硅肥對(duì)青藏高原高寒地區(qū)燕麥抗倒伏性狀及種子產(chǎn)量的影響

楊鈺潔，梁國(guó)玲，劉文輝，于萬美，楊 晶，段連學(xué)

（青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院, 青海 西寧 810016）

燕麥(Avena sativa)為禾本科燕麥屬一年生作物，具有耐寒、抗旱、喜冷涼、耐瘠薄等特點(diǎn)，是青藏高原重要的糧飼兼用型作物[1-2]，在緩解青藏高原冷季家畜飼草供給不足、維系青藏高原草牧業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展與促進(jìn)高寒地區(qū)生態(tài)環(huán)境治理等方面發(fā)揮著重要作用[3]。由于不合理的栽培措施或暴雨、大風(fēng)等惡劣天氣的影響，燕麥生產(chǎn)實(shí)際中常常會(huì)出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象，燕麥倒伏后，植株個(gè)體間相互遮蔽，葉片光合作用減弱，嚴(yán)重影響燕麥?zhǔn)诜酆妥蚜５墓酀{進(jìn)程及產(chǎn)量的形成[4]，因此開展有關(guān)燕麥抗倒伏方面的研究極其重要。近年來，眾多學(xué)者開始關(guān)注倒伏發(fā)生對(duì)燕麥產(chǎn)業(yè)的影響，并從燕麥表型特征、莖基部力學(xué)特征和生物量等方面展開了燕麥倒伏的研究，提出燕麥莖基部第2 節(jié)間長(zhǎng)度、充實(shí)度、機(jī)械強(qiáng)度、地上生物量、重心高度以及莖基部第2、3 莖節(jié)的莖粗、稈壁厚、力學(xué)特性等是影響燕麥倒伏的重要性狀，是燕麥抗倒伏評(píng)價(jià)中關(guān)鍵的參考指標(biāo)[5-6]，為燕麥抗倒伏方面的研究提供了理論依據(jù)。合理的栽培管理措施也是提高燕麥抗倒伏性和產(chǎn)量的重要方法，如寬幅條播和種植密度[7]、外源硒[8]及追氮時(shí)期[9]等，通過對(duì)燕麥抗倒伏性、莖稈理化特性和產(chǎn)量的研究，得出了提高燕麥抗倒伏性及產(chǎn)量的措施與方法，但不同生境對(duì)燕麥生長(zhǎng)發(fā)育的影響不同，其栽培措施也不完全相同，因此需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)現(xiàn)狀和栽培種植習(xí)慣采取合理的栽培管理措施，并以此進(jìn)行深入研究。

硅是植物生長(zhǎng)的必需元素[10]，也是繼氮、磷、鉀之后的第四大營(yíng)養(yǎng)元素。硅肥是一種中量元素肥料，有促進(jìn)植物根系生長(zhǎng)和提高植株抗倒伏能力的重要作用[11]。目前，在水稻(Oryza sativa)[12]、玉米(Zea mays)[13]、小麥(Triticum aestivum)[14]等作物上的研究發(fā)現(xiàn)，施硅可增加作物基部莖節(jié)莖粗和壁厚，提高莖稈細(xì)胞層數(shù)與緊實(shí)度，縮短基部莖節(jié)長(zhǎng)度，增強(qiáng)莖稈抗折力，提高作物抗倒伏能力；同時(shí)硅肥在提高水稻結(jié)實(shí)率和千粒重[12]、增加玉米果穗行粒數(shù)和籽粒百粒重[15]、增加小麥穗粒數(shù)和千粒重[16]等方面具有顯著作用。燕麥作為一種喜硅性作物，有關(guān)于硅肥施用對(duì)其莖稈變化、抗倒伏性及生產(chǎn)性能等方面的研究還鮮見報(bào)道。為此，本研究選取兩個(gè)易倒伏燕麥材料為研究對(duì)象，通過設(shè)置不同硅肥處理，分析不同硅肥水平下燕麥根系形態(tài)特征、莖稈表型性狀、莖稈力學(xué)特性與種子產(chǎn)量的差異性變化，探討硅肥對(duì)燕麥抗倒伏性及種子產(chǎn)量的影響，明確不同燕麥材料的最佳硅肥施用量，為燕麥抗倒伏性研究和栽培利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地位于青海省西寧市湟中縣甘河灘鎮(zhèn)下營(yíng)村，地理位置 101°09′32″ E、36°13′32″ N，海拔2 592 m，該地區(qū)氣候寒冷潮濕，無絕對(duì)無霜期。年均溫5.1 ℃，年降水量518 mm，且多集中在7 月、8 月、9 月，年蒸發(fā)量為1 830 mm。該區(qū)主要作物為小麥、油菜(Brassica napus)、青稞(Hordeum vulgare)、燕麥等。土壤為栗鈣土，前茬作物為青稞。

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料：試驗(yàn)選用兩種莖稈表型差異較大且均為低抗倒伏型的燕麥為試驗(yàn)材料，分別為國(guó)審燕麥品種‘青引2 號(hào)’ (Qingyin No.2)燕麥和‘青永久507’ (QYJ507)燕麥品系，以上燕麥材料均來源于青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院。

試驗(yàn)肥料：尿素(含N 46.0%，產(chǎn)自河南)、磷酸二銨(含N 18.0%，P2O546.0%，產(chǎn)自云南)、硅肥(含SiO229.0%，產(chǎn)自安徽)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)定指標(biāo)

試驗(yàn)采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以‘青引2 號(hào)’和‘青永久507’兩個(gè)燕麥材料(material)為主區(qū)，設(shè)置4 個(gè)硅肥水平(silicon)為副區(qū)，即對(duì)照(control, 0 kg·hm-2)、低硅肥(low silicon, 45 kg·hm-2)、中硅肥(moderate silicon, 90 kg·hm-2)和高硅肥(high silicon, 135 kg·hm-2)，同一材料不同施硅水平采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4 次重復(fù)。小區(qū)面積15 m2，區(qū)組間距1 m，處理間距50 cm。播前整地時(shí)施75 kg·hm-2尿素與150 kg·hm-2磷酸二銨作基肥。根據(jù)兩個(gè)材料的千粒重、純凈度、發(fā)芽率，按525 萬株·hm-2確定播種量，條播，行距25 cm，播種時(shí)將硅肥和種子一次性施入溝內(nèi)，覆土鎮(zhèn)壓。分蘗期人工除草一次，田間管理和觀測(cè)項(xiàng)目在同一工作日完成。旱作。

試驗(yàn)于2020 年4 月28 日播種。在燕麥開花期各小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的5 株單株，用鋼卷尺測(cè)定株高(plant height, PH)，并沿地面刈割后，將地下部分連根挖出，測(cè)量根系指標(biāo)。用鋼卷尺分別測(cè)定莖基部第2、第3 莖節(jié)節(jié)間長(zhǎng)(length of internode, LNⅠ2、LNⅠ3)，用游標(biāo)卡尺分別測(cè)定第2、第3 莖節(jié)節(jié)間莖粗(stem diameter, SD2、SD3)、稈壁厚(thickness of culm wall, CWT2、CWT3)；同時(shí)測(cè)定根數(shù)(number of roots, RN)、根長(zhǎng)(root length, RL)、根鮮重(root fresh weight, RFW)、根直徑(root diameter，RD，為根系主根1/2 處的直徑)，用量筒采用“排水法”測(cè)定根系體積(root volume, RV)，根系在105 ℃下烘至恒重后，測(cè)根干重(root dry weight, RDW)。用YYD-1 型莖稈強(qiáng)度測(cè)定儀(浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司)測(cè)定莖基部力學(xué)特性。具體測(cè)定方法如下。

穿刺強(qiáng)度(stalk rind penetration strength, SRPS)[17]：選用橫斷面積為1 mm2的測(cè)頭，將基部第2 和第3 莖節(jié)(去葉鞘)置于測(cè)定儀凹槽內(nèi)，兩支點(diǎn)間距2 cm。垂直向下勻速插入節(jié)間中部，讀取穿透莖稈表皮的最大值。

莖稈折度(breaking resistance, BR)[17]：將第2 和第3 莖節(jié)(去葉鞘)置于莖稈強(qiáng)度測(cè)定儀凹槽內(nèi)，兩支點(diǎn)間距2 cm，待測(cè)節(jié)間中點(diǎn)與莖稈強(qiáng)度測(cè)定儀中點(diǎn)對(duì)齊，然后向節(jié)間中點(diǎn)緩慢施加壓力至折斷，折斷莖稈的最大力為該節(jié)間的莖稈折斷力。

彎曲性能(bending property, BP)[17]：將第2 和第3 莖節(jié)平放在測(cè)定儀的凹槽內(nèi)，迅速壓下使莖稈彎曲，讀取最大值。

折斷彎矩(breaking strength, BS)[18]：BS=F×L×1 000 / 4。式中：F表示莖稈抗折斷力；L表示兩支點(diǎn)間距離。

抗倒伏指數(shù)(lodging resistance index, L)[19]：計(jì)算公式為L(zhǎng)=RG/ (CH×W)。式中：RG表示莖稈抗折斷力，CH表示莖長(zhǎng)，W表示單穗鮮重，L表示抗倒伏指數(shù)。

種子成熟期，采用半小區(qū)測(cè)產(chǎn)，各小區(qū)分別收獲，曬干后稱小區(qū)產(chǎn)量折合成每公頃種子產(chǎn)量(seed yield, SY)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，利用SPSS 17.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，采用Duncan 法在0.05 水平上進(jìn)行多重比較，采用Origin 2019 繪圖，表中數(shù)據(jù)均為平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 硅肥對(duì)燕麥株高和莖部性狀的影響

硅肥對(duì)燕麥株高和莖部性狀的影響(表1)表明，除燕麥材料對(duì)株高和第2 莖節(jié)節(jié)間長(zhǎng)，燕麥材料與硅肥水平交互作用對(duì)第3 莖節(jié)節(jié)間長(zhǎng)無顯著影響(P＞ 0.05)外，燕麥材料、硅肥水平、燕麥材料與硅肥水平的交互作用對(duì)株高及莖稈基部第2 和第3 莖節(jié)的節(jié)間長(zhǎng)、莖粗和壁厚均有極顯著影響(P＜0.01)。從施硅對(duì)2 個(gè)燕麥材料株高的影響來看，不施硅時(shí)‘青引2 號(hào)’的株高顯著高于‘青永久507’6.59% (P＜ 0.05)，中硅肥處理下‘青永久507’的株高顯著高于‘青引2 號(hào)’8.10% (P＜ 0.05)，其余硅肥處理下兩材料間株高差異不顯著(P＞ 0.05)。施硅顯著影響了‘青永久507’的株高(P＜ 0.05)，但對(duì)‘青引2 號(hào)’株高無顯著影響(P＞ 0.05)；‘青永久507’在中硅肥處理下株高最高(138.20 cm)，較其他硅肥處理提高了6.27%～15.60%。從施硅對(duì)2 個(gè)燕麥材料第2 莖節(jié)節(jié)長(zhǎng)的影響來看，在對(duì)照和中硅肥處理下，‘青引2 號(hào)’的第2 莖節(jié)節(jié)長(zhǎng)顯著高于‘青永久507’17.81%和8.64% (P＜ 0.05)，其余硅肥處理下兩材料間第2 莖節(jié)節(jié)長(zhǎng)差異不顯著(P＞ 0.05)；施硅可顯著影響2 個(gè)燕麥材料的第2 莖節(jié)節(jié)長(zhǎng)(P＜ 0.05)，‘青引2 號(hào)’的第2 莖節(jié)節(jié)長(zhǎng)較對(duì)照降低了12.29%～27.57%，‘青永久507’的第2 莖節(jié)節(jié)長(zhǎng)較對(duì)照降低了4.89%～8.41%。從施硅對(duì)第3 莖節(jié)節(jié)長(zhǎng)的影響來看，不同硅肥水平下，‘青引2 號(hào)’的第3 莖節(jié)節(jié)長(zhǎng)顯著高于‘青永久507’48.86%～60.38% (P＜ 0.05)；‘青引2 號(hào)’在低硅肥處理下第3 莖節(jié)節(jié)長(zhǎng)較對(duì)照降低了5.46%；‘青永久507’在低硅肥和中硅肥處理下第3 莖節(jié)節(jié)長(zhǎng)較對(duì)照顯著降低了7.85%和5.16% (P＜ 0.05)。

施硅對(duì)2 個(gè)燕麥材料莖粗的影響(表1)表明，‘青永久507’的第2 莖節(jié)莖粗顯著高于‘青引2 號(hào)’11.89%～39.27% (P＜ 0.05)，第3 莖節(jié)莖粗顯著高于‘青引2 號(hào)’11.11%～33.08% (P＜ 0.05)?！嘁? 號(hào)’在低硅肥處理下第2 和第3 莖節(jié)莖粗最大，較對(duì)照分別顯著提高了20.94%和5.67% (P＜ 0.05)，‘青永久507’在中硅肥處理下第2 和第3 莖節(jié)莖粗最大，較對(duì)照分別顯著提高了22.64%和20.96% (P＜ 0.05)。從施硅對(duì)2 個(gè)燕麥材料壁厚的影響來看，‘青永久507’的第2 莖節(jié)壁厚顯著高于‘青引2 號(hào)’17.54%～33.33% (P＜ 0.05)，第3 莖節(jié)壁厚顯著高于‘青引2 號(hào)’17.07%～56.52% (P＜ 0.05)。‘青引2 號(hào)’在低硅肥和中硅肥處理下第2 和第3 莖節(jié)壁厚最大，較對(duì)照分別顯著提高了10.53%和12.20% (P＜ 0.05)，‘青永久507’在中硅肥處理下第2 和第3 莖節(jié)壁厚最大，較對(duì)照分別顯著提高了25.37%和50.00% (P＜ 0.05)。

表1 硅肥對(duì)不同燕麥材料株高和莖稈基部節(jié)間性狀的影響Table 1 Effect of silicon fertilizer on plant height and internode characters of the stem base of different oat materials

2.2 硅肥對(duì)燕麥根部性狀的影響

硅肥對(duì)燕麥根部性狀的影響(圖1)表明，除燕麥材料對(duì)根長(zhǎng)，燕麥材料與硅肥水平的交互作用對(duì)根數(shù)和根干重的影響不顯著(P＞ 0.05)外，燕麥材料、硅肥水平、燕麥材料與硅肥水平的交互作用對(duì)燕麥的根數(shù)、根長(zhǎng)、根直徑、根體積、根鮮重和根干重均具有顯著(P＜ 0.05)或極顯著(P＜ 0.01)影響。從施硅對(duì)2 個(gè)燕麥材料根數(shù)的影響來看，不同硅肥水平下，‘青永久507’的根數(shù)顯著高于‘青引2 號(hào)’15.38%～50.00% (P＜ 0.05)；施硅顯著影響了‘青永久507’的根數(shù)(P＜ 0.05)，但對(duì)‘青引2 號(hào)’根數(shù)無顯著影響(P＞ 0.05)；‘青永久507’在中硅肥處理下根數(shù)較多，達(dá)18.00，是對(duì)照和高硅肥處理的1.23 倍。從施硅對(duì)2 個(gè)燕麥材料根長(zhǎng)的影響來看，除中硅肥處理下‘青永久507’的根長(zhǎng)顯著高于‘青引2 號(hào)’12.76%(P＜ 0.05)外，其余硅肥處理下兩材料間根長(zhǎng)差異不顯著(P＞ 0.05)；施硅顯著影響了2 個(gè)燕麥材料的根長(zhǎng)(P＜ 0.05)，其中‘青引2 號(hào)’在低硅肥處理下根長(zhǎng)最長(zhǎng)(12.20 cm)，較對(duì)照和高硅處理提高了17.87%和15.97%；‘青永久507’在中硅肥處理下根長(zhǎng)最長(zhǎng)(12.28 cm)，較其他硅肥處理提高了8.38%～16.18%。

圖1 硅肥對(duì)不同燕麥材料根部性狀的影響Figure 1 Effect of silicon fertilizer on the root properties of different oat materials

從施硅對(duì)兩個(gè)燕麥材料根直徑的影響來看，不同硅肥水平下，‘青永久507’的根直徑顯著高于‘青引2 號(hào)’28.84%～91.91% (P＜ 0.05)；施硅顯著影響了2 個(gè)燕麥材料的根直徑(P＜ 0.05)，其中‘青引2 號(hào)’在低硅肥處理下根直徑最大(0.49 mm)，較對(duì)照提高了14.42%；‘青永久507’在中硅肥處理下根直徑最大(0.85 mm)，較其他硅肥處理提高了5.04%～54.15%。從施硅對(duì)根體積的影響來看，除對(duì)照外‘青永久507’的根體積均顯著高于‘青引2 號(hào)’42.07%～99.31% (P＜ 0.05)；施硅顯著影響了2 個(gè)燕麥材料的根體積(P＜ 0.05)，其中‘青引2 號(hào)’在低硅肥處理下根體積最大(4.10 mL)，較對(duì)照提高了24.24%；‘青永久507’在中硅肥處理下根體積最大(7.50 mL)，較對(duì)照和低硅肥處理分別提高了165.49%和28.76%。

從施硅對(duì)2 個(gè)燕麥材料根鮮重的影響來看，不同硅肥水平下，‘青永久507’的根鮮重顯著高于‘青引2 號(hào)’62.96%～132.99% (P＜ 0.05)；施硅顯著影響了2 個(gè)燕麥材料的根鮮重(P＜ 0.05)，‘青引2 號(hào)’在低硅肥處理下根鮮重最大(1.12 g)，較對(duì)照和高硅肥處理分別提高了37.65%和19.12%；‘青永久507’在中硅肥處理下根鮮重最大(2.26 g)，較對(duì)照和高硅肥處理分別提高了71.21%和40.37%。從施硅對(duì)根干重的影響來看，除對(duì)照外，不同硅肥水平下，‘青永久507’的根干重顯著高于‘青引2 號(hào)’23.53%～66.67%(P＜ 0.05)；施硅顯著影響了2 個(gè)燕麥材料的根干重(P＜ 0.05)，‘青引2 號(hào)’在低硅肥處理下根干重最大(0.34 g)，較其他硅肥處理提高了13.33%～25.93%；‘青永久507’在中硅肥處理下根干重最大(0.50 g)，較對(duì)照和高硅肥處理分別提高了38.89%和31.58%。

2.3 硅肥對(duì)燕麥莖稈力學(xué)特性的影響

抗倒伏指數(shù)是作物莖稈自身對(duì)外作用力的反作用力表征指數(shù)，數(shù)值越大，說明作物越不容易倒伏[20]。硅肥對(duì)燕麥第2 和第3 莖節(jié)力學(xué)特性的影響表明，除燕麥材料對(duì)燕麥第2 莖節(jié)的穿刺強(qiáng)度、彎曲性能、抗倒伏指數(shù)無顯著影響(P＞ 0.05)外，燕麥材料、硅肥水平、燕麥材料與硅肥水平的交互作用對(duì)莖稈基部第2 和第3 莖節(jié)的力學(xué)特性均有顯著(P＜ 0.05)或極顯著(P＜ 0.01)影響(表2、表3)。

表2 硅肥對(duì)燕麥第2 莖節(jié)力學(xué)特性的影響Table 2 Effect of silicon fertilizer on the mechanical properties of the second stem node of oats

表3 硅肥對(duì)燕麥第3 莖節(jié)力學(xué)特性的影響Table 3 Effect of silicon fertilizer on the mechanical properties of the third stem node of oats

從施硅對(duì)兩個(gè)燕麥材料力學(xué)特性的影響來看，不施硅時(shí)，‘青引2 號(hào)’第2 莖節(jié)的莖稈折度顯著大于‘青永久507’ (P＜ 0.05)，第3 莖節(jié)除穿刺強(qiáng)度外，‘青引2 號(hào)’其他力學(xué)特性指標(biāo)均顯著小于‘青永久507’ (P＜ 0.05)；低硅肥處理下，‘青引2 號(hào)’第2 莖節(jié)的穿刺強(qiáng)度、彎曲性能以及第3 莖節(jié)的莖稈折度均顯著大于‘青永久507’ (P＜ 0.05)；中硅肥處理下，除第2 莖節(jié)的抗倒伏指數(shù)外，‘青永久507’第2、3 莖節(jié)的其他力學(xué)特性指標(biāo)均顯著大于‘青引2 號(hào)’(P＜0.05)；高硅肥處理下，‘青引2 號(hào)’第2 莖節(jié)的穿刺強(qiáng)度、折斷彎矩顯著大于‘青永久507’ (P＜ 0.05)，第3 莖節(jié)除莖稈折度外，‘青引2 號(hào)’其他力學(xué)特性指標(biāo)均顯著小于‘青永久507’ (P＜ 0.05)?！嘁? 號(hào)’在低硅肥處理下第2、3 莖節(jié)的力學(xué)特性最好，其中第2 莖節(jié)的穿刺強(qiáng)度、莖稈折度、彎曲性能、折斷彎矩和抗倒伏指數(shù)較對(duì)照分別顯著增加了28.28%、8.67%、29.53%、8.26%、50.00% (P＜ 0.05)；第3 莖節(jié)的穿刺強(qiáng)度、莖稈折度、彎曲性能、折斷彎矩和抗倒伏指數(shù)較對(duì)照分別顯著增加了9.80%、41.79%、26.51%、42.96%、57.14%(P＜ 0.05)。‘青永久507’在中硅肥處理下第2、3 莖節(jié)的力學(xué)特性最好，其中第2 莖節(jié)的穿刺強(qiáng)度、莖稈折度、彎曲性能、折斷彎矩與抗倒伏指數(shù)較對(duì)照分別顯著增加了16.95%、38.23%、15.85%、35.00%、49.23%(P＜ 0.05)；第3 莖節(jié)的穿刺強(qiáng)度、莖稈折度、彎曲性能、折斷彎矩與抗倒伏指數(shù)較對(duì)照分別顯著增加了36.57%、34.70%、34.32%、49.93%、28.13% (P＜ 0.05)。

2.4 硅肥對(duì)燕麥種子產(chǎn)量的影響

硅肥對(duì)燕麥種子產(chǎn)量的影響(表4)表明，燕麥材料對(duì)燕麥種子產(chǎn)量無顯著影響(P＞ 0.05)，硅肥水平、燕麥材料與硅肥水平的交互作用對(duì)種子產(chǎn)量有極顯著影響(P＜ 0.01)。從施硅對(duì)2 個(gè)燕麥材料種子產(chǎn)量的影響來看，低硅肥處理下‘青引2 號(hào)’的種子產(chǎn)量較‘青永久507’顯著提高了23.40% (P＜ 0.05)，中硅肥處理下‘青永久507’的種子產(chǎn)量較‘青引2 號(hào)’顯著提高了8.00% (P＜ 0.05)，其余硅肥處理下兩材料間種子產(chǎn)量差異不顯著(P＞ 0.05)。施硅顯著影響了2 個(gè)燕麥材料的種子產(chǎn)量(P＜ 0.05)，隨施硅量增加種子產(chǎn)量均呈先增加后降低的變化趨勢(shì)，其中‘青引2 號(hào)’在低硅肥處理下種子產(chǎn)量顯著高于其他處理(P＜ 0.05)，達(dá)2 323.08 kg·hm-2，較 對(duì) 照 提 高 了47.80%；‘青永久507’在硅肥處理下種子產(chǎn)量顯著高于對(duì)照(P＜ 0.05)，但各硅肥處理間種子產(chǎn)量差異不顯著(P＞ 0.05)，其中中硅肥處理下種子產(chǎn)量最高(2 038.43 kg·hm-2)，較對(duì)照提高了33.97%。

表4 硅肥對(duì)不同燕麥材料種子產(chǎn)量的影響Table 4 Effect of silicon fertilizer on the seed yield of different oat materials

2.5 燕麥抗倒伏指數(shù)與抗倒伏性狀及產(chǎn)量間的相關(guān)性

相關(guān)性分析(表5)表明，‘青引2 號(hào)’除節(jié)間長(zhǎng)與第2 莖節(jié)抗倒伏指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P＜ 0.01)，根干重與第3 莖節(jié)抗倒伏指數(shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P＜ 0.01)外，根長(zhǎng)、根鮮重、莖粗、稈壁厚、莖稈力學(xué)特性及種子產(chǎn)量均與第2 和第3 莖節(jié)抗倒伏指數(shù)呈顯著(P＜ 0.05)或極顯著(P＜ 0.01)正相關(guān)關(guān)系?！嘤谰?07’除節(jié)間長(zhǎng)與第2 莖節(jié)抗倒伏指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P＜ 0.05)，根體積、株高、節(jié)間長(zhǎng)與第3 莖節(jié)抗倒伏指數(shù)的相關(guān)性不顯著(P＞ 0.05)外，其余各指標(biāo)均與第2 和第3 莖節(jié)抗倒伏指數(shù)呈顯著(P＜ 0.05)或極顯著(P＜ 0.01)正相關(guān)關(guān)系。

3 討論

根系承擔(dān)著固定植物、吸收養(yǎng)分、合成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等功能，其形態(tài)特征對(duì)作物倒伏有重要影響[21-23]。佘恒志等[22]研究發(fā)現(xiàn)，適量施硅可提高甜蕎(Fagopyrum esculentum)的總根長(zhǎng)和平均根直徑，提高甜蕎抗倒伏能力；南銘[24]指出抗倒伏性強(qiáng)的燕麥具有根系體積和鮮干重較大的特點(diǎn)。本研究表明，施硅后兩個(gè)燕麥材料的根長(zhǎng)、根體積、根直徑與根鮮干重均增加，這可能是因?yàn)楣璺蚀龠M(jìn)了燕麥對(duì)土壤中氮、磷等養(yǎng)分的吸收[25-26]，有助于燕麥根長(zhǎng)、根直徑、根體積和根系質(zhì)量增加，根系與土壤接觸面積擴(kuò)大，從而增強(qiáng)了根系在土壤中的生長(zhǎng)發(fā)育和錨固程度，燕麥抗倒伏能力提高。

莖稈作為植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中支撐地上部分的重要器官，其莖基部節(jié)間長(zhǎng)度、莖粗及稈壁厚等指標(biāo)與作物倒伏之間密切相關(guān)[27]。本研究表明，施硅后兩個(gè)燕麥材料莖稈基部第2 和第3 莖節(jié)的節(jié)間長(zhǎng)較不施硅大體上減少0.41%～38.07%，莖粗增加0.23%～22.64%，稈壁厚增加3.51%～50.00%。這一研究結(jié)果與王文玉等[28]、范存留等[29]和吳海兵等[30]在施硅對(duì)水稻莖稈影響的研究中所得出的結(jié)論一致。其原因可能是硅沉積于莖稈木質(zhì)部導(dǎo)管的細(xì)胞壁中，致使細(xì)胞壁加厚，維管束加粗[12]，使莖稈壁厚增加[31]；基部節(jié)間縮短可能是硅肥影響了燕麥體內(nèi)赤霉素的分配[32]，進(jìn)而導(dǎo)致燕麥基部莖節(jié)節(jié)間長(zhǎng)縮短。

硅肥可有效提高水稻、玉米、小麥等作物莖稈的抗折力，使作物具有較好的力學(xué)特性，增加作物的抗倒伏能力[15-16,33-34]。本研究表明，施硅可顯著增強(qiáng)燕麥基部第2 和第3 莖節(jié)的力學(xué)特性，施硅處理下兩個(gè)燕麥材料基部莖節(jié)的穿刺強(qiáng)度、莖稈折度、彎曲性能、折斷彎矩和抗倒伏指數(shù)較不施硅增幅最高分別達(dá)36.57%、41.79%、34.32%、49.93%和57.14%，這一方面是因?yàn)楣璺适寡帑溓o稈節(jié)間短縮、莖粗增大、稈壁厚增加，莖稈抗性增強(qiáng)；另一方面，硅肥使基部莖節(jié)中細(xì)胞木質(zhì)化和硅質(zhì)化的程度增加，厚角組織細(xì)胞增厚，改善了基部莖節(jié)的機(jī)械強(qiáng)度[15]，從而提高了燕麥基部莖節(jié)的力學(xué)特性。

大量研究表明，施硅能有效增加玉米、水稻等禾本科作物的產(chǎn)量[35-37]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨施硅量增加，燕麥種子產(chǎn)量先增加后降低，但硅肥處理下種子產(chǎn)量顯著高于不施硅處理，這可能是因?yàn)槭┕璐龠M(jìn)了燕麥根系的生長(zhǎng)發(fā)育，增強(qiáng)了根系對(duì)養(yǎng)分的吸收，燕麥抗倒伏能力增強(qiáng)，減少了產(chǎn)量損失，進(jìn)而增加了種子產(chǎn)量。

研究表明，‘青引2 號(hào)’和‘青永久507’分別在施硅量為45 和90 kg·hm-2時(shí)，根長(zhǎng)最長(zhǎng)，根直徑、根體積、根鮮干重最大，基部第2、3 莖節(jié)節(jié)長(zhǎng)顯著縮短，莖粗、稈壁厚、力學(xué)特性最好，種子產(chǎn)量最高；2 個(gè)燕麥材料在不施硅時(shí)，根體積和根干重?zé)o顯著差異，但在相同硅肥處理下，‘青永久507’的根體積和根干重顯著高于‘青引2 號(hào)’，說明‘青永久507’對(duì)硅肥的響應(yīng)優(yōu)于‘青引2 號(hào)’。2 個(gè)燕麥材料的最適施硅量不同這可能與2 個(gè)燕麥材料的生育期天數(shù)有關(guān)，‘青引2 號(hào)’的生育期較‘青永久507’短15～20 d，‘青引2 號(hào)’生育期較短，根系發(fā)育和養(yǎng)分吸收不夠充分，根系對(duì)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)移效率較低[38-39]，故‘青引2 號(hào)’在較低的硅肥水平下便可正常生長(zhǎng)發(fā)育；而‘青永久507’生育期較長(zhǎng)，根系擁有較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行養(yǎng)分的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，故其需要較高的硅肥用量。

4 結(jié)論

硅肥可提高燕麥抗倒伏能力，增加燕麥種子產(chǎn)量，施硅后2 個(gè)燕麥材料的抗倒伏指數(shù)提高3.13%以上，種子產(chǎn)量增加10.08%以上?！嘁? 號(hào)’和‘青永久507’分別在施硅量為45 和90 kg·hm-2時(shí)，種子產(chǎn)量最高，分別達(dá)2 323.08 和2 038.43 kg·hm-2，且根部性狀、莖基部表型特征和力學(xué)特性等表現(xiàn)最好。