2021 年—2022 年连续两年水稻施用硅肥降低镉元素应用报告

叶茵，王响琴，江满霞，潘世文，彭春凤，陈璐，李国萍，李智强，杨洋，陈艳

（1.江西省九江市农业科学院，江西 九江 332001；2.四川省成都华宏生物科技有限公司，四川 都江堰 611800；3.江西省九江市农业技术推广中心，江西 九江 332001；4.江西省九江市柴桑区农业技术推广中心，江西 九江 332199）

九江市作为江西省的农业大市，始终坚持把保障国家粮食和油料安全生产放在突出位置，为此提出水稻“三增两减”绿色高质高效技术方案，通过提高化肥、农药的使用效率，减少农药、化肥的施用量，提高水稻产量、效益和品质。本文依托成都华宏生物科技有限公司十五年来在全国各地实施的土壤改良、生物治理、种地、护地、养地综合一体的节能环保的可行综合方案，为改善作物土壤环境和我市农业可持续发展作出应有的贡献。

1 试验材料与方法

1.1 试验基本情况

2021 年和2022 年连续两年在九江市农业科学院基地水稻同一块田定点开展硅肥田间效果试验，前茬作物为油菜，土壤为粘壤，肥力中等均匀，排灌方便，种植水平与当地生产水平相当。

1.2 供试作物及品种

优质杂交水稻品种株两优6108。

1.3 供试肥料

连续两年施用中量元素硅肥，主要成分：Si、K2O，Si ≥150 g/L，K2O ≥200 g/L，水剂，由成都华宏生物科技有限公司生产提供。2021 年和2022 年习惯施肥为40%复合肥（25 N ∶7 P2O5∶8 K2O）、46%尿素、40%氯化钾，由当地农资部门提供。

1.4 试验设计

试验设3 个处理，3 次重复，随机区组排列，小区间设置三行水稻距离的隔离带，小区外设置2 米宽保护行。

1.5 试验用量及方法

2021 年处理1 在习惯施肥的基础上，在水稻分蘖盛期、扬花初期、孕穗期各喷1 次中量元素硅肥，200 mL/亩，兑水15 kg 后进行叶面喷雾；处理2 习惯施肥+喷清水，处理3习惯施肥（一次性基施复合肥30 kg，每次施尿素5 kg、氯化钾2.5 kg，分三次追施），为对照处理。2022 年处理试验用量及方法与2021 年相同，其他主要栽培管理措施与当地大田管理完全一致。

1.6 田间栽培管理措施

2021 年5 月18 日播种育苗，播量为1.5kg/亩，基施40%复合肥（25 N ∶7 P2O5∶8 K2O）30 kg/亩，6 月9日机插秧移栽。喷中量元素硅肥时间：7 月20 日，水稻分蘖期第一次喷施中量元素硅肥；8 月5 日，水稻杨花初期第二次喷施中量元素硅肥；8 月28 日，水稻孕穗期第三次喷施中量元素硅肥。每次追施尿素5 kg/亩，每次追施硫酸钾2.5 kg/亩，共追肥3 次。10 月10 日分小区单收、单晒、单独称重计算产量。2022 年6 月13 日直播水稻，播量为1.5 kg/亩，每亩基本苗为15000 株，9 月19 日分小区单收、单晒、单独称重计算产量。其他田间管理与室内考种与2021 年相同，其他农事活动与大田一致。

2 试验结果与分析

2.1 不同处理对水稻生物学性状的影响

经过连续两年试验观察，喷施中量元素硅肥区水稻长相长势明显优于对照区，叶色浅绿，叶直立，喷施中量元素硅肥区的水稻叶色浓绿叶片平整、株型挺直，分蘖数与穗长明显高于对照，说明硅化组织导致水稻表皮细胞硅质化、细胞壁增厚，茎杆挺直叶片平整，有利于抗倒伏增加受光面积，提高光合产物。详见表1。

表1 两年不同处理的水稻生物学性状调查表

2.2 不同处理对水稻产量的影响

2021 年处理1 与处理2 和处理3 比较，平均每穗实粒数增加1.3 ～1.8 粒，有效穗数增加0.21 ～0.26 万穗/亩，每穗空粒减少6.1 ～10.7 粒，结实率增加2.97%～4.51%，千粒重增加0.9 ～1.0 g，产量增加36.85 ～46.98 kg/亩，施加硅肥有效提高了水稻产量。详见表2。

表2 不同处理对水稻经济学性状的影响

2.2.1 不同处理水稻产量数理统计分析

通过两年比较得出处理1 稻米平均产量分别为569.25 kg/亩、569.22 kg/亩，与处理2 和处理3 比较，两年的增产率分别为6.93%、6.92%和10.7%、8.75%。两年通过方差分析，处理1、处理2、处理3 相比，有F ＞F0.05，即14.027 ＞6.944和F ＞F0.05，即23.311 ＞6.944，有F ＞F0.01，即23.311 ＞18.00，说明处理1 分别与处理2 和处理3 比较，都有显著的差异；通过多重比较可知，两年施用习惯施肥+喷施中量元素硅肥与习惯施肥及习惯施肥+喷清水比较，显著性水准分别达到极显著和显著水平。

两年试验证明习惯施肥+喷施中量元素硅肥与习惯施肥及习惯施肥+喷清水有显著的差异。详见表3。

表3 不同处理水稻产量表

2.2.2 不同处理水稻产量方差分析详见表4。

表4 试验结果分析——F 测验

2.2.3 不同处理水稻产量多重比较详见表5。

表5 试验结果分析——多重比较（LSR 法）

2.3 不同处理稻米、稻草、稻土镉含量的分析

2.3.1 叶面喷施中量元素硅肥对稻米、稻草、稻土镉含量分析2021 年将样本送到湖北农业农村部微生物产品质量监督检验测试中心进行检测，2022 年将样本送到江西省农业科学院土壤肥料与环境资源检测中心进行检测，两年检测结果表明：①未叶面喷施硅肥的稻米镉含量分别为0.083 mg/kg、0.138 mg/kg，叶面喷施硅肥的稻米镉含量分别为0.032 mg/kg、0.121 mg/kg，硅肥降低稻米镉含量的效果明显。②水稻叶面喷施中量元素硅肥，硅的确能使重金属镉失去活性，达到钝化重金属镉的目的。通过施用硅肥，稻米、稻根茎叶、稻田土壤中镉的含量均下降，降镉依次为稻根茎叶＞稻米＞稻土。详见表6。

表6 不同处理对稻米、稻根茎叶镉和稻田土壤含量影响的对比

2.3.2 稻米、稻根茎叶及稻土中镉含量数理统计分析

通过两年含镉量检测结果方差分析，稻米处理间F ＞F0.05，即，817 ＞18.513，F ＞F0.001，即，817 ＞98.503；稻根茎叶处理间F ＞F0.05，19.90 ＞18.51，说明稻土处理间没有差异，处理1 降低稻米、稻根茎叶中镉含量明显，与处理3 的差异达极显著水平。

2.3.3 稻米、稻根茎叶、稻土中镉含量多重比较

通过两年含镉量检测结果多重比较LSR 法分析，处理1（施用习惯施肥+喷施中量元素硅肥）与处理3（习惯施肥）比较，降低稻米、稻根茎叶镉含量显著性水准分别达到极显著和显著水平。详见表7。

表7 稻米、稻根茎叶、稻土中镉含量——多重比较（LSR 法）

2.3.4 不同处理对水稻经济效益的影响分析

2021年处理1稻米平均产量为569.25 kg/亩，与对照比较，平均亩增产36.95 kg/亩，亩增产值为110.55 元，纯收入增加59.55 元/亩，新增投入产出比为1 ∶1.65；2022 年处理1 稻米平均产量为569.22 kg/亩，亩增产值为164.58 元，纯收入增加113.58 元/亩，新增投入产出比为1 ∶3.155。详见表8。

表8 不同处理对水稻经济效益的影响

3 结论

(1)通过两年的试验可知，叶面喷施中量元素硅肥使水稻叶色浓绿，有效分蘖数增加，株型挺立，株高增加，说明其表皮细胞硅质化，茎秆挺立，硅化细胞可增加细胞壁的厚度、宽度、株高和穗长。

(2)通过两年的试验可知，中量元素硅肥的确能使重金属镉失去活性，达到钝化重金属镉的目的，通过施用硅肥，稻米、稻根茎叶、稻田土壤中镉的含量均下降，降镉依次为稻根茎叶＞稻米＞稻土。施用硅肥第一年（2021 年）镉的下降幅度较第二年（2022 年）大，效果顺序一样。

(3)通过两年的试验可知，施用中量元素硅肥后，稻米平均亩产量增加，处理1 与对照比较，2021 年新增投入产出比为1 ∶1.65，2022 年新增投入产出比为1 ∶3.155，达到显著增产效果。

4 建议

江西省九江市粮食播种面积413.82 万亩，主要粮食作物是水稻，禾本科作物对硅元素十分敏感，施用硅肥可使禾本科作物表皮细胞硅质化，茎秆挺立，增强叶片的光合作用，而且使叶面有较强的耐雨水冲刷及渗透能力。同时，硅化细胞可增加细胞壁的厚度，使病菌难以入侵，从而增强植物抗病虫害能力，增产效果明显。硅能够钝化重金属，使重金属失去活性。由于施用硅肥能够降低水稻镉元素含量，且用量少，省时省力，建议在九江市乃至全省农业生产中大力推广应用。