硅對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育的影響

1、第48卷第4期2009年4月湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)湖北A gricultural 農(nóng)業(yè)S ciences 科學(xué)H ubeiVol48No.42009年Apr ，2009硅對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育的影響楊利，馬朝紅，范先鵬，熊桂云430064）（湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保土肥研究所，武漢摘要：闡述了硅對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育的影響。硅能改善水稻的形態(tài)結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)量和品質(zhì)；同時(shí)能提高水稻抗性，包括增強(qiáng)水稻的抗倒性、抗病蟲(chóng)害能力和抗逆境能力；還可以提高氮、磷利用率，減輕一些重金屬的毒害作用。關(guān)鍵詞：硅素；水稻；營(yíng)養(yǎng)；生理作用中圖分類號(hào)：S15361；S511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：04398114（2009）040990-02Effe

2、ct of Silicon on the Growth of Rice PlantYANG Li ，MA Chaohong，F(xiàn)AN Xianpeng，XIONG Guiyun（Institute of Plant Protection ，Soil and Fertilizer ，Hubei Academy of Agricultural Sciences ，Wuhan 430064，China ）Abstract ：Th is paper summarized the effect of silicon on the growth of rice plantSilicon could chan

3、ge the morphological structure of rice plant ，improve the yield and quality of rice ，improve the resistance of rice plant to lodging ，disease and pest infection ，and adverse environment ，increase the utilization ratio of nitrogen and phosphorus ，reduce the toxic effect of some heavy metals to rice p

4、lantKey words ：silicon ；rice plant ；nutrition ；physiological effect18世紀(jì)初，已有學(xué)者發(fā)現(xiàn)水稻植株體內(nèi)含有硅。水稻在生長(zhǎng)過(guò)程中，可以從土壤中吸收硅，而且對(duì)硅的吸收量很大，水稻莖葉干物質(zhì)中SiO 2含量達(dá)層可以減少葉面水分消耗，使莖稈強(qiáng)健，耐倒伏，并能加強(qiáng)對(duì)真菌和害蟲(chóng)的抵抗能力。同時(shí)供硅充足的水稻植株葉片增厚，維管束加粗，穗軸直徑增大；葉細(xì)胞內(nèi)線粒體較多，且其中片層結(jié)構(gòu)及基粒增多5。硅可提高根系活力，提高其氧化力和呼吸率，增加對(duì)水中養(yǎng)分的吸收，提高N 、P 、K 肥的利用率。1520，高于牧草、蔬菜、果樹(shù)、豆科等作物，居首位1，

5、2。關(guān)于硅在植株中的含量分布、吸收累計(jì)過(guò)程、存在形態(tài)、作用機(jī)理以及水稻的缺硅癥狀、施硅后的增產(chǎn)效果、增強(qiáng)抗逆性能等等，自20世紀(jì)20年代就有人開(kāi)始研究。雖然對(duì)硅是否為水稻生長(zhǎng)發(fā)育的必須元素尚有爭(zhēng)論，但一致的觀點(diǎn)認(rèn)為，硅對(duì)水稻生長(zhǎng)過(guò)程有著非常顯著的影響，是僅次于氮、磷、鉀之后的第四大重要元素3。12硅對(duì)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響充足的硅能顯著影響水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)。硅能促進(jìn)水稻生長(zhǎng)發(fā)育，使植株提早抽穗，結(jié)穗增多，子粒飽滿，水稻硅的吸收量與產(chǎn)量有密切的關(guān)系6。試驗(yàn)表明，缺硅土壤施用硅肥，高產(chǎn)水稻的增產(chǎn)率可以達(dá)到100300，全國(guó)進(jìn)行的743個(gè)水稻硅肥田間試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，增產(chǎn)率為40242，平均增產(chǎn)率為1

6、03，稻米品質(zhì)也得到改善，精米和整米率提高49，堊白率降低807。111硅對(duì)水稻生長(zhǎng)、產(chǎn)量與品質(zhì)的影響硅能改善水稻的形態(tài)結(jié)構(gòu)關(guān)于硅對(duì)水稻生長(zhǎng)的作用研究較多。硅對(duì)水稻的形態(tài)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，充足的硅可以減小水稻植株莖葉間張角，改善個(gè)體及群體的光照條件，利于光合作用的進(jìn)行。水稻吸收一定量的硅后，植株較健壯，表皮細(xì)胞上形成角質(zhì)雙硅層4，這種角質(zhì)-雙硅收稿日期：20090324基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2006BAD02A14，2006BAD25B07）作者簡(jiǎn)介：楊221硅對(duì)水稻抗逆性能的影響增強(qiáng)水稻的抗倒伏性能水稻根系從土壤中吸收單硅酸，輸送到地上部利（1966），男，湖北潛江人，副研究員，（電話

7、）02788430572（電子信箱）yangligaofeinongye163com。第4期楊利等：硅對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育的影響991的表皮組織中，通過(guò)沉淀、累積，可以形成一種“角質(zhì)硅質(zhì)”的雙層細(xì)胞結(jié)構(gòu)4，大大增強(qiáng)了細(xì)胞壁的厚度，尤其使莖基部第一、二節(jié)間莖縮短8，并明顯增粗，同時(shí)使水稻株型挺拔，葉片舒展并伸長(zhǎng)9，10，增大受光面積，促進(jìn)光合作用，提高干物質(zhì)積累量，增強(qiáng)抗倒伏性能。在水稻生長(zhǎng)后期，硅可明顯提高氮的利用率，充足的硅可加強(qiáng)氮在水稻植株體內(nèi)的運(yùn)輸和積累。水稻體內(nèi)較高的硅氮比，可增強(qiáng)水稻耐高氮的能力，減輕因偏施氮肥而引起的貪青、徒長(zhǎng)和倒伏19，20。32硅可減少磷素在土壤中的固定，活化被土壤固

8、定的磷素22增強(qiáng)水稻抗病蟲(chóng)害的能力硅素與植物抵御病蟲(chóng)害之間的關(guān)系在單、雙子Hall 、Rothbuhr 等認(rèn)為，硅能部分替代磷的作用，硅以硅酸的形式存在，對(duì)水稻吸磷有一定的促進(jìn)作用。M ajf 、T akahashie 等研究發(fā)現(xiàn)，硅素可抑制水稻根系對(duì)金屬元素錳、鐵的吸收，從而提高植株體內(nèi)P Mn 、P Fe 比例，進(jìn)而提高植株體內(nèi)磷的有效性19，20。硅能減少磷素在土壤中的固定，活化被土壤固定的磷素，使磷素由無(wú)效態(tài)轉(zhuǎn)化為可供水稻吸收的有效態(tài)，并能促進(jìn)磷素在水稻植株體內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)，明顯提高水稻的結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量21，22。葉植物中都得到了證明11，12。受稻瘟病感染的葉片中硅的含量低于健康葉，且病菌感

9、染程度與葉片中硅的含量呈正相關(guān)11。研究證明，硅素可以在表皮組織中形成硅化細(xì)胞，能增強(qiáng)水稻植株抗御病菌、蟲(chóng)害等有害生物侵略入能力，減少或減輕病蟲(chóng)害的發(fā)生。劉平等發(fā)現(xiàn)，水稻施用硅肥后，硅素可提高其對(duì)莖腐病、小粘菌核病、白葉枯病的發(fā)生13；張翠珍認(rèn)為，硅對(duì)水稻胡麻葉斑病、稻曲病、穗頸瘟有較好的預(yù)防作用14，梁永超指出，硅素對(duì)水稻葉瘟病、紋枯病、白粉病及稻縱卷葉螟、莖稈鉆心蟲(chóng)、稻飛虱有一定的抵御能力15。33硅可以解除或減輕土壤中鋁、銅、鐵、錳對(duì)水稻硅素以硅酸鹽的形式存在于水溶液中時(shí)形成的毒害作用硅酸，呈凝膠狀，具有較強(qiáng)的吸附作用，避免有毒的金屬離子破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)23，從而可以解除或減輕土壤中鋁24

10、、銅、硒25、鐵、錳26，27對(duì)水稻的毒害作用，對(duì)重金屬元素鉻25、鎘26以及砷27的解毒或減輕作用也非常明顯。23調(diào)節(jié)光合作用和蒸騰作用，提高抗干旱、低溫硅素進(jìn)入植物體后，可使葉細(xì)胞中的葉綠體增等逆境能力大、基粒增多，抑制水稻基部葉片過(guò)氧化物酶（POD ）的活性，減輕木質(zhì)化程度，延緩基部葉片的早衰，增強(qiáng)對(duì)光的吸收16。硅肥的施用，可以改善冠層受光姿態(tài)，增大最適葉面積，減少由于氮過(guò)多而造成植株葉片過(guò)多形成的相互遮陰，從而提高葉片光合效率，促進(jìn)碳水化合物從莖稈向子粒的轉(zhuǎn)移，提高干物質(zhì)積累，最終提高產(chǎn)量11。硅在水稻表皮組織形成的硅化細(xì)胞能有效調(diào)節(jié)水稻葉片上氣孔的開(kāi)閉，降低水稻的葉面蒸騰，提高抗御

11、干旱、低溫等生態(tài)逆境的能力。缺硅時(shí)，水稻葉片蒸騰作用明顯加強(qiáng)，充足的硅素可以增加細(xì)胞壁的厚度，降低細(xì)胞呼吸速率，延緩水稻因干旱而帶來(lái)的凋萎17。4結(jié)語(yǔ)硅對(duì)水稻的影響與作用是多方面的，在脅迫的作用下，硅的作用會(huì)更加明顯，現(xiàn)今水稻的硅營(yíng)養(yǎng)研究方興未艾，并大大地推進(jìn)了土壤的供硅狀況與分布、植物的硅養(yǎng)分機(jī)理與缺素診斷、硅肥的研發(fā)、施用與作用機(jī)理及其應(yīng)用效果等方面的發(fā)展。硅對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響，已成為氮、磷、鉀之后的第四大重要元素3的證據(jù)會(huì)越來(lái)越多。參考文獻(xiàn)：1THIALINGAM KEffectof calcium silicate on yield and nu-trient uptake in pla

12、nts grown on a humic ferruginous latosol A In：Conference on Chemistry and Fertility of Tropical24提高水稻抗早衰能力硅可以促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，使分蘗增加，硅能使N 、2345Soils C Malaysian Society O f Science ，Kuala Lumpur ，1977149155鄒邦基，何雪暉植物的營(yíng)養(yǎng)M 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1985張玉龍植物硅素營(yíng)養(yǎng)與土壤硅素肥力研究現(xiàn)狀和展望J . 土壤通報(bào)，2004，33（8）：785788周青，潘家慶，施作家不同時(shí)期用硅肥對(duì)水稻群體質(zhì)量及產(chǎn)量

13、的影響J 耕作與栽培，2001（3）：2527饒立華，覃連祥，朱玉賢，等硅對(duì)雜交水稻形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理的效應(yīng)J 植物生理學(xué)通訊，1986（3）：20246高井康雄施肥原理與技術(shù)M 金安世，譯北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，1982P 利用率分別提高34和7718，植物體內(nèi)Si N 、Si P 比值增大，水稻吸收硅之后，使根系周圍氧化還原效應(yīng)和根系活力增強(qiáng)。對(duì)水稻防早衰效果明顯。331硅對(duì)水稻吸收其他元素的影響硅能提高氮素利用率水稻在生長(zhǎng)階段和成熟階段都需要硅，而且及早供硅，還能提早抽穗510d ，促進(jìn)水稻提早成熟。第48卷第4期2009年4月湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)湖北A gricultural 農(nóng)業(yè)S cienc

14、es 科學(xué)H ubeiVol48No.42009年Apr ，2009植物對(duì)水分脅迫的形態(tài)及生理響應(yīng)陳（1西南科技大學(xué)，四川綿陽(yáng)珂1，焦娟玉1，尹春英2621010；2中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所，成都610041）摘要：為了適應(yīng)不同條件的水分脅迫，在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中，一些植物演化出了一套適應(yīng)機(jī)制和策略。對(duì)水分脅迫下植物在形態(tài)和生理方面的反應(yīng)和適應(yīng)性及其相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。關(guān)鍵詞：植物；水分脅迫；形態(tài)響應(yīng)；生理響應(yīng)中圖分類號(hào)：Q94578；Q9445文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：04398114（2009）040992-04The Morphological and Physiological Res

15、ponses of Plants to Water StressCHEN Ke 1，JIAO Juanyu1，YIN Chunying2（1SouthwestUniversity of Science and Technology ，Mianyang 621010，Sichuan ，China ；2ChengduInstitute of Biology ，Chinese Academy of Sciences ，Chengdu 610041，China ）Abstract ：Water stress is the main factor among the abiotic stress on

16、plantsTherefore ，some plants adopted different strate-gies for resistance to water stress during the long evolutionary periodIn present paper ，we reviewed the morphological and physiological responses of plants to water stressKey words ：plant ；water stress ；morphological response ；physiological resp

17、onse收稿日期：20090126基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃林業(yè)項(xiàng)目（2007BAD50B01）；西南科技大學(xué)科研基金項(xiàng)目（2008ZX7105）作者簡(jiǎn)介：陳珂（1978），男，四川德陽(yáng)人，講師，博士，（電話）08166088290（電子信箱）chenkeswusteducn。!7891011中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所中國(guó)肥料M 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1994354361張翠珍，邵長(zhǎng)泉，孟凱，等水稻施用硅肥效果及適宜用量的20研究J 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，1997（3）：4445管恩太，蔡得龍硅營(yíng)養(yǎng)J 磷肥與復(fù)肥，2000，15（5）：6466馮元琦硅肥應(yīng)成為我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展中的新肥料J 化肥工業(yè)，

18、19J 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2006，12（10）：110112MA J F ，TAKAHASHI ETheeffect of silicic acid on rice in a Pdefientsoil J Plantand Soil ，1990，126：121125MA J F ，TAKAHASHI ETheeffect of silicate on phosphate availability for rice in a Pdefientsoil J Plantand Soil ，1991，133：1511552000，27（4）：911OKUDA A ，TAKAHASHI EStudieso

19、n the physiological role of silicon 1221馬同生我國(guó)水稻土硅素養(yǎng)分與硅肥施用研究現(xiàn)狀J 土壤學(xué)進(jìn)展，1990，18（4）：15馬同生，李伏軍江蘇水稻土硅素養(yǎng)分豐缺與硅肥增產(chǎn)效果J 土壤通報(bào)，1993，24（6）：262263夏石頭，蕭浪濤，彭克勤高等植物中硅元素的生理效應(yīng)及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用J 植物生理學(xué)通訊，2001，37（4）：356in crop plant J Science Soil and Manure in 2223Japanese ，1962，33：18WAGNER ，RICHARD R B ，Patricia A BSolublesilicon its role in crop and disease mana