水稻苗期吸收积累硅素的品种差异研究

为探讨水稻品种间苗期对硅素吸收积累的差异,筛选高效吸收积累硅素的材料,2002、2003年利用28个常规水稻品种,采用水培试验方法,研究了在较低硅素浓度条件下不同水稻品种间茎蘖数、根系和地上部的干物质重量、硅素含量和吸硅量的差异.结果表明,水稻品种间对硅素的吸收积累存在显著或极显著差异.初步确定TN1、白香粳、早大穗、IR36和特青为硅素高效吸收积累品种,Lemont、中平选、一目惚、武运粳7号和卷叶粳为硅素低效吸收积累品种.     

不同硅吸收效率水稻品种根系对硅素水平的响应

为明确硅对水稻根系生长发育的影响,以4个硅吸收效率不同的水稻品种（高效吸收品种TN1、白香粳和低效吸收品种卷叶粳、一目惚）为材料,采用国际水稻研究所的营养液配方水培试验,设置0(T₁)、1.25 (T₂)和2 (T₃) mmol·L^-1 3个硅素水平,研究了不同硅素水平对不同基因型水稻根系和地上部干物质量、根条数、侧根数、根总长和根直径等的影响.结果表明：随硅素水平的提高,水稻各品种均表现为根系干物质量、根冠比、侧根数和根总长逐渐减少,地上部干物质量、根条数和根直径逐渐增大.较高的硅素水平有利于水稻不定根的分化发育,而不利于侧根的分化发育.在较低的硅素水平下,硅吸收效率高的基因型水稻TN1和白香粳的根干物质量和根冠比显著高于硅吸收效率低的品种卷叶粳和一目惚,其中白香粳的侧根数和根总长均显著高于卷叶粳和一目惚.可见,根总长和侧根数是引起水稻硅素吸收差异的主要原因.     

氮硅肥配施对水稻生长、产量及土壤肥力的影响

采用田间试验研究了氮硅肥配施对水稻生长、产量、养分吸收及土壤养分含量的影响。结果表明 ,氮、硅肥单施都能促进水稻生长及对养分的吸收 ,氮肥效果好于硅肥。氮硅肥配施下 ,水稻有效穗数、穗实粒数、千粒重、水稻产量以及水稻地上部生物量 ,植株氮、磷、钾、硅养分含量增幅均高于氮肥和硅肥单施。随施硅量增加 ,氮 /硅比率后期有明显下降趋势。氮硅配施提高了土壤速效氮含量和有效硅含量、降低了土壤速效钾含量 ,而对速效磷、pH、有机质及全氮无明显影响。     

水稻中硅的营养功能及生理机制的研究进展

尽管硅还没有被列为植物生长的必需营养元素,但它在水稻生长发育、产量与品质形成、矿质营养吸收以及逆境生理等方面都具有重要的作用。硅不仅是水稻细胞结构成分和组成物质,还参与调节水稻各种生理生化代谢过程,促进光合作用,改善冠层结构,增强抗倒伏能力,提高群体质量,促进产量、品质和肥料吸收利用效率的协同提高。硅通过物理途径或生理生化途径增强水稻对重金属、盐渍、干旱、紫外线、高温等非生物胁迫以及病虫生物胁迫的抵抗力。还展望了水稻中硅研究的未来发展。     

施硅对镉胁迫下水稻镉吸收和转运的调控效应

探讨镉(Cd)胁迫下,施硅处理对水稻镉积累的影响。以水稻"泰优390"为材料,通过营养液培养的方法,研究水稻在3种镉胁迫浓度(Cd1、Cd2、Cd3)下施用4种不同浓度硅(Si0、Si1、Si2、Si3)对水稻镉积累的影响。结果表明:施用硅浓度越高,水稻产量增加越大,对水稻各部位镉含量具有显著降低效果;施硅能显著降低水稻各部位转运系数,阻控镉向地上部转移,且对水稻伤流液中镉含量也能起到显著降低的作用;表明施硅能有效阻控水稻吸收镉,且施硅浓度越高效果越显著,但考虑成本因素,不同程度镉污染应该施用相应量的硅,以达到国家食品中污染物限量标准;施硅与镉胁迫对水稻农艺性状以及镉吸收和转运存在交互作用。本试验结果为科学管理和合理利用重金属污染土壤以及适量施用硅肥提供依据,对生产安全稻米有一定的指导意义。     

施硅提高水稻叶片对紫外线胁迫的抗性

采用加硅与缺硅营养液培养的方法,首次研究证明硅能提高水稻(Oryza sativa L.)叶片抗紫外线胁迫的能力.结果表明,在紫外胁迫条件下,缺硅水稻叶片表面出现明显的棕色伤害斑点,而加硅叶片未出现伤害症状.硅在水稻表皮细胞壁及细胞内部的积累明显促进了紫外吸收物质在表皮细胞中的聚集,使表皮中可溶性酚类物质含量提高17%,不溶性紫外吸收物质的含量增加65%左右.荧光显微镜观察表明,在表皮细胞外壁或胞内沉积的水合二氧化硅固体中包含着大量不溶性的酚类化合物,它们与可溶性酚类物质一起在叶片的上、下表皮细胞中形成了吸收紫外线的屏障.     

施硅提高水稻叶片对紫外线胁迫的抗性

采用加硅与缺硅营养液培养的方法, 首次研究证明硅能提高水稻(Oryza sativa L.)叶片抗紫外线胁迫的能力。结果表明, 在紫外胁迫条件下,缺硅水稻叶片表面出现明显的棕色伤害斑点,而加硅叶片未出现伤害症状。硅在水稻表皮细胞壁及细胞内部的积累明显促进了紫外吸收物质在表皮细胞中的聚集,使表皮中可溶性酚类物质含量提高17%,不溶性紫外吸收物质的含量增加65%左右。荧光显微镜观察表明,在表皮细胞外壁或胞内沉积的水合二氧化硅固体中包含着大量不溶性的酚类化合物,它们与可溶性酚类物质一起在叶片的上、下表皮细胞中形成了吸收紫外线的屏障。     

一种优化的测定水稻硅含量的方法

为建立一种更为简便且准确的水稻(Oryza sativa)硅含量测定方法, 对硅钼蓝分光光度法的多个实验条件进行了优化, 并对水稻样品的前处理——消解法和高压灭菌法进行了比较研究。结果表明, 还原剂为抗坏血酸、测定波长为600 nm、硅钼黄显色时间和硅钼蓝稳定时间分别为5和25分钟为最佳测定条件, 样品的前处理则是消解法优于高压灭菌法, 前者提取硅的效果好于后者。该优化方法为深入研究水稻和其它植物中硅的吸收和转运机制奠定了基础。     

水稻硅转运蛋白研究进展

硅是促进水稻生长和维持持续生产的重要营养元素,它有助于提高植物抗病虫害、抗倒伏以及抗生物和非生物胁迫的能力。硅能改善水稻的形态结构,提高产量和品质,还可以提高氮、磷利用率,减轻一些重金属的毒害作用。综述了水稻硅吸收运输有关的输入转运蛋白Lsi1、输出转运蛋白Lsi2和运输蛋白Lsi6表达和功能。同时,对这些转运蛋白的应用前景进行了展望。     

水稻叶片硅体与稻壳硅体的物相和光学性质比较

研究了水稻成熟叶片和稻壳中硅体的物相、自发荧光、红外和紫外吸收特性。X-射线衍射结果和显微红外摄谱结果一致表明稻壳硅体结构单一,为典型无定型矿质S iO2。稻壳硅体在紫外激发下没有自发荧光,表明稻壳硅体不含酚类化合物,因此硅体在285 nm处的强烈吸收为稻壳硅体本身所为。叶片硅体结构变异较大,硅体与标准物质无定形硅矿质之间存在细微的差异,并且哑铃形硅体、扇形硅体和不规则硅体的红外吸收光谱也不尽相同,叶片中这3种硅体在紫外激发下都能够自发荧光,表明叶片硅体中含有酚类化合物。硅体混合物仅在290 nm处有微弱的吸收,显示出叶片硅体在结构和性质上的变异性和复杂性。     

植物的硅素营养研究综述

本文阐述了硅在植物中的形态、分布、吸收、积累、生理作用及其与其它元素的关系。研究表明：1．硅主要以二氧化硅胶(SiO2.nH2O)的无机物形态存在于植物表皮细胞和细胞壁。植物体内硅的含量在不同物种间差异很大。根据硅的含量,可将一般栽培植物分为三种类群;同时根据植物硅钙摩尔比值可将植物分为喜硅植物和非喜硅植物。硅在植物各部分分布不均匀,并且随着植株的生长发育,植株中的硅含量不断变化。植物中硅的积累受环境中多种因素的影响。2．植物主要以单硅酸形态吸收硅,不同植物吸收硅的能力不同。水稻具有主动吸硅能力,其吸收过程受体内代谢活动影响<请合法使用软件>其它大多数植物主要以被动方式吸收硅,但不排除具有选择性吸收硅的可能性。3．硅对植物的生长发育产生影响。硅是一些植物(如禾本科植物、甜菜、木贼属植物及某些硅藻)的必需元素。硅对其它很多植物具有有益作用。硅对植物的作用主要表现在对形态结构、生理过程和抗逆能力三方面的影响 上。在去硅条件下,多种植物表现出缺硅症状。4．硅对植物吸收利用对其它营养元素产生影响。硅对不同元素的影响方式和程度不同,同时随着植物的生长发育,对某种元素的作用常发生变化。     

植物的硅素营养研究综述

本文阐述了硅在植物中的形态、分布、吸收、积累、生理作用及其与其它元素的关系。研究表明：１硅主要以二氧化硅胶（ＳｉＯ２．ｎＨ２Ｏ）的无机物形态存在于植物表皮细胞和细胞壁。植物体内硅的含量在不同物种间差异很大。根据硅的含量,可将一般栽培植物分为三种类群;同时根据植物硅钙摩尔比值可将植物分为喜硅植物和非喜硅植物。硅在植物各部分分布不均匀,并且随着植株的生长发育,植株中的硅含量不断变化。植物中硅的积累受环境中多种因素的影响。２植物主要以单硅酸形态吸收硅,不同植物吸收硅的能力不同。水稻具有主动吸硅能力,其吸收过程受体内代谢活动影响＜请合法使用软件＞其它大多数植物主要以被动方式吸收硅,但不排除具有选择性吸收硅的可能性。３硅对植物的生长发育产生影响。硅是一些植物（如禾本科植物、甜菜、木贼属植物及某些硅藻）的必需元素。硅对其它很多植物具有有益作用。硅对植物的作用主要表现在对形态结构、生理过程和抗逆能力三方面的影响上。在去硅条件下,多种植物表现出缺硅症状。４硅对植物吸收利用对其它营养元素产生影响。硅对不同元素的影响方式和程度不同,同时随着植物的生长发育,对某种元素的作用常发生变化。     

水稻土施硅对土壤-水稻系统中镉的降低效果

水稻中镉的积累造成人类健康的风险,增加水稻硅素能减轻镉中毒症状,降低稻米镉积累,但是硅对重金属的作用机理尚不清楚。主要研究了在中度和高度镉污染的土壤中,通过施用固态和液态的富硅物质对土壤-水稻系统中镉的吸收和转运的影响,探明决定镉和硅在根与芽的质外体和共质体中的作用机理。试验结果表明:(1)在中度和高度污染的土壤中,镉在土壤-作物系统中的转移和积累情况是不同的,可以通过富硅物质中的单硅酸与镉离子的相互作用,增加镉在硅物质表面的吸附来减少镉在土壤中的流动;(2)富硅物质可以降低水稻根和芽中镉的积累,在高度镉污染的情况下,施用硅可以使镉大量积累在水稻根及其共质体中,并降低根及其共质体中镉的转换和积累;(3)新鲜土壤中水萃取态的单硅酸含量与镉在土壤-作物系统中的流动性、转运以及积累等主要参数密切相关。     

水稻-雍菜间作系统中种间关系和水稻的硅、氮营养状况

间作是一种优良的生态农业模式,但以水稻为主的水生作物间作研究很少.本试验以水稻和雍菜为研究对象,开展了连续两年(2014—2015年)四季的大田试验,研究水稻和雍菜间作条件下产量、种间关系以及水稻的硅、氮营养状况.试验共设置5个处理,包括水稻单作、雍菜单作、水稻-雍菜2∶2间作、3∶2间作、4∶2间作.结果表明: 水稻和雍菜间作显著增加水稻的产量,其中2∶2间作、3∶2间作和4∶2间作在单位面积上的增产幅度分别为77.5%～120.6%、64.9%～80.9%、37.7%～56.0%,但间作显著降低了雍菜的产量.从土地当量比(LER)来看,水稻和雍菜间作可增加系统的综合产量,3种间作的LER全部大于1,其中3∶2间作模式最佳.从竞争指数来看,在间作系统中,水稻比雍菜有更强的竞争能力,特别是在早季.与水稻单作相比,水稻-雍菜间作显著增加水稻叶片对硅和氮的吸收量以及成熟期水稻叶片的硅含量,但是并没有增加水稻叶片的氮含量,甚至在成熟期略低于单作;而对土壤有效硅、铵态氮和硝态氮含量没有显著影响.在整个试验期间,与水稻单作和间作相比,雍菜单作始终有最高的土壤有效硅、铵态氮和硝态氮含量.本研究表明,水稻和雍菜间作可以促进水稻对硅和氮的吸收,增加水稻的竞争能力.     

硅和干旱胁迫对水稻叶片光合特性和矿质养分吸收的影响

硅被认为是植物生长的有益元素,它能增强植物对非生物逆境和生物逆境胁迫的抗性。以抗旱性不同的一对水稻近等基因系w-14-和w-20为实验材料,采用盆栽实验,研究了干旱胁迫下硅处理对水稻生长性状、光合生理特性和矿质养分吸收的影响。结果表明,在正常水分条件下硅处理对水稻的生长及生理特性没有明显影响。干旱胁迫显著降低水稻植株的生长,叶绿素含量、叶绿素荧光参数Fv/Fm及Fv/F0值显著降低,光合作用受到明显抑制。加硅能提高干旱胁迫条件下水稻植株的生物量、水分利用效率、叶片叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率,而气孔导度和细胞间隙CO2浓度则下降。无论干旱与否,施硅后水稻的叶片硅含量均显著上升。两个水稻品系叶片的无机离子含量在干旱胁迫条件下均呈显著增加的趋势,而硅处理后材料w-14的叶片K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+含量分别降低16.38%,24.50%,19.70%,21.52%,18.58%,w-20则分别降低11.64%,12.11%,16.06%,11.11%和19.15%,并使之回复到与对照更接近的水平。研究结果表明了硅提高水稻植株的抗旱性与光合作用的改善和矿质养分的调节有关。     

水稻施用硅肥对稻纵卷叶螟幼虫取食和成虫产卵选择性的影响

采用感虫水稻品种TN1,设置3种施硅水平,即高硅(0.32 g Si/kg土壤)、低硅(0.16 g Si/kg土壤)和不施硅对照(0 g Si/kg土壤),研究了施用硅肥对稻纵卷叶螟产卵和取食选择性的影响。结果表明:稻纵卷叶螟幼虫对硅处理水稻叶片的取食选择性和成虫在硅处理水稻上的着卵量、着卵率均显著低于对照水稻。高硅处理水稻叶片中的硅含量、可溶性糖含量和碳氮比高于对照,而氮含量低于对照;低硅处理水稻叶片的碳氮比高于对照、氮含量低于对照。同时,硅处理显著降低水稻的卷叶株率和卷叶率。这些结果表明,施硅能增强稻纵卷叶螟对水稻的不选择性,从而增强水稻对稻纵卷叶螟的抗性。     

叶面喷施硅和磷对水稻及其抗白背飞虱的影响

【目的】硅可以增强植物的抗病性和对环境胁迫的耐受性,本实验检测了水稻叶面喷施硅和磷后叶片中硅和两种次生物质含量的变化以及喷硅对白背飞虱Sogatella furcifera种群的影响,旨在阐明外源元素施用是否会提高水稻的抗虫性。【方法】采用对分蘖期水稻进行硅肥、磷肥、和两者混合的喷施处理,测定比较了水稻叶片正面和反面硅含量、草酸含量和可溶性糖含量,同时检测了喷施硅肥后水稻叶片硅化细胞数量和取食处理水稻后白背飞虱种群增长的参数。【结果】20和40 mg/L 硅或硅+磷混合施用后,水稻叶片中的硅含量比对照显著增加(P<0.05)。在40 mg/L硅+ 40 mg/L磷喷施处理后,水稻叶片正反面的硅含量分别比对照增加了116%和104.4%。扫描电镜结果显示,处理后的水稻叶片上气孔周围硅化细胞明显增加。此外,硅和磷喷施后3 d和6 d,水稻叶片草酸含量显著增加(P<0.01)。40 mg/L硅处理后的水稻上饲养的白背飞虱产卵量与对照相比明显下降(P<0.05)。【结论】硅+磷喷施处理促进水稻叶片抗虫物质含量增加,硅喷施抑制了白背飞虱的产卵量。     

水稻和旱稻植硅体形态的对比研究

我国南方丘陵山地地区的原始稻种种类是"旱稻"还是"水稻",一直备受争议。水稻和旱稻是亚洲栽培稻(Oryza sativa)的不同生态型,如何区分史前遗址中两者遗存是解决该争议的关键。植硅体分析方法可有效区分野生稻和栽培稻,在研究水稻驯化过程中取得了重要研究进展,因此旱稻植硅体形态大小和组合变化与水稻可能存在差异。本文对水稻与旱稻的植硅体形态进行统计和对比分析,结果显示虽然两种水稻型所含植硅体形态相似,但旱稻哑铃型和刺棒型植硅体百分含量高于水稻,水稻扇型植硅体百分含量较高,且水稻扇型、哑铃型植硅体个体更大。以上这些差异可能与不同生态型水稻的生长环境、耕作及管理方式、泡状细胞发育程度等因素相关。哑铃型、双斧型、刺棒型的百分含量差异或可作为判别水稻和旱稻的指标,在判别南方丘陵山地史前稻作方式中拥有较大潜力。     

水稻DNA中硅的含量

水稻核酸中存在硅的问题早已被证实,说明这一作物对硅的喜好性的生理生化机制和施用硅肥提高产量的可能性。但是,关于水稻核酸中硅含量的概念仍然不清楚。假如能证实这一元素在水稻的RNA中存在的话,那么关于它在DNA中的含量也就不言而喻了。同时М.Т.Воронков等指出,非嗜硅性的DNA中有硅存在。关于DNA中硅的含量问题具有重要意义,因为这种元素能够提高DNA保持遗传信息分子的稳定性。因此,我们测定了水稻DNA中硅的含量及其与磷含量之比。用水培法将水稻品种克拉斯诺达尔424培育两片真叶,试验是在     

叶面喷施硅肥对水稻农艺性状和抗性的影响

硅是地壳中重要的元素,且在水稻生长中发挥重要作用,但叶面喷施硅肥对水稻增产和抗病虫的影响研究甚少.为探讨叶面硅肥的作用,本文通过大田试验研究了叶面喷施硅肥对水稻的农艺性状、抗病和抗虫性的影响.田间试验结果表明,与对照相比,叶面喷施硅肥的水稻植株颜色更绿、茎秆更粗壮且抗倒伏,分蘖数、穗数、每穗的实粒数、千粒重及产量均提高...