农作物施用硅肥技术

1、硅肥的作用硅肥能为作物提供各种常量或微量元素,促进作物生长发育。硅是细胞壁的组成部分,能影响细胞分裂,施用硅肥能增强作物的机械强度和抗倒伏力;水稻吸收硅酸后大部分硅酸则沉积在表皮细胞的角质层上,使表皮细胞硅质化,具有抵抗病菌和害虫的侵入;硅能提高根的氧化能力,减轻土壤中的过量的锰、铝、铁等重金属离子对作物的毒害作用;硅     

硅对水稻吸收镉的影响

通过盆栽试验,以水稻土为供试土壤,采用完全因素试验设计方法,研究硅对土壤中外源镉的活性及其对水稻吸收镉的影响。结果表明,外源镉的添加量越大,水稻根、茎叶和糙米中镉含量越大;在外源镉的添加量为2和5 mg.kg-1时,施硅可降低水稻根、茎叶和糙米中的镉含量;随着施硅量的增加,水稻各部位的镉含量呈现降低趋势,且水稻根部和茎叶的镉含量比例上升,糙米的镉含量比例减少;土壤中的可交换态、碳酸盐结合态镉含量呈降低趋势,铁锰氧化物态、有机结合态和残渣态镉含量呈增加趋势。硅降低土壤中镉对水稻毒害的机制之一是硅改变了土壤中镉的形态,降低了镉的活性和生物有效性。     

钝化剂联合农艺措施修复镉污染水稻土

为研究镉污染土壤修复方法,选取粉煤灰、磷矿粉、生物炭3种钝化剂单独施加或与叶面喷施硅肥联合开展田间试验,研究它们对水稻产量、水稻籽粒吸收镉与土壤有效态镉的影响,同时采用比表面积孔径孔容(BET)、表面形貌(SEM)、红外光谱(FTIR)、元素组成(EDS)等多种表征手段研究钝化剂的表观性质。结果表明:生物炭具有疏松多孔的结构特征和较大的BET比表面积(达146.83 m2·g-1),且含有较多的羧基等含氧官能团,这种官能团能与镉形成络合物而使得重金属有效态降低。田间试验结果表明,各处理均可升高土壤pH和降低土壤镉的有效性,其中,生物炭处理降低土壤有效态镉含量的效果最好,降低幅度达41.53%,其次为粉煤灰和磷矿粉,有效态镉含量分别降低了27.92%和25.97%。在降低土壤有效镉含量方面,钝化剂与叶面硅肥配施的处理与钝化剂单施的处理无显著差异。此外,各处理均降低了水稻籽粒中镉的含量,其中生物炭与叶面硅肥配施的处理降低籽粒镉含量的能力最强,降低幅度达17.59%。在水稻产量的方面,除了单施生物炭处理,单施磷矿粉和粉煤灰处理均不能提高产量,钝化剂与叶面硅肥配施的处理均能显著提高产量。研究表明,生物炭与叶面硅肥配施能同时显著降低土壤中有效态镉含量和水稻籽粒镉含量,并具有显著的增产作用。     

钾硅肥施用对水稻吸收铅、镉的影响

为探讨钾硅肥施用对水稻铅、镉吸收及土壤中铅、镉生物有效性的影响,将施肥和重金属钝化修复良好结合在一起提供依据,采用盆栽试验,研究了钾硅肥施用对水稻生物量、钾素积累量、铅/镉含量和土壤中有效态铅/镉含量及其变化的影响。结果表明,钾硅肥施用可以显著提高水稻植株各部位生物量和钾素累积量,与不施钾处理相比,水稻生物量和钾素积累量分别增加了40.4%~47.0%和170.0%~252.0%;钾硅肥的施用显著降低了水稻茎、叶和籽粒中铅和镉的含量,与施用硫酸钾处理相比,水稻茎、叶、籽粒中铅和镉的含量分别降低了23.6%、35.6%、28.7%和15.6%、29.7%、26.8%,且随着钾硅肥用量的增加,水稻地上各部位铅和镉的含量显著降低,但水稻根部重金属含量并无显著差异。土壤中有效态铅、镉经过一季水稻种植后均有不同程度降低,钾硅肥处理和硫酸钾处理土壤有效铅、镉含量并无明显差异。钾硅肥的施用既满足了水稻对钾素的需求,又降低了水稻地上各部位对土壤重金属的吸收。     

硅对低镉污染水平下水稻幼苗生长及吸收镉的影响

虽然土壤镉污染控制标准的限量较低，但镉在土壤中活性较强，容易被作物吸收，而我国低浓度镉污染的土壤面积也较大。因此我们通过水稻幼苗水培试验，研究了低镉污染水平以及不同的硅处理浓度对水稻幼苗生长和吸收镉的影响。结果表明，低浓度的镉污染虽然对水稻幼苗的生长有一定的促进作用，但幼苗体内的镉含量较高，且镉的富集系数在低浓度下也较大。因此，低浓度镉污染所引起的食品安全风险不容忽视。在镉污染条件下施加硅处理，能增加水稻幼苗蛋白质和叶绿素的含量，提高根系活力以及抗氧化酶SOD、POD的活性，但要选择适宜的浓度，硅处理浓度过高或过低时效果较差。一定浓度范围内的硅处理对于抑制水稻幼苗对镉的吸收效果非常明显，但随着硅浓度的增加，幼苗体内镉含量降低的幅度趋缓。因而从经济因素考虑，只要施加适量的硅就可以达到较好的降镉效果。     

酸性和中性水田土壤施用硅肥的效应研究Ⅱ.对水稻吸收硅素及产量的影响

分别选取酸性和中性水田土壤进行盆栽试验,研究施用硅肥对水稻不同生育期硅素吸收状况及产量的影响,以期揭示施用硅肥提高不同类型土壤供硅能力、改善植株硅素营养及增加产量的作用机制.结果表明,从拔节期到抽穗期水稻植株体内硅的含量有较大幅度的降低,而后又逐渐升高.施用硅肥可明显提高水稻植株体内硅的含量,尤以高炉渣与葡萄糖配合施用和单施高炉渣两个处理效果最好,极显著高于对照及其他处理.在酸性水田土壤上施用硅肥的增产效果较为明显,高炉渣与葡萄糖配施处理的增产率高达16.99％,且成熟期水稻植株含硅量与稻谷产量间存在显著的直线正相关关系;在中性水田土壤上施硅则无显著增产效果.总之,高炉渣与葡萄糖配合施用能更有效地改善土壤的供硅能力,进而提高水稻产量,其在酸性水田土壤上的施用效果尤为显著.     

栽培条件对水稻镉积累的影响研究进展

综述了不同土壤、肥料与水分等生态栽培条件对水稻镉(Cd)积累的影响。认为土壤类型与土壤p H,有机肥与氮磷钾肥、硅肥、钙肥及其他微量元素肥,以及水分管理等均对水稻镉积累具有明显的影响;淹水是通过影响土壤的各种理化性质来影响土壤镉的生物有效性;合适的栽培方式能在保证水稻产量的同时,减少水稻对镉的吸收与积累。并提出了今后相关的研究方向。     

不同生育期施用硅肥对水稻吸收积累镉硅的影响

为探明硅肥对镉污染稻田降低稻米镉的作用机理,完善稻米镉消减的硅肥施用技术,采用田间试验,研究水稻不同生育期(基肥、分蘖期和孕穗期)施用硅肥对水稻吸收积累镉、硅的影响。结果表明:施用硅肥能够提高土壤0.160~0.290个pH单位,降低镉生物有效性,同时,显著增加土壤有效硅含量,增幅为295.3%~399.2%(P0.05);不同生育期施用硅肥中,基施硅肥能够显著增加9.7%的水稻产量,高于其他处理,基施硅肥显著降低了水稻茎秆、叶片、稻壳和稻米中的镉含量,降幅分别为31.9%(P0.05)、65.8%(P0.05)、46.1%(P0.05)和25.3%(P0.05),施硅降低了镉由茎秆向叶片和稻壳的转运,从而降低了稻米镉的积累,同时显著增加茎秆、叶片和稻壳硅含量,增加幅度分别为44.1%(P0.05)、71.5%(P0.05)和28.8%(P0.05)。综上表明,镉污染稻田基施硅肥能够显著增加水稻产量,降低土壤镉生物有效性,阻止镉的迁移转运,减少稻米镉积累,是镉污染稻田修复中推荐的硅肥施用技术。     

土壤调理剂对农田土壤和水稻镉和铅的影响

为了解土壤调理剂在降低土壤中重金属镉和铅的活性,减少重金属镉和铅在水稻体内的吸收和积累等方面的作用,2021年7月至10月间,我们在晚稻采用土壤调理剂“镉康”及“酸易克”进行田间试验,并对施用前后土壤、谷粒和秸秆中镉、铅含量进行分析对比。结果表明,在酸性水稻土中,施用土壤调理剂“镉康”在一定程度上能提高水稻产量;两种土壤调理剂都能显著地抑制谷粒对镉元素的吸收,降低镉在土壤中的积累,增加镉在谷杆内的吸收;土壤调理剂“酸易克”可降低土壤中重金属镉和铅的活性,减少重金属镉和铅在水稻体内的吸收和积累方面较土壤调理剂“镉康”明显。     

施硅对白菜地上部吸收重金属镉的抑制效应

采用土培盆栽试验,研究了施硅对抑制白菜吸收外源重金属镉的效应,结果表明:在试验条件下,土壤施硅有利于黑叶白菜增强抗重金属镉胁迫的能力,显著地提高白菜地上部的生物量,白菜生物量随施硅水平提高而递增;显著地提高了土壤pH值和有效硅含量;显著地降低较高外源镉浓度(0.6,0.9mg/kg)处理的土壤有效镉含量;显著地减少在土壤较高外源镉浓度(0.6,0.9mg/kg)污染下的白菜地上部对镉的吸收与累积,有效地降低了白菜地上部重金属镉的浓度和吸收总量。可见,施适量的硅(1.0g/kg)可有效减轻白菜重金属镉污染毒害。     

水稻硅营养与硅肥应用效果研究进展

硅是水稻生长发育所需要的有益元素，对水稻的产量和品质等方面有着重要的影响。在此，根据水稻硅营养和硅肥应用研究现状，从土壤供硅能力与补硅原因、水稻植株吸硅特性、施硅的生理效应、施硅对水稻生产的影响等方面论述了水稻硅营养和硅肥应用效果研究进展，进而表明了硅素在水稻营养中的重要作用。     

水稻硅营养与硅肥应用效果研究进展

硅是水稻生长发育所需要的有益元素,对水稻的产量和品质等方面有着重要的影响.在此,根据水稻硅营养和硅肥应用研究现状,从土壤供硅能力与补硅原因、水稻植株吸硅特性、施硅的生理效应、施硅对水稻生产的影响等方面论述了水稻硅营养和硅肥应用效果研究进展,进而表明了硅素在水稻营养中的重要作用.     

俄罗斯硅肥对水稻的降镉增产效果研究

以黄华占、美香占2号和湘晚籼12号为材料,研究了施硅量对其产量、产量构成因素以及稻米镉含量的影响。结果表明:黄华占、美香占2号和湘晚籼12号的增产原因是施用硅肥提高了实粒数、总粒数和结实率;湘晚籼12号在施硅量为150 kg/hm2时增产效果明显,稻米降镉量大可获得较高的经济效益。     

钾硅钙微孔矿物肥对稻田土壤及稻谷镉污染的阻控效果

以晚稻杂交品种"威优644"为供试水稻,采用田间试验研究了钾硅钙微孔矿物肥对重金属镉污染稻田土壤及稻谷中镉含量的阻控效果。结果表明:施用钾硅钙微孔矿物肥可改善水稻植株的经济性状,使水稻增产6.9%~13.6%;同时,可抑制土壤镉的生物有效性,可使土壤有效镉降低7.9%~26.3%,从而使稻谷中镉含量降低37.8%~42.4%。综合试验结果,建议钾硅钙微孔矿物肥的施用量为50~75 kg/667m~2。     

调理剂及农艺措施对污染稻田中水稻吸收镉的影响

【目的】探究水分管理、调理剂措施和组合措施对污染稻田稻米降Cd效果,旨在探索出不显著降低水稻产量前提下,能更高效降低土壤Cd生物有效性和稻米中Cd含量的方法。【方法】在湖南省株洲市选择中度Cd污染稻田开展田间小区水稻试验。试验中水稻种植两季,早稻品种为中嘉早17,晚稻为泰优390。试验分为6组,分别为水分管理（T2）处理、施用硅肥（T3）处理、施用竹炭处理（T4）、施用硅肥结合水分管理（T5）处理、施用竹炭结合水分管理（T6）处理和1个试验对照（T1）,重复3次。【结果】试验各处理对稻田土壤有效态Cd含量均有降低,竹炭结合水分管理（T6）处理对两季水稻土壤均有显著降低,硅肥结合水分管理（T5）处理对晚稻土壤有效态Cd降低幅度最大。试验各处理对水稻各部位Cd含量均有降低效果,在糙米Cd含量方面,5个试验处理中对糙米Cd含量降低幅度以组合措施修复技术效果最好,即硅肥结合水分管理（T5）和竹炭结合水分管理（T6）处理。在水分管理修复技术(T2)中降Cd效果最高为29.23%;在施用调理剂修复技术中,硅肥处理（T3）和竹炭处理（T4）对稻壳和糙米中Cd含量均有显著降低（P＜0.05）作用,其中硅肥处理（T3）糙米最高降Cd幅度为49.23%,竹炭处理（T4）糙米最高降Cd幅度为47.69%;在组合措施中均能显著降低水稻糙米Cd含量,其中硅肥结合水分管理（T5）处理糙米降Cd幅度为60.34%—78.46%,竹炭结合水分管理（T6）糙米降Cd幅度为56.90%—67.69%。同时,本文对土壤有效态Cd含量与水稻各部位Cd含量相关性进行分析,发现水稻籽粒（稻壳与糙米）中Cd含量与土壤有效态Cd含量存在极显著正相关（P＜0.01）,且两个水稻品种规律一致。各处理对水稻各部位富集系数亦有降低效果,以硅肥结合水分管理（T5）处理和竹炭结合水分管理（T6）效果最好。对于水稻各部位向籽粒转运系数降低效果各部位规律不一致,但茎鞘和叶片两个部位向籽粒（稻壳和糙米）转运系数均显著降低,水分管理（T2）处理除外。在水稻产量方面,仅水分管理（T2）处理对中嘉早17有显著降低,其他处理降低幅度不显著,各处理对泰优390处理没有显著影响。【结论】组合措施优于单一水分管理或单一调理剂处理,且在水稻产量没有显著降低情况下对稻米Cd污染稻田稻米降Cd幅度最高达到78.46%,可以进一步确保Cd污染农田安全利用。     

稻田镉砷污染阻控原理与技术应用

我国农田土壤重金属污染治理已成为重大国家需求;水稻是重金属超标最为严重的粮食作物;镉/砷污染稻田是农田重金属污染治理的重点与难点。以农产品安全为目标,以定向调控重金属的活性、阻隔其转移的阻控技术,是农田重金属污染治理的新思路,对解决稻田重金属污染治理难题具有重大意义。铁是稻田中最为重要的活性元素,稻田铁循环是连接养分循环与镉/砷行为的枢纽;调控铁与碳/氮循环的耦合过程,可降低土壤中镉/砷向水稻根系迁移的活性,从而减少水稻植株吸收积累镉/砷。硅与硒等营养元素与水稻镉/砷吸收转运密切相关,外源施加硅/硒养分可降低水稻吸收、转运镉/砷的功能基因表达,提高其解毒功能基因表达,从而抑制镉/砷从水稻根系向籽粒的转运。基于以上原理研发了硅/硒营养调控的生理阻隔技术、铁循环调控的钝化技术,并研制了相应的产品。大田试验结果表明,生理阻隔和土壤钝化技术单独应用或组合应用,均可有效降低稻米中镉/砷含量,从而提高稻米的安全性,具有广阔的应用前景。     

硅对水稻吸收镉的影响

采用营养液培养的方法,在镉浓度为1.0×10~(-6)mol·L~(-1)时,研究了硅对水稻吸收镉的影响.结果表明:加硅和缺硅处理对水稻的幼苗干物质的积累无明显影响;硅对水稻根系的镉的吸收量也无明显影响,硅明显降低了水稻地上部分镉的吸收量.即硅减少了水稻根部吸收的镉向地上部分迁移的量.     

叶面阻隔联合土壤钝化对水稻镉吸收转运的影响

为了探讨叶面阻隔联合钝化对水稻镉吸收转运的影响,实现重金属污染农田稻米安全生产,采用大田试验的方式,选用氨基酸螯合硒营养液肥和活性硅肥作为叶面阻隔剂,硅钙肥和贝壳粉作为土壤钝化剂,在田间共设置7个处理：水稻常规种植（CK）,叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥（Se400）,叶面喷施活性硅肥（Si1000）,叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥的同时分别基施硅钙肥（Se400GG）和贝壳粉（Se400BK）,叶面喷施活性硅肥的同时分别基施硅钙肥（Si1000GG）和贝壳粉（Si1000BK）。水稻成熟后对水稻籽粒、颖壳、秸秆、根四部分的镉含量进行检测。结果表明：与对照处理相比,各处理水稻籽粒中镉含量均不同程度降低,且叶面阻隔联合土壤钝化处理的效果更好。Se400GG处理水稻籽粒镉含量下降最明显,降幅为88.13%,水稻籽粒镉含量为（0.18±0.01）mg·kg^-1,低于大米镉限量值0.2 mg·kg^-1（GB 2762—2017）;其次是Si1000GG处理,水稻籽粒镉含量下降了56.77%;单独叶面阻隔的两个处理Si1000和Se400效果较差,水稻籽粒镉含量仅下降了18.28%和9.03%。水稻籽粒镉含量降低的主要原因是水稻各部位的富集系数和转运系数减小,Se400GG和Si1000GG处理水稻根到秸秆的转运系数下降了84.93%和72.60%,水稻籽粒的富集系数下降了87.88%和56.06%,而Se400和Si1000处理水稻根到秸秆的转运系数仅下降46.58%和38.36%,水稻籽粒的富集系数仅下降12.12%和15.91%。可见,叶面阻隔联合钝化技术,尤其是叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥的同时基施硅钙肥能更有效地阻隔水稻对镉的吸收和转运,降低水稻籽粒镉的含量,是值得在镉低污染稻田推广应用的技术。