硅素营养与作物病害发展相互关系机理的研究综述

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1、精选公文范文管理资料硅素营养与作物病害发展相互关系机理的研究综述[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料　　矿质营养可以影响作物对病害的防御能力，被认为是调控作物病害的重要影响因素之一，通过矿质营养元素调节可以降低许多作物病害发生程度［1－2］。虽然迄今为止，并未证实硅是植物生长发育所必需的矿质营养元素，但是硅对植物生长发育的有益作用，国内外已有大量的研究报道。研究表明，硅可以促进植物生长并提高产量［3－9］，增强植物抵抗病害及虫害的防御能力［10－16］，同时也可以减轻盐分胁迫［17－20］，干旱胁迫［21－22

2、］，重金属毒害［23－27］，辐射［28］，养分失衡［5］，冻害［29］等非生物胁迫对植物的危害。促进环境友好型农业生产是农业科学研究面临的最大的挑战，而探索农业生态系统自身对病害的调节，减少化学农药的施用，是实现农业绿色生产的重要环节。硅素营养增强作物对病虫害的防御能力已得到充分证实，但其中的作用机理非常复杂，至今仍然没有明确。本文对国内外有关硅素营养与作物病害发展的相互关系及相关机理的最新研究进展进行了归纳总结，为通过植物营养调节技术来提高作物病害防御能力的研究提供理论支撑。　　1概述　　1.1土壤中的硅　　硅(14Si)在地

3、壳及土壤中丰度位居第二，占地壳组成的近28%［3－4］，土壤中的硅主要以硅酸盐矿物和石英矿物的形式存在，占土壤组成的50%～60%。土壤溶液中的硅主要以单硅酸(H4SiO4)的形态存在，浓度在0.1～0.6[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料mM，同时也是植物吸收硅的主要形态［3－4，7］。土壤中单硅酸的浓度受其土壤晶体态和无定形态矿物的溶解过程及铁、铝、锰等氧化物对其吸附和解吸作用的影响［30］。土壤有效硅是指能被作物当季吸收利用的硅，包括土壤溶液中的单硅酸和易转化为单硅酸的盐类，通常被认为是评价土壤供硅能力

4、的主要指标，土壤中有效硅含量一般在50～260mg/kg［5，31］。土壤有效硅含量受土壤成土母质类型、粘粒矿物含量、土壤pH、有机质、Eh和伴随离子种类等因素的影响。土壤成土母质类型是影响土壤有效硅含量的内在因素，通常高度风化、淋溶、酸化、盐基饱和度低的土壤，有效硅含量较低［31］。在美国，高度风化的氧化土和老成土有效硅含量较低［32］。我国南方土壤供硅能力的一般规律是红砂岩、花岗岩、花岗片麻岩和浅海沉积物母质上发育的水稻土，供硅能力较低［31，33］。尽管世界上大部分矿质土壤中硅含量丰富，但是随着高硅积累作物的常年种植，可能会

5、引起土壤中硅素的亏缺。以水稻为例，每公顷水稻每季可以从土壤中吸收带走230～470kg硅，土壤有效硅的支出速度远大于其在自然条件下的再释放速度，常年以往，造成土壤中硅素的亏缺［34－35］。　　1.2[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料植物中硅的积累、形态和分布　　地球上所有植物组织中都含有硅，但物种不同，硅含量差异很大，植物干物质硅含量从0.1%～10%不等［3－4］。根据植株中SiO2的含量将栽培植物分为三类:第一类是水生禾本科植物，如水稻，其茎叶SiO2含量占干物质的10%以上;第二类是旱地禾本科植物，如

6、小麦、大麦，SiO2含量为2%～4%;第三类是以豆科植物为代表的双子叶植物，SiO2含量低于0.1%［4，12］。当植物干物质中SiO2含量超过1%时被认为是硅积累植物［4］。同一植物不同器官硅积累量差异较大，以水稻为例，水稻各器官SiO2含量顺序，谷壳(15%)＞叶片(12%)＞叶鞘(10%)＞茎(5%)＞根(2%)［36］。对同一器官而言，如叶片，则依赖于叶片的年龄，一般老叶的硅含量高于新叶，水稻体内硅的含量随着生育时期的推移以指数形式增加［7］。　　植物不同器官Si的形态存在差异。在水稻根系中以H4SiO4为主。水稻根系从土

7、壤吸收单硅酸(H4SiO4)[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料后，通过木质部导管运往地上部，在水稻木质部汁液中单硅酸浓度初步发生聚合反应。在水稻地上部组织中硅酸较大程度上发生聚合反应，形成硅胶。在水稻地上部组织中，难溶性硅胶或硅酸聚合体占全硅的90%～99%，离子态硅占0.5%～8%，而胶体硅占0～3.3%［7］。He等(2013)通过水稻单细胞培养研究发现，硅是水稻细胞壁的组成成分，其稳固地绑定在细胞壁矩阵上，而不是在细胞内或细胞外以硅胶的形态沉积［37］。　　2硅与植物病害　　2.1硅与水稻稻瘟病　　稻瘟

8、病是由真菌的稻梨孢菌［Magnaporthegrisea(HebertBarr)］引起的，该病在世界许多水稻栽培国家和地区广泛发生和流行，在高温灌溉或热带旱作水稻地区尤为严重［38］，是我国水稻三大病害之一。稻瘟病菌可以感染水稻地上部的任何组织，在