硅对生姜生长及生理特性的影响

硅对生姜生长及生理特性的影响张国芹生姜(ZingiberofficinaleRosc.)是生长期较长且需肥量较高的作物,长期以来,生姜栽培多注重氮、磷、钾肥的投入,致使其茎秆变软,抗病虫能力下降,产量品质降低。前人研究表明,硅可延缓作物基部叶片的衰老,提高光合速率,并增强作物的抗逆性。但关于生姜对硅素的反应尚未见报道。为此,本研究采用营养液加硅水培方法〔CK(0)、T1(1.0mmol/L)、T2(1.5mmol/L)、T3(2.0mmol/L)〕和大田增施硅肥试验〔CK’(0)、T’1(50kg/666.7m2)、T’2(100kg/666.7m2)、T’3(150kg/666.7m2)〕相结合,研究了硅对生姜矿质元素吸收分配特性的影响,分析了硅与生姜的生长发育、产量品质及光合荧光特性的关系。主要研究结果如下:1.生姜植株含硅量达2%～5%,可判定为喜硅作物,但器官硅含量由高及低依次:根叶根茎茎。营养液补充硅素,可提高植株各器官的硅(SiO2)含量,各器官硅含量与植株平均硅含量密切相关,但综合分析,上位叶硅含量作为诊断生姜硅素营养状况较为理想。2.营养液水培试验证明,施硅提高了植株中N、P含量及吸收量。生姜长至115d后,T1、T2、T3处理生姜幼苗氮、磷吸收量分别比CK增加13.1%、27.1%、35.2%和18.6%、39.5%、52.3%。同时降低了植株中K含量,但由于施硅促进了植株的生长,从而植株对钾的吸收量并未降低。3.硅对生姜有明显的促长作用,大田和水培试验均证明,施硅可增加生姜株高、茎粗及各器官的生物量。大田增施硅肥还可增加植株的叶片数和分枝数。生姜收获时,T’1、T’2、T’3的分枝数分别比CK’增加了8.3%、18.3%、13.3%,其产量分别达76926.9、86542.8和78850.1kg/hm2,分别比CK’产量66926.4kg/hm2增加14.9%,29.3%和17.8%。4.施硅对生姜叶片叶绿素含量没有显著影响,但可提高叶片类胡萝卜素含量,增强了植株对强光的利用能力,显著提高了生姜叶片光合作用的饱和光强、CO2羧化效率(CE)及光合速率。另外,硅素还提高了生姜叶片原初光能转换效率、光合电子传递量子效率,光化学猝灭系数,降低午间光抑制程度。5.施硅降低了生姜叶片的蒸腾速率(Tr),提高了水分利用效率(WUE)。11:00点T1、T2、T3的生姜叶片Tr分别比CK低6.3%、17.1%和19.2%,WUE分别比CK高23.1%、55.9%和54.8%。6.施硅显著提高了生姜抗逆性。高温、干旱胁迫后施硅显著提高了生姜叶片的CAT、POD活性,同时降低了叶片MDA含量。高温胁迫下,T1、T2和T3的叶片丙二醛含量较对照降低8.8%、19.2%和23.8%,从而降低了生姜膜伤害程度。7.硅肥不仅提高了生姜的产量,还改善了生姜品质。T’1、T’2和T’3处理根茎干物质含量分别比CK’增加了17.5%、20.1%和8.7%。同时挥发油含量也以T’2处理较高,比对照增加25.0%。8.通过综合分析,生姜营养液水培的硅素水平以1.5～2.0mmol/L较为适宜;生姜大田硅肥(有效SiO2含量28%)合理施用量为100kg/666.7m2左右。