于廣星宮殿凱代貴金 劉憲平 陳盈 李海波 侯守貴

（遼寧省水稻研究所，沈陽(yáng) 110101；第一作者：330546523＠qq．com；#共同第一作者：714732190＠qq．com）

硅被國(guó)際土壤界認(rèn)為是繼氮、磷、鉀之后第4種植物營(yíng)養(yǎng)元素，是水稻生長(zhǎng)發(fā)育所必需的大量元素之一。水稻莖葉中的硅含量占10%～20%，每生產(chǎn)1 000 kg稻谷，植株要吸收硅酸170～180 kg。近些年，對(duì)水稻產(chǎn)量的強(qiáng)烈追求導(dǎo)致人們大量施用化學(xué)肥料，使土壤中硅的供需矛盾日益嚴(yán)重。我國(guó)存在大面積的缺硅土壤，進(jìn)入21世紀(jì)統(tǒng)計(jì)缺硅耕地面積達(dá)50%以上[1]。水稻缺硅會(huì)導(dǎo)致秧苗素質(zhì)差，青枯病和立枯病發(fā)生嚴(yán)重，易倒伏，抗逆性差，嚴(yán)重影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，開(kāi)發(fā)和推廣硅肥勢(shì)在必行。

1 硅肥用量和施用時(shí)期對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

大量研究表明，適量施用硅肥可使水稻增產(chǎn)，一般可增產(chǎn)5%～15%，增產(chǎn)主要?dú)w因于有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)的顯著增加[1－3]。馬朝紅等[4]研究表明，在中等硅用量（180～240 kg/hm2）下，粳稻增產(chǎn)效益最明顯，硅用量過(guò)高或過(guò)低均會(huì)降低粳稻產(chǎn)量。張國(guó)良等[5]研究也表明，隨硅肥用量的增加水稻產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢(shì)，以施硅量為225．0 kg/hm2時(shí)產(chǎn)量最高。硅肥用量過(guò)高不僅浪費(fèi)資源，反而還會(huì)使產(chǎn)量下降。龔金龍等[6]研究表明，隨著硅肥施用時(shí)期的推遲，武運(yùn)粳24和淮稻9號(hào)的產(chǎn)量、有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、硅素吸收總量呈先增后減的趨勢(shì)，其中，有效穗數(shù)于有效分蘗期追施硅肥表現(xiàn)最高，其他參數(shù)均于有效分蘗臨界葉齡期追施硅肥達(dá)到最高（低）水平；結(jié)實(shí)率和千粒重則隨著施硅時(shí)期的推遲而不斷增加，抽穗期追施硅肥使千粒重顯著增加。宋合林等[7]研究表明，不同生育時(shí)期施用硅肥（插秧前底施、分蘗始期追施、拔節(jié)前追施、抽穗前追施）對(duì)水稻遼星1號(hào)生長(zhǎng)發(fā)育均有良好的作用，增產(chǎn)效果較明顯，尤以拔節(jié)前追施硅肥效果最佳，增產(chǎn)幅度達(dá)10.5%。周青等[8]研究表明，施硅對(duì)武育粳3號(hào)和9520產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為分蘗肥＞基肥＞拔節(jié)肥＞保花肥＞不施硅，在水稻拔節(jié)期前施用多效硅肥可以明顯增加單位面積群體總穎花量和結(jié)實(shí)粒數(shù)，擴(kuò)大總庫(kù)容，顯著提高花后干物質(zhì)生產(chǎn)和積累能力，提高粒葉比和粒重葉比，協(xié)調(diào)源庫(kù)關(guān)系。綜上所述，水稻最佳施硅肥時(shí)期在分蘗至拔節(jié)期之間，最佳施用量在200．0 kg/hm2左右。

2 施用硅肥對(duì)稻米品質(zhì)的影響

大量研究表明，施用硅肥能顯著改善稻米品質(zhì)，主要表現(xiàn)為稻米的糙米率、精米率和整精米率顯著提高，堊白粒率和堊白度顯著降低。張國(guó)良等[5]研究表明，施硅水稻精米率有增加的趨勢(shì)，整精米率顯著增加，適量施硅可以降低堊白粒率、堊白大小和堊白度，改善稻米的外觀品質(zhì)。金正勛等[9]認(rèn)為，適當(dāng)施用硅肥能夠降低稻米直鏈淀粉含量，進(jìn)而提高蒸煮食味品質(zhì)。商全玉等[1]研究認(rèn)為，施硅后水稻糙米率、精米率和整精米率均顯著提高，相關(guān)分析顯示有效硅施用量與精米率呈顯著正相關(guān)，與整精米率呈極顯著正相關(guān)；同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)量施用硅肥會(huì)使稻米蛋白質(zhì)含量上升，食味值下降，而直鏈淀粉含量則無(wú)明顯變化。盧維盛等[10]研究認(rèn)為，施硅使稻米整精米率顯著提高，堊白面積和直鏈淀粉含量顯著降低，而對(duì)糙米率、堊白粒率、堊白度、食味等品質(zhì)性狀無(wú)明顯影響。王力等[2]提出，在倒2葉期施硅肥能在增加產(chǎn)量的同時(shí)大幅度提高食味品質(zhì)，起到增產(chǎn)提質(zhì)的效果。

3 施用硅肥對(duì)水稻抗病蟲(chóng)害特性的影響

水稻施硅后，可提高其對(duì)白葉枯病、莖腐病、小粘菌核病、胡麻葉斑病、稻曲病、紋枯病、穗頸瘟、葉瘟、白粉病、稻縱卷葉螟和稻飛虱的抵抗力[11-13]；雷雨等[14]研究表明，施硅的處理稻瘟病發(fā)病率和病情指數(shù)均比不施硅處理低，相對(duì)防效可達(dá)到27.64%。夏石頭等[15]研究表明，施入硅肥后，SiO2在水稻葉片中沉積，與表皮細(xì)胞形成了硅化細(xì)胞，莖葉細(xì)胞壁加厚，角質(zhì)層增加，產(chǎn)生一道機(jī)械屏障，不僅能防止真菌菌絲與害蟲(chóng)的入侵，并且還能影響真菌對(duì)細(xì)胞壁的酶降解，硅本身對(duì)細(xì)菌也有一定毒性[16]。除了硅沉積物的物理屏障作用外，硅的再分配在抗病蟲(chóng)害侵入方面也起到了積極的防護(hù)作用。硅肥可提高作物體內(nèi)超氧化物歧化酶、過(guò)氧化物酶等生物酶活性。日本研究證明，SiO2可使植物體內(nèi)產(chǎn)生一種令害蟲(chóng)討厭的氣味，可提高作物抗病蟲(chóng)害能力，特別是稻瘟病，有效SiO2含量高的土壤稻瘟病的發(fā)病率很低。對(duì)于不同時(shí)期施用硅肥對(duì)植物抗病性的研究較少，結(jié)合對(duì)現(xiàn)有作物的研究，以生長(zhǎng)前期施用效果較好[17]，可在一定程度上防止水稻青枯病以及后期稻瘟病的發(fā)生與危害。

4 施用硅肥對(duì)水稻重金屬鎘積累的影響

鎘（Cd）在土壤中有較強(qiáng)的流動(dòng)性，易被植物根部吸收轉(zhuǎn)運(yùn)至地上部分，并通過(guò)食物鏈最終富集在人體內(nèi)，對(duì)人體造成巨大的毒害作用。鎘對(duì)水稻的生長(zhǎng)發(fā)育也有著較大的影響，水稻吸收的鎘大部分積累在根部，嚴(yán)重影響根系生長(zhǎng)發(fā)育，使水稻根數(shù)減少[18]。鎘會(huì)限制水稻種子的萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)，以及細(xì)胞中許多代謝過(guò)程的強(qiáng)度和方向[19]。被鎘污染的植物在發(fā)育中的非特性反應(yīng)會(huì)加劇細(xì)胞的氧化，形成過(guò)量的活性氧化物，同時(shí)受到鎘污染的植物的超氧化物歧化酶的活性和過(guò)氧化氫酶的活性也將顯著降低[20]。近年有很多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，富硅物質(zhì)能夠減輕鎘對(duì)植物生長(zhǎng)的不利影響，減輕水稻的鎘毒癥狀[21]，降低植物葉片中鎘的積累[22]。土壤中施用富硅物質(zhì)能夠增加對(duì)鎘的吸附[23]，加強(qiáng)鎘在水稻幼苗根內(nèi)皮層的積累，可以限制鎘從幼苗根傳送到芽，并將重金屬大量沉積在內(nèi)皮層細(xì)胞的細(xì)胞壁，從而阻斷鎘在質(zhì)外體中的運(yùn)輸[24]。施加硅肥可在水稻根部細(xì)胞壁外累積形成具有高吸收性的膠質(zhì)硅，膠質(zhì)硅與鎘結(jié)合，可有效阻止鎘進(jìn)入根系細(xì)胞[25]。富硅物質(zhì)中的單硅酸與鎘離子的相互作用，通過(guò)增加鎘在硅物質(zhì)表面的吸附來(lái)減少鎘在土壤中的流動(dòng)，同時(shí)可以使鎘大量積累在水稻根及其共質(zhì)體中，并降低根及其共質(zhì)體中鎘的轉(zhuǎn)換和積累[26]，從而降低稻米中鎘累積風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜合現(xiàn)有研究結(jié)果，對(duì)于增產(chǎn)來(lái)說(shuō)最佳施硅肥時(shí)期在分蘗至拔節(jié)期之間；對(duì)于防病效果來(lái)說(shuō)，苗期就應(yīng)該開(kāi)始使用；硅肥用量應(yīng)根據(jù)地力水平酌情使用，一般情況下，最佳硅肥施用量在200.0 kg/hm2左右。在“兩減”目標(biāo)下，充分發(fā)揮硅肥的作用是實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)提質(zhì)的一項(xiàng)重要手段。硅肥對(duì)治理和緩解重金屬污染也有一定效果，對(duì)人體健康增加了一道防線。對(duì)于硅肥的功能性還有待進(jìn)一步開(kāi)展研究，探索更合理完善的硅肥施用方法，生產(chǎn)并應(yīng)用推廣更為有效的硅肥，為水稻實(shí)現(xiàn)更加高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆提供保障。