海水脅迫下外源硅對(duì)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交稻產(chǎn)量及生理特性的影響

摘要：鹽脅迫是制約水稻生產(chǎn)的主要非生物脅迫因子之一，硅（Si）作為提高植物抗逆性的微量元素之一，在許多作物逆境栽培中報(bào)道，但在海水復(fù)合鹽脅迫下，施用外源硅對(duì)水稻耐鹽性的影響研究鮮有報(bào)道。為探究海水復(fù)合鹽脅迫下外源硅對(duì)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交稻產(chǎn)量及生理特性的影響，以?xún)?yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交稻Y兩優(yōu)957和晶兩優(yōu)534為研究材料，用天然海水與淡水調(diào)配，設(shè)置0.0%、0.3%和0.6% 3種鹽濃度，研究海水脅迫下外源硅對(duì)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交稻產(chǎn)量及生理特性的影響。結(jié)果表明，鹽脅迫顯著降低了水稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因子數(shù)值、干物質(zhì)量和鉀離子含量，顯著提高了鈉離子、丙二醛含量和抗氧化物酶活性。外源硅處理能夠減緩鹽分脅迫，顯著提高了0.0%、0.3%濃度海水脅迫下的水稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因子數(shù)值（結(jié)實(shí)率除外）和除成熟期及晶兩優(yōu)534齊穗期穗、Y兩優(yōu)957孕穗期葉片外的各器官鉀離子含量，并降低海水脅迫下鈉離子含量，改善海水脅迫下水稻的鉀、鈉離子分配比例；在0.3%和0.6%濃度的海水脅迫下，外源硅處理顯著提高水稻葉片抗氧化物酶活性，顯著降低丙二醛含量（Y兩優(yōu)957齊穗期除外）。鹽地增施外源硅是緩解水稻鹽脅迫、提高產(chǎn)量的一項(xiàng)有效栽培措施。

關(guān)鍵詞：水稻；硅肥；鹽脅迫；產(chǎn)量；生理特性

中圖分類(lèi)號(hào)：S511.01；S511.06 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）12-0105-10

我國(guó)面臨著耕地面積日益減少、水土流失嚴(yán)重、人均耕地不足等多重挑戰(zhàn)［1］。鹽堿地作為我國(guó)重要的后備耕地資源，具有巨大的開(kāi)發(fā)潛力［2］。據(jù)報(bào)道，我國(guó)有234萬(wàn)hm2沿海灘涂和1億hm2內(nèi)陸鹽堿地，因此，開(kāi)發(fā)利用沿海灘涂和內(nèi)陸鹽堿地對(duì)保障我國(guó)糧食安全具有重要意義［3-4］。

水稻（Oryza sativa L.）是全球主要的糧食作物之一，其產(chǎn)量的穩(wěn)定與持續(xù)增長(zhǎng)對(duì)于滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的糧食需求具有重要的保障作用。水稻是鹽堿地改良的重要作物之一［5］，作為一種鹽中度敏感作物，與其他作物相比，高鹽環(huán)境中根系更容易受到離子毒害。前人研究表明，在水稻根際環(huán)境中，鹽脅迫會(huì)通過(guò)滲透脅迫和離子脅迫2個(gè)方面來(lái)抑制根系對(duì)水和養(yǎng)分的吸收。滲透脅迫主要是土壤中高濃度的鹽分降低了土壤水勢(shì)，使植株吸水困難，抑制植株生長(zhǎng)；離子脅迫則是植株中過(guò)量Na+和Cl-積累，使K+和磷素等吸收受抑，損害植株蛋白質(zhì)和酶的功能［6-7］。此外，鹽脅迫會(huì)降低水稻葉綠素含量，抑制凈光合速率和減少光合同化物積累［8］，造成水稻產(chǎn)量降低［9］。

硅是植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中重要的營(yíng)養(yǎng)元素之一，已有大量研究表明硅能夠提高鹽脅迫下植物的抗逆性［10］。束良佐等研究表明，硅肥能夠提高鹽脅迫下玉米的光合速率和干物質(zhì)量，改善玉米幼苗體內(nèi)的水分代謝和水分利用率［11］。外源硅提高了鹽脅迫下野生大豆的耐鹽性，表現(xiàn)為降低葉片丙二醛和過(guò)氧化氫含量，提高葉綠素含量和光合速率［12］。適量的硅能夠降低植株體內(nèi)丙二醛含量，提高植物抗氧化物酶活性［13］，此外，硅還能夠提高水稻發(fā)芽指標(biāo)、調(diào)節(jié)植物體內(nèi)離子平衡、增加養(yǎng)分吸收量和改善稻米品質(zhì)等［14-15］。在鹽脅迫對(duì)水稻影響的研究上，目前多選用NaCl單鹽處理［16］，而以海水復(fù)合鹽進(jìn)行脅迫的影響研究較少［17］。同時(shí)，在海水復(fù)合鹽脅迫下施用外源硅對(duì)水稻耐鹽性的影響研究鮮有報(bào)道。因此，本研究用天然海水與淡水調(diào)配，研究在海水脅迫下施用外源硅對(duì)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交稻產(chǎn)量及生理特性的影響，以期為硅肥對(duì)鹽脅迫下栽培調(diào)控提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用Y兩優(yōu)957及晶兩優(yōu)534共2個(gè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交水稻國(guó)審品種，米質(zhì)均達(dá)國(guó)家GB/T 17891—2017《優(yōu)質(zhì)稻谷》標(biāo)準(zhǔn)2級(jí)，所有品種均由湖南雜交水稻研究中心提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2022年12月至2023年5月在海南省樂(lè)東黎族自治縣樂(lè)一村國(guó)家耐鹽堿水稻技術(shù)創(chuàng)新中心試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)田為冬季閑置水稻田，土壤類(lèi)型為沙壤土，土壤基本理化性質(zhì)為pH值7.37，有機(jī)質(zhì)含量23.99 g/kg，全氮含量1.56 g/kg，堿解氮含量213.38 mg/kg，全磷含量0.87 g/kg，速效磷含量93.77 mg/kg，全鉀含量12.30 g/kg，速效鉀含量238.50 mg/kg。

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，海水脅迫為主區(qū)，硅肥處理為副區(qū)。海水脅迫共設(shè)置 0.0%（清水）、0.3%、0.6% 3種鹽濃度，外源硅施用量（以SiO2計(jì)）設(shè)置為0（CK）和150 kg/hm2（SI）［18］共2種處理，硅肥為水溶性粉末，主要成分為SiO2 ≥ 80%，施用方法為秧苗移栽前3 d翻耕耙田時(shí)作基肥一次性施入。試驗(yàn)合計(jì)6種處理，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，不同處理間筑?。?0 cm）并用塑料薄膜包裹，以防串水串肥。每小區(qū)50 m2，四周設(shè)置4行保護(hù)行。移栽后先使用淡水灌溉返青，在移栽后20 d開(kāi)始用海水與淡水調(diào)配至各處理濃度的鹽水灌溉，每3 d排水1次并重新灌溉，雨天后也排水1次并重新灌溉。全生育期保持5 cm水層灌溉，收割前7 d斷水。

2023年1月10日播種，秧齡25 d人工雙本移栽，栽插密度30 cm×15 cm，栽插后３ d內(nèi)及時(shí)查漏補(bǔ)缺，確保插足基本苗數(shù)。施肥量為純氮量" 210 kg/hm2，P2O5 105 kg/hm2，K2O 210 kg/hm2，氮肥用普通尿素，氮肥施用量按基肥 ∶分蘗肥 ∶穗肥=4 ∶3 ∶3。磷肥用鈣鎂磷肥，作基肥一次性施入。鉀肥用氯化鉀，50%用作基肥，50%在拔節(jié)期施入。病蟲(chóng)草害防治按一般栽培措施統(tǒng)一進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

在成熟期，先在各試驗(yàn)小區(qū)選擇遠(yuǎn)離邊際位置的調(diào)查點(diǎn)3個(gè)，每個(gè)調(diào)查點(diǎn)連續(xù)調(diào)查15蔸有效穗，調(diào)查的45蔸有效穗計(jì)算平均有效穗數(shù)。然后按平均有效穗數(shù)每試驗(yàn)小區(qū)取生長(zhǎng)一致的5蔸為一個(gè)樣本，測(cè)量每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和千粒重。每個(gè)小區(qū)選取200穴，單打單收，揚(yáng)凈后分別稱(chēng)重，按13.5%標(biāo)準(zhǔn)含水量再折算單產(chǎn)。

1.3.2 干物質(zhì)量

于分蘗期、孕穗期、齊穗期和成熟期各處理每重復(fù)取生長(zhǎng)一致的植株5株，按莖鞘、葉、穗（抽穗后）分離并裝袋，置于105 ℃烘箱中殺青30 min，在80 ℃烘箱中烘干至恒重，冷卻后稱(chēng)重。

1.3.3 鈉、鉀離子含量

上述干物質(zhì)稱(chēng)量后研磨成粉末，粉碎過(guò)篩后稱(chēng)取0.5 g樣品，將樣品進(jìn)行消解，然后使用火焰光度計(jì)測(cè)定鈉、鉀含量［13］。

鈉（鉀）元素含量（mg/g）=樣品鈉（鉀）元素濃度/稀釋倍數(shù)／樣品質(zhì)量；鉀鈉元素比值=鉀元素含量（mg/g）/鈉元素含量（mg/g）。

1.3.4 葉片丙二醛含量和抗氧化酶活性

于分蘗期、孕穗期、齊穗期將各處理的水稻倒二葉剪下后用錫箔紙包住并作好標(biāo)記，立即放入液氮中淹沒(méi)保存，充分冷凍后置于-80 ℃超低溫冰箱中保存，用于測(cè)定葉片丙二醛含量和抗氧化酶活性。測(cè)定方法按照北京索萊寶科技有限公司生產(chǎn)的試劑盒操作說(shuō)明進(jìn)行［19］。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

運(yùn)用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和計(jì)算，運(yùn)用SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，運(yùn)用Origin 2021軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 海水脅迫下外源硅對(duì)產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子數(shù)值的影響

由表1可知，隨海水脅迫濃度的增加，外源硅及對(duì)照處理下，2個(gè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交稻的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子數(shù)值均顯著下降，且總體隨海水脅迫濃度的增加下降幅度增大。在相同海水脅迫濃度下，外源硅處理較對(duì)照均提高了產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子數(shù)值，但外源硅較對(duì)照提高產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子數(shù)值的幅度總體隨海水脅迫濃度的增加而下降，較高濃度的海水抑制了外源硅增產(chǎn)效果。在0.0%、0.3%濃度的海水脅迫下，外源硅處理的產(chǎn)量、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重均顯著大于對(duì)照。在0.6%濃度的海水脅迫下，外源硅處理的以上指標(biāo)與對(duì)照差異不顯著。3種濃度海水脅迫下外源硅處理的結(jié)實(shí)率與對(duì)照差異不顯著。

2.2 海水脅迫下外源硅對(duì)干物質(zhì)量的影響

由表2可知，隨海水脅迫濃度的提高，外源硅及對(duì)照處理下，2個(gè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交稻在4個(gè)時(shí)期各器官干物質(zhì)量均顯著下降，且總體隨海水脅迫濃度的增加下降幅度增大。在相同海水脅迫濃度下，外源硅處理較對(duì)照均提高了4個(gè)時(shí)期各器官的干物質(zhì)量，但外源硅較對(duì)照提高4個(gè)時(shí)期各器官干物質(zhì)量的幅度總體隨海水脅迫濃度的增加而下降，較高濃度的海水抑制了外源硅增加干物質(zhì)量的效果。在0.0%濃度的海水脅迫下，外源硅處理的4個(gè)時(shí)期各器官干物質(zhì)量均顯著大于對(duì)照；在0.3%濃度的海水脅迫下，外源硅處理的部分時(shí)期各器官干物質(zhì)量顯著大于對(duì)照；在0.6%濃度的海水脅迫下，外源硅處理的僅Y兩優(yōu)957齊穗期葉片和晶兩優(yōu)534分蘗期葉片干物質(zhì)量與對(duì)照差異顯著，其余4個(gè)時(shí)期各器官干物質(zhì)量與對(duì)照差異均不顯著。

2.3 海水脅迫下外源硅對(duì)鉀離子含量的影響

由圖1可知，隨海水脅迫濃度的提高，外源硅及對(duì)照處理下，2個(gè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交稻在4個(gè)時(shí)期各器官鉀離子含量均顯著下降。在相同海水脅迫濃度下，外源硅處理較對(duì)照均提高了4個(gè)時(shí)期各器官的鉀離子含量， 但外源硅較對(duì)照提高4個(gè)時(shí)期各器官鉀離子量的幅度總體隨海水脅迫濃度的增加而下降，較高濃度的海水抑制了外源硅增加鉀離子含量的效果。在0.0%濃度海水脅迫下，外源硅處理的4個(gè)時(shí)期各器官鉀離子含量顯著大于對(duì)照（兩優(yōu)957成熟期葉、穗除外）；在0.3%濃度海水脅迫下，外源硅處理除成熟期及晶兩優(yōu)534齊穗期穗、Y兩優(yōu)957孕穗期葉片外3個(gè)時(shí)期各器官鉀離子含量顯著大于對(duì)照；0.6%濃度海水脅迫下，外源硅處理的4個(gè)時(shí)期各器官鉀離子含量與對(duì)照差異不顯著（分蘗期Y兩優(yōu)957莖鞘和晶兩優(yōu)534葉片除外）。

2.4 海水脅迫下外源硅對(duì)鈉離子含量的影響

由圖2可知，隨海水脅迫濃度的提高，外源硅及對(duì)照處理下，2個(gè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交稻在4個(gè)時(shí)期各器官鈉離子含量均顯著上升。在相同海水脅迫濃度下，外源硅處理較對(duì)照均降低了4個(gè)時(shí)期各器官的鈉離子含量，但外源硅較對(duì)照降低4個(gè)時(shí)期各器官鈉離子量的幅度隨海水脅迫濃度從0.3%增加到0.6%而下降，較高濃度的海水抑制了外源硅降低鈉離子含量的效果。在0.0%濃度的海水脅迫下，外源硅處理的4個(gè)時(shí)期各器官鈉離子含量與對(duì)照差異不顯著；在0.3%濃度的海水脅迫下，外源硅處理的4個(gè)時(shí)期各器官鈉離子含量多顯著小于對(duì)照；0.6%濃度的海水脅迫下，外源硅處理的晶兩優(yōu)534齊穗期莖鞘和2水稻品種成熟期莖鞘的鈉離子含量顯著小于對(duì)照，葉片在4個(gè)時(shí)期的鈉離子含量均顯著小于對(duì)照，穗部的鈉離子含量?jī)H晶兩優(yōu)534成熟期與對(duì)照差異顯著。

2.5 海水脅迫下外源硅對(duì)鉀鈉比值的影響

由圖3可知，隨海水脅迫濃度的提高，外源硅及對(duì)照處理下，2個(gè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交稻的4個(gè)時(shí)期莖鞘和葉片鉀鈉比均顯著下降。在相同海水脅迫濃度下，外源硅處理較對(duì)照均提高了4個(gè)時(shí)期各器官的鉀鈉比，但外源硅較對(duì)照提高4個(gè)時(shí)期各器官鉀鈉比的幅度總體隨海水脅迫濃度的增加而下降，較高濃度的海水抑制了外源硅增加鉀鈉比值的效果。在0.0%濃度的海水脅迫下，外源硅處理的4個(gè)時(shí)期各器官鉀鈉比均顯著大于對(duì)照；在0.3%濃度的海水脅迫下，外源硅處理的僅Y兩優(yōu)957分蘗期葉片、晶兩優(yōu)534孕穗期葉片和晶兩優(yōu)534齊穗期穗部鉀鈉比顯著大于對(duì)照；0.6%濃度的海水脅迫下，外源硅處理的4個(gè)時(shí)期各器官鉀鈉比與對(duì)照差異不顯著。

2.6 海水脅迫下外源硅對(duì)葉片丙二醛的影響

由圖4可知，隨海水脅迫濃度的提高，外源硅及對(duì)照處理下，2個(gè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交稻的3個(gè)時(shí)期葉片丙二醛含量均顯著上升。在相同海水脅迫濃度下，外源硅處理較對(duì)照均降低了3個(gè)時(shí)期葉片丙二醛含量。在0.0%濃度的海水脅迫下，外源硅處理的3個(gè)時(shí)期葉片丙二醛含量與對(duì)照差異不顯著。在0.3%、0.6%濃度的海水脅迫下，外源硅處理的3個(gè)時(shí)期葉片丙二醛含量均顯著小于對(duì)照（Y兩優(yōu)957齊穗期除外）。

2.7 海水脅迫下外源硅對(duì)葉片抗氧化酶活性的影響

由圖5可知，隨海水脅迫濃度的提高，外源硅及對(duì)照處理下，2個(gè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交稻的3個(gè)時(shí)期葉片SOD、POD和CAT活性均顯著上升。在相同海水脅迫濃度下，外源硅處理較對(duì)照均提高了3個(gè)時(shí)期葉片SOD、POD和CAT活性。在0.0%濃度的海水脅迫下，外源硅處理的3個(gè)時(shí)期葉片SOD、POD和CAT活性與對(duì)照僅部分時(shí)期差異顯著。在0.3%、0.6%濃度的海水脅迫下，外源硅處理的3個(gè)時(shí)期葉片SOD、POD和CAT活性均顯著大于對(duì)照。

3 討論

3.1 海水脅迫下外源硅對(duì)水稻產(chǎn)量及干物質(zhì)的影響

鹽脅迫抑制了水稻植株各器官的生長(zhǎng)，造成水稻減產(chǎn)甚至死亡［20-21］。鹽脅迫對(duì)水稻產(chǎn)量影響的研究存在一些差異，周根友等的研究表明，鹽脅迫嚴(yán)重影響了水稻的每穗粒數(shù)和粒重，這是導(dǎo)致水稻減產(chǎn)的主要原因［22-23］，而胡博文等的研究表明，鹽脅迫下水稻群體穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和粒重均降低［24］。本研究中，隨著海水脅迫濃度的提高，2個(gè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交稻品種在外源硅及對(duì)照處理下的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子數(shù)值均顯著下降，且總體隨海水濃度的增加下降幅度增大，與前人研究結(jié)果［25-26］一致。韋海敏等研究發(fā)現(xiàn)，施用硅肥促進(jìn)水稻植株養(yǎng)分吸收，干物質(zhì)量和產(chǎn)量差異更加顯著［27］；龔金龍等研究發(fā)現(xiàn)，在有效分蘗期追施硅肥，有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)差異最為顯著，增加結(jié)實(shí)率和千粒重則在抽穗期追施硅肥優(yōu)于其他時(shí)期［28］。而在海水脅迫下，本研究發(fā)現(xiàn)硅肥能緩解鹽分脅迫，施用硅肥后較對(duì)照提高了產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子數(shù)值，其中在0.0%和0.3%濃度的海水處理下，外源硅處理與對(duì)照的產(chǎn)量、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重均達(dá)到顯著差異，在0.6%濃度的海水脅迫下， 外源硅處理與對(duì)照的以上指標(biāo)數(shù)值差異不顯著。而結(jié)實(shí)率在3種濃度的海水處理下外源硅處理與對(duì)照差異均不顯著。

鹽脅迫對(duì)水稻生理和生長(zhǎng)產(chǎn)生多方面的影響，隨生長(zhǎng)階段和脅迫的嚴(yán)重程度而變化［29］。在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段受到鹽脅迫表現(xiàn)為抑制水稻植株生長(zhǎng)、降低干物質(zhì)積累、減少有效分蘗等，生殖生長(zhǎng)期受到鹽脅迫表現(xiàn)為花期推遲、幼穗分化進(jìn)程減慢、穎花量減少和結(jié)實(shí)率降低，嚴(yán)重影響產(chǎn)量和品質(zhì)［30］。硅可以增加水稻根系活力，促進(jìn)物質(zhì)積累，改善鹽脅迫對(duì)水稻植株的抑制作用［31］。本研究發(fā)現(xiàn)，水稻各器官干物質(zhì)量均隨著海水脅迫濃度增加呈下降趨勢(shì)，外源硅促進(jìn)水稻植株生長(zhǎng)，增加了水稻各器官干物質(zhì)量，緩解鹽脅迫對(duì)水稻的危害，表明外源硅增強(qiáng)水稻植株對(duì)鹽脅迫的耐受性，改善鹽脅迫下水稻植株的生長(zhǎng)具有重要作用。

3.2 海水脅迫下外源硅對(duì)水稻離子脅迫的影響

研究表明，在鉀離子缺乏的情況下，低濃度的鈉離子對(duì)植物的生長(zhǎng)有益，鈉離子可以在植物中少量替代鉀離子的功能［32］。但是在外界環(huán)境鈉離子濃度過(guò)高時(shí)，植物吸收過(guò)量的鈉離子后會(huì)在植物中引起離子毒害，干擾植物正常的生長(zhǎng)代謝［33］。本研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫降低水稻各生育期鉀離子含量，增加鈉離子含量，且鉀離子含量隨著水稻生育進(jìn)程推進(jìn)而降低，鈉離子呈相反趨勢(shì)，從而隨著水稻生育進(jìn)程推進(jìn)鉀鈉比也逐漸下降。前人研究表明鹽脅迫下較高的鉀/鈉含量比被認(rèn)為是植物耐鹽的核心指標(biāo)［34］。已有研究表明，硅通過(guò)調(diào)節(jié)鈉離子的吸收、運(yùn)輸和分配，增強(qiáng)對(duì)鈉離子的區(qū)隔，緩解鹽脅迫導(dǎo)致的離子失衡［35］。硅還可以通過(guò)促進(jìn)鹽脅迫下水稻鉀吸收、鈉外排以及與鈉區(qū)隔化相關(guān)基因的表達(dá)，緩解鹽脅迫造成的離子毒害［13］。本研究發(fā)現(xiàn)外源硅能夠降低各器官鈉離子含量，同時(shí)提高鉀離子含量以維持較高的鉀/鈉含量比，從而緩解鹽脅迫下鈉離子毒害。本研究還發(fā)現(xiàn)，外源硅在0.0%、0.3%濃度的海水脅迫下鉀離子含量增幅較大，而在0.6%濃度的海水脅迫下增幅較小，說(shuō)明外源硅在低濃度的海水處理下對(duì)離子調(diào)控效果優(yōu)于高濃度的海水處理。

3.3 海水脅迫下外源硅對(duì)水稻葉片生理活性的影響

鹽脅迫下水稻植株受到離子毒害作用，導(dǎo)致水稻植株體內(nèi)丙二醛大量積累，最終導(dǎo)致水稻植株生長(zhǎng)發(fā)育受到抑制［36］。丙二醛是過(guò)氧化反應(yīng)的積累產(chǎn)物，其反映出氧自由基對(duì)細(xì)胞膜的損傷程度，丙二醛含量是判斷細(xì)胞遭受脅迫程度大小的常用指標(biāo)［37］。硅肥能夠緩解鹽脅迫引起的丙二醛積累，這與前人的研究結(jié)果［38］一致，本研究還發(fā)現(xiàn)外源硅在0.3%濃度的海水處理下對(duì)丙二醛積累的緩解效果優(yōu)于0.0%、0.6%濃度的海水處理。植物體內(nèi)的活性氧清除系統(tǒng) POD、CAT和SOD等隨著鹽脅迫的增大而大量積累，所以鹽脅迫下水稻葉片中的抗逆酶活性高于正常土壤下生長(zhǎng)的水稻［39］，本研究發(fā)現(xiàn)，在相同濃度海水脅迫下，外源硅處理較對(duì)照均提高了葉片的抗氧化物酶活性，從而緩解氧化脅迫對(duì)植株的傷害。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，外源硅處理與對(duì)照的SOD和CAT活性在0.3%濃度的海水處理下增幅最大，而POD活性在0.6%濃度的海水處理下增幅最大。本研究表明，外源硅能夠增加水稻在鹽脅迫下的抗氧化酶活性，減輕鹽脅迫造成的氧化損傷，提高水稻的耐鹽性。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，鹽脅迫顯著干擾水稻體內(nèi)鉀鈉離子平衡和抑制干物質(zhì)積累，造成產(chǎn)量下降。外源硅處理能夠減緩鹽分脅迫，顯著提高了0.0%、0.3%濃度海水脅迫下的水稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因子數(shù)值（結(jié)實(shí)率除外）和除成熟期及晶兩優(yōu)534齊穗期穗、Y兩優(yōu)957孕穗期葉片外的各器官鉀離子含量，并降低海水脅迫下鈉離子含量，改善海水脅迫下水稻的鉀、鈉離子分配比例；在0.3%、0.6%濃度的海水脅迫下，外源硅處理顯著提高了水稻葉片抗氧化物酶活性，顯著降低丙二醛含量（Y兩優(yōu)957齊穗期除外）。綜上所述，鹽地增施外源硅是緩解水稻鹽脅迫，提高產(chǎn)量的一項(xiàng)有效栽培措施。

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收稿日期：2024-01-09

基金項(xiàng)目：海南省重大科技計(jì)劃（編號(hào)：ZDKJ202001）。

作者簡(jiǎn)介：何文麗（2000—），女，湖北襄陽(yáng)人，碩士研究生，主要從事水稻抗逆栽培生理研究。E-mail：hewenli43@163.com。

通信作者：魏中偉，博士，副研究員，主要從事水稻栽培研究。E-mail：wzw619@126.com。