硅溶膠在草莓生產(chǎn)上的應(yīng)用研究

李曉楚，徐金輝，韓絨絨，張繼東，沈素華

（1.臨沂市羅莊區(qū)農(nóng)技推廣中心，山東臨沂 276017；2.臨沂市蘭山區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東臨沂 276010）

土壤肥料界普遍認(rèn)為，硅是植物體組成的重要營養(yǎng)元素，被列為繼氮、磷、鉀之后的第四大元素，能夠提高作物抗逆性，提高作物產(chǎn)量，改善品質(zhì)。葡萄施用硅肥后，葉片葉綠素含量增加，果實中可溶性固形物增加，總糖含量提高[1]。草莓吸收硅元素后，葉片形成硅化細(xì)胞，抗病蟲害效果顯著[2]；草莓植株養(yǎng)分的遷移速率提高，葉片營養(yǎng)元素增加，有利于草莓植株光合作用，以及產(chǎn)量、VC、總糖度、固酸比增加，提高草莓品質(zhì)[3]。硅溶膠是二氧化硅膠體微粒在水中均勻擴(kuò)散形成的膠體液，二氧化硅呈納米尺度[4]，具有粒徑小、比表面積大、活性高、滲透性強(qiáng)、容易被作物吸收等特點[5]，是活性硅酸溶液[6]；活性硅酸是植物硅素的主要來源，被植物吸收后，經(jīng)細(xì)胞脫水形成二氧化硅膠（俗稱生命起源蛋白石），能夠有效提高植物對病蟲害的抗性[7]。在水稻上增施納米硅酸，水稻葉片形成硅化細(xì)胞，葉片對稻瘟病病菌孢子萌發(fā)與菌絲生長有抑制作用，同時能夠提高水稻葉片葉綠素含量，使葉片凈光合速率增大[8]。目前，硅肥的品種主要有枸溶性硅肥、水溶性硅肥兩大類，枸溶性硅肥溶于酸后可以被植物吸收，多為煉鋼廠的廢鋼渣、粉煤灰、礦石經(jīng)高溫煅燒工藝等加工而成，含有多種礦物質(zhì)，能為植物提供硅素及其他元素。水溶性硅肥一般是可溶性硅酸鹽，溶于水后可被植物直接吸收，可為作物提供硅素。目前，硅溶膠已普遍應(yīng)用在鑄造、化工、纖維等方面，但在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用研究少見于報道。本研究利用硅溶膠的特性，在草莓葉面上進(jìn)行噴施試驗，研究硅溶膠對草莓產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，為在草莓上推廣施用硅溶膠，提高草莓產(chǎn)量、品質(zhì)和抗病性提供依據(jù)，也為硅溶膠在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用提供思路。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試硅溶膠由山東臨沂智軒新材料有限公司提供，外觀為乳白色半透明的膠體溶液，成分為mSiO2·nH2O，SiO2含量30%，粒徑8～16 nm，含有大量水和羥基，無味、無毒、無公害，呈膠體狀，pH 值為9。

1.2 試驗地點及試驗對象

試驗在山東省臨沂市羅莊區(qū)冊山街道大沙溝村進(jìn)行，土壤為沙壤，堿解氮（N）、有效磷（P）、速效鉀（K）含量分別為186 mg/kg、69 mg/kg、202 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量28%。供試草莓品種為紅顏，9 月下旬在冬暖棚內(nèi)定植，栽培密度120 000 株/hm2。

1.3 試驗設(shè)計

對供試硅溶膠在稀釋時采取防聚沉措施。試驗共設(shè)置3 個處理，分別為T1、T2、T3，稀釋倍數(shù)分別是800倍液、400 倍液、100 倍液，設(shè)置對照CK，噴施灌溉用水，于草莓植株體定植后第7 天、第21 天各噴施1 次，其余管理按照常規(guī)措施進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉綠素相對含量調(diào)查

在草莓第二次噴施硅溶膠后7 d、15 d、21 d、30 d，采用LA-S 多功能葉面積分析儀，測定草莓葉片葉綠素含量（SPTD 值）。調(diào)查方法為采用加權(quán)平均數(shù)法，田間調(diào)查數(shù)據(jù)見表1。

表1 葉綠素SPTD 值調(diào)查表

從7 d 調(diào)查結(jié)果可知，3 個處理葉綠素SPTD 值比對照分別增加0.79、2.71、2.75，增加幅度在2.10%～7.32%；15 d 調(diào)查結(jié)果，3 個處理葉綠素SPTD 值比對照增加明顯，增加值分別為6.07、7.90、8.29，增幅為13.40%～18.30%；21 d 調(diào)查結(jié)果，3 個處理葉綠素SPTD 值比對照分別增加了5.12、7.72、7.86，增幅為10.74%～16.50%；30 d 調(diào)查結(jié)果，3 個處理葉綠素SPTD 值比對照分別增加4.89、7.40、7.48，增幅為10.12%～15.49%，增加量最大為T3，達(dá)到7.48。結(jié)果表明，噴施納米硅酸膠體，葉片中葉綠素含量增加，前期增加速度快，后期相對較慢，說明草莓葉面噴施硅溶膠能夠提高葉綠素累積速度，使葉綠素含量達(dá)到峰值的時間縮短，提高草莓葉片葉綠素含量。葉綠素含量快速增加，能夠為草莓植株積累更多養(yǎng)分，有利于草莓生長，對草莓產(chǎn)量提高有促進(jìn)作用。

2.2 葉片面積調(diào)查

在草莓第二次噴施硅溶膠后7 d、15 d、21 d、30 d，采用LA-S 多功能葉面積分析儀測量草莓葉片面積，調(diào)查采用加權(quán)平均數(shù)，結(jié)果見表2。

表2 葉片面積調(diào)查表

從7 d 調(diào)查結(jié)果看，3 個處理葉面積比對照分別增加0.53 cm2、0.63 cm2、0.81 cm2，增加幅度不明顯；15 d調(diào)查結(jié)果，3 個處理葉面積比對照分別增加1.89 cm2、3.41 cm2、3.85 cm2，3 個處理葉片面積比對照明顯增加，T3 最大，比CK 葉面積增加12.72%；21 d 調(diào)查結(jié)果，3個處理葉面積比對照分別增加1.62 cm2、3.43 cm2、4.19 cm2，T3 比CK 葉面積增加13.70%；30 d 調(diào)查結(jié)果，3 個處理葉面積比對照分別增加1.52 cm2、3.38 cm2、3.75 cm2，T3 比CK 葉面積增加12.00%。

試驗結(jié)果表明，在草莓葉面上噴施硅溶膠，能夠增加葉片面積，T1 增加量相對較小，可能是由子硅元素量小，達(dá)不到對葉片增長需要的量。草莓葉片噴施硅溶膠達(dá)到一定量后，葉片增長加速，到達(dá)最大葉面積的時間縮短。草莓葉片面積增加，接受光照量增加，光合作用增強(qiáng)，可為草莓植株體提供更多光合產(chǎn)物，保持植株體生長旺盛，提高產(chǎn)量。

2.3 病蟲害調(diào)查

蟲害面積測定方法按照測試葉片蟲取食面積比平均葉面積方法計算。病害面積測定方法按照測試葉片病斑面積比平均葉面積方法計算。用LA-S 多功能葉面積測試儀進(jìn)行測量。由表3 可知，草莓噴施硅溶膠后，T1、T2、T3、CK 葉片病斑率分別是5.73%、3.96%、3.95%、8.99%，3 個處理比對照病斑面積減少；T1、T2、T3、CK 葉片蟲食面積率分別2.63%、1.97%、1.89%、7.68%。數(shù)據(jù)表明，草莓葉面吸收硅素后，感病率明顯降低，抗病蟲害能力增強(qiáng)，原因是草莓吸收硅素后，葉片形成某種礦化硅物質(zhì)，能夠阻止菌絲進(jìn)入細(xì)胞，抵御病蟲害的發(fā)生。

表3 病蟲害發(fā)生情況調(diào)查表

2.4 成熟期、外觀調(diào)查

草莓施用硅溶膠后，能夠提早成熟時間。由表4 可知，3 個處理草莓初果成熟時間分別比對照提早5 d、7 d、7 d。從外觀看，施用硅溶膠的草莓顏色更加鮮艷，光澤豐潤，果肉有緊實感，口感更好。結(jié)果證明，施用硅溶膠后，草莓外觀更加“美顏”，機(jī)械強(qiáng)度增加，商品性和耐儲運性增加。

表4 成熟期、商品性調(diào)查表

2.5 品質(zhì)調(diào)查

VC 含量和糖度決定草莓的品質(zhì)、適口性。采用紫外分光光度法測定供試草莓產(chǎn)品VC 含量，結(jié)果見表5。由表5 數(shù)據(jù)可知，T1、T2、T3 處理的VC 含量明顯高于對照，分別增加14.80%、21.03%、21.10%；T2、T3 高于T1。用糖度計測定草莓的糖度，數(shù)據(jù)見表5。硅溶膠處理的草莓糖度均高于對照，提高幅度分別為4.28%、13.11%、13.38%；T2、T3 高于T1，T3 最高，但與T2 差別不顯著。試驗結(jié)果表明，葉面噴施硅溶膠可提高草莓品質(zhì)，增強(qiáng)適口性，增加商品性。

表5 VC、糖度調(diào)查表

2.6 產(chǎn)量調(diào)查

2.6.1 花序

調(diào)查每株草莓平均花序數(shù)、平均每個花序開花數(shù)量、平均每個花序結(jié)果數(shù)量，調(diào)查結(jié)果見表6。每株草莓抽發(fā)花序穗數(shù)、每穗開花朵數(shù)、結(jié)果數(shù)量差別不顯著，這應(yīng)與草莓本身屬性及共同的生長環(huán)境有關(guān)。成果是指草莓果實具備經(jīng)濟(jì)價值、有一定商品性的果實。表6 數(shù)據(jù)顯示，3 個處理每穗花序成果數(shù)量與對照的差別明顯，應(yīng)與草莓提供營養(yǎng)物質(zhì)能力有關(guān)。在同等管理條件下，施用硅溶膠的植株，為果實生長提供的養(yǎng)分更加充足，果實生長發(fā)育正常，成果率較高。

表6 花序調(diào)查表

2.6.2 產(chǎn)量

按照當(dāng)?shù)夭葺耘嘟?jīng)驗，在田間管理時，摘除后期抽發(fā)的花序、老葉及四級花序，在每穗花序上只留一、二、三級花序。調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果見表7。數(shù)據(jù)顯示，T1、T2、T3 平均單果重均高于對照，幅度分別是5.96%、9.27%、9.03%，T2 與T3 單果重量差別不明顯；單株產(chǎn)量分別增加8.79%、33.67%、34.50%。結(jié)果證明，在草莓葉面上噴施硅溶膠，可增加草莓果實重量，單株產(chǎn)量增加幅度明顯。按照理論計算，本試驗設(shè)計草莓最高增產(chǎn)14 702.4 kg/hm2。

表7 產(chǎn)量調(diào)查表

3 結(jié)論

試驗表明，在草莓葉面上噴施硅溶膠后，能夠促進(jìn)草莓生長，使草莓葉綠素含量增加，葉面積增大，草莓葉綠素含量和葉面積增長迅速，達(dá)到最大葉面積和葉綠素含量的時間縮短；可增強(qiáng)光合作用，增加養(yǎng)分積累，使草莓果實提早成熟，產(chǎn)量增加，品質(zhì)提高，商品性增強(qiáng)。硅溶膠被植株吸收后，病蟲害為害葉片減小，可增加草莓的抗病蟲害能力；病蟲害危害性減輕，用藥量減少，可發(fā)展綠色產(chǎn)品，為消費者提供放心草莓產(chǎn)品。噴施硅溶膠的草莓，果實緊實，可增加耐儲運性，為遠(yuǎn)距離運輸草莓產(chǎn)品提供了條件。

本研究認(rèn)為，硅溶膠可在草莓種植上加以推廣應(yīng)用，提高草莓產(chǎn)量和品質(zhì)，可增加種植戶收入，經(jīng)濟(jì)效益明顯。因此，草莓推廣應(yīng)用硅溶膠具有良好的前景。但是，土壤中硅元素豐缺與草莓葉面噴施硅素最佳用量關(guān)系需要進(jìn)一步研究確定，草莓葉面上噴施硅元素最佳時期需繼續(xù)試驗研究。