水稻作为禾本科一年生水生草本（主要分为籼稻与粳稻2个亚种），其产量和效益是农业发展关注的重点[1-2]。水稻作为重要的粮食作物之一，在粮食安全中发挥重要作用[3-5]。水稻产量的高低不仅和自然环境因素有关，而且与肥料的施用也有密切联系[6-8]，因而进一步优化肥料配方对提高水稻产量具有重要意义[9]。水溶性肥料在农业中使用频率逐步增加，其特点是不仅可按比例调配施用，而且能实现精准施肥，为植物提供所需养分[10-12]。荆培培等[13]和田静[14]研究表明，水稻施硅肥能提高水稻产量和稻米品质。Li等[15]、周峰等[16]、罗赵福[17]研究表明，水稻表面在喷洒硅肥后，叶鞘细胞硅质化并形成硅化层，从而能够抵御频发的水稻病虫害，同时可提高水稻的抗倒伏能力。
当前水稻生产主要依靠根部施肥，这种方式可能存在肥料施用量大，利用率不高等问题，并可能对土壤环境和水稻产量造成一定程度的影响。叶面施用水溶肥不仅可降低对环境和土壤的负面影响，而且可以补充水稻生育期内所需营养，调节生长，促进水稻增产，改善品质。鉴于喷施叶面肥是根外施肥的有效措施之一，且目前有关水稻叶面喷施含硅水溶肥的效果研究报道相对较少，有必要开展水稻叶面肥的喷施效果相关试验研究。为此，本研究在安徽马鞍山市和县(试验点1）与宣城市宣州区（试验点2）两块试验田进行水稻叶面喷施含硅水溶肥料试验，研究叶面喷施含硅水溶肥料对水稻农艺性状、产量及经济效益的影响，为化肥减量、水稻提质增产及叶面肥的合理施用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验地基本情况
试验在安徽省和县石杨镇新农村（试验点1）和宣城市宣州区杨柳镇华山村（试验点2）进行。试验点1种植水稻品种为徽两优968（皖审稻20200011），土壤类型为水稻土（青丝泥田），0～20 cm土层基础理化性状为有机质含量36.8 g/kg，全氮含量1.84 g/kg，碱解氮含量235 mg/kg，有效磷含量16.4 mg/kg，速效钾含量231 mg/kg，pH 7.3；试验点2种植水稻品种为野香优油丝（皖审稻20221053），土壤类型为潴育型水稻土，0～20 cm土层基础理化性状为有机质含量21.55 g/kg，全氮含量1.30 g/kg，碱解氮含量118 mg/kg，有效磷27.2 mg/kg，速效钾含量41 mg/kg，pH 5.3。
1.2 试验材料
供试水溶肥为含硅水溶肥料[水剂，硅（Si）≥150 g/L，K2O≥200 g/L]，由安徽罗壳智沣农业科技有限公司生产。
1.3 试验设计
试验点1、2均设置3个处理，试验设常规施肥+叶面喷施含硅水溶肥料（处理1）、常规施肥+叶面喷施清水（清水与含硅水溶肥料等次等量）（处理2）；常规施肥（叶面不进行任何液体喷施）（处理3）。其中，处理1含硅水溶肥用量为100 mL/667 m2，对水40 kg。各处理3次重复，随机区组排列，各处理小区面积30 m2，使用小区间做埂，并进行覆膜隔离，其目的是防止各小区间串水串肥，各小区单灌单排。
1.4 试验方法
试验点1秧田于2021年5月18日播种，试验小区6月15日施底肥红四方配方肥（N∶P∶K为18∶12∶15）35 kg/hm2，6月16日移栽，每小区拉线定株，人工栽植。插植规格为行距22.0 cm、株距21.5 cm，种植密度约1.4万穴/667 m2。于8月10日（抽穗期）进行了第1次喷施，施用量100 mL/667 m2，对水40 kg，并混匀后叶面喷施；9月3日（灌浆期）进行了第2次喷施。两次喷施量一致。10月12日进行测产。
试验点2水稻于2021年6月21日移栽，施底肥45%复合肥（N∶P∶K为15∶15∶15）35 kg/667 m2。于8月19日（抽穗期）进行第1次喷施，9月22日（灌浆期）进行第2次喷施。10月8日进行测产。
1.5 田间管理与取样
本试验除施肥处理不同外，其他除草、灌排水、病虫害防治等管理措施完全一致；为分析不同处理水稻的生物学性状，收割前，于各处理的重复试验区内随机选取10穴水稻。
1.6 测定项目与方法
于成熟期水稻收割前，在每个重复区内对各处理随机取样20株水稻，分别测定试验点1（10月12日）和试验点2（10月8日）的农艺学性状（株高、穗长、秸秆硬度、穗数、穗粒数、千粒重），分小区收割晒干后折算成每667m2产量。其中，秸秆硬度根据感观对比来进行评价。
1.7 数据处理
采用Microsoft Excel 2021软件进行数据处理和作图，采用SPSS 21.0软件和LSD最小显著差异法进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 农艺学性状
由表1可知，试验点1中，处理1较处理2、3的水稻农艺学性状好，较处理2和处理3秸秆硬度增加。处理1株高、穗长、单位面积穗数、穗粒数和千粒重较处理2分别增加3.59％、2.08％、1.26％、2.18％和1.70％；较处理3增加4.98％、3.81％、2.76％、3.17％和2.24％。以上分析表明，与常规施肥+等量清水和常规施肥相比，叶面喷施含硅水溶肥料对水稻生长有一定的促进作用，还能增加秸秆自身硬度，从而增强水稻抗倒伏能力。
表1 试验点1不同处理水稻农艺性状 |
| 处理 | 株高/cm | 穗长/cm | 秸秆 硬度 | 单位面积穗数/ （万穗/667 m2） | 穗粒 数/粒 | 千粒 重/g |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 109.7 | 24.5 | 较硬 | 14.52 | 191.8 | 25.12 |
| 2 | 105.9 | 24.0 | 一般 | 14.34 | 187.7 | 24.70 |
| 3 | 104.5 | 23.6 | 一般 | 14.13 | 185.9 | 24.57 |
|
由表2可知，试验点2中，处理1的水稻平均穗长、秸秆硬度、平均穗粒数等均优于其他处理。处理1的平均株高、平均穗长、单位面积穗粒数和千粒重较处理2分别增加了0.46％、3.36％、1.26％、4.27％和2.83％；较处理3分别增加1.00％、6.03％、2.76％、4.97％和3.18％。说明与常规施肥+等量清水和常规施肥相比，施用含硅水溶肥料，对水稻生长及产量构成要素的改善有一定的促进作用。
表2 试验点2不同处理水稻农艺性状 |
| 处理 | 平均株高/cm | 平均穗长/cm | 秸秆 硬度 | 单位面积穗数/ （万穗/667 m2） | 穗粒数/粒 | 千粒重/g |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 131.7 | 24.6 | 较硬 | 14.52 | 188.1 | 21.07 |
| 2 | 131.1 | 23.8 | 一般 | 14.34 | 180.4 | 20.49 |
| 3 | 130.4 | 23.2 | 一般 | 14.13 | 179.2 | 20.42 |
2.2 产量
由表3可知，试验点1中，处理1的产量高于处理2、3。处理1较处理2产量增加33 kg/667 m2，增幅5.3%；较处理3产量增加51 kg/667 m2，增幅8.4%。
表3 试验点1不同处理水稻产量统计分析 |
| 处理 | 重复1/ （kg/30 m2） | 重复2/ （kg/30 m2） | 重复3/ （kg/30 m2） | 小区平均/ （kg/30 m2） | 产量/（kg/667 m2） | 较处理2增加 | 较处理3增加 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 产量/（kg/667 m2） | 增幅/% | 产量/（kg/667 m2） | 增幅/% | ||||||
| 1 | 29.6 | 30.4 | 29.1 | 29.7 | 660 | 33 | 5.3 | 51 | 8.4 |
| 2 | 28.3 | 27.7 | 28.6 | 28.2 | 627 | 18 | 3.0 | ||
| 3 | 27.6 | 27.9 | 26.7 | 27.4 | 609 | ||||
由表4可知，试验点2中，处理1的产量高于处理2、3。处理1较处理2产量增加42 kg/667 m2、增幅8.4%；较处理3产量增加53 kg/667 m2、增幅10.8%。
表4 试验点2不同处理水稻产量统计分析 |
| 处理 | 重复1/ （kg/30 m2） | 重复2/ （kg/30 m2） | 重复3/ （kg/30 m2） | 小区平均/ （kg/30 m2） | 产量/（kg/667 m2） | 较处理2增加 | 较处理3增加 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 产量/（kg/667 m2） | 增幅/% | 产量/（kg/667 m2） | 增幅/% | ||||||
| 1 | 24.0 | 25.1 | 24.1 | 24.4 | 542 | 42 | 8.4 | 53 | 10.8 |
| 2 | 22.9 | 21.9 | 22.7 | 22.5 | 500 | 11 | 2.2 | ||
| 3 | 22.6 | 22.2 | 21.2 | 22.0 | 489 | ||||
2.3 产量的方差分析
由表5可知，试验点1中，处理1的小区产量较处理2、3分别增加5.32％和8.39％，且差异具有统计学意义（P<0.05）。试验点2中，处理1的产量较处理3增加10.91％，且差异具有统计学意义（P<0.05）。
表5 各处理间小区产量差异比较 |
| 处理 | 平均产量/（kg/30 m2） | |
|---|---|---|
| 试验点1 | 试验点2 | |
| 1 | 29.7 a | 24.4 a |
| 2 | 28.2 b | 22.5 ab |
| 3 | 27.4 b | 22.0 b |
|
2.4 效益
由表6可知，试验点1中，处理1较处理2水稻产量增加33 kg/667 m2，增收产值82.5元/667 m2，扣除肥料成本20元/667 m2，净增产值62.5元/667 m2；较处理3水稻产量增加51 kg/667 m2，增收产值127.5元/667 m2。在扣除管理肥料成本20.0元/667 m2后，净增产值为107.5元/667 m2。综上所述，与常规施肥+等量清水和常规施肥相比，叶面喷施含硅水溶肥料对水稻有较好的增产增收效应。
表6 试验点1不同处理水稻产量及效益分析 |
| 处理 | 产量/（kg/667 m2） | 产量增加/（kg/667 m2） | 增收产值/（元/667 m2） | 较处理3增加肥料、管理成本/（元/667 m2） | 净增产值/（元/667 m2） | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 较处理2 | 较处理3 | 较处理2 | 较处理3 | 较处理2 | 较处理3 | |||
| 1 | 660 | 33 | 51 | 82.5 | 127.5 | 20.0 | 62.5 | 107.5 |
| 2 | 627 | 18 | 45.0 | 20.0 | 25.0 | |||
| 3 | 609 | |||||||
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由表7可知，试验点2中，处理1水稻较处理2产量增加42 kg/667 m2，增收产值105.0元/667 m2，净增产值85.0元/667 m2；较处理3产量增加53 kg/667 m2，增收产值132.5元/667 m2，净增产值112.5元/667 m2。可见，与常规施肥+等量清水和常规施肥相比，施用含硅水溶肥料对水稻有较好的增产增收效应。
表7 试验点2不同处理水稻产量及效益分析 |
| 处理 | 产量/ （kg/667 m2） | 产量增加/667 m2 | 增收产值/（元/667 m2） | 较处理3增加肥料、管理成本/（元/667 m2） | 净增产值/（元/667 m2） | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 较处理2 | 较处理3 | 较处理2 | 较处理3 | 较处理2 | 较处理3 | |||
| 1 | 542 | 42 | 53 | 105.0 | 132.5 | 20.0 | 85.0 | 112.5 |
| 2 | 500 | 11 | 27.5 | 20.0 | 7.5 | |||
| 3 | 489 | |||||||
3 结论
试验点1中，与处理2、3相比，处理1对水稻的生长有较好的促进作用，不仅增加秸秆硬度，增强水稻抗倒伏能力，还具有明显的增加产量的作用，水稻产量较处理2增加33 kg/667 m2，增幅5.3%；较处理3增加51 kg/667 m2，增幅8.4%。同时处理1具有较好的经济效益，与处理2相比，净增产值为62.5元/667 m2；与处理3相比，净增产值为107.5元/667 m2。处理1的小区水稻产量与处理2、3差异明显。试验点2中，与处理2、3相比，处理1具有较好的促进水稻生长的作用，水稻产量较处理3增加53 kg/667 m2，增幅10.8%，差异具有统计学意义（P<0.05）；与处理3相比，净增产值为112.5元/667 m2。
综上，与清水对照和常规施肥相比，含硅水溶肥料施用对水稻具有潜在的增产和增收效应。