肥可以有效地防治土壤重金屬污染，特別是硅肥對(duì)水稻鎘吸收的影響，降低率均在90%以上。此外，在推廣應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，硅肥能使現(xiàn)有的糧食增產(chǎn)10%左右，相當(dāng)于我國(guó)增加人口的糧食消費(fèi)量；在經(jīng)濟(jì)作物上的增產(chǎn)幅度就更大了，據(jù)統(tǒng)計(jì)，花生施用硅肥一般增產(chǎn)率在15%以上。因此，硅肥推廣勢(shì)在必行、前景廣闊。