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水稻是典型的集硅、喜硅作物,對(duì)硅需求量較多,接近氮、磷、鉀的需求量,居第四位。在水稻優(yōu)化配方施肥中,人們往往十分重視氮磷鉀等大量元素肥料的施用,而忽略了硅肥的配合,事實(shí)上硅元素對(duì)水稻的生長(zhǎng)發(fā)育影響很大。硅雖然不是所有的作物都需要的營(yíng)養(yǎng)元素,但對(duì)水稻有明顯的增產(chǎn)作用。水稻是吸收硅較多的作物,水稻體內(nèi)硅酸含量約為氮的10倍、磷的20倍左右。水稻缺硅已成為限制水稻產(chǎn)量提高的重要因素。
一、硅對(duì)水稻的作用
試驗(yàn)、應(yīng)用研究結(jié)果表明,硅對(duì)水稻生長(zhǎng)具有相當(dāng)大的作用。
(一)增強(qiáng)抗蟲害能力
施用硅肥能增加水稻自身抗病蟲能力,即使水稻感染上病害如稻瘟病,也可以使病斑硅質(zhì)化,控制病斑發(fā)展。硅肥抗稻瘟病的效果最顯著,其次是葉斑病、莖腐病、水稻白葉枯病、褐變穗、紋枯病,對(duì)二化螟、鉆心蟲抗性也較強(qiáng)。
抗病蟲機(jī)理是:水稻植株吸收二氧化硅于稻體中形成比較堅(jiān)硬的硅化細(xì)胞,因此增強(qiáng)了對(duì)病蟲害的抵抗能力。如硅供應(yīng)不足,則組織軟弱,同時(shí)易溶性氮和糖類相對(duì)增加,使病原菌易于繁殖。具體來(lái)說(shuō),由于大多數(shù)寄生性真菌,包括稻瘟病真菌,都是通過(guò)表層細(xì)胞壁滲入植物體內(nèi)的,當(dāng)施入硅肥后水稻吸收硅元素增加,固態(tài)硅與植物表皮細(xì)胞壁結(jié)合時(shí)形成一種機(jī)械屏障,以防止真菌的菌絲及昆蟲上顎或幼蟲滲入植物體中。另外,水稻葉面硅化細(xì)胞增多不易受到酶的分解,從而防止隨酶解形成的真菌菌絲入侵,這就是硅抗病蟲害的生理功能。
據(jù)調(diào)查表明,當(dāng)土壤中有效硅含量低于50mg/g時(shí),水稻倒伏嚴(yán)重,稻瘟病,穗莖瘟發(fā)病率均達(dá)65%以上。根據(jù)浙江省文成縣試驗(yàn)結(jié)果,施硅肥水稻穗莖瘟發(fā)病率減輕,株發(fā)病率減輕45.8%,病情指數(shù)減輕73%。我省的白漿土、草甸土、老稻田都屬缺硅性土壤,在稻瘟病重發(fā)地區(qū),更應(yīng)注意對(duì)硅肥的施用。
(二)增加抗倒伏能力
施用硅肥使水稻植株中二氧化硅增多,莖中維管束增粗,組織變的結(jié)實(shí),增強(qiáng)了水稻抗倒伏的能力。根據(jù)日本的多年研究,水稻體內(nèi)的硅膠能充填水稻莖葉,特別是水稻二、三節(jié)間的強(qiáng)度,有力地增強(qiáng)水稻的抗倒伏能力。
(三)提高群體光合效率
水稻施硅能改善植株受光態(tài)勢(shì),減輕葉片下垂,提高光合作用。水稻吸硅后,由于硅在植株表皮組織內(nèi)沉淀,形成硅化細(xì)胞,使莖葉表皮胞壁加厚,角質(zhì)層增加,增強(qiáng)了莖稈硬度,葉片上舉,葉片夾角縮小,減少葉片互相遮光,增加通風(fēng)透光,提高了群體的光合效率,冠層光合作用能增強(qiáng)15-20%。
(四)促進(jìn)根系生長(zhǎng)
硅酸能增加水稻根部對(duì)環(huán)境中低價(jià)鐵、錳的氧化能力。水稻施硅后,植株含硅量增高,導(dǎo)管剛性增強(qiáng),可增加植株內(nèi)部的通氣透氣性,促進(jìn)了根系的生長(zhǎng),改善根的呼吸作用,從而也促進(jìn)了根系對(duì)氮素的轉(zhuǎn)化和吸收。
同時(shí)硅能活化稻田水中的磷,促使磷在水稻植株體內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn),提高了磷肥的利用率,減輕了由于施用氮肥過(guò)量引起的貪青倒伏,同時(shí)還可以預(yù)防水稻根的腐爛和早衰,特別是對(duì)根治水稻中毒性爛根病有重要作用。
(五)增加產(chǎn)量
使用硅肥能增加水稻有效分蘗率,提高有效收獲穗數(shù)和結(jié)實(shí)率,使干物質(zhì)累積速度快、穗大粒多、促進(jìn)早熟、活桿成熟、增產(chǎn)效果顯著。根據(jù)試驗(yàn),每公頃水稻施純硅 15—50公斤,每畝稻谷增產(chǎn)45-50公斤,增產(chǎn)率達(dá)13—15%。
(六)改善品質(zhì)
莖葉和稻殼中的二氧化硅含量增加,稻谷的千粒重提高,大米的品質(zhì)也得到改善。施用硅肥的大米顏色比較白,整米粒提高,大米的蛋白質(zhì)含量降低,黏度適中做出來(lái)的大米飯有香味。
(七)改良鹽堿稻田
施用硅肥對(duì)鹽堿稻田治理有獨(dú)到作用。硅肥中所含的二氧化硅和鈣鎂離子,能迅速補(bǔ)充到元素大量流失的土壤中去,同時(shí)硅肥中的這些元素能夠與鹽堿稻田中大量積聚的鈉離子發(fā)生置換反應(yīng),形成新的化合物,減少有害成分,補(bǔ)充水稻生長(zhǎng)急需的二氧化硅和鈣鎂離子,增強(qiáng)水稻的抗性,提高水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)。
(八)減少農(nóng)藥對(duì)土壤的污染
農(nóng)業(yè)污染來(lái)自于人們對(duì)作物病蟲的防治。施用硅肥可以使水稻產(chǎn)生一種較強(qiáng)硬的硅化細(xì)胞,使害蟲不易咬噬,以達(dá)到減少病蟲危害,降低農(nóng)藥使用量,由此減少農(nóng)藥污染。
二、土壤有效硅含量
黑龍江土壤中硅的平均含量30%,但硅的溶解度很低,作物只能吸收溶解于水中的離子態(tài)或分子態(tài)的硅酸,水稻吸收的硅50%以上來(lái)自土壤,其余來(lái)自噴施或灌溉。
根據(jù)馬同生教授等調(diào)查,江蘇省水稻土面積221.53萬(wàn)h㎡,采取400多點(diǎn)耕層土壤測(cè)定,有效硅含量<100mg/kg面積大約667萬(wàn)h㎡,占江蘇省水稻土總面積的30%,土壤有效硅<130mg/kg.面積大約占江蘇省水稻土總面積的50%,所以馬同生教授認(rèn)為,江蘇水稻增產(chǎn)的奇跡,在于硅肥的應(yīng)用。
三、水稻缺硅的癥狀
水稻是需硅較多的作物,我國(guó)北方稻田土壤大多數(shù)是白漿土、草甸土和草甸黑土,加之多年連作的老稻田每年生產(chǎn)的稻谷要從土壤中攝取大量的硅,致使水稻田嚴(yán)重缺硅,缺硅土壤水稻生長(zhǎng)不良,莖稈細(xì)長(zhǎng)軟弱,葉片本應(yīng)為20-30度直立型則變成垂柳葉,分蘗少、抽穗遲、空秕粒多、千粒重下降、抗性差、易倒伏,易感染和發(fā)生稻瘟病、紋枯病、鉆心蟲等病蟲。
四、硅肥的施用方法
黑龍江省的白漿土、草甸土、草甸黑土及老稻田都屬缺硅土壤,施用硅肥有很好的增產(chǎn)效果。一般增產(chǎn)10-15%,高的可達(dá)20%以上。水稻施硅肥應(yīng)配合氮、磷、鉀、鋅等肥料作底肥施入土壤,最好在翻耕前或水耙前灑施,水耙后全層有肥。硅肥的用量要根據(jù)肥料含有效硅的數(shù)量來(lái)定,含量高的(含有效硅20-23%)畝用量25-30公斤,含量低的,畝用量50-60公斤,都以底肥施用。
但要注意:首先,硅肥不能代替氮磷鉀肥,必須氮、磷、鉀、硅配合施用,尤其是隨著施肥水平的提高,高量氮肥的施入必須要有硅肥的配合;其次,硅肥具有增強(qiáng)水稻抗病蟲害的能力,但是不能代替農(nóng)藥。稻草還田是補(bǔ)充土壤硅的最簡(jiǎn)單有效方法。配合農(nóng)業(yè)生態(tài)建設(shè),強(qiáng)化硅在農(nóng)業(yè)內(nèi)部的循環(huán),堅(jiān)持稻草還田。
五、硅肥的種類
分緩效硅肥和水溶性高效硅素化肥兩大類。
緩效硅肥是利用鐵鋼渣、黃磷熔渣、粉煤灰等工業(yè)廢渣或硅礦石,經(jīng)粗加工磨細(xì)過(guò)篩制成硅肥,是含硅酸鈣為主的枸溶性礦物肥料。每畝施用40-100千克,作基肥一次性施入。
水溶性高效硅肥主要成份是硅酸鈉,含水溶性Si0250%以上,每畝施用5千克,可作基肥、追肥和葉面肥使用。谷殼與稻草也是硅的主要來(lái)源。
水稻吸收的硅素大多集中在稻草和稻殼中。稻草腐解出的二氧化硅能維持硅的收支平衡,代替硅肥。實(shí)施稻草還田,可在相當(dāng)程度上緩解或消除水稻土壤供硅不足。

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