不同硅鈣鉀鎂肥用量對四川平原地區水稻生長及養分吸收利用的影響

解秋 曾詳忠 李小燕 萬夫偉 吳錫林 王賀東

（1.天津水泥工業設計研究院有限公司/天津市中微量元素肥研制與應用企業重點實驗室，天津300400；2.四川省農業科學院土壤肥料研究所，四川 成都610066）

目前水稻生產中普遍存在肥料施用不合理、肥料施用量過大等問題，造成肥料養分流失，土壤質量下降、酸化趨勢明顯，病蟲害加重，制約了水稻產量與品質的進一步提高［1］。傳統的改良酸性土壤措施大多施用生石灰，雖然該方法對提高土壤質量有一定效果，但是大量或長期施用石灰不但會引起土壤板結形成石灰板結田，而且會引起土壤鈣、鉀、鎂元素的平衡失調，從而導致減產［2，3］。石灰在酸性土壤中還會和土壤溶液中的Mg2+發生沉淀，導致Mg2+的活性降低［4］。水稻是四川地區的主要糧食作物，常年種植面積在220萬hm2左右，分布區域廣，種植面積大，但目前針對四川盆地稻田施用中微量元素肥料的相關研究未見報道。

硅鈣鉀鎂肥是利用鉀長石、白云石、石灰石等為原料經高溫煅燒活化制成的，含有硅、鈣、鎂、鉀、鐵、鋅等多種中微量元素的肥料，水溶液pH值偏堿性，可顯著改良土壤酸化問題。同時，硅鈣鉀鎂肥含有多種植物生長所必需的中微量元素營養，具有營養全面、肥效長久、改良土壤、防蟲抗逆、提產提質等作用［5］。有研究表明，施用硅、鈣肥對土壤改良和水稻提產、提質有一定效果。冀建華等利用硅鈣鉀鎂肥改良南方稻田土壤酸度發現，硅鈣鉀鎂肥能顯著提高土壤pH，比較CK處理，在0～15cm和15～30cm分別提高了1.22～1.58和0.35～0.64個pH單位［6］。韓科峰等研究發現在浙江省酸性水稻土壤施用硅鈣鉀鎂肥1500 kg/hm2可提高土壤pH值，同時提高有效硅和鹽基離子含量［7］。水稻土中施用鋼渣硅鈣肥可提高水稻秸稈和葉片干物質量11.9%～17.0%，籽粒干物質量9.52%～20.6%［8］。在四川水稻種植區，相關試驗研究較少，本研究開展常規施肥配施不同用量硅鈣鉀鎂肥的對比試驗，探索硅鈣鉀鎂肥對水稻生長、產量，以及水稻養分利用的影響，以期為四川平原地區水稻提產提質、減肥增效提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗田概況

試驗于2018年在四川省瀘州市瀘縣富集鎮茂盛村水稻田進行，試驗土壤為由酸性紫色土母質形成的水稻土，肥力中等，土壤化學性質如表1所示。

1.2 供試材料

供試水稻品種為“內6優103”。

供試肥料：硅鈣鉀鎂肥，由天津水泥工業設計研究院有限公司研發，用鉀長石、白云石、石灰石等為原料生產的粉狀或顆粒狀固體；本試驗選取顆粒產品，養分含量如下：K2O≥4.5%，SiO2≥27.0%，CaO≥25.0%，MgO≥4.0%，pH：9.0～11.0，粒度（1.00～4.75mm）≥90%。

常規肥料：尿素（N≥46.6%）、磷酸一銨（N≥11.7%、P2O5≥44.0%）、氯化鉀（K2O≥60.0%）。

1.3 試驗設計

試驗設置6個處理，各處理重復3次，采用隨機區組排列。小區長為6m，寬為4m，面積為24m2。小區間單獨排灌水，四周為保護行。底肥施用尿素153.9kg/hm2、磷酸一銨170.4kg/hm2、氯化鉀150kg/hm2，返青肥施尿素129.6kg/hm2。硅鈣鉀鎂肥做底肥施用，于作物種植前一周一次性撒施，通過整地與土壤均勻混合，各處理詳細施肥量見表2。

表1 基礎土樣化學性質

表2 各處理施肥方案

1.4 測試項目

1.4.1 各試驗小區單獨收割單獨計產收獲期調查株高、穗長、穗粒數、實粒數、千粒重，在孕穗期和收獲后每小區分兩次采集整株地上部樣品。

1.4.2 含量測定水稻植株樣品分別測定稻草和稻谷的氮、磷、鉀含量，經H2O2-H2SO4消煮后，采用凱氏定氮法測定含全N量，釩鉬黃比色法測定P含量，火焰光度計法測定K含量。

1.4.3 相關計算公式：N肥偏生產力（kg/kg）=施N處理產量/施N/P/K量

N素農學效率（kg/kg）=（施N肥區稻谷產量－對照區稻谷產量）N肥施用量

地上部吸N量（kg/hm2）=稻草產量×稻草N含量+稻谷產量×稻谷N含量

N表觀利用率（%）=（施肥處理的地上部吸N量-空白對照的地上部吸N量）/施肥中N含量×100

P、K相關計算公式與N素一致，不在贅述。

1.5 試驗數據統計與分析

數據整理采用Excel 2010軟件，方差分析比較采用SPSS 21軟件進行。

2 結果與分析

2.1 硅鈣鉀鎂肥對水稻生物性狀及產量構成要素的影響

由表3可以看出，在施肥基礎上，增施硅鈣鉀鎂肥可促進水稻生長，株高增加0.18～3.81cm，穗粒數增加4.60～16.20粒。施用硅鈣鉀鎂肥的處理中FC1的株高、穗長、穗粒數和千粒重要高于FC2和FC3，株高增加1.22～3.63cm，穗長增加0.31～0.81cm，穗粒數增加7.63～11.60粒，千粒重增加0.08～0.91g。

2.2 硅鈣鉀鎂肥對水稻實收產量及經濟效益的影響

不同處理對水稻實收產量的影響如表4所示。由表4可知，各處理產量較CK都有不同程度的增加，C2處理比CK的產量提高了235.5kg/hm2。與F處理相比，FC1可提高水稻產量330kg/hm2，增產率3.58%。在施肥基礎上過量施用硅鈣鉀鎂肥（FC2、FC3）后產量比F處理降低；施肥處理之間（F、FC1、FC2、FC3）產量沒有顯著差異；F、FC1和FC3處理與CK和C2處理間差異達顯著水平，CK與C2處理間差異未達顯著水平。

表3 水稻生物性狀及產量構成要素表

表4 不同處理對水稻實收產量的影響

2.3 硅鈣鉀鎂肥對水稻氮磷鉀元素吸收利用的影響

2.3.1 硅鈣鉀鎂肥對水稻氮素吸收利用的影響由表5可知，各處理中C2處理的稻草、稻谷含氮量、地上部分吸氮量最低。在常規施肥基礎上，增施硅鈣鉀鎂肥可促進水稻秸稈及稻谷對氮素的吸收，其中FC1、FC2和FC3處理的稻草含氮量分別比F處理提高了0.13%、0.12%和0.02%，稻谷含氮量提高了0.02%、0.04%和0.05%。FC1的地上部吸氮量比F處理提高了17.7kg/hm2。FC1、FC2和FC3的氮素表觀利用率高于F處理，分別提高了11.8%、3.76%和2.91%。FC1的氮素農學效率比F處理提高了21.7%，但FC2和FC3較F處理有降低。同樣的在氮肥偏生產力的比較中，FC1的氮肥偏生產力要高于F處理。

2.3.2 硅鈣鉀鎂肥對水稻磷素吸收利用的影響由表6可知，FC2可促進水稻稻草及稻谷對磷素的吸收，稻谷和稻草的含氮量都比F處理增加了0.02%，地上部吸磷量增加了2.1kg/hm2，提高水稻的磷素表觀利用率2.77%。FC1的稻草含磷量和地上部含磷量與F處理相同，但地上部吸磷量比F處理高1.5kg/hm2，磷素表觀利用率比F處理高1.84%。FC3與F處理相比，稻谷含磷量相同，但對其他指標略低于F處理。FC1的磷素農學效率比F處理提高了22.9%，但FC2的磷素農學效率低于F處理，FC3與F處理無差異。FC1的磷肥偏生產力比F處理提高了3.6%，但FC2和FC3都低于F處理。

2.3.3 硅鈣鉀鎂肥對水稻鉀素吸收利用的影響由表7可知，在施肥基礎上，施用硅鈣鉀鎂肥可促進水稻秸稈對鉀素的吸收，但降低了稻谷對鉀素的吸收。FC1、FC2和FC3的稻草含鉀量比F處理提高0.1%、0.08%和0.16%，但FC1、FC2和FC3的稻谷含鉀量比F處理低0.03%、0.02%和0.04%。地上部吸鉀量FC1＞FC3＞F＞FC2，FC1和FC3分別比F處理高16.3kg/hm2和8.6kg/hm2。鉀素表觀利用率FC1＞F＞FC3＞FC2，FC1比F處理高0.87%，但FC2和FC3的水稻鉀素表觀利用率明顯下降，降低了26.38%和15.41%。各處理鉀素農學效應比較中F＞FC1＞FC3＞FC2，其中F與FC1相差不大，但FC2和FC3比F處理分別降低了53.0%和40.5%。

表5 水稻氮素吸收利用表

表6 水稻磷素吸收利用表

表7 水稻鉀素吸收利用表

3 小結與討論

近幾年，中國水稻產量持續上升，目前已趨于平穩。而隨著水稻產量的上升，施肥量也在持續增加，現階段需調節施肥模式，在確保生態環境健康的條件下，達到穩產、提產的目的［9］。在長期施用氮磷鉀等大量元素肥的條件下，水稻產量已在土壤所能承受的范圍內保持穩定，此時土壤中硅素養分的供應顯得越來越重要。本試驗結果表明，施用一定量的硅鈣鉀鎂肥可提高水稻的穗粒數和千粒重，對水稻產量提升有一定幫助。邱宗安等研究發現，施用常規肥料時配合施用硅鈣肥可提高水稻穗粒數25.2～29.0粒/穗，株高增加22.9～24.5cm［10］。朱枚芳等研究發現，水稻施用硅鈣肥可提高水稻千粒重1.42%，實粒數增加5.33%［11］。本試驗結果中表明施用一定量的硅鈣鉀鎂肥可提高水稻產量，但施用過量對水稻產量沒有提高，這與胡鐵軍等的研究結果相一致［12］。

本試驗結果還表明，施用硅鈣鉀鎂肥對水稻吸收利用氮磷鉀營養有一定影響。陳進紅等［13］認為施用硅肥能促進水稻植株對氮、磷、鉀養分的吸收與積累，從而增加水稻干物質積累與籽粒產量。楊曾平等研究表明用不溶性鉀礦產品部分替代氯化鉀肥，可提高晚稻累積吸鉀量和吸鉀總量［14］。李敏等研究發現施用不同量的硅鈣鎂磷鉀肥可增產3.69%～12.63%，且隨硅鈣鎂磷鉀肥的用量增加，水稻稈和籽粒的磷、鉀含量不斷增加［15］。本研究中，硅鈣鉀鎂肥的施用量在600kg/hm2時，水稻的N、P、K表觀利用率都高于常規施肥處理，N、P的農學效率和偏生產力也高于常規施肥。與常規水溶性鉀肥相比，不溶性鉀礦產品雖然鉀含量較低，但由于含有多種中、微量營養元素，養分均衡，能促進作物對養分的吸收，實際效果優于常規鉀肥［16］。通常情況下，土壤中的鈣鎂元素呈吸附態，加入硅鈣鉀鎂肥可彌補鈣鎂的不足，但鉀肥與鈣鎂存在拮抗作用，隨著肥料用量的增加，植株對土壤中鈣、鎂和鉀的吸收都會受限，產量也會有影響。

4 結論

常規施肥的基礎上施用一定量的硅鈣鉀鎂肥可促進水稻生長發育，有效提高水稻產量，增幅在3.58%，并能有效提高水稻對氮、磷的吸收量。綜合水稻產量、水稻對氮和磷的吸收量分析，四川平原地區水稻種植施用硅鈣鉀鎂肥的最佳用量在600kg/hm2。本試驗結果可為硅鈣鉀鎂肥在四川單季稻種植上合理施用提供參考與借鑒。