摘要" 為探究葉面噴施硅肥對(duì)水稻莖稈抗倒伏能力的影響，本研究選用粳稻寧粳8號(hào)為材料進(jìn)行田間試驗(yàn)，設(shè)置了0（CK）、100和200 mg/L 3種濃度的葉面硅肥處理，測(cè)定水稻的折斷彎矩M等抗倒伏力學(xué)指標(biāo)，及莖粗、壁厚和節(jié)間長(zhǎng)度等節(jié)間配置，以及節(jié)間充實(shí)度。結(jié)果表明，與CK相比，噴施200 mg/L葉面硅肥提高了水稻莖稈的折斷彎矩M、斷面模數(shù)Z和彎曲應(yīng)力BS；增加了水稻莖粗，莖稈長(zhǎng)軸和短軸的內(nèi)外徑；對(duì)水稻株高無(wú)明顯影響，降低了基部第一、二和三節(jié)間的長(zhǎng)度；對(duì)基部節(jié)間充實(shí)度影響較小。綜上，合理噴施葉面硅肥主要通過(guò)增加水稻莖粗及莖稈長(zhǎng)軸和短軸的內(nèi)外徑，同時(shí)降低基部第一、二和三節(jié)間的長(zhǎng)度來(lái)提高水稻莖稈的機(jī)械強(qiáng)度，以增強(qiáng)水稻的抗倒伏能力，以200 mg/L的葉面硅肥處理效果較佳。

關(guān)鍵詞" 粳稻；抗倒伏；葉面硅肥；節(jié)間形態(tài)特征

中圖分類號(hào)" S511" " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼" A" " " "文章編號(hào)" 1007-7731（2025）02-0010-04

DOI號(hào)" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.02.002

Effects of spraying foliar silicon fertilizer on lodging resistance of japonica rice

WENG Fei" " WANG Yi" " LI Qingkui" " XU Naixia

（Suzhou Polytechnic Institute of Agriculture， Suzhou 215008， China）

Abstract" To investigate the effect of spraying foliar silicon fertilizer application on the lodging resistance of rice stems， Ningjing 8 was selected as the material for field experiments， and 3 concentrations of foliar silicon fertilizer were set up， including 0 （CK）， 100 and 200 mg/L. The mechanical indexes of lodging resistance， such as breaking moment M， internode configuration， and internode fullness， such as stem thickness， wall thickness and internode length， were measured. The results showed that compared with CK， the fracture moment M， section modulus Z， and bending stress BS of rice stem were increased by spraying 200 mg/L silicon fertilizer on the leaf surface. The stem diameter， inner and outer diameters of main and short axes of rice were increased. There was no significant effect on plant height， but the length between the first， second， and third segments of the base was significantly reduced. It had little effect on basal internode fullness. In conclusion， reasonable spraying of foliar silicon fertilizer can improve the mechanical strength of rice stems and the lodging resistance by increasing the stem diameter， the inner and outer diameter of the main and short axes of rice， while reducing the length between the first， second， and third nodes of the base. The effect of 200 mg/L foliar silicon fertilizer treatment is better.

Keywords" japonica rice; lodging resistance; foliar silicon fertilizer; morphological characteristics of internodes

水稻是主要糧食作物之一，在其生長(zhǎng)過(guò)程中，可能會(huì)發(fā)生倒伏現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)量和品質(zhì)下降。因此，提高抗倒伏能力是水稻生產(chǎn)中的一個(gè)重要研究方向。硅是土壤中的重要元素，對(duì)植株生長(zhǎng)起重要作用。水稻是典型的集硅、喜硅作物，在生長(zhǎng)和發(fā)育過(guò)程中，對(duì)硅的需求量較大，接近氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）的需求量。硅是水稻組成的重要營(yíng)養(yǎng)元素之一，水稻莖葉干物質(zhì)中二氧化硅（SiO2）含量可以達(dá)到15%～20%[1]。劉曉剛等[2]研究指出，硅元素與水稻莖稈抗倒伏能力有密切聯(lián)系。水稻莖稈中SiO2含量與基部節(jié)間莖壁厚及抗折斷強(qiáng)度密切相關(guān)，莖稈抗折斷強(qiáng)度高的品種莖鞘中硅的含量明顯大于抗折斷強(qiáng)度低的品種[3]。

施用硅肥作為一種重要的栽培措施，已被廣泛應(yīng)用于水稻生產(chǎn)中。適量施用硅肥可以有效提高水稻基部莖稈的機(jī)械強(qiáng)度，降低植株發(fā)生倒伏的可能性[4]。劉紅芳等[5]研究表明，施用硅肥可以增強(qiáng)水稻的抗倒伏能力，其主要原因在于水稻吸收硅后，可以在表皮形成硅化細(xì)胞，增強(qiáng)細(xì)胞壁強(qiáng)度，使水稻莖稈的機(jī)械組織發(fā)達(dá)。目前，施用硅肥進(jìn)行水稻抗倒伏的研究主要是關(guān)于硅肥的基施，通過(guò)葉面噴施硅肥增強(qiáng)植株抗倒伏能力在其他作物中被證明是切實(shí)可行的[6]，但在水稻中的研究較少。相比于作基肥施用，葉片噴施硅肥具有時(shí)間、濃度和劑量等方面的靈活性，可對(duì)潛在的水稻倒伏風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效的預(yù)防和補(bǔ)救。因此，本試驗(yàn)通過(guò)噴施不同濃度的葉面硅肥，探討其對(duì)粳稻莖稈抗倒伏能力及其形態(tài)生理特性的影響，為進(jìn)一步深入研究水稻抗倒伏栽培技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)于2021年在蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院東山校區(qū)試驗(yàn)基地（31°09′ N，120°44′ E）進(jìn)行，試驗(yàn)地位于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，土壤類型為黃壤土，主要物理化學(xué)參數(shù)如下：有機(jī)物含量19.12 g/kg，總氮含量1.06 g/kg，有效氮含量59.75 mg/kg，有效磷含量11.02 mg/kg，有效鉀含量103.17 mg/kg，pH 6.87。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)材料為粳稻品種寧粳8號(hào)。采用秧盤(pán)旱育秧方式培育水稻秧苗，5月28日播種，6月18日人工進(jìn)行大田移栽，栽插密度為30.0 cm×13.3 cm，每穴2 苗。采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)置3個(gè)葉面硅肥處理（水溶性硅肥，SiO2≥55%），分別為0（CK）、100和200 mg/L（以SiO2計(jì)算），噴液量500 mL/m2，噴施時(shí)間與氮素穗肥施用同步，分2次在晴朗天17：00—18：00進(jìn)行噴施，使葉片完全濕潤(rùn)，以液滴即將滴落的程度為準(zhǔn)。對(duì)照（CK）噴施同等體積的清水。

大田試驗(yàn)中，氮肥的用量是270 kg/hm2，以尿素形式施用，其中基肥、分蘗肥、促花肥和保花肥的占比分別是30%、30%、20%和20%。磷肥施用量90 kg/hm2，使用過(guò)磷酸鈣作為基肥一次性施用。鉀肥施用量120 kg/hm2，以氯化鉀作為鉀肥，按50%基肥和50%促花肥的比例等量施入。每個(gè)時(shí)期的具體肥料施用量見(jiàn)表1，其他管理同當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)和方法

1.3.1 抗倒伏力學(xué)指標(biāo)及節(jié)間形態(tài)特征 在抽穗30 d后，利用數(shù)顯推拉力計(jì)對(duì)莖稈基部第二節(jié)間的抗折力進(jìn)行測(cè)量，將基部第二節(jié)間放置在相隔8 cm的兩個(gè)固定支架上，使用數(shù)顯推拉力計(jì)，將其作用在莖稈上兩支點(diǎn)的中心位置，然后緩慢地向下用力，直至莖稈折斷，此時(shí)，抗折力儀數(shù)值F即為抗折力。之后，剝?nèi)ト~鞘，將基部第二節(jié)間的中間切開(kāi)，用游標(biāo)卡尺測(cè)定基部第二節(jié)間長(zhǎng)短軸的莖粗外徑和兩邊的壁厚，從而得到長(zhǎng)短軸的內(nèi)徑[7]。折斷彎矩（M）、斷面模數(shù)（Z）和彎曲應(yīng)力（BS）的計(jì)算如式（1）～（3）。

M（g?cm）= L×F/4 （1）

Z（mm3） = π/32×（a13b1–a23b2）/a1 （2）

BS（g/mm2）=M/Z （3）

式（1）～（3）中，F(xiàn)為抗折力儀測(cè)定的抗折力，kg；L為兩支點(diǎn)間的距離，cm；a1和a2分別表示莖稈橢圓橫切面短軸的外徑和內(nèi)徑，mm；b1和b2是長(zhǎng)軸的外徑和內(nèi)徑，mm。

1.3.2 莖稈節(jié)間形態(tài)特征 在抽穗30 d后，對(duì)各個(gè)小區(qū)進(jìn)行采樣，選擇10個(gè)生長(zhǎng)速度相同的主莖，并測(cè)量其株高、莖粗和壁厚，基部第一、二和三節(jié)間的長(zhǎng)度。

1.3.3 節(jié)間充實(shí)度 分裝上述測(cè)定后的植株莖稈的基部第一、二和三節(jié)間，用烘箱在105 ℃下殺青30 min，然后在70 ℃下烘干至恒重，對(duì)其進(jìn)行稱量，并計(jì)算出單位節(jié)間的干重（節(jié)間充實(shí)度）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2019和SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)水稻莖稈力學(xué)指標(biāo)的影響

由圖1可知，與CK（0）相比，噴施200 mg/L SiO2能顯著提高水稻莖稈的折斷彎矩M和斷面模數(shù)Z（Plt;0.05）；增加了彎曲應(yīng)力BS，但與CK差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）。噴施100 mg/L SiO2增加了水稻莖稈的折斷彎矩M和斷面模數(shù)Z，但與CK差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）。這表明葉面噴施硅肥能夠增強(qiáng)水稻莖稈抗倒伏能力，以200 mg/L SiO2處理效果較佳。

2.2 對(duì)水稻節(jié)間形態(tài)特征的影響

由表2可知，與CK相比，葉面噴施SiO2可以顯著增加水稻莖粗（Plt;0.05），100和200 mg/L SiO2處理下，莖粗分別較CK增加了9.96%和12.61%；而壁厚在各處理間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）。此外，葉面硅肥濃度處理均顯著增加了莖稈長(zhǎng)軸和短軸的內(nèi)外徑（Plt;0.05）。這說(shuō)明葉面噴施硅肥可以通過(guò)改變水稻節(jié)間形態(tài)特征來(lái)提高莖稈抗倒伏能力。

2.3 對(duì)水稻株高和基部節(jié)間長(zhǎng)度的影響

由表3可知，3個(gè)處理間的水稻株高差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）。葉面噴施硅肥顯著降低了基部第一、二和三節(jié)間的長(zhǎng)度，與CK相比，100 mg/L SiO2處理下基部第一、二和三節(jié)間長(zhǎng)度分別降低了31.71%、30.23%和9.67%，而200 mg/L SiO2處理下基部第一、二和三節(jié)間長(zhǎng)度分別降低了45.12%、40.38%和24.34%，組間差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。這表明葉面噴施硅肥，尤其是200 mg/L的硅肥，能夠顯著降低基部第一、二和三節(jié)間的長(zhǎng)度，從而提高水稻莖稈的機(jī)械強(qiáng)度。

2.4 對(duì)水稻基部節(jié)間充實(shí)度的影響

由表4可知，葉面噴施硅肥顯著降低了基部第一、二節(jié)間的干重，與CK相比，100 mg/L SiO2處理下基部第一、二節(jié)間干重分別減小了23.70%和31.76%，而200 mg/L SiO2處理下基部第一、二節(jié)間干重分別減小了45.19%和36.86%。3個(gè)處理下的第三節(jié)間干重差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）。節(jié)間單位長(zhǎng)度干重（節(jié)間充實(shí)度）分析發(fā)現(xiàn)，除了200 mg/L SiO2處理下第三節(jié)間充實(shí)度增加外，其余處理均未表現(xiàn)出顯著差異。這說(shuō)明基部節(jié)間充實(shí)度受葉面噴施硅肥處理的影響較小。

3 結(jié)論與討論

水稻莖稈倒伏是水稻生產(chǎn)中面臨的一個(gè)難題。水稻倒伏后，機(jī)械收獲難度增加，且由于籽粒灌漿被破壞，導(dǎo)致稻米產(chǎn)量和品質(zhì)下降[8-9]。莖稈的抗倒伏能力由莖稈上部的重量和基部莖稈的抗折力強(qiáng)度決定[10]，其中折斷彎矩M、斷面模數(shù)Z和彎曲應(yīng)力BS等力學(xué)指標(biāo)常被用于評(píng)價(jià)植株的抗倒伏能力[11]。袁新捷等[12]和李貴勇等[13]研究表明，株高、基部節(jié)間長(zhǎng)度、莖稈粗度和莖壁厚度等與水稻莖稈的抗倒伏能力密切相關(guān)。通常情況下，植株越矮、基部節(jié)間越短，莖粗和壁厚越大的品種，其莖稈抗倒伏能力越強(qiáng)。本研究發(fā)現(xiàn)，葉面噴施硅肥能顯著增加莖粗，縮短基部節(jié)間長(zhǎng)度，以提高水稻莖稈的折斷彎矩M、斷面模數(shù)Z和彎曲應(yīng)力BS，從而增強(qiáng)粳稻莖稈的抗倒伏能力。

綜上，本試驗(yàn)在大田開(kāi)展葉面硅肥試驗(yàn)，結(jié)果表明，合理適量噴施葉面硅肥能夠通過(guò)改變基部節(jié)間形態(tài)特征來(lái)增強(qiáng)粳稻莖稈抗倒伏能力，以200 mg/L SiO2處理效果較佳，具有較好的應(yīng)用推廣價(jià)值。

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（責(zé)任編輯：胡立萍）