高供氮水平下不同硅肥對(duì)水稻莖稈特征的影響

劉紅芳，宋阿琳，范分良，李兆君，梁永超,2*

（1 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所/農(nóng)業(yè)部植物營養(yǎng)與肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；2 浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，浙江杭州 310058）

水稻 (Oryza sativa L.) 作為三大主要糧食作物之一，保障水稻安全生產(chǎn)至關(guān)重要，關(guān)系到我國糧食安全和社會(huì)穩(wěn)定，具有十分重要的戰(zhàn)略地位。然而由于種植措施、水肥運(yùn)籌不當(dāng)和病蟲害等的影響，水稻生產(chǎn)實(shí)際中常常會(huì)出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象。倒伏是植株莖稈在外在因子與內(nèi)在因子相互作用下，從自然直立狀態(tài)發(fā)生歪斜甚至全株匍匐倒地的永久錯(cuò)位現(xiàn)象[1]，是水稻產(chǎn)量的主要限制因子，不僅降低稻谷的產(chǎn)量，而且也影響稻谷的品質(zhì)，同時(shí)增加生產(chǎn)成本[2–3]。特別是近年來，研究發(fā)現(xiàn)水稻的倒伏與肥料的施用密切相關(guān)，當(dāng)水稻氮肥施用過多時(shí)，可引起水稻倒伏[4–9]，而鉀肥和硅肥配施可提高水稻的抗倒性能[10–11]，施硅能使莖葉表面硅質(zhì)化，增加水稻莖粗和機(jī)械強(qiáng)度，提高水稻的抗倒伏能力[12–14]。施硅通過提高稻葉直立度，增強(qiáng)了水稻抗倒伏能力[15]。硅通過沉積使水稻莖稈細(xì)胞壁加厚，維管束加粗[16]，還增加了機(jī)械組織厚度和莖稈充實(shí)度[17]，使水稻硅質(zhì)化程度增強(qiáng)[18]，提高了水稻抗倒伏能力。因此，研究硅對(duì)水稻莖稈特征及其抗倒伏的影響對(duì)合理施用硅肥、實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)于硅提高水稻抗倒伏能力的研究已經(jīng)很多，但是在田間不同氮水平條件下施用水溶和非水溶硅肥對(duì)水稻莖稈特征及其倒伏性能的影響研究較少。本研究采用小區(qū)試驗(yàn)，在正常和高量供氮條件下，施用硅酸鈉和硅鈣肥，研究硅肥對(duì)水稻莖稈特征及其抗倒伏的影響，旨在揭示不同硅肥對(duì)水稻莖稈特征和抗倒伏能力的影響及其機(jī)理。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)和供試材料

試驗(yàn)于2013年5—10月，在河北省秦皇島市撫寧縣留守營鎮(zhèn)張各前村進(jìn)行。

供試土壤基本理化性狀為pH值7.5、有機(jī)質(zhì)21.0 g/kg、堿解氮157.0 mg/kg、有效磷61.0 mg/kg、速效鉀112.0 mg/kg、有效硅130.0 mg/kg。

供試水稻品種為唐粳2號(hào)，是冀東稻區(qū)常用的中矮稈型水稻品種。

供試肥料：復(fù)混肥料 (15–15–15) 用作基肥，用量為600 kg/hm2，氮肥為尿素 (N 46.0%)。硅肥為分析純?cè)噭┕杷徕c (Na2SiO3·9H2O，Si1) 和硅鈣肥(Si2)，用量均為70 kg/hm2(以SiO2計(jì))，其中硅鈣肥由領(lǐng)先生物農(nóng)業(yè)股份有限公司提供，有效硅 (SiO2)含量 21.0%、氧化鈣 (CaO) 含量 25.0%[19–20]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)正常供氮 (180 kg/hm2，N1) 和高量供氮(450 kg/hm2，N2) 2個(gè)氮水平，每個(gè)氮水平下設(shè)不施硅 (–Si)、施用硅酸鈉 (Si1) 和硅鈣肥 (Si2) 3個(gè)硅處理。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。

1.3 田間管理

小區(qū)面積15 m2(4.2 m × 3.6 m)，小區(qū)之間用雙層厚塑料膜圍起，在小區(qū)水面以上的塑料打孔，作為灌、排水的通道，保證每個(gè)小區(qū)單排單灌。水稻于5月13日移栽，一周后將硅酸鈉和硅鈣肥與干燥土壤分別按1∶1摻混，并均勻拋灑于水田相應(yīng)小區(qū)中，氮肥以基肥 (50% N)、分蘗肥 (30% N) 和穗肥(20% N)分3次施用，其它田間管理均相同。

1.4 樣品采集與處理

在水稻成熟期，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取代表性植株5兜，用于測(cè)量株高、節(jié)間長度、莖粗、莖壁厚度、葉片夾角和抗折力等。于分蘗期 (7月5日)、拔節(jié)期(8月14日) 和成熟期 (9月30日) 采集植株莖稈及收獲期的籽粒，將植株莖稈于鼓風(fēng)干燥烘箱中105℃殺青30 min，然后降溫至65℃烘干，用于分析植株養(yǎng)分含量。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目

1.5.1 土壤有效硅含量的測(cè)定 采用檸檬酸提取—鉬藍(lán)比色法[21]。

1.5.2 株高、節(jié)間長度、莖粗、莖壁厚度、葉片夾角、抗折力和倒伏指數(shù)的測(cè)量 于水稻成熟期 (9月30日)，每個(gè)小區(qū)選取有代表性的植株5株，保持不失水分，用2 m的鋼尺測(cè)量植株基部至穗頂?shù)拈L度即為水稻的株高，用30 cm的直尺分別測(cè)量水稻基部第1節(jié)和第2節(jié)節(jié)間長度，再用游標(biāo)卡尺測(cè)莖壁厚度和莖粗，用量角器分別測(cè)量旗葉和倒2葉片與莖稈的夾角。

水稻莖稈的抗折力的測(cè)定參照瀨古秀生的方法，自制簡(jiǎn)易測(cè)量裝置，在中點(diǎn)掛一托盤，將基部第2節(jié)間置于測(cè)量裝置上，節(jié)間中點(diǎn)與測(cè)定器中點(diǎn)相對(duì)應(yīng) (支點(diǎn)間距為5 cm)，向托盤中逐漸添加細(xì)土，直到莖稈折斷，此時(shí)細(xì)土和盤子的重量即為該節(jié)間的抗折力[20]。

倒伏指數(shù)參照崛內(nèi)久滿的方法[22]：倒伏指數(shù)=彎曲力矩/抗折力 × 100，其中，彎曲力矩=節(jié)間基部至穗頂長度 (cm) × 該節(jié)間基部至穗頂鮮重 (g)。

1.5.3 莖稈顯微結(jié)構(gòu)的觀察 水稻成熟期 (9月30日)，每個(gè)處理選取2個(gè)有代表性的倒2節(jié)莖稈，將其切成1～2 mm長，先用2.5%戊二醛4℃真空固定30～60 min，然后用新鮮戊二醛固定6～8 h。將固定好的水稻莖稈進(jìn)行顯微鏡觀察并照相。

1.5.4 植株鉀和硅含量的測(cè)定 鉀的測(cè)定采用硫酸–雙氧水消煮—火焰光度計(jì)法[21]。硅的測(cè)定：稱取粉碎后的樣品約0.0500 g放入100 mL耐高壓塑料管中，加入3 mL 50% 的NaOH溶液，蓋子不要蓋緊，于振蕩器上搖勻，于121℃高壓滅菌20 min后，用漏斗轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中定容；吸取0.5 mL待測(cè)液至25 mL容量瓶中，加入15 mL 20%的乙酸，再加入5 mL鉬酸銨溶液 (54 g/L，pH 7.0)，搖勻；5 min后，快速加入2.5 mL 20%的酒石酸，再快速加入0.5 mL還原劑，用20%的乙酸定容；30 min后，在紫外分光光度計(jì)650 nm處進(jìn)行比色測(cè)定[23]。

1.6 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總和計(jì)算，用SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD法進(jìn)行差異顯著性比較，SigmaPlot 11.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 施硅對(duì)水稻莖稈形態(tài)性狀的影響

2.1.1 施硅對(duì)水稻株高的影響 圖1顯示，與不施硅處理相比，正常供氮水平 (180 kg/hm2，N1) 下施用硅酸鈉和硅鈣肥處理的水稻株高分別增加了0.9%和1.3%；在高量供氮水平 (450 kg/hm2，N2) 下，施用硅酸鈉處理的株高降低了1.5%，而施用硅鈣肥對(duì)株高的影響很小。相同供氮水平，施硅對(duì)水稻株高無顯著影響；無論施硅與否，高量供氮水平的水稻株高均顯著高于正常供氮水平。

圖 1 硅對(duì)成熟期水稻株高的影響Fig. 1 Plant height of rice at maturity stage affected by Si treatments

圖 2 硅對(duì)水稻莖稈基部第1節(jié)和第2節(jié)長度的影響Fig. 2 Effects of Si on the first and the second internode length

2.1.2 施硅對(duì)水稻莖稈節(jié)間長度的影響 圖2顯示 ，不同施氮水平對(duì)第1節(jié)長度無顯著影響，而高量施氮水平的第2節(jié)長度顯著高于正常供氮水平；施硅均能降低第1節(jié)和第2節(jié)長度。正常供氮水平，施硅處理的水稻基部第1節(jié)和第2節(jié)長度均有所降低，但與不施硅處理差異不顯著；高量供氮水平，與不施硅處理相比，施硅處理的水稻基部第1節(jié)和第2節(jié)長度均顯著降低 (P ＜ 0.05)，施硅酸鈉使第1節(jié)長度降低了10.6%，第2節(jié)長度降低了8.9%，但是施用硅鈣肥的水稻第1節(jié)長度降低幅度大于施用硅酸鈉，對(duì)第2節(jié)長度的影響與施用硅酸鈉相似。施用硅鈣肥使第1節(jié)長度降低了13.8%，第2節(jié)間長度降低了8.2%。

2.1.3 施硅對(duì)水稻葉片夾角的影響 圖3 顯示，高量供氮水平處理的水稻旗葉夾角均顯著高于正常供氮水平處理，施硅對(duì)旗葉夾角無顯著影響 (圖3)；正常供氮水平，施硅，對(duì)水稻倒2片葉夾角無顯著影響；高量供氮水平，施硅處理的倒2片葉夾角比不施硅處理平均顯著降低了20% (P ＜ 0.05)。

2.1.4 施硅對(duì)水稻莖稈壁厚度的影響 圖4顯示，正常供氮水平，施用硅酸鈉的水稻基部第1節(jié)和第2節(jié)壁厚度比不施硅處理分別提高了9.3%和11.2%；高量供氮水平，施用硅鈣肥的水稻第1節(jié)壁厚度比施用硅酸鈉處理和不施硅處理分別提高了7.3%和13.7%，施硅鈣肥的第2節(jié)壁厚度比施硅酸鈉處理和不施硅處理分別提高了10.8%和13.0%。這說明施硅可以增加水稻基部第1和第2節(jié)壁厚度，正常供氮水平下硅酸鈉效果優(yōu)于硅鈣肥，而高量供氮水平下硅鈣肥效果顯著優(yōu)于硅酸鈉。

圖 3 硅對(duì)水稻旗葉和倒2片葉夾角的影響Fig. 3 Effects of Si on flag leaf angle and the second leaf angle of rice

圖 4 硅對(duì)水稻基部第1節(jié)和第2節(jié)壁厚度的影響Fig. 4 Effects of Si on the first and second culm wall thickness

圖 5 硅對(duì)水稻基部第1節(jié)和第2節(jié)莖粗的影響Fig. 5 Effects of Si on the first and second stem diameter of rice

2.1.5 施硅對(duì)水稻莖粗的影響 圖5顯示，正常供氮水平下施硅的水稻基部第1節(jié)莖粗比不施硅處理平均提高了7.2%，而高量供氮水平，變化不顯著；正常供氮水平下施硅酸鈉的第2節(jié)莖粗比不施硅處理提高了6.1%，而高量供氮水平下施硅鈣肥的第2節(jié)莖粗比不施硅處理提高了9.0%。這說明施硅可以增加水稻基部第1和第2節(jié)莖粗，正常供氮水平下硅酸鈉效果優(yōu)于硅鈣肥，而高量供氮水平下硅鈣肥效果顯著優(yōu)于硅酸鈉。

2.2 施硅對(duì)水稻莖稈力學(xué)特性的影響

從表1可以看出，無論正常供氮水平還是高量供氮水平，成熟期水稻植株抗折力從大到小排序均為 Si2 ＞ Si1 ＞ –Si。正常供氮水平，施硅鈣肥的植株抗折力顯著高于不施硅處理，提高了約21%；高量供氮水平下施硅酸鈉和硅鈣肥的植株抗折力均顯著高于不施硅處理，分別提高了28%和39%。說明施硅可以提高水稻植株的抗折力，而且高量供氮水平，硅鈣肥效果優(yōu)于硅酸鈉。

通常將倒伏指數(shù)作為評(píng)價(jià)水稻植株抗倒伏能力的綜合指標(biāo)，即倒伏指數(shù)越小，抗倒伏能力就越強(qiáng)；反之，抗倒伏能力就越弱。從表1可以看出，無論是正常供氮水平，還是高量供氮水平，施硅的水稻倒伏指數(shù)均顯著低于不施硅處理，而且高量供氮水平，施硅鈣肥的倒伏指數(shù)比施硅酸鈉的處理降低了6.2%。且高量供氮水平下，硅鈣肥的效果優(yōu)于硅酸鈉。

2.3 施硅對(duì)水稻莖稈解剖結(jié)構(gòu)的影響

水稻莖稈的橫切面分為表皮、基本組織和維管束三種組織系統(tǒng)。表皮由長細(xì)胞、短細(xì)胞和氣孔器有規(guī)律地排列而成，位于莖的最外層，外覆角質(zhì)膜與機(jī)械組織共同起到保護(hù)和支持的作用?；窘M織是構(gòu)成莖稈結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，主要由薄壁細(xì)胞組成，它既是貯藏營養(yǎng)物質(zhì)的場(chǎng)所，又是增加莖稈抗壓強(qiáng)度的成分。維管束散生于基本組織中，沒有皮層和中柱之分，是有限外韌維管束，排列為內(nèi)、外兩環(huán)，其中內(nèi)環(huán)維管束較大，外環(huán)維管束較小，被基本組織所包圍。

表 1 硅對(duì)水稻抗折力和倒伏指數(shù)的影響Table 1 Effect of Si on the breaking resistance and lodging index of rice

圖6是水稻成熟期第2莖稈橫切面解剖圖，從圖中可以看出，無論是正常供氮水平，還是高量供氮水平，施硅的莖橫切面的細(xì)胞層數(shù) (Bo) 明顯增多，且細(xì)胞的緊實(shí)度增強(qiáng)，維管束 (Vb) 數(shù)量增多；高量供氮水平，施硅鈣肥 (N2+Si2) 的水稻莖結(jié)構(gòu)與不施硅處理比較，效果更明顯，不僅其細(xì)胞數(shù)量(Bo) 增多而緊實(shí)，而且第二層維管束 (Vb) 發(fā)育明顯，有助于莖發(fā)育，促進(jìn)水稻莖稈的輸導(dǎo)能力。結(jié)果說明，施硅尤其施硅鈣肥，通過增加莖的細(xì)胞層數(shù) (Bo) 和緊實(shí)度，促進(jìn)維管束 (Vb) 的發(fā)育，提高水稻莖稈的抗倒伏能力。

2.4 施硅對(duì)水稻莖稈硅鉀含量的影響

表2結(jié)果顯示，生育后期莖稈中硅含量呈上升趨勢(shì)，主要集中在拔節(jié)期和成熟期，且成熟期硅含量明顯多于拔節(jié)期含量。在水稻分蘗期，無論是正常供氮水平還是高量供氮水平，施硅對(duì)植株中硅含量均無顯著影響；但水稻拔節(jié)期和成熟期，施硅處理有提高植株含硅量的趨勢(shì)，但未達(dá)到顯著水平。在水稻拔節(jié)期和成熟期，正常供氮水平，施用硅酸鈉的植株硅含量分別比高量供氮水平顯著提高了14.2%和11.3%；與高量供氮水平相比，施用硅鈣肥處理均顯著提高了14.9%。說明氮肥用量越多，在水稻生長后期阻礙植株對(duì)硅的吸收，正常供氮與高量供氮水平相比，施硅能顯著提高植株硅的含量。

在水稻分蘗期、拔節(jié)期和成熟期，植株中鉀含量呈逐漸降低，然后又緩慢增加的趨勢(shì)。相同供氮水平，施硅對(duì)植株中鉀含量均無顯著影響；在分蘗期，高量供氮水平植株鉀含量比正常供氮水平處理平均提高了8.4%，且施硅酸鈉處理的高量供氮水平植株鉀含量比正常供氮水平顯著提高了14.0%；在生長后期，正常和高量供氮水平，無論施硅與否，植株中鉀含量均無顯著變化(表2)。

圖 6 硅對(duì)水稻莖稈解剖結(jié)構(gòu)的影響 (× 400倍)Fig. 6 Effects of Si on microstructure of the second stem of rice (× 400)

表 2 硅對(duì)不同生長期水稻植株硅、鉀含量的影響Table 2 Effect of Si on silicon and potassium concentration in the different growth stages of rice

2.5 施硅對(duì)不同供氮水平下水稻產(chǎn)量的影響

圖7表明，高量供氮水平，施用硅鈣肥的水稻產(chǎn)量比正常供氮水平顯著增加11.8%；正常供氮水平，無論施硅與否，水稻產(chǎn)量無顯著變化；高量供氮水平，施用硅酸鈉和硅鈣肥分別比不施硅處理顯著增加12.3%和12.5%，而施用硅酸鈉和硅鈣肥之間差異不顯著。

圖 7 硅對(duì)不同氮水平條件下水稻產(chǎn)量的影響Fig. 7 Effects of Si on yields of rice under different N conditions

2.6 水稻倒伏指數(shù)與抗倒形態(tài)、莖稈力學(xué)特性及硅鉀含量的相關(guān)性

相關(guān)分析結(jié)果 (表3) 顯示，植株抗折力與水稻基部第1節(jié)長度、第2節(jié)長度、旗葉夾角和倒2片葉夾角呈顯著負(fù)相關(guān)。倒伏指數(shù)與抗折力呈極顯著負(fù)相關(guān)，與水稻基部第1節(jié)長度、第2節(jié)長度、倒2片葉夾角呈極顯著正相關(guān)，與旗葉夾角呈顯著正相關(guān)。倒伏指數(shù)和抗折力與株高、莖粗、莖壁厚、植株硅含量和鉀含量均無顯著相關(guān)性。上述結(jié)果表明，水稻基部第1節(jié)長度、第2節(jié)長度、旗葉夾角和倒2片葉夾角是影響水稻倒伏的主要因素，節(jié)間越長、夾角越大，水稻莖稈的抗倒伏能力越弱，反之，抗倒伏能力越強(qiáng)。而株高、莖粗、莖壁厚以及植株硅和鉀含量不是決定倒伏的關(guān)鍵因素。施硅可以降低水稻莖稈基部第1節(jié)和第2節(jié)長度、減小旗葉夾角和倒2片葉夾角，尤其是高量供氮水平效果更明顯，這是硅提高水稻抗倒伏能力的主要途徑和機(jī)制。

3 討論

3.1 硅對(duì)水稻株高與抗倒伏性的影響

硅對(duì)水稻莖稈特征及其抗倒伏的影響一直是學(xué)者們關(guān)注和研究的熱點(diǎn)，而針對(duì)引起倒伏的因素以及硅對(duì)水稻莖稈特征的影響，存在不同的見解。如株高對(duì)抗倒伏的影響，有研究認(rèn)為株高與倒伏指數(shù)呈正相關(guān)，即植株越高，越易倒伏[5,24]。李旭等[27]研究發(fā)現(xiàn)，株高與穗頸角和莖粗是影響倒伏的最主要

表 3 水稻 莖稈倒 抗形態(tài) 、莖稈 力學(xué)及 生化成 分與倒 伏指數(shù) 的相關(guān) 性分 析Table 3 The correlation coefficients of morphological and material traits to lodging index

因素。但也有研究認(rèn)為株高與倒伏指數(shù)相關(guān)性不顯著[28–29]或者認(rèn)為株高不是引起倒伏的最直接原因[30]，即矮稈不一定抗倒，高稈也不一定發(fā)生倒伏，水稻抗倒性存在著明顯的品種間的差異，決定倒伏的程度的還有一些其它的因素。石揚(yáng)娟等[7]研究表明，施氮量越大，株高越高，而且差異顯著；而施用硅和鉀肥，對(duì)植株高度影響不大。周青等[31]研究表明，施用硅肥后，稻株高度有少量提高陳健曉等也得出相似的結(jié)論[32]，施硅能在不同程度上提高超級(jí)早稻植株高度。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在相同氮水平下，施硅與否對(duì)水稻株高無明顯影響，相關(guān)性分析也表明，倒伏指數(shù)及抗折力與株高均無直接相關(guān)，這可能與所選的水稻品種有關(guān)，所選的水稻品種屬于中矮稈型水稻，其株高在99～114 cm之間。

3.2 氮肥用量和不同硅肥對(duì)水稻莖稈抗倒伏能力的影響

前人的研究[4–9]證明了施氮量是引起水稻倒伏的重要因素之一，隨著施氮量的增加，水稻莖稈抗倒伏能力下降。本試驗(yàn)也證實(shí)了高氮水平 (450 kg/hm2)下水稻成熟期倒伏嚴(yán)重，施硅對(duì)水稻倒伏抗性具有顯著的作用。

已有大量研究表明，施硅能提高水稻的抗倒伏能力[4–9,36–38]。本試驗(yàn)結(jié)果同樣表明，施硅對(duì)提高水稻莖稈抗折力、降低倒伏指數(shù)、增強(qiáng)抗倒伏能力有顯著作用，而且高量供氮水平下硅鈣肥效果優(yōu)于硅酸鈉。一方面，可能是由于硅鈣肥為非水溶肥料，硅的后效作用較強(qiáng)，而硅酸鈉為全水溶肥料，肥效快，但是后效較短；另一方面，可能是硅鈣肥中除了硅元素以外，還含有鈣和少量其它微量元素，對(duì)水稻抗倒伏有一定的作用，具體原因及機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

3.3 施硅對(duì)水稻莖稈解剖學(xué)特性的影響及其與抗倒伏能力的關(guān)系

水稻莖稈的抗倒伏性與莖稈的解剖學(xué)特性也有密切關(guān)系。水稻的莖稈有支持地上部的功能，還有貯藏和運(yùn)輸養(yǎng)料的作用。莖稈內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)主要有維管束數(shù)量、厚壁組織細(xì)胞層數(shù)及其木質(zhì)化程度、皮層纖維組織的厚度等。莖稈維管束越粗、數(shù)量越多、厚壁組織細(xì)胞層數(shù)越多且木質(zhì)化程度越高、皮層纖維組織越厚，則水稻莖稈的抗折力和抗倒伏能力越強(qiáng)。劉立軍等[39]研究認(rèn)為，與水種水稻相比，旱種水稻的抗倒伏能力較弱，主要是由于旱種水稻基部節(jié)間厚壁組織細(xì)胞層數(shù)和莖表皮硅質(zhì)層厚度不及水種水稻。凌啟鴻[40]也提出，莖稈的組織結(jié)構(gòu)包括維管束數(shù)目以及厚壁細(xì)胞的厚度都與抗倒伏成正相關(guān)。李義珍等[41–42]進(jìn)一步研究指出，維管束總數(shù)特別是小維管束數(shù)目與抗倒伏關(guān)系密切。大量研究表明，莖稈機(jī)械強(qiáng)度除了與莖壁厚度和莖粗有關(guān)外，還與維管束的大小、數(shù)目及分布等有密切關(guān)系，維管束數(shù)目越多，抗倒伏能力越強(qiáng)[2,43–47]。本試驗(yàn)通過對(duì)水稻第2節(jié)莖稈基部進(jìn)行顯微結(jié)構(gòu)觀察發(fā)現(xiàn)，尤其是高量供氮水平下施硅處理莖的細(xì)胞之間更加緊實(shí)，細(xì)胞層數(shù)明顯增多，維管束數(shù)量增多，說明硅提高水稻抗倒伏能力可能是施硅可提高水稻莖維管束數(shù)量、增強(qiáng)細(xì)胞的緊實(shí)度、提高細(xì)胞的層數(shù)，相關(guān)機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

本試驗(yàn)較系統(tǒng)地驗(yàn)證了施硅能提高水稻抗倒伏的能力，且初步得出非水溶硅 (硅鈣肥) 效果優(yōu)于水溶硅 (硅酸鈉)，但其內(nèi)在機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

高量供氮水平下，施硅顯著降低水稻基部第1、第2節(jié)長度和倒2片葉夾角，顯著增加水稻基部第1和第2節(jié)壁厚度和莖粗，增加莖稈細(xì)胞層數(shù)和緊實(shí)度，促進(jìn)維管束的發(fā)育。施硅有增加水稻拔節(jié)期和成熟期植株硅含量的趨勢(shì)，顯著提高水稻產(chǎn)量。施硅顯著降低水稻莖稈倒伏指數(shù)，高量供氮水平下，施硅鈣肥的水稻倒伏指數(shù)顯著低于施硅酸鈉，施用硅鈣肥效果優(yōu)于硅酸鈉。

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