硅肥在农作物中的应用效果
摘自《金农网》
稳定的土壤肥力是农业可持续发展的必要条件,而土壤养分供应平衡则是土壤肥力的重要基础。
硅素是禾本科作物良好生长所必须的元素,发达国家已把硅列为氮、磷、钾后的第四个肥料品种,作物生长发育需数十种化学元素,喜硅作物的植株体内,除C、H、O外,硅的含量是其他元素的几倍乃至几十倍,水稻一生需要的硅素超过氮、磷、钾的总需求量。
硅虽然是土壤的主要组成部分,占70%左右,但都是非常稳定的结晶态和不定型态,植物无法吸收利用。
农业的连年丰收,农作物的连续高产稳产、对土壤有效硅的需要量日益增加,靠土壤硅的风化以及秸秆还田所补充的有效硅,已远远无法维持平衡。
从辽宁、浙江、河南等省的调查和报道情况来看,土壤缺硅严重,不少地方缺硅占土地面积的50%左右,所以补充有效硅元素一是当务之急。
硅对作物有“三抗三促”的功能
植物生长所必须的氮、磷、钾和微量元素硼、钼、锌、鉄、铜、锰等已被科技界证实并为广大农民所接受,但硅的缺乏尚未引起足够的重视。
随着氮、磷、钾用量的增加,农作物从土壤中夺走硅元素的数量迅速增加,我国已有相当面积的土壤出现缺硅现象,高产品种的引进,化肥用量的提高,复种次数的增加,都对土壤硅的供应提出更高的要求,土壤中缓慢风化分解的微量硅元素已无法满足迅速增长的需求量,如不及时补充有效硅,就会产生缺硅现象。
南京农业大学马同生教授的研究结果表明,硅素对农作物稳产高产具有“三抗三促”的功能,及抗倒伏、抗病害、抗干旱,促进光合作用、促根系生长发育、促养分有效利用。
抗倒伏硅能是植物机械组织细胞硅质化,在表皮细胞的外侧细胞壁中,纤维细团空隙被硅胶充满硅----纤细膜,与角质层形成角质----
硅脂双层结构,使之茎叶硬度增强,实验表明:水稻抽穗期,第2-3节中的抗折强度,使硅增加50%--100%。
抗病虫植株茎叶表皮细胞中硅素含量丰富,硅纤维素就致密坚硬,寄生性真菌丝和作物害虫因此难以入侵,根据太湖地区使硅的统计数字表明:纹枯病率降低32%--48%,稻瘟发病率降低30%--40%,使硅水稻稻颈瘟的平均控制率为70%左右。
抗干旱由于角质----硅质双层结构的存在,降低了叶面的蒸腾作用,有效提高了植物抗旱能力,尤其是干旱地区的三麦、玉米等喜硅作物。
使硅后,遇干旱缺水时,萎焉程度明显轻于不使硅的田块,增产作用十分显著。
促进光合作用。
使用硅肥的作物叶片老健挺直,与茎杆之间的角度小,一般情况下,作物后期的上部叶片与茎杆之间的张角、使硅与不使硅的小3-5度。
这样,直立叶片的植株光照有效性远远高于披叶。
据大田调查,使硅的水稻上部功能叶青绿色,为使硅肥的上部功能叶淡绿或枯黄色,茎杆衰老。
使硅作物的生物性状都好于对照组,株高增加0.2㎝,每亩有效穗增加2000个。
每穗总粒增加6.2个,瘪粒数减少0.5个,千粒重增加0.8g,实产增加62.5/亩,增产率达12.9%。
促进根系生长发育。
硅素能改善植株体内的通气组织,增强根系的氧化能力,特别是水稻根系,不注意水浆管理常因根际土壤中低价铁、锰等还原性物质过多而造成黑根多,发育不良,若稻田使硅,根系的氧化能力增强,还原性物质的危害自然减轻。
促进养分的有效利用。
作物使硅根系发达,植株健壮,必然促进作物有效的利用土壤养分。
硅素能提高植物体内氮磷钾的流动性。
如氮磷钾的用量不足,植株体内中、下部养分向上部转移而再次利用,若是肥过量,则有一定抑制吸收功能,促进作物体内的养分平衡,从而提高土壤、肥料中养分的利用率,对养分起到调节作用。
土壤缺硅的原因
硅在自然界的分布占第三位,仅次于氧和氢,占地壳部分所含原子总数的16.7%,土壤中二氧化硫含量更高,占总量的50%-70%,是土壤的主要成分,但能被植物利用的有效硅数量甚微。
一般为
50-250mg/kg。
江苏省土肥站提供的资料表明,全省农田土壤缺硅面积达4000万亩,并且土壤中有效硅以1.2-6.4mg/kg年的速度下降,缺硅面积逐年扩大,主要原因是:
1.作物连年从土壤中带走大量有效硅,与其他养分元素一样,土壤中的硅素也进行着生物小循环,只是硅元素的循环是一种不平衡循环。
植物只能吸收土壤溶液中以偏硅酸存在的硅素,进入植株体内经脱水淀积在植物组织中形成蛋白石,植株死亡后,硅素以蛋白石形态归还土壤,蛋白石并非有机物,而是非水溶非晶质的二氧化硅,与土壤中存在的二氧化硅一样,须经若干年的土壤风化释放微量硅素供植物吸收,及时秸秆全部还田,也无法进行良性循环。
2.母质来源不同,土壤有效硅含量差异也很大,红色砂岩、花岗岩、片麻岩和陵黄土母质发育的水稻土,有效硅含量一般在80mg/kg左右,缺硅严重,河湖相、浅海相冲积母质发育的土壤多为100mg/kg—150mg/kg,书中等含量。
3.酸性、微酸性土壤在成土过程中,由于淋溶—淀积作用强烈、土壤有效硅含量随土层深度增加而增加,潴育层(一般在地下60米一下出现)比耕作层高出一倍以上,酸性土壤脱硅富鉄现象严重。
4.石灰型土壤,碳酸钙含量高,大部分有效硅已非活性硅钙结合物存在,难于水解,不易供给作物吸收利用。
5.硅一份子态存在于土壤中,即不带电,也不解离,易于随水淋洗渗漏淋失。
尤其是岗坡地,硅地流失更为严重。
6.土壤温度地影响,试验表明,土壤在20-40度一下随土壤温度增高,土壤有效硅的浓度逐渐增加,土壤温度低,有效硅的浓度也随之下降。
影响硅肥肥效的因素
生产元素对硅素的影响。
生产硅肥的原料主要是来自四个方面:一是炼铁过程中产生的高炉熔渣,有效硅含量达25-30%,二是黄磷或磷酸生产中产生的废渣,有效硅含量达20-30%,三是粉煤灰,有效硅含量达15-20%,四是钾长石。
前三种高炉熔渣,黄磷渣和粉煤灰是废弃资源综合利用,生产成本低,肥效持久,但粉煤灰用量大,肥效低,而以钾长石为原料生产的硅肥活性硅硅含量高达30-50%,活性钙含量达30-35%,还含有3-5%的钾肥和2-3%的中量元素镁,该硅肥有效养分含量高,活性高,肥效高、养分全、无污染,是一种多元素活性硅肥。
造粒粘合剂对硅肥的影响。
原有硅肥多为粉状,由于粉状硅肥比表面积大,施入土壤后分散性好,与土壤充分接触,易于被植物吸收利用,但粉状硅肥给施肥带来极大不便,播撒是易于悬浮空气中,落下是附着在植物表面,影响作物生长,播撒很难均匀一致,所以硅肥逐步走向粒状发展,粒状硅肥避免了上述粉状硅肥的缺点,而且根据需要与颗粒氮、磷、钾肥复配成BB肥,备受农民欢迎,硅肥造粒可以使用水玻璃和凹凸棒土作粘合剂,造粒后经烘干,但其粒子坚如水泥、坚如石子,施如土壤后若干年后仍保持原样,肥效很差。
江苏省农科院资环中心研制一种复合高分子粘土--崩解剂,使之在造粒时起粘合作用,造粒后施如土壤中又能起崩解剂的作用。
遇到水将粒子崩解成粉末,解决了硅肥造粒的一大难题,使硅肥生产上了一个台阶
溶解度对肥效地影响。
国内多数小型硅肥厂,只是简单的将上述原料球磨粉碎作为硅肥出售,这种硅比土壤中的硅易于为植物吸收,但因其CaSIO3 溶度积很小,分解速度很慢,很难为植物吸收,使用后效。