2021 年—2022 年連續兩年水稻施用硅肥降低鎘元素應用報告

葉茵，王響琴，江滿霞，潘世文，彭春鳳，陳璐，李國萍，李智強，楊洋，陳艷

（1.江西省九江市農業科學院，江西 九江 332001；2.四川省成都華宏生物科技有限公司，四川 都江堰 611800；3.江西省九江市農業技術推廣中心，江西 九江 332001；4.江西省九江市柴桑區農業技術推廣中心，江西 九江 332199）

九江市作為江西省的農業大市，始終堅持把保障國家糧食和油料安全生產放在突出位置，為此提出水稻“三增兩減”綠色高質高效技術方案，通過提高化肥、農藥的使用效率，減少農藥、化肥的施用量，提高水稻產量、效益和品質。本文依托成都華宏生物科技有限公司十五年來在全國各地實施的土壤改良、生物治理、種地、護地、養地綜合一體的節能環保的可行綜合方案，為改善作物土壤環境和我市農業可持續發展作出應有的貢獻。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗基本情況

2021 年和2022 年連續兩年在九江市農業科學院基地水稻同一塊田定點開展硅肥田間效果試驗，前茬作物為油菜，土壤為粘壤，肥力中等均勻，排灌方便，種植水平與當地生產水平相當。

1.2 供試作物及品種

優質雜交水稻品種株兩優6108。

1.3 供試肥料

連續兩年施用中量元素硅肥，主要成分：Si、K2O，Si ≥150 g/L，K2O ≥200 g/L，水劑，由成都華宏生物科技有限公司生產提供。2021 年和2022 年習慣施肥為40%復合肥（25 N ∶7 P2O5∶8 K2O）、46%尿素、40%氯化鉀，由當地農資部門提供。

1.4 試驗設計

試驗設3 個處理，3 次重復，隨機區組排列，小區間設置三行水稻距離的隔離帶，小區外設置2 米寬保護行。

1.5 試驗用量及方法

2021 年處理1 在習慣施肥的基礎上，在水稻分蘗盛期、揚花初期、孕穗期各噴1 次中量元素硅肥，200 mL/畝，兌水15 kg 后進行葉面噴霧；處理2 習慣施肥+噴清水，處理3習慣施肥（一次性基施復合肥30 kg，每次施尿素5 kg、氯化鉀2.5 kg，分三次追施），為對照處理。2022 年處理試驗用量及方法與2021 年相同，其他主要栽培管理措施與當地大田管理完全一致。

1.6 田間栽培管理措施

2021 年5 月18 日播種育苗，播量為1.5kg/畝，基施40%復合肥（25 N ∶7 P2O5∶8 K2O）30 kg/畝，6 月9日機插秧移栽。噴中量元素硅肥時間：7 月20 日，水稻分蘗期第一次噴施中量元素硅肥；8 月5 日，水稻楊花初期第二次噴施中量元素硅肥；8 月28 日，水稻孕穗期第三次噴施中量元素硅肥。每次追施尿素5 kg/畝，每次追施硫酸鉀2.5 kg/畝，共追肥3 次。10 月10 日分小區單收、單曬、單獨稱重計算產量。2022 年6 月13 日直播水稻，播量為1.5 kg/畝，每畝基本苗為15000 株，9 月19 日分小區單收、單曬、單獨稱重計算產量。其他田間管理與室內考種與2021 年相同，其他農事活動與大田一致。

2 試驗結果與分析

2.1 不同處理對水稻生物學性狀的影響

經過連續兩年試驗觀察，噴施中量元素硅肥區水稻長相長勢明顯優于對照區，葉色淺綠，葉直立，噴施中量元素硅肥區的水稻葉色濃綠葉片平整、株型挺直，分蘗數與穗長明顯高于對照，說明硅化組織導致水稻表皮細胞硅質化、細胞壁增厚，莖桿挺直葉片平整，有利于抗倒伏增加受光面積，提高光合產物。詳見表1。

表1 兩年不同處理的水稻生物學性狀調查表

2.2 不同處理對水稻產量的影響

2021 年處理1 與處理2 和處理3 比較，平均每穗實粒數增加1.3 ～1.8 粒，有效穗數增加0.21 ～0.26 萬穗/畝，每穗空粒減少6.1 ～10.7 粒，結實率增加2.97%～4.51%，千粒重增加0.9 ～1.0 g，產量增加36.85 ～46.98 kg/畝，施加硅肥有效提高了水稻產量。詳見表2。

表2 不同處理對水稻經濟學性狀的影響

2.2.1 不同處理水稻產量數理統計分析

通過兩年比較得出處理1 稻米平均產量分別為569.25 kg/畝、569.22 kg/畝，與處理2 和處理3 比較，兩年的增產率分別為6.93%、6.92%和10.7%、8.75%。兩年通過方差分析，處理1、處理2、處理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，說明處理1 分別與處理2 和處理3 比較，都有顯著的差異；通過多重比較可知，兩年施用習慣施肥+噴施中量元素硅肥與習慣施肥及習慣施肥+噴清水比較，顯著性水準分別達到極顯著和顯著水平。

兩年試驗證明習慣施肥+噴施中量元素硅肥與習慣施肥及習慣施肥+噴清水有顯著的差異。詳見表3。

表3 不同處理水稻產量表

2.2.2 不同處理水稻產量方差分析詳見表4。

表4 試驗結果分析——F 測驗

2.2.3 不同處理水稻產量多重比較詳見表5。

表5 試驗結果分析——多重比較（LSR 法）

2.3 不同處理稻米、稻草、稻土鎘含量的分析

2.3.1 葉面噴施中量元素硅肥對稻米、稻草、稻土鎘含量分析2021 年將樣本送到湖北農業農村部微生物產品質量監督檢驗測試中心進行檢測，2022 年將樣本送到江西省農業科學院土壤肥料與環境資源檢測中心進行檢測，兩年檢測結果表明：①未葉面噴施硅肥的稻米鎘含量分別為0.083 mg/kg、0.138 mg/kg，葉面噴施硅肥的稻米鎘含量分別為0.032 mg/kg、0.121 mg/kg，硅肥降低稻米鎘含量的效果明顯。②水稻葉面噴施中量元素硅肥，硅的確能使重金屬鎘失去活性，達到鈍化重金屬鎘的目的。通過施用硅肥，稻米、稻根莖葉、稻田土壤中鎘的含量均下降，降鎘依次為稻根莖葉＞稻米＞稻土。詳見表6。

表6 不同處理對稻米、稻根莖葉鎘和稻田土壤含量影響的對比

2.3.2 稻米、稻根莖葉及稻土中鎘含量數理統計分析

通過兩年含鎘量檢測結果方差分析，稻米處理間F ＞F0.05，即，817 ＞18.513，F ＞F0.001，即，817 ＞98.503；稻根莖葉處理間F ＞F0.05，19.90 ＞18.51，說明稻土處理間沒有差異，處理1 降低稻米、稻根莖葉中鎘含量明顯，與處理3 的差異達極顯著水平。

2.3.3 稻米、稻根莖葉、稻土中鎘含量多重比較

通過兩年含鎘量檢測結果多重比較LSR 法分析，處理1（施用習慣施肥+噴施中量元素硅肥）與處理3（習慣施肥）比較，降低稻米、稻根莖葉鎘含量顯著性水準分別達到極顯著和顯著水平。詳見表7。

表7 稻米、稻根莖葉、稻土中鎘含量——多重比較（LSR 法）

2.3.4 不同處理對水稻經濟效益的影響分析

2021年處理1稻米平均產量為569.25 kg/畝，與對照比較，平均畝增產36.95 kg/畝，畝增產值為110.55 元，純收入增加59.55 元/畝，新增投入產出比為1 ∶1.65；2022 年處理1 稻米平均產量為569.22 kg/畝，畝增產值為164.58 元，純收入增加113.58 元/畝，新增投入產出比為1 ∶3.155。詳見表8。

表8 不同處理對水稻經濟效益的影響

3 結論

(1)通過兩年的試驗可知，葉面噴施中量元素硅肥使水稻葉色濃綠，有效分蘗數增加，株型挺立，株高增加，說明其表皮細胞硅質化，莖稈挺立，硅化細胞可增加細胞壁的厚度、寬度、株高和穗長。

(2)通過兩年的試驗可知，中量元素硅肥的確能使重金屬鎘失去活性，達到鈍化重金屬鎘的目的，通過施用硅肥，稻米、稻根莖葉、稻田土壤中鎘的含量均下降，降鎘依次為稻根莖葉＞稻米＞稻土。施用硅肥第一年（2021 年）鎘的下降幅度較第二年（2022 年）大，效果順序一樣。

(3)通過兩年的試驗可知，施用中量元素硅肥后，稻米平均畝產量增加，處理1 與對照比較，2021 年新增投入產出比為1 ∶1.65，2022 年新增投入產出比為1 ∶3.155，達到顯著增產效果。

4 建議

江西省九江市糧食播種面積413.82 萬畝，主要糧食作物是水稻，禾本科作物對硅元素十分敏感，施用硅肥可使禾本科作物表皮細胞硅質化，莖稈挺立，增強葉片的光合作用，而且使葉面有較強的耐雨水沖刷及滲透能力。同時，硅化細胞可增加細胞壁的厚度，使病菌難以入侵，從而增強植物抗病蟲害能力，增產效果明顯。硅能夠鈍化重金屬，使重金屬失去活性。由于施用硅肥能夠降低水稻鎘元素含量，且用量少，省時省力，建議在九江市乃至全省農業生產中大力推廣應用。