劉 丹
(燈塔市農業農村服務中心,遼寧 燈塔 111300)
自從19世紀40年代開展硅肥研究以來,硅肥已經在許多國家和地區進行了有效應用。應用效果證明了硅對植物的生長發育的重大影響以及在改良土壤等方面的作用,因此硅肥被當今農業科學家列為繼氮、磷、鉀肥之后的第四大化學肥料。本文將對硅肥的研究現狀、生產應用現狀、合理施用技術及在我省的應用前景作以闡述。
大量的研究結果表明,硅肥既可以促進和調節植物生長發育,提高水稻等作物的抗逆性,又可以改善土壤結構、活化養分及平衡酸堿性等,進而提高土壤的綜合生產能力。因此,近幾年關于施用硅肥對提高水稻和蔬菜等作物抗倒伏、抗病菌侵害等生理與生育性狀研究報導較多。
第一,硅是作物生長所必需的營養元素之一。硅被土壤界列為繼氮、磷、鉀之后的第四大元素,大部分植物體內都含有大量硅。
第二,硅有利于提高作物的光合作用和葉綠素含量。施入硅素能夠有效提高植物葉面積系數,增加植物對光的截獲與利用率,同時硅素能提高植株葉綠素含量,增強植物的光合作用,進而促進有機物的積累。
第三,硅能提高作物的抗逆性能和抗病能力。硅能促進植株根系的生長發育,增加作物的莖桿強度從而增強作物抗倒伏能力。施用硅肥,會使作物體中全氮、可溶性氮含量降低,使碳氮比增加,能減輕被害程度。試驗證實,水稻施用硅肥,能夠減輕稻瘟病、紋枯病、白葉枯病等三大病害的危害程度;黃瓜、冬瓜、甜瓜等作物施用硅肥,能夠對多種病菌產生抵抗力;西紅柿施用硅肥,能夠降低西紅柿臍腐病的發病率。
第四,硅能提高作物產量和改善農產品的品質。當下雖然無法證明硅是作物生長必不可少的元素,但硅肥對部分作物增產提質的作用卻是不爭的事實。其主要原因是硅能增強作物的光合作用、增強植物的抗性、調整植物對營養元素的吸收,因此硅肥既能增產,又能改善農產品的品質。據我國各省田間試驗統計,在作物上施用適量硅素,能夠使作物產量明顯提高,如水稻產量能提高10%~20%,花生15%~35%,大豆10%~20%,玉米12%~20%,蔬菜15%~20%,草莓30%~50%,西瓜10%~25%等。所以硅肥是一種很好的品質肥料、保健肥料和植物調節性肥料,是其他化學肥料無法比擬的一種新型多功能肥料。
硅肥能改善土壤環境,矯正土壤酸度,促進有機肥分解,抑制土壤病菌的產生,還可以改良土壤耕性,加速熟化,減少磷在土壤中的固定,有利于植物生長。同時,還能有效抑制霉菌的存活與繁殖。
20世紀40年代日本開始研究硅肥,50年代研制成功,并于1955年以肥料法的形式頒布全國,在1956年制定了硅肥標準,從此日本開始大規模生產和應用硅肥。據統計,現在日本每年硅肥的年施用量達到100多萬噸。全世界多數農業發達國家都對硅肥進行了大量的研究,并大面積施用。
我國硅肥的研究與應用起步較晚,20世紀70年代中期借鑒日本的經驗,開始研究硅肥的生產和應用,且主要集中在長江以南地區,沒有形成大規模的硅肥產業化。現在我國硅肥生產技術已經成熟,硅肥生產己初具規模,據不完全統計,全國生產硅肥的廠家已達50家以上,年產硅肥在200萬噸左右。隨著人們對硅肥作用的進一步認識,硅肥也越來越受到廣泛應用,據統計,現在全國每年硅肥施用面積已達2000萬畝。
第一種是水溶性硅肥。主要有硅酸鉀、過二硅酸鈉和偏硅酸鈉等,缺點是pH值偏高,價格較貴。第二種是枸溶性硅肥。主要由高爐熔渣、水淬渣和黃磷礦渣等經機械磨細制作成的粉狀或顆粒狀硅鈣肥。該類肥pH值為堿性,含有效二氧化硅20%~30%,氧化鈣30%左右。其優點是屬于廢棄物資源化利用,具有循環經濟的特點,其農學、經濟和環境效益高,價格較低,但缺點是用量過大,運輸不便。第三種是生物硅肥。主要是硅酸鹽菌劑,屬于具有解鉀、解磷、解硅作用的芽孢桿菌,能將土壤中的硅酸鹽礦物分解并釋放出有效鉀、磷和硅。其優點是利用土壤中的含硅礦物,具有綠色環保特點,缺點是產品價格過高,其增產效果的穩定性有待進一步觀察與試驗。
第一,施用范圍。硅肥應著重施用在喜硅作物上,其中水稻、玉米、油菜、棉花、花生、高粱等作物均屬于硅肥的適用范圍。
第二,施用方法。適宜作基肥,不宜作種肥,可單獨施用,也可與農家肥混施。可作追肥,應早施,深施。水稻可以在耙地后插秧前撒施,也可在插秧后撒施,保持淺水層,旱田追肥可穴施或溝施,施后覆土、澆水。果樹在秋冬、早春單獨與有機肥開溝注入法施肥,一般每株施5~10公斤。
據試驗統計結果表明,在遼寧中部地區沖積性母質上發育的水稻土硅素肥力高于其他母質上發育的水稻土;我省水稻土有效硅含量大部分都低于缺硅臨界值,總之,遼寧省大部分水稻土硅素缺乏。
由于我省大量的工業“三廢”排放,導致耕地質量被破壞,玉米田除根茬還田外,80%的耕地連年不施有機肥、秸稈不還田。
為了改變耕地的缺硅情況、改良耕地的質量,使農作物的產量逐步提高,使農作物的品質能夠得到改善,在水稻、蔬菜產區缺硅的土壤上及污染土壤上施用硅肥勢在必行。硅肥的需求量較大。僅在我省有效硅缺乏的550多萬畝水稻生產中施用硅肥,每畝施50公斤,每年就需要硅肥28萬噸。
以水稻一種作物為例,我省水稻平均畝產500公斤,如果550萬畝缺硅稻田全部施用硅肥,按水稻增產10%計算,每畝將增產50公斤,全省就可增產27.5萬噸稻谷。按每公斤稻谷2.1元計算,畝增產值105萬元,全省水稻新增產值57750萬元。除去畝投入成本45元,畝純增收入60元,全省新增純收入33000萬元,可見缺硅地區和喜硅作物施用硅肥經濟效益非常可觀。
施用硅肥不僅能給企業和農業生產帶來良好的經濟效益,而且還可以提高環境效益和生態效益。一方面生產硅肥需要大量原料,據統計,生產1噸硅肥,需要1.7噸煉鐵廢渣。我省現有本溪鋼廠、新撫鋼廠和鞍山鋼鐵等三大公司,每年都有幾千萬噸的工業廢渣,用這些廢渣生產硅肥,可大大減少這些工業廢渣對環境造成的污染。另一方面,施用硅肥可以防止和減少重金屬對土壤的污染,能起到改良土壤的作用,同時硅肥還能調節作物對其他元素的吸收,起到改善農產品品質的作用。總之施用硅肥對改善環境、發展綠色農業意義重大。