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1、第五章有益元素SiNaSe必需元素為各種作物所必需,對于植物生長具有必需性、不可替代性和作用直接性。而有益礦質(zhì)元素能夠促進植物生長發(fā)育,但不為植物普遍所必需。有益元素與植物生長發(fā)育的關系可分為兩種類型:1、為某些植物類群中的特定生物反應所必需。如鈷豆科作物根瘤固氮所必需;2、某些植物生長在該元素過剩的環(huán)境中,經(jīng)長期進化逐漸變成需要該元素。如水稻對硅,甜菜對鈉;植物對有益元素的需求量要求十分嚴格,缺少時影響生長,過多時則有毒害作用。以適宜的含量作為區(qū)分有益元素的界限是至關重要的。第一節(jié)硅一般栽培植物可按SiO2含量分為三類:1、含硅量很高的植物,如水稻為5%~20%。
2、2、含硅量中等的旱地禾本科植物,如燕麥、大麥等為2~4%。3、含硅量很低的豆科植物和雙子葉植物,含量在1%以下。一、植物體內(nèi)硅的含量、分布和形態(tài)(一)、含量硅在植物體內(nèi)的分布是不均勻的。根據(jù)其在植物體內(nèi)的分布特點可分為三類:第一類、總含量高,主要分布于地上部,根中累積少。如燕麥和水稻。第二類、植株各部分的含硅量都低,根中和地上部的分布大致相等。如番茄、大蔥、蘿卜和白菜等。第三類、根中的含量明顯高于地上部。如絳車軸草。在組織水平,硅多累積于木栓細胞外的表皮細胞壁中,它不僅進入細胞壁,也進入中膠層。一、植物體內(nèi)硅的含量、分布和形態(tài)(二)分布植物體內(nèi)硅的主要形態(tài)是硅膠和多
3、聚硅酸,其次是膠狀硅酸和游離單硅酸[Si(OH)4]。木質(zhì)部汁液中的硅主要是單硅酸。一、植物體內(nèi)硅的含量、分布和形態(tài)(三)形態(tài)植物種類部位含量植物種類部位含量小麥黑麥水稻大麥燕麥玉米根莖稈籽粒根莖稈籽粒谷殼葉莖稈根3.110.60~2.240.11~0.161.231.06~1.760.04~0.468.406.023.70~5.602.74芒莖稈籽粒莖稈根葉籽粒莖稈穗莖根果穗籽粒4.701.540.425.962.43~3.742.050.995.960.830.780.320.04幾種植物不同部位的含硅量(SiO2%干重)二、植物對硅的吸收和運輸高等植物主要吸收
4、分子態(tài)的硅,不同植物種類吸硅能力有顯著差異,而植物基因型差異對硅吸收的影響很大。通常土壤溶液中的硅酸濃度與植物的吸硅量呈正比。植物體內(nèi)硅的運輸僅限于木質(zhì)部,它在地上部莖葉中的分布取決于各器官的蒸騰率。(一)參與細胞壁的組成硅與植物體內(nèi)果膠酸、多糖醛酸、糖脂等物質(zhì)有較高的親合力,形成穩(wěn)定性強,而溶解度低的單、雙、多硅酸復合物沉積在木質(zhì)化細胞壁中。硅能增強組織的機械強度和穩(wěn)固性,可抵抗病蟲的入侵。例如:水稻對稻瘟病、褐斑病的抵御能力也隨著體內(nèi)含硅量的增加而提高。(二)影響植物光合作用與蒸騰作用植物葉片硅化細胞對于散射光的透過量為綠色細胞的10倍,能增加陽光的吸收,促進光
5、合作用。田間條件下,施硅改變植物的受光形態(tài),抑制蒸騰,增加群體光合作用。三、硅的營養(yǎng)功能水稻葉片的含硅量及其對稻瘟病感染性的影響04080120施硅量(mg/L)含硅量(干物重mg/g)020408121620病斑數(shù)(個/cm2)不同硅、氮肥的用量對水稻花期葉片展開度*的影響硅肥**(SiO2,mg/L)氮肥(mg/L)040200516o11o2040o19o20023o53o77o69o22o*展開度指也行尖與莖稈之間的夾角**硅肥采用硅酸納1、Si-N作用在供高氮時,植株的機械支撐減弱,組織柔軟,易倒伏和遭病蟲害等。施硅肥可增強植株的剛性,減少倒伏。植株中Si
6、/N與作物的抗病性有關,隨硅含量增加,植物抗病和抗蟲性增強。2、Si-P作用植物對硅與磷的吸收表現(xiàn)出一定的競爭效應。缺硅時吸磷增加,增加硅減少磷的吸收。在長距離運輸中,硅與磷之間又有一定的相助作用。3、Si-Fe,Mn作用硅能緩解鐵、錳離子過多引起的毒害作用。供硅充足時,葉片中錳的分布均勻,有利于作物的生長。硅能增強水稻莖、根通氣組織的鋼性與體積,有利于氧的輸入,從而增加水稻對過量鐵、錳的忍耐性。(三)與其它養(yǎng)分的相互作用施氮條件下供錳對大豆干重的影響010200.15.00.5供錳(umol/L)干重(g/株)+Si-Si10.0水稻是典型的積硅植物。缺硅后其營養(yǎng)
7、生長與籽粒產(chǎn)量都明顯下降。試驗表明,生殖階段供硅可以增加籽粒產(chǎn)量。甘蔗缺硅表現(xiàn)出葉雀斑?。↙eaffrechling)典型癥狀。四、植物對硅的需求和缺硅的反應不同生育階段供硅對水稻生長與產(chǎn)量的影響營養(yǎng)生長階段-Si+Si*-Si+Si生殖生長階段**-Si-Si+Si+SiSiO2%(地上部干重)0.052.26.90.4干重(g/盆)根4.04.34.24.7莖23.526.531.033.6籽粒5.36.610.310.3*+Si:100mg/LSiO2;**抽穗開始第二節(jié)鈉通常植物體內(nèi)鈉的平均含量大約是干物重的0.1%左右。根據(jù)植物對鈉的反應,將植物分為兩