硅对水稻生长发育的影响

1、第48卷第4期2009年4月湖北农业科学湖北A gricultural 农业S ciences 科学H ubeiVol48No.42009年Apr ，2009硅对水稻生长发育的影响杨利，马朝红，范先鹏，熊桂云430064）（湖北省农业科学院植保土肥研究所，武汉摘要：阐述了硅对水稻生长发育的影响。硅能改善水稻的形态结构，提高产量和品质；同时能提高水稻抗性，包括增强水稻的抗倒性、抗病虫害能力和抗逆境能力；还可以提高氮、磷利用率，减轻一些重金属的毒害作用。关键词：硅素；水稻；营养；生理作用中图分类号：S15361；S511文献标识码：A文章编号：04398114（2009）040990-02Effe

2、ct of Silicon on the Growth of Rice PlantYANG Li ，MA Chaohong，FAN 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世纪初，已有学者发现水稻植株体内含有硅。水稻在生长过程中，可以从土壤中吸收硅，而且对硅的吸收量很大，水稻茎叶干物质中SiO 2含量达层可以减少叶面水分消耗，使茎秆强健，耐倒伏，并能加强对真菌和害虫的抵抗能力。同时供硅充足的水稻植株叶片增厚，维管束加粗，穗轴直径增大；叶细胞内线粒体较多，且其中片层结构及基粒增多5。硅可提高根系活力，提高其氧化力和呼吸率，增加对水中养分的吸收，提高N 、P 、K 肥的利用率。1520，高于牧草、蔬菜、果树、豆科等作物，居首位1，

5、2。关于硅在植株中的含量分布、吸收累计过程、存在形态、作用机理以及水稻的缺硅症状、施硅后的增产效果、增强抗逆性能等等，自20世纪20年代就有人开始研究。虽然对硅是否为水稻生长发育的必须元素尚有争论，但一致的观点认为，硅对水稻生长过程有着非常显著的影响，是仅次于氮、磷、钾之后的第四大重要元素3。12硅对水稻产量和品质的影响充足的硅能显著影响水稻的产量和品质。硅能促进水稻生长发育，使植株提早抽穗，结穗增多，子粒饱满，水稻硅的吸收量与产量有密切的关系6。试验表明，缺硅土壤施用硅肥，高产水稻的增产率可以达到100300，全国进行的743个水稻硅肥田间试验统计结果表明，增产率为40242，平均增产率为1

6、03，稻米品质也得到改善，精米和整米率提高49，垩白率降低807。111硅对水稻生长、产量与品质的影响硅能改善水稻的形态结构关于硅对水稻生长的作用研究较多。硅对水稻的形态结构产生影响，充足的硅可以减小水稻植株茎叶间张角，改善个体及群体的光照条件，利于光合作用的进行。水稻吸收一定量的硅后，植株较健壮，表皮细胞上形成角质双硅层4，这种角质-双硅收稿日期：20090324基金项目：国家科技支撑计划项目（2006BAD02A14，2006BAD25B07）作者简介：杨221硅对水稻抗逆性能的影响增强水稻的抗倒伏性能水稻根系从土壤中吸收单硅酸，输送到地上部利（1966），男，湖北潜江人，副研究员，（电话

7、）02788430572（电子信箱）yangligaofeinongye163com。第4期杨利等：硅对水稻生长发育的影响991的表皮组织中，通过沉淀、累积，可以形成一种“角质硅质”的双层细胞结构4，大大增强了细胞壁的厚度，尤其使茎基部第一、二节间茎缩短8，并明显增粗，同时使水稻株型挺拔，叶片舒展并伸长9，10，增大受光面积，促进光合作用，提高干物质积累量，增强抗倒伏性能。在水稻生长后期，硅可明显提高氮的利用率，充足的硅可加强氮在水稻植株体内的运输和积累。水稻体内较高的硅氮比，可增强水稻耐高氮的能力，减轻因偏施氮肥而引起的贪青、徒长和倒伏19，20。32硅可减少磷素在土壤中的固定，活化被土壤固

8、定的磷素22增强水稻抗病虫害的能力硅素与植物抵御病虫害之间的关系在单、双子Hall 、Rothbuhr 等认为，硅能部分替代磷的作用，硅以硅酸的形式存在，对水稻吸磷有一定的促进作用。M ajf 、T akahashie 等研究发现，硅素可抑制水稻根系对金属元素锰、铁的吸收，从而提高植株体内P Mn 、P Fe 比例，进而提高植株体内磷的有效性19，20。硅能减少磷素在土壤中的固定，活化被土壤固定的磷素，使磷素由无效态转化为可供水稻吸收的有效态，并能促进磷素在水稻植株体内的运转，明显提高水稻的结实率和产量21，22。叶植物中都得到了证明11，12。受稻瘟病感染的叶片中硅的含量低于健康叶，且病菌感

9、染程度与叶片中硅的含量呈正相关11。研究证明，硅素可以在表皮组织中形成硅化细胞，能增强水稻植株抗御病菌、虫害等有害生物侵略入能力，减少或减轻病虫害的发生。刘平等发现，水稻施用硅肥后，硅素可提高其对茎腐病、小粘菌核病、白叶枯病的发生13；张翠珍认为，硅对水稻胡麻叶斑病、稻曲病、穗颈瘟有较好的预防作用14，梁永超指出，硅素对水稻叶瘟病、纹枯病、白粉病及稻纵卷叶螟、茎秆钻心虫、稻飞虱有一定的抵御能力15。33硅可以解除或减轻土壤中铝、铜、铁、锰对水稻硅素以硅酸盐的形式存在于水溶液中时形成的毒害作用硅酸，呈凝胶状，具有较强的吸附作用，避免有毒的金属离子破坏蛋白质结构23，从而可以解除或减轻土壤中铝24

10、、铜、硒25、铁、锰26，27对水稻的毒害作用，对重金属元素铬25、镉26以及砷27的解毒或减轻作用也非常明显。23调节光合作用和蒸腾作用，提高抗干旱、低温硅素进入植物体后，可使叶细胞中的叶绿体增等逆境能力大、基粒增多，抑制水稻基部叶片过氧化物酶（POD ）的活性，减轻木质化程度，延缓基部叶片的早衰，增强对光的吸收16。硅肥的施用，可以改善冠层受光姿态，增大最适叶面积，减少由于氮过多而造成植株叶片过多形成的相互遮阴，从而提高叶片光合效率，促进碳水化合物从茎秆向子粒的转移，提高干物质积累，最终提高产量11。硅在水稻表皮组织形成的硅化细胞能有效调节水稻叶片上气孔的开闭，降低水稻的叶面蒸腾，提高抗御

11、干旱、低温等生态逆境的能力。缺硅时，水稻叶片蒸腾作用明显加强，充足的硅素可以增加细胞壁的厚度，降低细胞呼吸速率，延缓水稻因干旱而带来的凋萎17。4结语硅对水稻的影响与作用是多方面的，在胁迫的作用下，硅的作用会更加明显，现今水稻的硅营养研究方兴未艾，并大大地推进了土壤的供硅状况与分布、植物的硅养分机理与缺素诊断、硅肥的研发、施用与作用机理及其应用效果等方面的发展。硅对水稻生长的影响，已成为氮、磷、钾之后的第四大重要元素3的证据会越来越多。参考文献：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进水稻生长，使分蘖增加，硅能使N 、2345Soils C Malaysian Society O f Science ，Kuala Lumpur ，1977149155邹邦基，何雪晖植物的营养M 北京：中国农业出版社，1985张玉龙植物硅素营养与土壤硅素肥力研究现状和展望J . 土壤通报，2004，33（8）：785788周青，潘家庆，施作家不同时期用硅肥对水稻群体质量及产量

13、的影响J 耕作与栽培，2001（3）：2527饶立华，覃连祥，朱玉贤，等硅对杂交水稻形态结构和生理的效应J 植物生理学通讯，1986（3）：20246高井康雄施肥原理与技术M 金安世，译北京：中国农业大学出版社，1982P 利用率分别提高34和7718，植物体内Si N 、Si P 比值增大，水稻吸收硅之后，使根系周围氧化还原效应和根系活力增强。对水稻防早衰效果明显。331硅对水稻吸收其他元素的影响硅能提高氮素利用率水稻在生长阶段和成熟阶段都需要硅，而且及早供硅，还能提早抽穗510d ，促进水稻提早成熟。第48卷第4期2009年4月湖北农业科学湖北A gricultural 农业S cienc

14、es 科学H ubeiVol48No.42009年Apr ，2009植物对水分胁迫的形态及生理响应陈（1西南科技大学，四川绵阳珂1，焦娟玉1，尹春英2621010；2中国科学院成都生物研究所，成都610041）摘要：为了适应不同条件的水分胁迫，在长期的进化过程中，一些植物演化出了一套适应机制和策略。对水分胁迫下植物在形态和生理方面的反应和适应性及其相关研究进展进行了综述。关键词：植物；水分胁迫；形态响应；生理响应中图分类号：Q94578；Q9445文献标识码：A文章编号：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基金项目：国家科技支撑计划林业项目（2007BAD50B01）；西南科技大学科研基金项目（2008ZX7105）作者简介：陈珂（1978），男，四川德阳人，讲师，博士，（电话）08166088290（电子信箱）chenkeswusteducn。!7891011中国农业科学院土壤肥料研究所中国肥料M 上海：上海科学技术出版社，1994354361张翠珍，邵长泉，孟凯，等水稻施用硅肥效果及适宜用量的20研究J 山东农业科学，1997（3）：4445管恩太，蔡得龙硅营养J 磷肥与复肥，2000，15（5）：6466冯元琦硅肥应成为我国农业发展中的新肥料J 化肥工业，

18、19J 安徽农学通报，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马同生我国水稻土硅素养分与硅肥施用研究现状J 土壤学进展，1990，18（4）：15马同生，李伏军江苏水稻土硅素养分丰缺与硅肥增产效果J 土壤通报，1993，24（6）：262263夏石头，萧浪涛，彭克勤高等植物中硅元素的生理效应及其在农业生产中的作用J 植物生理学通讯，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