【硅肥對小麥生長的影響探究的國內外文獻綜述4200字】

硅肥對小麥生長的影響研究的國內外文獻綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u26299硅肥對小麥生長的影響研究的國內外文獻綜述 114173背景介紹 187281.1土壤與植物中的硅 1181621.2硅元素對植物的作用 2308382國內外研究現(xiàn)狀 2220512.1研究方向及進展 2120622.1.1 硅肥的研究與應用 2133392.1.2 微納米硅肥的研究 39052.1.3 硅肥試驗的研究方向及進展 439652.2存在問題 4318993研究展望 517216參考文獻 5背景介紹硅（Si）是四價準金屬，是重要的半導體材料，廣泛用于電子電路領域。自然界中硅的含量非常豐富，在土壤中的含量僅次于氧（O），約占地殼的28%。但大部分硅以潔凈鋁硅酸鹽的形式存在，不能被植物直接利用(Richmond等，2003)。不同陸生植物的硅含量不盡相同，占干重的0.1%～10%(Liang等，2015)。19世紀70年代以來，植物科學家在研究發(fā)現(xiàn)硅（Si）可以增強植物對各種生物、非生物脅迫的抵抗和（或）耐受程度。硅是已知元素中僅有的能有效緩解多種非生物脅迫，如鹽、干旱、淹水、低溫、高溫、紫外線和礦質養(yǎng)分缺乏或毒性等脅迫。近年來，硅被廣泛接受為重要的肥料元素，硅肥的施用能夠顯著增強植物抵抗病蟲害的能力，有助于提高產量、食品安全性，推進發(fā)展綠色農業(yè)，實施減肥增效。而微納米硅肥作為新型肥料，可以起到節(jié)水、節(jié)肥、省工、提質、抗逆和增產的功能，有重要的研究價值(陳慶峰等，2019)。土壤與植物中的硅自然界中硅的含量非常豐富，在土壤中的含量僅次于氧（O），約占地殼的28%。但大部分硅以潔凈鋁硅酸鹽的形式存在，不能被植物直接利用(Richmond等，2003)。植物可以利用的是原硅酸（H4SiO4），根系可以吸收的適宜濃度為0.1～0.6mM(Gunnarsson等，2000)植株中硅的存在形態(tài)是無定形態(tài)二氧化硅或蛋白石（Opal），其具有明顯的三維空間結構，且在不同植物中的形狀明顯不同(夏石頭等，2001)。植物吸收的硅酸超過90%會隨著蒸騰水流從木質部移到地上部(Ma等，2006)。經(jīng)轉運子Lsi6分配后，最終以無定形水合二氧化硅的形式沉積在特化細胞內或質外體空間(Ma等，2008)。硅在水稻等植物中的沉積過程即生物硅化過程，在葉片的硅化細胞中會形成扇形、啞鈴形和泡狀等不同形狀的植硅體(Neethirajan等，2009)。硅可以增強植物對生物和非生物脅迫的耐受程度，且是已知元素中僅有的能有效緩解多種非生物脅迫，如鹽、干旱、淹水、低溫、高溫、紫外線和礦質養(yǎng)分缺乏或毒性等脅迫。硅元素對植物的作用硅在土壤和植物中無處不在，但是沒有直接證據(jù)說明硅是高等植物的必須元素，但現(xiàn)階段大量的研究已充分表明，硅能夠促進植物生長(Yan等，2018)。以水稻為例，在相同的條件下，無法吸收硅的水稻突變體相較于野生型的水稻，在生長上會受到抑制(Ma等，2006)。硅可以增強植物對生物和非生物脅迫的抗性，且是已知元素中僅有的能有效緩解多種非生物脅迫的元素。植物硅可以起到硅酸和無定形二氧化硅的作用，有助于提高細胞和植物體的強度，提高植物在光截獲和各種生物、非生物脅迫等生態(tài)學方面的適應能力(Cooke等，2011)。硅在葉片表面形成硅膠層以減少作物的非氣孔蒸騰，進而抵御干旱脅迫(陳慶峰等，2019)(Rizwan等，2015)。硅能抑制作物吸收Na+，促進作物固定Na+并產生活性氧，來提高K+/Na+的選擇性比例，進而抵御鹽脅迫(Costan等，2019)。2國內外研究現(xiàn)狀2.1研究方向及進展2.1.1 硅肥的研究與應用研發(fā)高效硅肥，補充土壤有效硅含量是當務之急。農業(yè)種植規(guī)模日益擴大，土壤中有效硅含量日益下降，依靠硅的風化以及秸稈還田已遠遠無法維持平衡，我國浙江、江蘇等多地土壤缺硅嚴重(邵建華，2001)。硅肥的研究始于美國，20世紀70年代開始在國內開始廣泛研究。1926年美國加州大學農業(yè)研究員提出“喜硅作物”的概念，硅是水稻良好生長所必須的元素。硅是否是植物生長的必需元素在學術界一直存在分歧，導致硅肥在一段時期內發(fā)展緩慢。20世紀70年代，我國大量實驗表明硅肥可以作為土壤調理劑，調節(jié)土壤pH和理化性質，對紅壤、鹽堿地有良好的改良效果，并且可以減輕重金屬對植物的污染(蔡德龍，2017)。當前生產中施用的硅肥主要有硅酸鈉型和硅酸鈣型，前者主要成分為硅酸鈉和偏硅酸鈉，是高效型硅肥，常用作追肥；后者主要含有硅酸鈣和偏硅酸鈉，常用作基肥施用(蘇紅，2015)。硅肥有明顯的增加產量的作用。近幾年來，我國在河南、山東、浙江等地對喜硅作物和缺硅土壤施用硅肥，水稻、小麥、花生、大豆等多種經(jīng)濟作物均有10～50%不等的產量增加(陳慶峰等，2019)；硅肥不僅可以提高作物的產量，而且可以提高作物的品質，如水稻、小麥的出糙率，葡萄、甘蔗等的含糖量，蘋果、番茄、葡萄的硬度，茄子、草莓等的維生素C含量、蛋白質含量和可溶性固形物含量等(賈建新等，2011)。硅肥還能起到顯著防病防蟲的作用，如赤霉病、白粉病、銹病、蚜蟲等。關于硅對小麥白粉病的抗性的研究表明，對小麥白粉病起作用的是硅而不是Na+或K+，硅的最佳濃度為1.7mmolL-1Si；硅處理后小麥對硅的吸收增強，并促進小麥的生長、葉片的葉綠素含量和生物量；硅不是產生抗病的誘導劑，而可能是加強子；硅通過“物理或機械屏障”作用增強小麥抵抗病菌侵染的能力(楊艷芳，2003)。2.1.2 微納米硅肥的研究微納米肥料是一種納米生物技術，是用納米材料技術構建、用醫(yī)藥微膠囊技術和化工微乳化技術改性而形成的全新肥料(張夫道等，2002)，包括納米結構肥料，包膜緩、控釋肥料和碳增效肥料、磁性肥料和生物復合肥三大類(殷憲國，2012)。納米肥料已廣泛在禾本科作物種植過程中開展試驗，其中在小麥種植中，劉鳳艷等(2011)研究發(fā)現(xiàn)，施用納米肥料可提升小麥蛋白質含量8%以上，粗脂肪含量5%以上。呂操等(2019)研究發(fā)現(xiàn)，納米肥料應用在小麥上可以顯著減少小麥后期無效分蘗，提高成穗率，增加千粒重進而顯著提升小麥產量。齊齊哈爾市松土肥業(yè)有限公司和中科院等高校合作研發(fā)的“硅博源”微納米硅肥將微納米技術與生物技術相結合，是一種優(yōu)良的品質肥料、植物調節(jié)性肥料(陳慶峰等，2019)。微納米硅肥是一種以硅酸鈣為主礦物的肥料，亦稱硅鈣肥或硅鈣鎂肥，無毒、無味、無腐蝕性、不變質、不易流失。在我國多地進行的微納米硅肥試驗取得了顯著的生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益，不僅提升農產品的產量、品質還可以減少其他肥料的施用，推進減肥增效工作的進行。研究表明納米肥料能夠提升養(yǎng)分利用效率，與傳統(tǒng)肥料相比，不管是單獨施用還是配合施用，養(yǎng)分都會與納米級的吸附劑結合，進而減緩養(yǎng)分的施放速度，提高養(yǎng)分的利用效率并且減少養(yǎng)分的淋失(Zulfiqar等，2019)。將微納米硅肥加入氮肥中，可以有效吸附游離安氨分子，吸附率達80%以上，通過吸附和儲存氨分子的方式，在常溫下將氮肥釋放周期延長。2.1.3 硅肥試驗的研究方向及進展現(xiàn)階段，硅肥試驗多聚焦于禾本科植物，其中絕大多數(shù)實驗對象為水稻，對于其他植物的研究還不夠深入，研究方向多為探究硅對植物抗性提升的影響和硅對植物養(yǎng)分吸收的影響。植物對硅元素運輸和轉運機理是研究的熱點方向，水稻等部分高硅積累植物、中硅積累植物的運輸和轉運機理已研究得較為深入，但其他許多植物，尤其是不含硅的植物品種，相關機理的研究仍較少。總體而言，植物營養(yǎng)學在硅素領域的研究越來越深入，對于植物中硅的吸收、運輸和轉運的機理都逐步明確，并且對于硅素的研究是當前植物營養(yǎng)學發(fā)展的重要發(fā)力點之一，是生物化學、生物分子學、肥料學的熱點研究問題。2.2存在問題研發(fā)高效硅肥，補充土壤有效硅含量是當務之急。農業(yè)種植規(guī)模日益擴大，土壤中有效硅含量日益下降，依靠硅的風化以及秸稈還田已遠遠無法維持平衡，我國浙江、江蘇等多地土壤缺硅嚴重(邵建華，2001)。 對于硅素作用于植物上的研究還并不深入，目前集中于水稻、甘蔗等硅積累作物，對于小麥等其他麥類作物的研究還未完全展開。納米技術在農業(yè)中的應用還屬于前期階段，納米顆粒作用于作物及植物細胞之間的作用機制也亟需更進一步的研究。如何降低納米技術的研究、生產成本并大規(guī)模推廣研究成果也是需要解決的問題之一。對于未來可持續(xù)農業(yè)與綠色農業(yè)的發(fā)展，納米農業(yè)科技還有很大的應用和進步空間。3研究展望硅肥，尤其是微納米硅肥在我國應用前景非常廣闊。我國存在大面積的缺硅土壤，農業(yè)生產存在硅肥缺口。我國地大物博，有生產硅肥豐富的物質基礎。硅肥的推廣應用，能使現(xiàn)有的糧食增產5％，相當于我國增加人口的糧食消費量。同時，隨著生態(tài)農業(yè)和新型農業(yè)的發(fā)展，硅肥不僅對于水稻，還對于小麥等作物增產方式以及小麥栽培模式的探索具有重要研究意義。對于未來納米硅肥和其他納米肥料的推廣應用依然具有更多空間值得探索。參考文獻艾天成,李方敏,周治安,張敏,吳海榮.作物葉片葉綠素含量與SPAD值相關性研究[J].湖北農學院學報,2000(01):6-8.蔡德龍.國內外硅肥研究與應用進展[J].磷肥與復肥,2017(01):37-39.陳慶峰,呂剛,于廣武.微納米硅肥的研制開發(fā)背景及應用效果[J].化肥工業(yè),2019,46(3):16-19,57.崔德杰,王月福,高靜,等.硅鉀肥對不同水分條件下冬小麥光合作用日變化的影響[J].土壤通報,1999(01):38-39.郝立冬2013.硅肥對春小麥生長及產量品質的影響[M].黑龍江八一農墾大學.胡煥煥,劉麗平,李瑞奇,李慧玲,李雁鳴.播種期和密度對冬小麥品種河農822產量形成的影響[J].麥類作物學報,2008(03):490-495+501.胡克偉,顏麗,關連珠.土壤硅磷元素交互作用研究進展[J].土壤通報,2004(02):230-233.賈建新,蔡德龍.硅肥對改善農作物品質研究及新進展[J].第四屆建設創(chuàng)新型國家大會——首屆中國農資分論壇論文集2011:45–50.劉鳳艷,侯碧輝,丁曉紅.施用納米肥料對小麥微結構和營養(yǎng)品質的影響[J].北京工業(yè)大學學報,2011,37(2):314–320.陸福勇,江立庚,秦華東,唐茂艷.不同氮、硅用量對水稻產量和品質的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報,2005(06):140-144.呂操,李志杰,段建設,等.納米肥料在小麥上的應用效果試驗[J].農業(yè)技術與裝備,2019（1）:22–24.王茂輝,聶金泉,任勇,等.不同硅肥用量對水稻生長的影響研究[J].廣東農業(yè)科學,2020(02):61-67.王顯,霍中洋,肖躍成,等.氮硅肥配施對水稻硅素營養(yǎng)及產量的影響[J].浙江農業(yè)科學,2010(06):1279-1281.魏玉光.硅氮肥在水稻上的應用效果研究[J].現(xiàn)代農業(yè)科技,2012(18):224-225.吳季榮,龔俊義.水稻硅營養(yǎng)的研究進展[J].中國稻米,2010,16(03):5-8.徐俊,何丹,石慶勝,石峰,石偉勇.納米硅肥對水稻離體葉片衰老的影響[J].中國土壤與肥料,2017(05):117-121.徐俊.納米硅肥對水稻抗早衰和增產作用研究[M].2017浙江大學.徐文富.國外蘇打鹽漬土的改良[J].世界農業(yè),1992(01):38-39.薛佳欣,張江偉,陳宗培,李奔,陳召月,王貴彥.灌漿期冬小麥生理特性和產量對不同灌水量的響應[J].麥類作物學報,2020,40(09):1111-1119.楊丹,劉鳴達,姜峰,等.酸性和中性水田土壤施用硅肥的效應研究Ⅰ.對土壤pH、Eh及硅動態(tài)的影響[J].農業(yè)環(huán)境科學學報,2012(04):757-763.楊艷芳.硅對小麥白粉病的抗性研究[D].南京農業(yè)大學,2003.朱佳,梁永超,丁燕芳,等.硅對低溫脅迫下冬小麥幼苗光合作用及相關生理特性的影響[J].中國農業(yè)科學,2006(09):1780-1788.CookeJ,LeishmanMR.Isplantecologymoresiliceousthanwerealise?[J].TrendsinPlantScience,2011,16(2):61–68.Costan,Andrei,AristeidisStamatakisetal.InteractiveeffectsofsalinityandsiliconapplicationonSolanumlycopersicumgrowth,physiol