離子硅流體鋅對寒地水稻秧苗素質和抗倒伏性和產量的影響

摘" 要：為探究硅鋅配施對寒地水稻產量、品質及抗倒性的影響，明確高產優質的硅鋅優化管理措施，采用二因素完全隨機設計，進行3個硅肥水平下3個鋅水平的試驗研究。結果表明：A2處理水稻秧苗株高、根長差分別較對照顯著提高8.0%、16.0%；A2處理地上部分與地下部分鮮重干重較對照分別提高4.8%、23.4%、0.3%、5.7%，差異達到顯著或極顯著水平；施硅能夠提高各節間莖稈抗折力，A2處理抗倒伏指數與A1處理相比提高了15.5%。A2處理穗數、穗粒數、結實率、產量較A1處理分別提高5.3%、5.0%、6.4%、18.5%，隨施鋅增加穗數、產量呈增加趨勢，但硅鋅互作對產量及其構成因素不顯著。B2、B3各節間抗折力隨鋅肥的施用增加而呈增加的趨勢，抗倒伏指數隨鋅肥的施用呈增加趨勢，但各處理間差異不顯著。硅肥和鋅肥最優指標施用量的組合為最優配比。

關鍵詞：離鋅配施；水稻；秧苗素質；抗折力

收稿日期：2024-04-01

作者簡介：曹嘉明（1994—），男，助理農藝師，主要從事農業研究工作。

*通訊作者：李紅宇，男，教授，博士研究生導師。

中圖分類號：S143.7+2"""""""""""""""""""""""""""""" 文獻標志碼：A文章編號：1673-6737（2025）01-0020-07

Effect of Ionic Silicon Fluid Zinc onLodging Resistance

and Yield of Rice Seedling in Cold Region

CAO Jia-ming1，2 ， LI Hong-yu1* ， ZHANG Lu-lu2 ， PAN Long2 ，

LONG Li-gang2 ， CHENG Yun-jiang2 ， ZHANG Zhi-gang2

（1 College of Agriculture， Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing Heilongjiang 163319， China;

2 Beijing（Gannan） Shuanghe Farm， Qiqihar Heilongjiang 162100， China）

Abstract： In order to investigate the effects of combined application of silicon and zinc on yield， quality and lodging resistance of rice in cold areas， and to determine the optimal management measures for high yield and high quality of silicon and zinc， a two-factor completely random design was used to study three zinc levels under three silicon fertilizer levels. The results showed that the difference of seedling height and root length in A2 treatment was significantly increased by 8.0% and 16.0%， respectively. The fresh weight and dry weight of the upper part and the lower part of the A2 treatment were increased by 4.8%， 23.4%， 0.3% and 5.7% compared with the control， respectively， and the difference reached a significant or extremely significant level. Silicon application can improve the bending resistance of each internode stalk， and the lodging resistance index of A2 treatment is 15.5% higher than that of A1 treatment. Panicle number， kernel number per panicle， seed setting rate and yield of A2 treatment were increased by 5.3%， 5.0%， 6.4% and 18.5%， respectively， compared with A1 treatment， and the panicle number and yield showed an increasing trend with the increase of zinc application， but the yield and its constituent factors were not significant. The internode bending resistance of B2 and B3 increased with the application of zinc fertilizer， and the lodging resistance index increased with the application of zinc fertilizer， but there was no significant difference among different treatments. The combination of the optimal index application amount of silicon fertilizer and zinc fertilizer is the optimal ratio.

Key words： Combined application of separate zinc; Rice; Seedling quality; Breaking resistance

水稻在我國種植面積廣闊，是主要的糧食作物之一，我國水稻產量連年穩步提升，水稻種植面積的增加有效保障了我國的糧食安全[1-2]。黑龍江省是中國重要的糧食生產基地，其中生產的水稻占全省糧食總產的三分之一以上[3]。目前已經成為中國乃至世界上最主要的粳稻生產基地之一。

近年來，由于抗倒性較差的優質品種大面積推廣、災害性天氣增多、水肥粗放管理等因素直接影響水稻的產量。水稻因倒伏引起的減產約10%～30%，更嚴重的甚至絕產[4]，倒伏已經成為寒地水稻產量進一步提高及達到“高產、優質、高效、生態、安全”綜合生產目標的主要限制因子之一[5-8]。如何提高水稻抗倒伏能力，減少水稻因倒伏造成的損失成為眾多科研工作者的主要研究目標。

在一定范圍內水稻每2%的倒伏率，產量就會減產1%。研究表明[9-10]，隨著施氮量的增加，水稻植株株高上升，節間長度伸長，降低了壁厚及莖粗，導致抗倒伏能力減弱，增加了倒伏的幾率。硅可以降低蒸騰強度，增強光合能力，增強根部的氧化力，促進水稻生長發育、增強耐氮性，促使磷向穗部轉移，硅的沉積可以增加細胞壁強度，對提高水稻抗倒性、增強抗病性以及提高水稻產量等方面具有重要作用[11-14]。

硅可以增強光合能力和根系的氧化力，促進水稻生長發育，增強耐氮性，促使磷向穗部轉移。硅的沉積可以增加細胞壁強度，對提高水稻抗倒性、增強抗病性以及提高水稻產量等方面具有重要作用[9-11]。鋅是許多酶的組成成分，對蛋白質合成、碳水化合物代謝等具有重要的意義，是作物生長發育所必需的微量營養元素[12-13]。鋅能增加植物體內葉綠素的含量，并催化葉綠素的光合反應，從而影響植物體內的碳水化合物代謝[14-15]。此外，鋅還能提高植物的抗逆性，當水稻處于澇、旱、鹽、冷等不良環境時，施用適量的鋅肥能夠促進水稻的生長[16]。施鋅可以增加水稻的成穗數、穗粒數和千粒重，顯著提高水稻產量，提高農民的經濟效益[17-18]。硅與鋅的施用對水稻提高抗倒伏能力、穩定產量的研究在理論和實踐上都具有重要的意義。

1" 材料與方法

1.1" 試驗地點

試驗于2020年在雙河農場科技園區進行，土壤類型為草甸沼澤土，土壤養分狀況見表1。

試驗前及成熟期后在試驗地塊取土樣，5個點混合為一個土樣，代表該土壤的肥力水平。于試驗前及成熟期后在試驗地塊5點混合取樣。參照《土壤農化分析》測定土壤養分含量，包括土壤有機質（重鉻酸鉀外加熱法）、堿解氮（堿解擴散法）、有效磷（碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法），速效鉀（1 mol·L-1 NH4 OAc浸提-火焰光度法）和pH（酸度計測定）等指標[19]。

1.2" 試驗材料

參試品種：綏粳18，主莖12片葉，株高104 cm左右，全生育期134 d，需≥10 ℃活動積溫2 450 ℃左右。

試驗肥料：硅肥，為阿托菲納公司提供金甲2號離子硅（以下簡稱離子硅）；鋅肥，青島華硼礦業有限公司提供速利流體鋅（以下簡稱流體鋅）。

1.3" 試驗設計

試驗采用二因素隨機區組設計，3次重復。

A因素為硅肥，3水平，A1為常規對照（無硅肥），A2為施用納米硅（第一次1.5葉苗田拌土撒施，第二次為移栽前4 d撒施），A3為施用離子硅（苗期2.5葉苗田噴施，第二次9.5葉葉面噴施），施用量與種類見表2。

B因素為鋅肥（流體鋅），3水平，B1常規對照（無鋅肥），B2為苗期2.5葉時葉面噴施，B3為分蘗盛期葉面噴施（12品種6葉伸長期），施用量與種類見表3。

共9個處理，每個處理20行，行長15 m，插秧規格：30 cm×10 cm，每穴4～5株。4月16日播種，4月22日出苗，秧田管理正常進行，5月22日進行移栽，田間肥水管理按照當地常規進行。成熟期收獲。

1.4" 測定項目及方法

移栽前進行秧苗素質考查，每個處理選擇長勢均勻的50株秧苗，測定株高、葉齡、根長、根數、莖基寬，1、2、3葉葉長，百株地上鮮重、百株地下鮮重。

齊穗后20 d，每個處理取10個主莖測定莖稈抗倒伏特性。

莖稈重心高度：測量莖稈基部至該莖（帶穗、葉和鞘）平衡支點的距離，測量每個節間長度。

地上部單莖鮮質量：包括穗、葉和鞘。

莖稈抗折力：莖稈基部為倒4節間，取倒1節間、倒2節間和倒3節間，剝除葉鞘，兩端置于高50 cm、間隔5 cm的支撐木架凹槽內，在其中部掛一容器，向容器內勻速加細沙，使莖稈折斷所用的細沙加上容器自身的質量即為莖稈抗折力。測定方法參考李金才等[104]的方法，略有改進。并計算抗倒伏指數：

抗倒伏指數=抗折力/（重心高度×地上部鮮質量）

節間莖粗與壁厚：使用電子游標卡尺測量。

于成熟期，各處理按照平均莖蘗數選取代表性植株10穴，帶回室內進行理論測產。測定項目主要有：每穴穗數，一次枝梗（枝梗數、實粒數、空粒數秕粒數、實粒重），二次枝梗（枝梗數、實粒數、空粒數秕粒數、實粒重），計算穗粒數、結實率、千粒重及理論產量。

1.5" 數據分析

數據整理和圖表制作采用 Microsoft Excel 2010，其它多因素回歸方程，變異系數、通徑分析及差異顯著性比較，利用唐啟義DPS9.05數據處理系統進行分析。

2" 結果與分析

2.1" 硅鋅配施對秧苗素質的影響

表4結果表明，秧苗素質的硅肥和鋅肥二因素互作均不顯著。在硅肥施用處理株高、根長差異顯著，分別較對照提高8.0%、16.0%；葉齡、鞘長、根數、莖基寬處理間差異均不顯著；在鋅肥處理葉齡、鞘長、根數、株高、根長差異均不顯著；莖基寬較對照顯著提高9.7%。

表5結果表明，秧苗葉長硅肥和鋅肥二因素互作均不顯著。在硅肥施用處理一葉長、二葉長分別較對照降低3.7%、0.6%差異不顯著，三葉長施用硅肥較對照提高11.2%，差異顯著，同時期四葉長較對照提高53.5%；在鋅肥施用處理一葉長、三葉長分別較對照提高1.9%、6.3%，差異均不顯著，二葉長、四葉長分別較對照降低11.3%、13.1%，差異均不顯著。

地上部分地下部分鮮重、干重在硅肥和鋅肥二因素互作達到極顯著水平。在硅肥施用處理地上部分與地下部分鮮重干重較對照分別提高4.8%、23.4%、0.3%、5.7%，差異顯著或極顯著；在鋅肥施用處理地上鮮重與干重均達到極顯著水平，地上部分鮮重、干重分別較對照降低1.6%、3.7%；地下部分鮮重、干重分別較對照提高5.2%、2.4%，差異極顯著。

2.2" 硅鋅配施對抗倒性的影響

表6結果表明，各節間長度、莖桿和壁厚硅鋅二因素互作均不顯著。硅處理株高差顯著低于對照3.3%；硅肥因素倒1、倒2、倒3節間莖稈壁厚差異顯著或極顯著，分別較對照提高13.3%、10.8%、13.2%；節間長度倒3節間較對照差異極顯著；莖稈直徑各處理間差異不顯著。鋅肥施用處理節間長度倒3節間較對照B1與B2分別降低9.7%、3.2%，株高隨鋅肥的施用呈降低的趨勢但差異不顯著，倒1、倒2節間長度、莖稈直徑均呈先降低后增加的趨勢，以苗期B2施用各指標長度最低，但各處理間差異不顯著；莖稈壁厚以B3最厚，但差異不顯著。

表7結果表明，各節間長度、莖桿和壁厚硅鋅二因素互作均不顯著。硅處理間株高差異顯著，顯著低于對照3.3%；硅肥因素倒1、倒2、倒3節間莖稈壁厚差異顯著或極顯著，分別較對照提高13.3%、10.8%、13.2%；節間長度倒3節間與對照差異極顯著；莖稈直徑各處理間差異不顯著。鋅肥施用處理節間長度倒3節間較對照B1與B2分別降低9.7%、3.2%，株高、倒1、倒2節間長度、莖稈直徑各處理間差異不顯著；莖稈壁厚以B3最厚，但差異不顯著。

表8結果表明，施硅處理倒1、倒2和倒3節間莖稈抗折力均高于未施硅處理，其中倒1節間、倒2節間和倒3節間差異極顯著，抗倒伏指數呈顯著性差異。各節間抗折力隨鋅肥的施用增加呈增加的趨勢，抗倒伏指數隨鋅肥的施用呈增加趨勢，但各處理間差異不顯著。

表9結果表明，各節間抗折力和抗倒伏指數硅鋅二因素互作差異不顯著。無硅肥與施用鋅肥的處理下倒2節間、倒3節間抗折力各處理間差異不顯著；硅肥施用與鋅肥施用的處理下倒3、倒2、倒1節間抗折力、抗倒伏指數各處理間差異不顯著。硅肥施用處理下鋅肥配施倒3節間分別較對照提高32.8%、13.1%、29.2%，倒2節間分別較對照提高48.3%、40.2%、26.5%，倒1節間分別較對照提高31.9%、56.9%、35.7%。

2.3" 硅鋅配施對產量及其構成因素的影響

表10結果表明，產量及其構成因素的硅肥和鋅肥二因素互作均不顯著。施硅處理結實率、每穴產量顯著高于未施硅處理，分別提高6.5%、18.5%，其他產量構成因素與未施硅處理無顯著差異。隨著鋅肥的施用穗數呈增加趨勢，穗粒數隨鋅肥的施用呈先增加后降低的趨勢，處理間差異不顯著；結實率B2與B3差異不顯著，二者顯著高于B1，千粒重B1與B2差異不顯著，二者顯著低于B3；不同施鋅水平間產量差異顯著或極顯著。

2.4" 硅鋅配施對穗部性狀的影響

表11結果表明，硅、鋅處理及二因素互作對單穗重、穗長、著粒密度差異均不顯著。

表12結果表明，硅氮二因素互作不顯著。硅肥的施用對穗部性狀的一次枝梗結實率較未施硅顯著提高，二次枝梗結實率、千粒重較未施硅差異極顯著。施鋅處理一次枝梗結實率各處理間差異達到極顯著水平；二次枝梗千粒重B1和B2間差異不顯著，二者與B3差異達到顯著或極顯著水平。

3" 結論與討論

研究表明，硅鋅配施可以有效提高水稻秧苗素質、提高水稻產量、提高抗倒性。硅肥能夠顯著改善水稻秧苗株高、根長差分別較對照提高8.0%、16.0%；三葉長施用硅肥較對照提高11.2%，差異顯著。鋅肥施用，莖基寬較對照顯著提高9.7%；對苗期葉長差異不顯著，苗期2.5葉剛剛開始施用硅、鋅肥料，在此之前植株并未任何相關肥料的施用所以一葉二葉數據指標各處理間無顯著差異。地上部分地下部分鮮重、干重在硅肥和鋅肥二因素互作達到極顯著水平。在硅肥施用處理地上部分與地下部分鮮重干重較對照分別提高4.8%、23.4%、0.3%、5.7%，差異達到顯著或極顯著水平；在鋅肥施用處理地上鮮重與干重均達到極顯著水平，地上部分鮮重、干重分別較對照降低1.6%、3.7%；地下部分鮮重、干重分別較對照提高5.2%、2.4%。

施用硅肥可增加基部節間的硅化程度和壁厚，從而增加莖稈抗折力。硅處理株高達到顯著水平，顯著低于對照3.3%；硅肥因素倒1、倒2、倒3節間莖稈壁厚達到顯著或極顯著水平分別較對照提高13.3%、10.8%、13.2%；施硅處理倒1、倒2和倒3節間莖稈抗折力均高于未施硅處理，其中倒1節間、倒2節間和倒3節間達到極顯著水平，抗倒伏指數呈顯著性差異。在鋅肥處理下各指標間只呈一定的降低或升高的趨勢但各處理間差異不顯著；莖稈壁厚以B3最厚，但差異不顯著；各節間抗折力、抗倒伏指數隨鋅肥的施用增加而呈增加的趨勢，但各處理間差異不顯著。無硅肥與施用鋅肥的處理間只有一定的趨勢，各處理間差異不顯著；硅肥施用與鋅肥施用的處理下倒3、倒2、倒1節間抗折力、抗倒伏指數隨鋅肥的施用而呈增加的趨勢。硅肥施用處理下鋅肥配施倒3節間分別較對照提高32.8%、13.1%、29.2%，倒2節間分別較對照提高48.3%、40.2%、26.5%，倒1節間分別較對照提高31.9%、56.9%、35.7%。

產量及其構成因素，施硅處理結實率、每穴產量顯著高于未施硅處理，分別提高6.5%、18.5%。隨著鋅肥的施用結實率B2與B3差異不顯著，二者顯著高于B1，千粒重B1與B2差異不顯著，二者顯著低于B3；不同施鋅水平間產量差異顯著或極顯著。從穗部性狀分析，硅肥的施用對穗部性狀的一次枝梗結實率較未施硅顯著提高，二次枝梗結實率、千粒重較未施硅差異極顯著。施鋅處理一次枝梗結實率各處理間差異達到極顯著水平；二次枝梗千粒重B1和B2間差異不顯著，二者與B3差異達到顯著或極顯著水平。施用硅肥對水稻秧苗素質、莖稈抗折力、產量等指標的影響較為明顯，鋅肥對其的影響較小，雖未達到顯著水平但呈現一定的趨勢。試驗結果表明，后期葉面噴施硅、鋅以A2B3組合即是硅鋅配施的最優配比。

多數研究認為硅肥能夠顯著增加水稻分蘗數、提高成穗率和產量[20]，趙海成等[21]研究發現施用硅肥不僅可使水稻基部節間硅化程度增加，增加細胞壁的厚度，增加莖稈強度，減少倒伏，水稻倒伏多發生在莖稈基部第1～3節間［22-23］。

許多研究結果都表明施用鋅肥對小麥、水稻、玉米等作物有增產作用[24-29］，主要體現在增加有效穗數、增加穗粒數和提高結實率，這與本試驗結果一致，主要表現在提高了結實率，本試驗理論產量也呈顯著提高，但也有研究[30]表明，施用鋅肥對作物產量的影響不顯著，其可能是由于試驗點土壤有效鋅的背景值較高，鋅未達到作物生長限制因子的原因，與本試驗研究和前人研究存在一致性，不同硅肥水平和鋅肥施用模式下主要通過增加穗數、穗粒數、結實率而實現了提高產量。可見，硅、鋅以及硅鋅配施的報道較多，但硅鋅二因素各指標的具體互作情況缺少明確的分析描述。本研究表明，施硅能增加倒1、倒2、倒3節間莖稈壁厚，能夠降低倒3節間長度，硅肥與鋅肥在各節間抗折力及抗倒伏指數間存在互作效應趨勢，因此，硅肥與鋅肥配合施用是提高秧苗素質、抗折力與產量的重要手段。

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