糯稻抗病能力、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益對(duì)硅肥的響應(yīng)特征

萬躍明，王美玲，嚴(yán)寵紅，柳開樓，徐 明，江 紅

（1.景德鎮(zhèn)市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，江西 景德鎮(zhèn) 333000；2.景德鎮(zhèn)市良種場(chǎng)，江西 景德鎮(zhèn) 333000；3.景德鎮(zhèn)市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)檢中心，江西 景德鎮(zhèn) 333000；4.江西省紅壤研究所，江西 南昌 330046）

【研究意義】水稻素有硅酸鹽植物之稱，硅素和氮、磷、鉀一樣，是水稻生長(zhǎng)所需的重要營(yíng)養(yǎng)元素之一［1-2］。很多研究表明，通過施用硅肥增加土壤供硅能力可以提高水稻光能利用率、促進(jìn)根系活力和呼吸作用、降低蒸騰作用和增強(qiáng)抗病蟲害和抗倒伏能力，并能夠調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)元素吸收利用，從而提高水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)［1-5］。因此，在稻作生產(chǎn)中合理調(diào)控硅素的供應(yīng)具有重要的意義。【前人研究進(jìn)展】在我國(guó)南方的水稻土中，土壤有效硅含量普遍較低［6］，紅砂巖、花崗巖、花崗片麻巖、輕質(zhì)第四紀(jì)紅色粘土和淺海沉積物母質(zhì)發(fā)育的水稻土有效硅一般低于80 mg/kg［7］；粘質(zhì)第四紀(jì)紅色粘土發(fā)育的水稻土有效硅含量在120 mg/kg左右［8］。同時(shí)，水稻對(duì)硅的吸收量遠(yuǎn)大于氮磷鉀三要素的總和［9-10］。水稻持續(xù)高產(chǎn)，土地復(fù)種指數(shù)較高，農(nóng)作物每年從土壤中帶走的硅素遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氮磷鉀養(yǎng)分的總和，因此，單獨(dú)依靠土壤硅的自然風(fēng)化難以維持土壤硅素平衡，再加上硅的淋溶滲漏損失，南方地區(qū)的水稻土普遍存在缺硅狀況。【本研究切入點(diǎn)】很多研究證明，土壤中硅素的相對(duì)匾乏會(huì)明顯降低土壤的供硅能力，并進(jìn)一步限制水稻生長(zhǎng)對(duì)硅素的需求，從而造成水稻產(chǎn)量下降［11-12］。因此，適當(dāng)增施硅肥是提升水稻產(chǎn)量的重要途徑之一［13-15］。然而，目前的硅肥施用效果研究多集中在普通水稻品種中［13-15］，而鮮有研究報(bào)道硅肥在糯稻上的施用效果。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究以糯稻品種為對(duì)象，研究施用硅肥對(duì)其抗病能力、產(chǎn)量和米質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益的影響，從而為糯稻生產(chǎn)上合理施用硅肥提供理論和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于江西省景德鎮(zhèn)市浮梁縣羅家橋鄉(xiāng)鮑家村，該地區(qū)屬中亞熱帶潮濕天氣，年均溫17 ℃，年降水量1 764 mm。試驗(yàn)地土壤為水稻土，耕層土壤pH 6.9，有機(jī)碳16.22 g/kg，全氮0.95 g/kg，全磷 1.02 g/kg，全鉀 15.41 g/kg，堿解氮143.70 mg/kg，速效磷10.30 mg/kg，速效鉀125.10 mg/kg，有效硅（SiO2）42.50 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)施用硅肥562.5 kg/hm2處理（全部作基肥施用），以不施硅肥作對(duì)照，3次重復(fù)，小區(qū)面積100 m2。供試硅肥由遼寧省錦西市化工總廠提供，其枸溶性SiO2含量為35%。均施用等量的氮磷鉀肥，分別為尿素（N 46%）、鈣鎂磷肥（P2O512.5%）和氯化鉀（K2O 60%），N、P2O5和K2O用量分別為120、90和150 kg/hm2。其中氮肥60%作基肥、40%在返青期追肥，磷肥全部作基肥施用，鉀肥50%作基肥、50%在孕穗期追肥。

供試糯稻品種為麥穎2號(hào)（江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所選育），采用水育秧方式，2018年6月30日播種，用種量30 kg/hm2。7月25日移栽，移栽規(guī)格為20 cm×20 cm。水分管理同農(nóng)民常規(guī)習(xí)慣一致，為調(diào)查病蟲害情況，所有處理均不采用農(nóng)藥防治措施。11月20日成熟收獲。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 病情指數(shù)調(diào)查 在水稻抽穗期，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)調(diào)查500株，查看穗頸稻瘟病和紋枯病發(fā)病情況，穗頸稻瘟病的判定標(biāo)準(zhǔn)為水稻穗頸部節(jié)上產(chǎn)生褐色小點(diǎn)，病部成黑色；紋枯病的判定標(biāo)準(zhǔn)為病部組織軟腐，葉鞘潰爛。其中穗頸稻瘟病和紋枯病的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參考《中國(guó)水稻品種試驗(yàn)與審定》［16］，計(jì)算病株率和病情指數(shù)。

1.3.2 產(chǎn)量測(cè)算 在水稻成熟期，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)收割1 m2，帶回室內(nèi)，脫粒、曬干稱重，計(jì)算產(chǎn)量。

1.3.3 稻米品質(zhì)分析 小區(qū)測(cè)產(chǎn)后，收集5 kg稻谷，脫殼后測(cè)定稻米的出糙率，再經(jīng)過精米機(jī)篩選計(jì)算精米率和整精米率：

出糙率（%）=（糙米完整粒重量+50%不完整粒重量）/糙米總重量×100

精米率（%）=精米重量/稻谷重量×100

整精米率（%）=完整精米重量/稻谷重量×100

1.3.4 經(jīng)濟(jì)效益分析 按照糯米的價(jià)格和產(chǎn)量計(jì)算稻米產(chǎn)值，并結(jié)合硅肥等農(nóng)資投入進(jìn)一步計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益。在本試驗(yàn)中，2018年N、P2O5和K2O的價(jià)格分別為5.2元/kg、8.0元/kg和5元/kg，糯稻種子為6元/kg，精糯米價(jià)格為6元/kg。硅肥價(jià)格為1.8元/kg。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003進(jìn)行整理，采用SAS 9.1進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD進(jìn)行差異顯著性測(cè)驗(yàn)，圖件采用Origin 8.1進(jìn)行制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用硅肥對(duì)糯稻抗病能力的影響

從表1可以看出，施用硅肥可以顯著提高糯稻對(duì)穗頸稻瘟病和紋枯病的抗病能力，與不施硅肥相比，施用硅肥處理穗頸稻瘟病株率和病情指數(shù)分別下降80.65%和84.23%，紋枯病病株率和病情指數(shù)分別降低51.93%和73.44%。

2.2 施用硅肥對(duì)糯稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由圖1可知，施用硅肥可以顯著提高糯稻的產(chǎn)量，與不施硅肥相比，硅肥處理糯稻產(chǎn)量增加19.74%；結(jié)實(shí)率略有提高，但增幅不顯著；硅肥處理可以顯著提高糯稻的千粒重，比不施硅肥增加12.17%。不施硅肥對(duì)照千粒重降低的原因可能與灌漿期遇高溫有關(guān)，而由于硅肥施用可以顯著提高糯稻的抗逆性，因此，本試驗(yàn)硅肥處理千粒重明顯高于不施硅肥對(duì)照。

圖1 硅肥處理糯稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成變化Fig.1 Changes in the yield and its composition of glutinous rice under different silicon fertilization treatments

2.3 施用硅肥對(duì)糯稻碾米品質(zhì)的影響

由圖2可知，施用硅肥可以明顯提高糯稻的碾米品質(zhì)，與不施硅肥相比，硅肥處理糯稻精米率和整精米率分別提高5.42%和10.04%，而出糙率增加不顯著。

圖2 硅肥處理糯稻碾米品質(zhì)變化Fig.2 Changes of glutinous rice quality under different silicon fertilization treatments

2.4 施用硅肥對(duì)糯稻經(jīng)濟(jì)效益的影響

表2顯示，在糯稻種植中，雖然硅肥施用增加了農(nóng)資投入（硅肥1 012.5元/hm2），但是由于其精糯米產(chǎn)量和產(chǎn)值顯著增加（施用硅肥處理精糯米產(chǎn)值比不施硅肥對(duì)照提高26.18%），因此，扣除農(nóng)資投入后，硅肥處理的效益分別比不施硅肥處理增加23.48%，說明施用硅肥可以顯著提高糯稻的經(jīng)濟(jì)效益。

表2 各處理糯稻經(jīng)濟(jì)效益變化（元/hm2）Table 2 Economic benefits of glutinous rice of different treatments（yuan/hm2）

3 討論

由于支鏈淀粉含量較高（大于95%），因此糯米粘性較高，且富含蛋白質(zhì)和脂肪，是制作粽子、八寶粥和各類甜品的主要原料［17-18］。然而，由于產(chǎn)量偏低，抗病能力較差，糯稻的種植規(guī)模普遍較小［19］。近年來，隨著人們經(jīng)濟(jì)水平的提高，市場(chǎng)對(duì)糯米的需求日益增加［19-20］，再加上常規(guī)稻米庫(kù)存較大和價(jià)格疲軟，水稻種植業(yè)結(jié)構(gòu)急需調(diào)整［21］，因此，糯稻的種植需求愈來愈大。本研究表明，在糯稻生產(chǎn)上，施用硅肥可以顯著提高糯稻對(duì)穗頸稻瘟病和紋枯病的抗病能力，這與張佑宏等［22］、張國(guó)良等［23］的研究結(jié)果相似，其原因主要是硅元素在水稻葉片和細(xì)胞中大量積累，起到了物理屏障作用，提高了水稻葉片的結(jié)構(gòu)抗性，從而阻擋了病菌菌絲的入侵［24-25］。也有研究認(rèn)為硅元素可能參與了植物和病原物體系的代謝過程，經(jīng)過生理生化反應(yīng)和信號(hào)傳導(dǎo)等途徑，激活了植物的防衛(wèi)基因，進(jìn)而誘導(dǎo)抗病性蛋白的表達(dá)，從而抑制病害發(fā)生［26］。但是，關(guān)于糯稻抵抗穗頸稻瘟病和紋枯病所需的合理硅肥用量還有待進(jìn)一步研究。

除了提高糯稻的抗病能力，本研究結(jié)果還表明，硅肥可以顯著提高糯稻的產(chǎn)量和碾米品質(zhì)，這與何巧林等［1］、劉紅芳等［4］、PATI等［27］的研究結(jié)論一致。糯稻產(chǎn)量的提升主要與千粒重增加有關(guān)，而在碾米品質(zhì)中，硅肥主要是提高精米率和整精米率，這與硅降低了稻米堊白面積有關(guān)［28-29］，而精米率與堊白面積呈顯著負(fù)相關(guān)［28］。進(jìn)一步通過農(nóng)資投入和糯米產(chǎn)值分析表明，雖然硅肥處理增加了農(nóng)資投入，但其糯米產(chǎn)值較大，因此，硅肥處理的經(jīng)濟(jì)效益比不施硅處理增加23.48%。同時(shí)，由于硅肥處理可以在無防病農(nóng)藥措施的情況下顯著提高糯米的抗病能力和產(chǎn)量，其在糯米的有機(jī)種植中應(yīng)用前途廣闊。但是，有機(jī)稻米的種植范疇較廣，標(biāo)準(zhǔn)也較高［30-31］，有關(guān)硅肥施用的方式和用量還有待進(jìn)一步研究和驗(yàn)證。

4 結(jié)論

在糯稻種植中，施用硅肥可以增強(qiáng)糯稻對(duì)穗頸稻瘟病和紋枯病的抗病能力。在合理施用氮磷鉀肥的基礎(chǔ)上，增施硅肥是進(jìn)一步提高糯稻產(chǎn)量和碾米米質(zhì)，進(jìn)而增加農(nóng)民收入的有效措施。