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话说元素:硼与硅
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2018.01.10

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       编者:硼对于水果来说,往往注意的是它对于坐果的影响,特别是对于花粉或子房发育有缺限,更应该重视棚的作用。关于硅,本文确实开拓了眼界,对我们舟山多风的区域,可能也会在栽培技术的改进有参考作用。





文/邱庆军

1 硼

1.1 硼在作物体内的居住情况

作物体内,硼自下且上增加,也就是根﹤茎﹤叶﹤花含量递增。在花中,花药、子房及柱头含量最高。落实到单个细胞来说,细胞壁中的硼被绑起来,而细胞液中的硼可自由活动。按作物对硼的需求可分为需硼较多,需硼中等,需硼较少三个级别,当然同一个级别不同品种也存在一定差异。

1.2 作物怎么样“吃”硼

1.2.1 作物喜欢吃的是硼酸,化学式为H3BO3

1.2.2 作物对硼的取食可分为主动吸收(类似正常人饿了要自己会吃饭)和被动吸收(类似小小朋友,大人端着饭追在屁股后在喂)。

1.3 作物又是怎么将硼“兜着走”

1.3.1 硼从木质部向上运输,坐电梯的节奏,这个方式就决定了硼在叶尖、叶缘积累比较多。

1.3.2 硼在韧皮部的移动性。

移动性分普通公路和高速公路,这两点知道就行了。硼先由木质部向上运输到蒸腾作用最猛的部位,然后再经韧皮部就近运输做作物体内的循环利用。包括新老叶间,果叶间,韧皮部和木质部,甚至同一叶片不同区域间的运输。在韧皮部以B-多糖复体的形式移动。

1.4 硼对作物的营养功能

1.4.1 对细胞壁合成的作用及促进分生组织发育良好

上面提到,硼有部分被绑在细胞壁中,就说明细胞壁少不了硼。少了硼,细胞壁会增厚。缺硼侧根侧芽大量发生,并最后死掉和这个估计有一定关系。

1.4.2 硼增强光全作用,促进糖类的合成和运输

据报道,缺硼叶绿体退化,实际是叶绿素无法合成。光合作用不畅,及光合产物合成和运输不爽。从实际生产来看,缺硼影响糖这个能量物质的供给,表现为落蕾,落花及落果。

1.4.3 硼对繁殖器官的影响

硼充足,花粉萌芽快,自然花粉进入子房就清爽无阻碍,对受精及种子的形成可爽歪歪。反之就没故事。

1.4.4 硼对豆类的固氮作用,并能增强作物的抗逆性


2 硅

2.1 硅存在形式

2.1.1 土壤中,硅含量杠杠的,通常以SiO2 的形式呆着

2.1.2 植物喜欢吃的硅为单硅酸Si(OH)4

2.2 经典植物营养学上关于硅的作用——水稻是道具

2.2.1 木贼科、禾木科中藏着不少硅。

水稻种茎叶干物质含硅可达15%-20%。他们认为,硅多住在表皮细胞内,硅使细胞壁硅质化,增强水稻对病虫害的抵抗能力和抗倒伏能力。他们还提到,硅对生殖器官的形成有促进作用。

2.3 作物对硅的吸收、运输形式及分布新解

2.3.1 关于硅在一些作物上的发现(丁悌平等,2009)

2.3.1.1 硅和根茎叶壳的关系

研究发现在根系中硅主要呆在内皮层;在杆、枝、叶(壳)中硅主要分布并住在外皮层。用阿邱的话来解释就是,内皮层主要是负责内政民生等,外皮层主要是外交国防等。

2.3.1.2 硅在作物体内含量变化的情况

一些作物从根到茎,硅含量略有降低,但往叶、壳越来越嗨;还有些作物从根到竿,硅含量略有降低,但往枝叶一样会越来越嗨皮。

2.3.1.3 硅是怎么样被吃掉的

根从土壤中吃的是正硅酸,被动吸收起主导作用,蒸腾作用是搬运与定居的主要机制。

2.3.2 从基因角度阐述硅的吸收和转运(张玉秀等,2011)

张老师团队从基因的角度阐述了不同部位不同基因对硅的吸收、转动及在作物体内再分配的作用机制。张的研究和丁团队的研究有些方面得到了相互验证。

2.3.2.1 关于硅在作物内的定居情况

这方面张团队提出下面几点

A 水稻等水生禾本科,硅含量高达15-20;

B 旱地禾本科主要指麦类,含量为2-4;

C 以豆科为代表的双子叶作物,大概为麦类的一丁点。

他们还提出不同生长部位硅量也不同,另一个就是老叶和新叶硅占座的兴趣也不一样。从cell水平上看,硅呆在cell壁和cell间隙间,打个比方硅就藏在门上或门缝间。

2.3.2.1 基因级别上看硅是在哪里被干掉的

a 侧根,基因情况和丁团队的试验相互验证;

b 可能存在不同作物基本有差异,表现为吃硅速度不同;

c 基团学说从一个侧面证明了抽穗期作物对硅的需求会有一个极活跃期,这个阶段所消灭的硅占生育期的多半;

d 研究表明,从根得来的硅绝大部分会被存放在地上部,高达8-9成。这是不是叶面补硅的基本原因之一呢?

总之,张团队的研究基团在各个关键的节点把控着硅的吸收,转运及再次分配。基因这个细节也让丁团队的研究彰显深度广度和更接地气。

2.3.3 来自田间的实践

阿邱近年来就不同的样品在田间做了些摸索或尝试。试错试新方式有叶面喷雾处理、土壤处理、淋苗处理等。发现一些有趣的现象:

2.3.3.1 就叶面处理和土壤处理来说,作物根的发生与分布是差异,前者根是扎下去的,而后者根是平展开来的,换个说法就是一个是被逼发根,一个是自由自主发根。这个还要做更进一步验证;

2.3.3.2 经过硅处理的作物的髓部,在极端环境下依然是实心的,而对照已空心;

2.3.3.3 抗逆性提高,这点和2.3.3.2应该有相关性,连续几年尝试下来,硅处理的耐性很好,根又粗又壮等。现在正在扩大尝试的范围。


来个小总结,硼和硅都带有“石”,笔者就这么原始的将他们放到了一块。但从地下到地上,它们的含量几乎都是递增的,这个几乎有点巧合。另外它们都喜欢呆的叶片里,并且蒸腾作用好像也都是他们的动力。好就说这么多。(完)


(注:文字为原创,在『我会种』和笔者的微信公众平台『下田有喜』同期推出。转载请注明出处。)


作者简介:邱庆军,海南琼山人,农药学硕士,2014年12月创办《下田有喜》和《放脚下田》微信公众号

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