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    關于硅素提高植物抗病蟲害能力的作用

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    關于硅素提高植物抗病蟲害能力的作用

    發布日期:2017-06-19 作者: 點擊:

          硅可以提高植物抗病蟲害能力已成共識。除禾本科植物外,對防治瓜類、草莓、薔薇等作物的白粉病和黃瓜的腐霉病也是有效的。   


          關于這種抗病作用,以往認為是由于硅在表皮細胞沉積的而使植物抵抗病原菌侵入的能力增強或是因增強了葉片的機械強度而阻止昆蟲顎的撕裂所致。最近在分子水平上對硅的抗病、蟲機理所做的生物化學研究獲得了進展。研究表明,施用硅肥的黃瓜植株在感染了腐霉后體內的酚類物質明顯積累,說明硅誘導植株產生了抗病性(induced systemic acquired resistance),而這一效果(SIMR,Si mandated resistance)具有在中斷硅的供給后快速消失的特點。在感染了稻瘟病的水稻植株體中也觀察到了這一現象。 


          此外,有人通過對大麥感染白粉病過程的研究,認為植物表皮細胞產生防御功能可以分為二個階段。第一階段是抵抗病菌侵入,即致病孢子中萌發的小芽一接觸表皮細胞的細胞壁就可能有信息傳送,而后在接觸部位(反應部位)局部硅的數量明顯增加,并且在反應部位的細胞壁內側有細胞質呈富集狀態。另外,在反應部位積聚由接受紅外線而產生熒光物質和過氧化氫,這些物質的產生也有助于提高植物的抗病性。這一階段,反應部位的硅酸以可溶態存在,而后聚合變成不溶物,直至發揮機械物理性抗病作用。第二階段是表皮細胞的過敏死亡或者是按一定的程序死亡。白粉病病原菌侵入表皮細胞后,細胞就會發生過敏死亡。表皮細胞的原生質分解、細胞核凝縮、細胞質失去膨脹壓而破裂,并且很快被不溶性硅所填滿,這一硅質化過程在增強表皮細胞的機械強度方面具有重要作用。  


          關于過敏死亡的細胞中硅素富集的機理尚不清楚,但它與大麥表皮組織的硅質細胞分化有相似之處,即分化的硅質細胞發生原生質分解和細胞核破裂后,細胞內被氧化硅膠所填滿。

    關于土壤供硅能力  


          是否需要給作物施用硅肥,取決于對土壤供硅能力的評價。這方面的研究多集中于水田土壤上。就水稻而言,吸收利用的硅來源于土壤和灌溉水。  


          一般說來,如果灌溉水硅含量(SiO2)〈10 μg ml-1,水稻生長缺硅的可能性就會明顯增大。 20世紀50年代,日本在全國范圍內對作為灌溉水源的河水以及水稻劍葉的有效硅含量進行了調查,掌握了當時的日本水田土壤硅素肥力狀況,也為其后了解水田硅素肥力變化提供了基礎材料。1996年日本山形縣又進行了灌溉用水的調查,結果表明和40年前相比,水田灌溉用水中硅的濃度僅為當年的一半,這成為近年水田土壤水溶性硅以及水稻抽穗后植株體內有效硅含量降低的原因之一。

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