SCI REP-UK丨韧皮纤维苗膜与纳米硅肥对水稻抗倒伏和增产的协同效应

论文内容

研究背景：

韧皮纤维薄膜是一种由韧皮纤维和少量的环保可生物降解纸浆制成的环保可生物降解育苗布。自2015年以来，韧皮纤维膜由于价格低廉，提高了苗木质量和均匀性，减少了苗木板的损失，确保了更好的机械移栽，在中国农业上得到了广泛应用。与普通塑料薄膜相比，韧皮纤维薄膜为水稻幼苗提供了更恒温的环境。它也是透气和吸湿的。在苗盘上覆盖韧皮纤维膜可增加对土壤的供氧，使土壤微生物活动所消耗的氧气容易得到补偿。利用韧皮纤维膜育苗，可促进水稻根系生长，增强苗木活力，增强根系，提高苗木质量。用韧皮纤维膜栽培的水稻幼苗移栽田间后，能迅速积累光合色素，提前分蘖，有效穗数增加。此外，韧皮纤维膜被降解为有机质，具有土壤肥力作用，从而进一步促进移栽水稻的生长发育。水稻根系与地上部叶片光合特性之间存在着密切而直接的关系。在水稻中，色素的快速积累和根系的生长发育促进了光合作用。这导致了水稻植株在生长初期地上部分光合产物的积累，从而为灌浆提供了更多的资源。使用韧皮纤维膜可提高水稻苗木品质，纳米硅肥可提高水稻产量。作为一种典型的硅积累作物，水稻含有大量的硅。水稻植株中总硅含量大于氮、磷、钾含量之和。一般来说，是SiO2 以干重计，茎叶含量可达10%-20%，水稻是典型的硅质植物。硅在水稻生长中起着重要作用，需要大量的硅元素来维持生长正常生长发育。施用硅肥可提高水稻生育后期叶绿素含量，延缓叶片衰老，从而提高功能叶片的光合作用。这增加了水稻植株在营养生长阶段吸收光合产物的能力，从而改善了籽粒灌浆和品质，提高了抗性和产量。硅肥还能增加水稻植株在整个生育期的纤维素含量，从而使茎秆硬化，增强对倒伏和某些疾病的抵抗力。纳米二氧化硅是一种新型的纳米硅肥，采用纳米技术，由少量可溶材料颗粒制成。小颗粒的纳米肥料更容易通过植物细胞壁等生物屏障，充分发挥其作用。迄今为止，很少有研究评价纳米硅肥料对水稻的影响。本研究旨在比较使用韧皮纤维膜、纳米硅肥和这两种处理对水稻产量和抗倒伏能力的影响。2017年和2018年在中国辽宁进行了为期2年的现场试验。

研究内容：

实验方法：选用中等产量、中倒伏水平的常规粳稻品种辽粳371。本研究使用的韧皮纤维薄膜由中国农业科学院韧皮纤维作物研究所研制，肥料为“硅博源”微纳米硅肥。试验包括一个对照(CK;无韧皮纤维膜、无纳米硅肥)和3个处理:韧皮纤维膜育苗(FM)、单纳米硅施肥处理(SF)和韧皮纤维膜+纳米硅施肥处理(FM + SF)。用自动水稻播种机在土壤中以每盘(60厘米× 30厘米)100克均匀播种。每处理10个苗盘。托盘被随机放置在温室中，并按照与常规干燥苗圃相同的方式进行管理。移栽前7天，加入微纳米硅肥水溶液(浓度20% w/v;在SF和FM + SF处理下，均匀地施用于幼苗上。在3.5叶龄时移栽，行距30 cm × 16.7 cm。每小区种植面积为100 m - 2。每个处理有3个重复，试验采用随机区组设计。4月25日播种，5月25日移栽秧苗，10月1日收获成熟植株。

结果表明：FM处理的平均根径、根体积和根干重均高于CK处理。SF处理提高了单茎抗弯强度，提高了水稻茎秆中硅、木质素和纤维素的含量，降低了水稻茎秆的倒伏指数，从而提高了水稻的抗倒伏能力。SF处理提高了生育后期叶片叶绿素含量和净光合速率，增加了植株干物质积累量。FM + SF处理在整个生育期促进了植株生长，提高了有效穗数和籽粒产量。FM与SF协同处理可提高水稻抗倒伏能力和产量。该系统成本低、效率高，对提高水稻植株的稳定性和抗倒伏能力，从而提高产量具有重要意义。

研究结论：

利用韧皮纤维膜栽培水稻秧苗，可促进秧苗生长，但会增加倒伏的风险。施用纳米硅肥可以延缓水稻衰老，提高水稻植株的抗倒伏能力。结果表明，韧皮纤维膜育苗与纳米硅肥联合施用对水稻产量、抗倒伏能力、根系特性和叶片光合特性有协同影响。因此，这是一种低成本和简单的方法，可以有效地提高水稻产量。

转自：“农科学术圈”微信公众号

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