土壤硅素營(yíng)養(yǎng)與施肥技術(shù)

1、1蔡德蔡德龍龍 博士博士 教授教授 河南省硅肥工程技術(shù)研究中心河南省硅肥工程技術(shù)研究中心 主任主任 l一、肥料分類一、肥料分類l二、從化學(xué)肥料發(fā)展歷史看硅肥二、從化學(xué)肥料發(fā)展歷史看硅肥l三、硅肥發(fā)展歷史三、硅肥發(fā)展歷史l四、硅肥在水稻上的作用四、硅肥在水稻上的作用l五、硅肥能提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)五、硅肥能提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)l六、水稻小麥輪作當(dāng)季施硅肥增產(chǎn)效果六、水稻小麥輪作當(dāng)季施硅肥增產(chǎn)效果l七、雜交水稻施用硅肥效果分析七、雜交水稻施用硅肥效果分析l八、硅肥對(duì)其他植物的效果八、硅肥對(duì)其他植物的效果l九、我國(guó)未來硅肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的展望九、我國(guó)未來硅肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的展望l23 肥料是作物的肥料是作物的“糧食糧食”，

2、根據(jù)聯(lián)合國(guó)發(fā)，根據(jù)聯(lián)合國(guó)發(fā)表的數(shù)據(jù)化學(xué)肥料對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)貢獻(xiàn)率在表的數(shù)據(jù)化學(xué)肥料對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)貢獻(xiàn)率在40-60%，我國(guó)大概在，我國(guó)大概在40%左右。左右。 現(xiàn)在，我國(guó)化學(xué)肥料利用率在現(xiàn)在，我國(guó)化學(xué)肥料利用率在30%，發(fā)，發(fā)達(dá)國(guó)家化學(xué)肥料利用率在達(dá)國(guó)家化學(xué)肥料利用率在60%。4（1）直接肥料；含有植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)植物具有）直接肥料；含有植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)植物具有直接營(yíng)養(yǎng)作用的一類肥料。又可以分為有機(jī)肥；無機(jī)直接營(yíng)養(yǎng)作用的一類肥料。又可以分為有機(jī)肥；無機(jī)肥料（礦質(zhì)肥料）兩大類。肥料（礦質(zhì)肥料）兩大類。 有機(jī)肥：來源于植物或者動(dòng)物如糞尿、堆肥、廄肥、綠肥、有機(jī)肥：來源于植物或者動(dòng)物如糞尿、堆肥、

3、廄肥、綠肥、秸稈肥、城鎮(zhèn)垃圾肥、餅肥、沼氣肥、腐植酸類肥料等。秸稈肥、城鎮(zhèn)垃圾肥、餅肥、沼氣肥、腐植酸類肥料等。 無機(jī)肥（礦質(zhì)肥料或叫化學(xué)肥料）：是標(biāo)明養(yǎng)分量呈無機(jī)無機(jī)肥（礦質(zhì)肥料或叫化學(xué)肥料）：是標(biāo)明養(yǎng)分量呈無機(jī)鹽形式的肥料。又可以分為單質(zhì)肥料、復(fù)混肥料、緩釋肥料。鹽形式的肥料。又可以分為單質(zhì)肥料、復(fù)混肥料、緩釋肥料。I單質(zhì)肥料是供應(yīng)一種植物必需營(yíng)養(yǎng)元素為主的肥料，如：?jiǎn)钨|(zhì)肥料是供應(yīng)一種植物必需營(yíng)養(yǎng)元素為主的肥料，如：氮肥、磷肥、鉀肥、微量元素肥料、鈣肥、硅肥、鎂肥、氮肥、磷肥、鉀肥、微量元素肥料、鈣肥、硅肥、鎂肥、硫肥等。硫肥等。5 II復(fù)混肥是含有兩種或者兩種以上營(yíng)養(yǎng)元素的肥料。復(fù)混肥是

4、含有兩種或者兩種以上營(yíng)養(yǎng)元素的肥料。 III緩釋肥是某種特有的化合物或者物理狀態(tài)，能在緩釋肥是某種特有的化合物或者物理狀態(tài)，能在一定時(shí)間內(nèi)為植物持續(xù)吸收利用的肥料。一定時(shí)間內(nèi)為植物持續(xù)吸收利用的肥料。（2）間接肥料；系用來調(diào)節(jié)土壤酸堿度，改良土壤結(jié)構(gòu)，）間接肥料；系用來調(diào)節(jié)土壤酸堿度，改良土壤結(jié)構(gòu)，改善土壤理化性質(zhì)、生物化學(xué)性質(zhì)、或調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)改善土壤理化性質(zhì)、生物化學(xué)性質(zhì)、或調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育為主要功能的肥料。如石膏、石灰、微生物肥料、發(fā)育為主要功能的肥料。如石膏、石灰、微生物肥料、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等。6 化學(xué)肥料發(fā)展歷史有化學(xué)肥料發(fā)展歷史有171171年左右。年左右。 （1

5、1）18421842年英國(guó)勞斯生產(chǎn)過磷酸鈣成功，年英國(guó)勞斯生產(chǎn)過磷酸鈣成功， 開創(chuàng)了化學(xué)肥料開創(chuàng)了化學(xué)肥料歷史。歷史。 （2 2）鉀肥是德國(guó)化學(xué)家李比格首先發(fā)現(xiàn)鉀鹽可以作為化學(xué)肥）鉀肥是德國(guó)化學(xué)家李比格首先發(fā)現(xiàn)鉀鹽可以作為化學(xué)肥料應(yīng)用，料應(yīng)用，18611861年在德國(guó)建立第一個(gè)氯化鉀生產(chǎn)示范工廠。年在德國(guó)建立第一個(gè)氯化鉀生產(chǎn)示范工廠。 （3 3）19131913年德國(guó)建成世界上第一個(gè)合成氨工廠。年德國(guó)建成世界上第一個(gè)合成氨工廠。微量元素營(yíng)養(yǎng)研究更加晚。微量元素營(yíng)養(yǎng)研究更加晚。 1922 1922年麥克哈咕發(fā)現(xiàn)錳是植物必須的營(yíng)養(yǎng)元素。年麥克哈咕發(fā)現(xiàn)錳是植物必須的營(yíng)養(yǎng)元素。 1923 1923年奧

6、林頓發(fā)現(xiàn)硼；年奧林頓發(fā)現(xiàn)硼； 1926 1926年薩麥發(fā)現(xiàn)鋅；年薩麥發(fā)現(xiàn)鋅； 1931 1931年李普曼發(fā)現(xiàn)銅；年李普曼發(fā)現(xiàn)銅； 1939 1939年阿諾發(fā)現(xiàn)鉬；年阿諾發(fā)現(xiàn)鉬； 1954 1954年布羅伊爾發(fā)現(xiàn)氯年布羅伊爾發(fā)現(xiàn)氯7l肥料使用的順序：肥料使用的順序： 1 1） 發(fā)達(dá)國(guó)家：磷肥發(fā)達(dá)國(guó)家：磷肥鉀肥鉀肥氮肥氮肥微量微量元素肥料元素肥料硅肥硅肥其他肥料；其他肥料； 2 2）我國(guó)：氮肥）我國(guó)：氮肥磷肥磷肥鉀肥鉀肥微量元素肥微量元素肥料料硅肥硅肥其他肥料；其他肥料；81）1840年，德國(guó)化學(xué)家李比西提出礦物營(yíng)養(yǎng)理論時(shí)，年，德國(guó)化學(xué)家李比西提出礦物營(yíng)養(yǎng)理論時(shí)，把硅列為與氮磷鉀一樣重要的元素。有

7、把硅列為與氮磷鉀一樣重要的元素。有160多年歷史的多年歷史的世界最早的英國(guó)洛桑肥料試驗(yàn)站，世界最早的英國(guó)洛桑肥料試驗(yàn)站，110多年連續(xù)試驗(yàn)證多年連續(xù)試驗(yàn)證明，硅具有活化天然磷的作用。明，硅具有活化天然磷的作用。2）1926年，美國(guó)加州大學(xué)年，美國(guó)加州大學(xué)Sommer教授等首先提出水稻教授等首先提出水稻是喜硅作物，是水稻生長(zhǎng)必需元素。是喜硅作物，是水稻生長(zhǎng)必需元素。3）1930年開始日本科學(xué)家進(jìn)行了水稻硅營(yíng)養(yǎng)研究。二戰(zhàn)年開始日本科學(xué)家進(jìn)行了水稻硅營(yíng)養(yǎng)研究。二戰(zhàn)后，日本糧食非常困難，日本科學(xué)家采用各種技術(shù)提后，日本糧食非常困難，日本科學(xué)家采用各種技術(shù)提高水稻產(chǎn)量（高水稻產(chǎn)量（一個(gè)硅肥，一個(gè)塑料大棚

8、一個(gè)硅肥，一個(gè)塑料大棚）4）1951年山梨大學(xué)小林均教授發(fā)現(xiàn)二氧化硅與年山梨大學(xué)小林均教授發(fā)現(xiàn)二氧化硅與“秋落秋落”，爛根，稻瘟病關(guān)系。爛根，稻瘟病關(guān)系。1954年第一家硅肥工廠在高崗市年第一家硅肥工廠在高崗市建成。建成。1955年日本寫進(jìn)了肥料法。年日本寫進(jìn)了肥料法。1957年成立硅肥協(xié)年成立硅肥協(xié)會(huì)。會(huì)。20世紀(jì)世紀(jì)70年代日本最多時(shí)硅肥使用量在年代日本最多時(shí)硅肥使用量在135萬噸。萬噸。91999月農(nóng)業(yè)中的硅國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)在美國(guó)；2002年9月在日本；2005年9月在巴西；2008年9月在南非；2011年9月在北京舉行。5）韓國(guó)）韓國(guó)1965年硅肥也寫進(jìn)了肥料法。韓國(guó)，臺(tái)灣等年硅肥也寫進(jìn)

9、了肥料法。韓國(guó)，臺(tái)灣等先后引進(jìn)日本技術(shù)大面積推廣，韓國(guó)在推廣水稻直播先后引進(jìn)日本技術(shù)大面積推廣，韓國(guó)在推廣水稻直播覆蓋硅肥工作。覆蓋硅肥工作。1011l上世紀(jì)上世紀(jì)90年代以前，我國(guó)硅營(yíng)養(yǎng)研究比較少。年代以前，我國(guó)硅營(yíng)養(yǎng)研究比較少。l上世紀(jì)上世紀(jì)90年代初，河南省科學(xué)院地理研究所蔡德龍博士年代初，河南省科學(xué)院地理研究所蔡德龍博士從日本歸國(guó)后，帶回日本生產(chǎn)技術(shù)，結(jié)合國(guó)內(nèi)情況深入從日本歸國(guó)后，帶回日本生產(chǎn)技術(shù)，結(jié)合國(guó)內(nèi)情況深入研究硅營(yíng)養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)了我國(guó)黃河，長(zhǎng)江，海河，淮河水系研究硅營(yíng)養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)了我國(guó)黃河，長(zhǎng)江，海河，淮河水系二氧化硅含量普遍低于二氧化硅含量普遍低于10mg/L，提出了不同土壤硅臨，提出

10、了不同土壤硅臨界值不同的理論，打破了華北土壤不缺硅的觀念，通過界值不同的理論，打破了華北土壤不缺硅的觀念，通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)表了硅肥能改良紅壤又能改良鹽堿地和減輕大量實(shí)驗(yàn)發(fā)表了硅肥能改良紅壤又能改良鹽堿地和減輕重金屬對(duì)植物污染論文。重金屬對(duì)植物污染論文。l1995年成立了河南省科學(xué)院硅肥工程技術(shù)研究中心。年成立了河南省科學(xué)院硅肥工程技術(shù)研究中心。l1995年在國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)在河南省鄭州召開了年在國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)在河南省鄭州召開了全全國(guó)硅肥生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)國(guó)硅肥生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)。121996年云南省，湖南省，江西省先后召開了硅肥會(huì)議邀請(qǐng)蔡德龍博士做學(xué)術(shù)報(bào)告。1996年河南省第一個(gè)頒布了

11、硅肥地方標(biāo)準(zhǔn)。1999年國(guó)家科技部把硅營(yíng)養(yǎng)研究與硅肥應(yīng)用成果確定為全國(guó)重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。2000年，2001年國(guó)家科技部出版了硅肥及施用技術(shù)著作和硅營(yíng)養(yǎng)研究與硅肥應(yīng)用論文集。2002年，參與起草農(nóng)業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)硅肥標(biāo)準(zhǔn)，2004年農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)頒布。131995年年9月，全國(guó)硅肥生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)在鄭州召開月，全國(guó)硅肥生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)在鄭州召開14蔡德龍博士分別于蔡德龍博士分別于2000年和年和2001年出版的硅肥專著年出版的硅肥專著15l“礦物營(yíng)養(yǎng)學(xué)說礦物營(yíng)養(yǎng)學(xué)說”、 “歸還學(xué)說歸還學(xué)說”、“最少養(yǎng)份律最少養(yǎng)份律” 1840年，德國(guó)農(nóng)業(yè)化學(xué)家李比西（年，德國(guó)農(nóng)業(yè)化學(xué)家李比西（Liebig.J.v

12、on 1803-1873）出）出版了版了化學(xué)在農(nóng)業(yè)和植物生理學(xué)上的應(yīng)用化學(xué)在農(nóng)業(yè)和植物生理學(xué)上的應(yīng)用一書，提出了著名的礦一書，提出了著名的礦物營(yíng)養(yǎng)學(xué)說，歸還學(xué)說奠定了現(xiàn)代化學(xué)（肥料）工業(yè)基礎(chǔ)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)說，歸還學(xué)說奠定了現(xiàn)代化學(xué)（肥料）工業(yè)基礎(chǔ) 。李比西。李比西的的 “木桶理論木桶理論”為我們平衡施肥提供了理論依據(jù)。當(dāng)時(shí)他把硅和氮為我們平衡施肥提供了理論依據(jù)。當(dāng)時(shí)他把硅和氮磷鉀等列為植物營(yíng)養(yǎng)元素。磷鉀等列為植物營(yíng)養(yǎng)元素。 l19391939年必需元素三條標(biāo)準(zhǔn)年必需元素三條標(biāo)準(zhǔn) 阿農(nóng)（阿農(nóng)（D.I.ArnonD.I.Arnon）和史托特）和史托特(P.R.Stour)(P.R.Stour)提出判斷植

13、物必需礦提出判斷植物必需礦質(zhì)元素的三條標(biāo)準(zhǔn)為：質(zhì)元素的三條標(biāo)準(zhǔn)為：(a)(a)缺乏該元素不能完成其生命周期；缺乏該元素不能完成其生命周期；(b)(b)該元素的功能不可替代性；該元素的功能不可替代性；(c)(c)該元素必須直接參與植物的新陳代謝。該元素必須直接參與植物的新陳代謝。l 16缺硅黃瓜的葉片表現(xiàn)缺硅黃瓜的葉片表現(xiàn)172002年在日本年在日本農(nóng)業(yè)中的硅農(nóng)業(yè)中的硅會(huì)議中，愛普斯坦提出應(yīng)會(huì)議中，愛普斯坦提出應(yīng)當(dāng)舍棄當(dāng)舍棄19391939年的三大標(biāo)準(zhǔn)：年的三大標(biāo)準(zhǔn)： 美國(guó)著名植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家愛普斯坦（美國(guó)著名植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家愛普斯坦（Emanuel Epstein，1916 ），作了，作了“植物營(yíng)養(yǎng)中

14、的硅植物營(yíng)養(yǎng)中的硅”的主題報(bào)告，從的主題報(bào)告，從以下的各項(xiàng)討論可以得出結(jié)論：以下的各項(xiàng)討論可以得出結(jié)論：19391939年提出的三條標(biāo)年提出的三條標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)舍棄。準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)舍棄。 定義的定義的(a)是不正確的是不正確的 。因?yàn)椤Ｒ驗(yàn)樵S多植物盡管缺乏某些許多植物盡管缺乏某些營(yíng)養(yǎng)素，它們卻仍然能夠完成它們生命周期之中的生營(yíng)養(yǎng)素，它們卻仍然能夠完成它們生命周期之中的生長(zhǎng)或再生過程。長(zhǎng)或再生過程。18標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)(b)詳細(xì)地說明了詳細(xì)地說明了“缺乏狀態(tài)缺乏狀態(tài)”是針對(duì)這一元素的，即，沒有其是針對(duì)這一元素的，即，沒有其它的元素能夠代替這一元素。但是，用另一元素代替這一元素意它的元素能夠代替這一元素。但是，用另一元

15、素代替這一元素意味著我們所探討的這一元素是味著我們所探討的這一元素是“缺乏的缺乏的”。 因此，標(biāo)準(zhǔn)因此，標(biāo)準(zhǔn)(b)僅僅是對(duì)僅僅是對(duì)(a)做重復(fù)的說明。標(biāo)準(zhǔn)做重復(fù)的說明。標(biāo)準(zhǔn)(c)說明，就我說明，就我們所確定的們所確定的“必需性必需性”內(nèi)容而言，這種元素必須直接參與植物的內(nèi)容而言，這種元素必須直接參與植物的新陳代謝，而不僅僅是對(duì)其生長(zhǎng)介質(zhì)的某些不良條件進(jìn)行補(bǔ)償或新陳代謝，而不僅僅是對(duì)其生長(zhǎng)介質(zhì)的某些不良條件進(jìn)行補(bǔ)償或者改進(jìn)。然而，對(duì)于發(fā)現(xiàn)必需元素的一種解釋（者改進(jìn)。然而，對(duì)于發(fā)現(xiàn)必需元素的一種解釋（Epstein, 2000）使得下面事實(shí)更加清楚地顯現(xiàn)出來，即，許多元素的使得下面事實(shí)更加清楚地顯

16、現(xiàn)出來，即，許多元素的“必需性必需性”概念是通過在溶液中種植各種實(shí)驗(yàn)作物來得以確定的，在這些溶概念是通過在溶液中種植各種實(shí)驗(yàn)作物來得以確定的，在這些溶液中，這一元素被嚴(yán)格地排除掉，而且，實(shí)驗(yàn)的觀察者們對(duì)于植液中，這一元素被嚴(yán)格地排除掉，而且，實(shí)驗(yàn)的觀察者們對(duì)于植物營(yíng)養(yǎng)過程中這一元素是如何直接參與等方面的知識(shí)卻知之甚少。物營(yíng)養(yǎng)過程中這一元素是如何直接參與等方面的知識(shí)卻知之甚少。19l2003年愛普斯坦（年愛普斯坦（Epstein）和和 布魯姆（布魯姆（Bloom）兩位）兩位教授提出了教授提出了必需元素的兩個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)：必需元素的兩個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)： （1）某一分子是植物結(jié)構(gòu)或者新陳代謝過程中的一個(gè)固有的內(nèi)在

17、成）某一分子是植物結(jié)構(gòu)或者新陳代謝過程中的一個(gè)固有的內(nèi)在成分，而這個(gè)元素是構(gòu)成這個(gè)分子的一個(gè)部分；分，而這個(gè)元素是構(gòu)成這個(gè)分子的一個(gè)部分； （2）這種植物嚴(yán)重缺乏這一元素以致（與未缺乏這一元素的同種）這種植物嚴(yán)重缺乏這一元素以致（與未缺乏這一元素的同種植物相比）在其生長(zhǎng)或再生的過程中表現(xiàn)出各種異常性。植物相比）在其生長(zhǎng)或再生的過程中表現(xiàn)出各種異常性。l模糊邏輯分析植物營(yíng)養(yǎng)中的硅模糊邏輯分析植物營(yíng)養(yǎng)中的硅 “模糊邏輯模糊邏輯” 這一術(shù)語(yǔ)的意思并不是說，這個(gè)邏輯是模糊的，而這一術(shù)語(yǔ)的意思并不是說，這個(gè)邏輯是模糊的，而是指解決模糊問題的一種邏輯。關(guān)鍵點(diǎn)在于，當(dāng)僅僅把是指解決模糊問題的一種邏輯。關(guān)鍵點(diǎn)

18、在于，當(dāng)僅僅把“黑或白黑或白”賦予賦予某些事物時(shí)，我們會(huì)感到不知所措，在某些事物時(shí)，我們會(huì)感到不知所措，在“模糊邏輯模糊邏輯”的領(lǐng)域之中，事物、的領(lǐng)域之中，事物、現(xiàn)象和品質(zhì)等等都被劃分為現(xiàn)象和品質(zhì)等等都被劃分為“組群組群”，各種元素們都部分地屬于這些，各種元素們都部分地屬于這些“組群組群”，并且，并且，“屬于屬于”的程度不同（程度范圍從的程度不同（程度范圍從0至至1）20 大部分植物體都含有大量的硅，如水稻生產(chǎn)大部分植物體都含有大量的硅，如水稻生產(chǎn)1000kg稻谷，水稻稻谷，水稻地上部分地上部分SiO2的吸收量達(dá)的吸收量達(dá)150kg，超過水稻吸收，超過水稻吸收N、P、K總和總和。 不同植物主要

19、灰份營(yíng)養(yǎng)元素組成不同植物主要灰份營(yíng)養(yǎng)元素組成( (占灰份總量占灰份總量%)%) 植物SiO2CaOK2OMgOP2O5Fe2O3MnO水稻61.42.88.91.51.40.10.2小麥58.76.518.15.40.71.30.1大麥36.216.511.96.92.10.30.4大豆15.116.511.96.92.10.30.4苜蓿14.215.122.22.84.00.80.1扁豆17.037.914.63.74.21.20.12122 水稻吸收硅以后，形成硅化細(xì)胞，增強(qiáng)細(xì)胞壁強(qiáng)度，使植物機(jī)械組織發(fā)達(dá)，株型挺拔，水稻吸收硅以后，形成硅化細(xì)胞，增強(qiáng)細(xì)胞壁強(qiáng)度，使植物機(jī)械組織發(fā)達(dá)，株型挺拔

20、，莖葉直立。水稻莖葉之間夾角減小莖葉直立。水稻莖葉之間夾角減小25.4度，有利于通風(fēng)提高透光和密植，提高水稻葉面的光度，有利于通風(fēng)提高透光和密植，提高水稻葉面的光合作用，有利于有機(jī)物的積累，從而增加了稻谷的產(chǎn)量。合作用，有利于有機(jī)物的積累，從而增加了稻谷的產(chǎn)量。 14CO2同化期部位14CO2同化量（106cpm）SiSi7月23日穗0.40.4莖葉33.630.5根16.817.7全體50.948.5穗/全體0.9%0.9%8月31日穗6.54.8莖葉97.478.8根19.218.1全體123.0101.7穗/全體5.3%4.7%9月26日穗/全體216.4153.9莖葉499.5448.

21、2根25.824.2全體741.7626.3穗/全體29.2%24.6%硅肥對(duì)水稻同化期轉(zhuǎn)移影響硅肥對(duì)水稻同化期轉(zhuǎn)移影響23施用硅肥可以增強(qiáng)水稻的光合作用施用硅肥可以增強(qiáng)水稻的光合作用24l目前麥稻光能利用率目前麥稻光能利用率1-1.5%，理論上最大利用效率在，理論上最大利用效率在10%。中國(guó)科學(xué)院院士匡延。中國(guó)科學(xué)院院士匡延云正在進(jìn)行在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高云正在進(jìn)行在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高20-30%麥稻光能利用率的研究。麥稻光能利用率的研究。25 硅化細(xì)胞的形成使水稻表層細(xì)胞壁加厚，角質(zhì)層增加，從而增強(qiáng)對(duì)病硅化細(xì)胞的形成使水稻表層細(xì)胞壁加厚，角質(zhì)層增加，從而增強(qiáng)對(duì)病蟲害抵抗能力，特別是稻瘟病，水稻紋枯病

22、，稻胡麻斑病，稻粒黑粉病，蟲害抵抗能力，特別是稻瘟病，水稻紋枯病，稻胡麻斑病，稻粒黑粉病，水稻爛秧，稻飛虱，二化螟，三化螟有比較顯著作用。水稻爛秧，稻飛虱，二化螟，三化螟有比較顯著作用。 硅酸濃度（ppm）被害度（%）全氨（%）可溶性氨（%）碳/氮比碳/可溶性氮比0（對(duì)照）137.51.090.523166250105.80.900.404410050063.90.730.2045164上表所示：硅肥與小粒菌核病關(guān)系26 硅肥不但增強(qiáng)作物對(duì)病菌的抵抗力，同樣也增強(qiáng)了對(duì)二化螟等害蟲硅肥不但增強(qiáng)作物對(duì)病菌的抵抗力，同樣也增強(qiáng)了對(duì)二化螟等害蟲的抵抗力。二化螟食入容易的部分二氧化硅含量低，二氧化硅含量

23、高的的抵抗力。二化螟食入容易的部分二氧化硅含量低，二氧化硅含量高的水稻二化螟發(fā)生的比較少。把硅肥的水稻竟與不施硅肥的水稻莖的相同水稻二化螟發(fā)生的比較少。把硅肥的水稻竟與不施硅肥的水稻莖的相同部位切斷。放在黑紙上，中央放入二化螟幼蟲。結(jié)果，大部分二化螟幼部位切斷。放在黑紙上，中央放入二化螟幼蟲。結(jié)果，大部分二化螟幼蟲移動(dòng)到二氧化硅含量少的稻莖，食入蟲數(shù)和蟲糞的量與硅酸含量成反蟲移動(dòng)到二氧化硅含量少的稻莖，食入蟲數(shù)和蟲糞的量與硅酸含量成反比比 。硅肥施用量（g）01.54.56.0莖中硅酸含量(%)1.351.712.022.11食入蟲數(shù)22742糞量(mg)13929119上表所示：硅肥對(duì)二化螟

24、蟲行動(dòng)的影響2728l用酒精浸提取含氮高的稻莖用酒精浸提取含氮高的稻莖, , 浸提液有引誘二浸提液有引誘二化螟的物質(zhì)生成化螟的物質(zhì)生成, ,用酒精浸提含硅高的稻莖用酒精浸提含硅高的稻莖, , 浸提液有抑制二化螟的物質(zhì)生成浸提液有抑制二化螟的物質(zhì)生成. .l冷害年份硅肥抗不良環(huán)境效果最好冷害年份硅肥抗不良環(huán)境效果最好. . 冷害年份冷害年份水稻容易感染稻瘟病水稻容易感染稻瘟病. .低溫水稻氮含有率高低溫水稻氮含有率高, ,低低溫土壤有效硅含量低溫土壤有效硅含量低, ,水稻硅吸收率低水稻硅吸收率低, ,硅肥的硅肥的效果更好效果更好. .l19851985年是日本冷害年份年是日本冷害年份, ,下表是

25、硅肥抗稻瘟病下表是硅肥抗稻瘟病結(jié)果。結(jié)果。 29上表所示：稻瘟病與硅酸含量的關(guān)系上表所示：稻瘟病與硅酸含量的關(guān)系處理施N量(Kg/ha)葉稻瘟病發(fā)病率%穗稻瘟病發(fā)病率幼穗期葉Sio2%幼穗期葉N%對(duì)照0476.42.93.58361009.52.83.207210016.72.44.1810810019.32.04.6514410034.72.74.67施硅0142.65.73.503.3836501.75.772552.65.14.61108925.04.93.801441008.35.04.3030 硅素能夠增強(qiáng)植株基部秸稈強(qiáng)度，使水稻導(dǎo)管硅素能夠增強(qiáng)植株基部秸稈強(qiáng)度，使水稻導(dǎo)管的剛性增強(qiáng)

26、，提高水稻體內(nèi)部通氣性，從而增強(qiáng)的剛性增強(qiáng)，提高水稻體內(nèi)部通氣性，從而增強(qiáng)根系的氧化能力，防止根系早衰與腐爛。根系發(fā)根系的氧化能力，防止根系早衰與腐爛。根系發(fā)達(dá)反過來又增強(qiáng)水稻的抗倒伏能力。水稻倒伏有達(dá)反過來又增強(qiáng)水稻的抗倒伏能力。水稻倒伏有兩種類型：一種是莖稈折斷；另外是出穗后隨著兩種類型：一種是莖稈折斷；另外是出穗后隨著成熟穗重增加的傾斜（自然倒伏）。硅肥對(duì)這兩成熟穗重增加的傾斜（自然倒伏）。硅肥對(duì)這兩類型倒伏都有抗性。根據(jù)測(cè)定結(jié)果；使用硅肥料類型倒伏都有抗性。根據(jù)測(cè)定結(jié)果；使用硅肥料以后，水稻基部秸稈抗折斷力，提高以后，水稻基部秸稈抗折斷力，提高35-55%之間。之間。31硅增強(qiáng)根系氧化

27、能力促進(jìn)根系生長(zhǎng)圖硅增強(qiáng)根系氧化能力促進(jìn)根系生長(zhǎng)圖32土壤土壤處理處理風(fēng)干根重風(fēng)干根重（mg/蔸蔸）白根重白根重（mg）黃根重黃根重（mg）白根重白根重/風(fēng)干根重風(fēng)干根重（）（）白鱔泥白鱔泥對(duì)照對(duì)照1009.5248.3761.224.59施硅施硅1484.5646.7837.843.56漏水田漏水田對(duì)照對(duì)照1177.2302.5875.025.67施硅施硅1209.8419.2709.634.65紅砂田紅砂田對(duì)照對(duì)照1715.0400.01315.023.32施硅施硅2162.0750.01412.034.69合計(jì)合計(jì)（n=3）對(duì)照對(duì)照1300.6316.8983.724.37施硅施硅161

28、8.8605.31013.437.39 硅肥對(duì)雜交中稻稻根量的影響硅肥對(duì)雜交中稻稻根量的影響33 5 5、硅肥能增強(qiáng)水稻抗寒抗低溫抗旱能力、硅肥能增強(qiáng)水稻抗寒抗低溫抗旱能力 水稻植株中的硅化細(xì)胞能夠有效地調(diào)節(jié)葉面氣孔開閉及水分蒸騰。水稻植株中的硅化細(xì)胞能夠有效地調(diào)節(jié)葉面氣孔開閉及水分蒸騰。因此，使用硅肥料以后，增強(qiáng)水稻的抗旱，抗干熱風(fēng)，抗寒及抗低溫的因此，使用硅肥料以后，增強(qiáng)水稻的抗旱，抗干熱風(fēng)，抗寒及抗低溫的能力。硅肥對(duì)我國(guó)的旱作農(nóng)業(yè)，節(jié)水農(nóng)業(yè)具有重要的戰(zhàn)略意義。從表格能力。硅肥對(duì)我國(guó)的旱作農(nóng)業(yè)，節(jié)水農(nóng)業(yè)具有重要的戰(zhàn)略意義。從表格2-92-9可以知道，水稻蒸發(fā)數(shù)量減少可以知道，水稻蒸發(fā)數(shù)量減

29、少20%20%左右，明顯提高了水稻的抗干旱能左右，明顯提高了水稻的抗干旱能力力。培養(yǎng)液中Sio2(ppm)7月26日分蘗盛期(ml)9月6日成熟期(ml)094（100）375（100）584（89）315（84）每盆水稻蒸發(fā)量2085（90）330（88）6085（90）315（84）10077（82）300（80）每克新鮮稻體蒸發(fā)量04.5（100）5.1（100）53.8（84）4.2（82）203.8（84）4.2（82）34l提高磷肥利用率：提高磷肥利用率：我國(guó)磷肥利用率一般在我國(guó)磷肥利用率一般在1520，利用效率很低，施用硅肥以后可以提高作物對(duì)磷肥的吸利用效率很低，施用硅肥以后可以

30、提高作物對(duì)磷肥的吸收利用率，收利用率，促進(jìn)磷在水稻體內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而提高水稻結(jié)實(shí)促進(jìn)磷在水稻體內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而提高水稻結(jié)實(shí)率率；l活化土壤中的磷：活化土壤中的磷：硅能夠減少磷肥在土壤中的固定，同硅能夠減少磷肥在土壤中的固定，同時(shí)活化土壤中的磷。時(shí)活化土壤中的磷。 這樣，硅肥對(duì)改善我國(guó)這樣，硅肥對(duì)改善我國(guó)70%70%以上耕地缺磷，磷礦資以上耕地缺磷，磷礦資源分布不均，磷肥利用率低的狀況具有重要的戰(zhàn)略意義。源分布不均，磷肥利用率低的狀況具有重要的戰(zhàn)略意義。35l土壤中速效二氧化硅含量與土壤中速效二氧化硅含量與PH值的關(guān)系值的關(guān)系：針對(duì)遼寧省針對(duì)遼寧省21個(gè)水稻主產(chǎn)相的土壤分析結(jié)個(gè)水稻主產(chǎn)相的土壤分析結(jié)果得

31、出：土壤中有效二氧化硅含量與果得出：土壤中有效二氧化硅含量與PH值值呈正相關(guān)。當(dāng)呈正相關(guān)。當(dāng)PH值在值在5-8范圍內(nèi)，土壤中有范圍內(nèi)，土壤中有效二氧化硅含量與效二氧化硅含量與PH值的關(guān)系式為值的關(guān)系式為y=-942.65+203.6x,相關(guān)系數(shù)相關(guān)系數(shù)r=0.8904,見右圖。見右圖。l鹽堿地改良鹽堿地改良硅肥中含有的二氧化硅和鈣、硅肥中含有的二氧化硅和鈣、鎂離子進(jìn)入土壤中，與鹽堿地中大量積聚鎂離子進(jìn)入土壤中，與鹽堿地中大量積聚的鈉離子發(fā)生置換反應(yīng)，降低鈉離子的活的鈉離子發(fā)生置換反應(yīng)，降低鈉離子的活性，減少危害。同時(shí)補(bǔ)充作物生長(zhǎng)急需的性，減少危害。同時(shí)補(bǔ)充作物生長(zhǎng)急需的二氧化硅和鈣、鎂離子。二

32、氧化硅和鈣、鎂離子。l紅壤紅壤主要是活性鋁高，土壤結(jié)構(gòu)破壞鹽基主要是活性鋁高，土壤結(jié)構(gòu)破壞鹽基飽和度低。硅補(bǔ)充鹽基改善土壤結(jié)構(gòu)。飽和度低。硅補(bǔ)充鹽基改善土壤結(jié)構(gòu)。36l硅肥能夠減輕重金屬污染：硅肥能夠減輕重金屬污染： 施硅肥后，硅肥中所含的硅酸根與鎘、汞、鉛的重金屬發(fā)生施硅肥后，硅肥中所含的硅酸根與鎘、汞、鉛的重金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成新的不易被植物吸收的硅酸鎘、硅酸鉛等化化學(xué)反應(yīng)，形成新的不易被植物吸收的硅酸鎘、硅酸鉛等化合物沉淀下來，鎘、汞、鉛等重金屬被固定起來，形成植物合物沉淀下來，鎘、汞、鉛等重金屬被固定起來，形成植物難以吸收的化合物，從而減輕重金屬對(duì)植物的污染。難以吸收的化合物，從而減

33、輕重金屬對(duì)植物的污染。37 1農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)定義農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)定義通常有4條：（1）農(nóng)產(chǎn)品是否安全（2）農(nóng)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高低（3）農(nóng)產(chǎn)品商品價(jià)值大?。ㄖ竿庥^，口感，香味以及耐儲(chǔ)存和運(yùn)輸性）（4）農(nóng)產(chǎn)品能否符合加工需要38l一是硅肥能夠改善農(nóng)作物果實(shí)的色香味等感官效果。人們抱怨，一是硅肥能夠改善農(nóng)作物果實(shí)的色香味等感官效果。人們抱怨，西瓜不甜，大米不香，黃瓜一頭大一頭小等，某種程度上氮肥過西瓜不甜，大米不香，黃瓜一頭大一頭小等，某種程度上氮肥過多，速生時(shí)營(yíng)養(yǎng)失衡所致。硅肥自身有益于植物生長(zhǎng)，有調(diào)節(jié)農(nóng)多，速生時(shí)營(yíng)養(yǎng)失衡所致。硅肥自身有益于植物生長(zhǎng)，有調(diào)節(jié)農(nóng)作物在不同階段營(yíng)養(yǎng)需求，其他元素施用過度時(shí)有抑制作用

34、。作物在不同階段營(yíng)養(yǎng)需求，其他元素施用過度時(shí)有抑制作用。l二是改善作物的營(yíng)養(yǎng)成分，使瓜果的糖份和維生素，花生的脂肪，二是改善作物的營(yíng)養(yǎng)成分，使瓜果的糖份和維生素，花生的脂肪，谷物的淀粉，小麥的蛋白質(zhì)含量提高。大米提高等級(jí)，上述機(jī)理，谷物的淀粉，小麥的蛋白質(zhì)含量提高。大米提高等級(jí)，上述機(jī)理，硅有助于根系發(fā)育，增強(qiáng)吸收能力；硅肥在植物體內(nèi)形成的硅化硅有助于根系發(fā)育，增強(qiáng)吸收能力；硅肥在植物體內(nèi)形成的硅化細(xì)胞的細(xì)胞壁，使細(xì)胞群有序排列組合，形狀完美。細(xì)胞的細(xì)胞壁，使細(xì)胞群有序排列組合，形狀完美。l三是可以減輕甚至消除病蟲害和污染的危害。對(duì)農(nóng)作物污染主要三是可以減輕甚至消除病蟲害和污染的危害。對(duì)農(nóng)作物

35、污染主要有農(nóng)藥污染和重金屬的污染。硅被吸收會(huì)產(chǎn)生一種令昆蟲討厭的有農(nóng)藥污染和重金屬的污染。硅被吸收會(huì)產(chǎn)生一種令昆蟲討厭的氣味，昆蟲遠(yuǎn)離植物。病蟲害的減少，農(nóng)藥用量少。重金屬主要?dú)馕?，昆蟲遠(yuǎn)離植物。病蟲害的減少，農(nóng)藥用量少。重金屬主要來源于工業(yè)污水，硅與重金屬結(jié)合成為溶性的化合物，降低了植來源于工業(yè)污水，硅與重金屬結(jié)合成為溶性的化合物，降低了植物吸收。物吸收。l此外，土壤和提高土壤鹽基。一般土壤硅鋁比著在此外，土壤和提高土壤鹽基。一般土壤硅鋁比著在3，高溫多雨，高溫多雨地區(qū)土壤硅鋁比著在地區(qū)土壤硅鋁比著在2以下。土壤強(qiáng)酸性，鋁被活化有毒，硅可以下。土壤強(qiáng)酸性，鋁被活化有毒，硅可以降低土壤中活性鋁

36、的毒害。以降低土壤中活性鋁的毒害。39西葫蘆與甜辣椒施硅肥外形更好西葫蘆與甜辣椒施硅肥外形更好40外形彎曲黃瓜施硅后變直（照片由沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)王喜梅提供）外形彎曲黃瓜施硅后變直（照片由沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)王喜梅提供）41l水稻、小麥?zhǔn)┯霉璺示袠O顯著的增產(chǎn)效果，且前茬水稻、小麥?zhǔn)┯霉璺示袠O顯著的增產(chǎn)效果，且前茬水稻施硅肥在后茬小麥上的效益仍很明顯。水稻增產(chǎn)水稻施硅肥在后茬小麥上的效益仍很明顯。水稻增產(chǎn)的因素是增加穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)千粒重也有所提高。的因素是增加穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)千粒重也有所提高。l小麥增產(chǎn)的因素是增加成穗數(shù)和提高千粒重。小麥增產(chǎn)的因素是增加成穗數(shù)和提高千粒重。硅肥對(duì)硅肥對(duì)水稻生長(zhǎng)的作用，表現(xiàn)促進(jìn)前

37、期分蘗、改善水稻株型、水稻生長(zhǎng)的作用，表現(xiàn)促進(jìn)前期分蘗、改善水稻株型、提高肥料養(yǎng)分的吸收量和氮肥吸收率，提高穗期灌漿提高肥料養(yǎng)分的吸收量和氮肥吸收率，提高穗期灌漿速率，增強(qiáng)水稻、小麥的抗病、抗旱能力。速率，增強(qiáng)水稻、小麥的抗病、抗旱能力。42硅肥對(duì)水稻谷粒灌漿有明顯的促進(jìn)作用，水稻抽穗開花硅肥對(duì)水稻谷粒灌漿有明顯的促進(jìn)作用，水稻抽穗開花10天左右就進(jìn)入谷?？焖僭鎏熳笥揖瓦M(jìn)入谷粒快速增重期，花后重期，花后30天粒重已占收獲天粒重已占收獲80%左右，以后灌漿速度減慢。施用硅肥的水稻花后左右，以后灌漿速度減慢。施用硅肥的水稻花后1530天期間的灌漿速率快于常規(guī)對(duì)照，其中天期間的灌漿速率快于常規(guī)對(duì)照，

38、其中1520天期間的灌漿速率比常規(guī)處理增加天期間的灌漿速率比常規(guī)處理增加0.26mg/(粒。天），粒。天），30天后與常規(guī)處理接近，成熟期的千粒重比常規(guī)增加天后與常規(guī)處理接近，成熟期的千粒重比常規(guī)增加0.59%。 處理處理項(xiàng)目項(xiàng)目花后天數(shù)（天）花后天數(shù)（天）01010151520202525303035354040454550NPK灌漿速率灌漿速率（mg/（粒。（粒。天）天）0.20.940.870.590.750.490.130.240.42千粒重千粒重（g）5.069.9814.3117.2821.0523.4824.1125.3127.41NPK+Si灌漿速率灌漿速率（mg/（粒（粒 。

39、天）天）0.290.881.130.610.760.290.190.220.34千粒重千粒重（g）5.8810.2615.918.9622.7524.2125.1626.2828.043雜交早稻施用硅肥的產(chǎn)量結(jié)果雜交早稻施用硅肥的產(chǎn)量結(jié)果 (單位：?jiǎn)挝唬簁g/hm2)處理處理產(chǎn)量產(chǎn)量差異顯著性差異顯著性51硅肥硅肥300kg/hm26709.5aA氯化鉀氯化鉀75kg/hm26471.0aAB硅肥硅肥150kg/hm26346.5aABCK5848.6bB硅肥對(duì)雜交早稻產(chǎn)量的影響硅肥對(duì)雜交早稻產(chǎn)量的影響 ：施用硅肥150kg/hm2和300kg/hm2的處理產(chǎn)量分別比對(duì)照增產(chǎn)8.52%和14.

40、72%。是氯化鉀75kg/hm2的處理產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)10.64%。經(jīng)新復(fù)極差檢驗(yàn)，上述3個(gè)處理的產(chǎn)量均與對(duì)照達(dá)顯著水平，貴妃300kg/hm2處理的產(chǎn)量與對(duì)照達(dá)極顯著水平，但與硅肥150kg/hm2,氯化鉀75kg/hm2處理間差異不顯著。說明雜交早稻施用硅肥居于明顯的增產(chǎn)效果，施用量300kg/hm2效果較好。44硅肥對(duì)雜交早稻經(jīng)濟(jì)性狀的影響：硅肥對(duì)雜交早稻經(jīng)濟(jì)性狀的影響：構(gòu)成產(chǎn)量3個(gè)因子中：硅處理有效穗略有增加；千粒重增加1.1 1.1g；每穗總顆粒數(shù)增加2.0 2.4粒，每穗實(shí)粒數(shù)增加 7.3 7.9粒。 說明雜交早稻施用硅肥的增產(chǎn)原因是增穗、增粒、增重，而是用硅肥增產(chǎn)以增加有效穗數(shù)最明

41、顯。 處理處理株高株高（cm）穗長(zhǎng)穗長(zhǎng)（cm）有效穗有效穗（萬（萬/hm2）每穗每穗結(jié)實(shí)率結(jié)實(shí)率（）（）千粒重千粒重（g）總?？偭?shù)數(shù)實(shí)粒數(shù)實(shí)粒數(shù)不施硅、鉀肥（不施硅、鉀肥（CK）84.320.3295.8112.173.065.426.7硅肥硅肥150kg/hm285.220.3302.3114.180.370.427.7硅肥硅肥300kg/hm286.019.9309.6114.580.970.827.8氯化鉀氯化鉀75kg/hm286.319.6316.8113.776.967.927.7對(duì)雜交早稻經(jīng)濟(jì)性狀的影響對(duì)雜交早稻經(jīng)濟(jì)性狀的影響 45硅肥在花生上的增產(chǎn)效果硅肥在花生上的增產(chǎn)效果4

42、6硅肥在草莓上的施用效果硅肥在草莓上的施用效果47硅肥在柿子上的效果硅肥在柿子上的效果48硅肥在葡萄上的施用效果硅肥在葡萄上的施用效果49硅肥在玉米上的施用效果硅肥在玉米上的施用效果50硅肥在生姜上的作用硅肥在生姜上的作用51硅肥在懷山藥上效果（使個(gè)體均勻并增大，品質(zhì)提高）硅肥在懷山藥上效果（使個(gè)體均勻并增大，品質(zhì)提高）521、我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)農(nóng)業(yè)大國(guó)糧食問題始終是一個(gè)頭等重要的大事。我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)農(nóng)業(yè)大國(guó)糧食問題始終是一個(gè)頭等重要的大事。生活水平提高消費(fèi)者對(duì)農(nóng)產(chǎn)品提出要求更高。解決上述問題科學(xué)技生活水平提高消費(fèi)者對(duì)農(nóng)產(chǎn)品提出要求更高。解決上述問題科學(xué)技術(shù)進(jìn)步（農(nóng)業(yè)技術(shù)包括硅肥的普及推廣）作用越來越大。術(shù)進(jìn)步（農(nóng)業(yè)技術(shù)包括硅肥的普及推