有益元素--硅素营养

到目前为止，还没有足够的证据证明硅是高等植物生长发育的必需营养元素，但硅对高等植物生长的作用得到越来越多的证实，硅作为水稻、甘蔗、黄瓜等作物的必需营养元素也得到认可，它对植物生长的有益作用可归纳如下几点。

1 参与细胞壁的组成

硅在参与组成结构物质时所需要的能量仅仅是合成木质素所需能量的1/20。硅与植物体内果胶酸、多糖醛酸、糖脂等物质有较高的亲和力，形成稳定性强、溶解度低的单、双、多硅酸复合物并沉积在木质化细胞壁中，增强组织的机械强度与稳固性，抵御病虫害的入侵。例如硅提高禾谷类作物对粉霉病和锈病、葡萄对白粉病和霜霉病、小麦对麦蝇和白粉病、水稻对茎螟虫和稻瘟病等病虫害的抵抗能力。

2 影响植物光合作用与蒸腾作用

植物叶片的硅化细胞对于散射光的透过量为绿色细胞的10倍，能增加能量吸收，从而能促进光合作用。在田间条件下，水稻等作物供硅充足时，叶片直立、改善植株的受光姿态，从而间接增加水稻群体的光合作用，并可消除高产栽培中大量供氮造成叶片展开度大而相互遮荫的问题。硅化物沉淀在细胞壁与角质层之间，能抑制植物的蒸腾，避免强光下过多失水造成萎蔫症状，硅减少蒸腾的作用可以促进植物对水分的有效利用。

3 提高植物的抗逆性

硅在提高植物抗逆性中的作用及其机制还不很清楚，但这方面的研究日益受到重视。不少研究表明，硅在提高植物耐铝毒、镉毒、酸性土壤过量锰和盐害中有重要作用。在植物细胞壁和质外体中有较高浓度的硅，这些硅降低了毒害离子的浓度。大麦在遭受重金属毒害时，叶片出现大量黑褐色坏死斑，施硅后，硅使锰在植物体内分布均匀，致使坏死斑明显减少。硅可以明显降低铝的毒害，这主要是在植物根细胞壁质外体空间形成溶解度较低的铝硅酸盐或羟基铝硅酸盐，降低了游离铝离子浓度。硅修饰的细胞壁对Cd²⁺有较强的亲合性，明显抑制了Cd²⁺的毒害。硅对缓解盐胁迫也有明显效果。在小麦、大麦、水稻上都发现，硅明显抑制了Na⁺运转，改善了植物的生长。

此外，硅也能提高作物对真菌病害的抵抗力，如硅明显提高小麦、黄瓜、葡萄对白粉病的抗性和水稻对稻瘟病的抗性。目前推测硅对植物病害可能是以机械强度，或化学代谢调节起作用，或二者共同作用。研究表明水稻对稻瘟病、褐斑病的抵御能力也随着体内含硅量的增加而提高。