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Effect of calcium and silicon on growth of and nutrient uptake by wheat exposed to simulated acid rain

钙、硅对酸雨胁迫下小麦生长和养分吸收的影响



全 文 :钙、硅对酸雨胁迫下小麦生长和养分吸收的影响*
梁永超* * 沈其荣 张爱国 沈振国 (南京农业大学资源与环境科学学院, 南京 210095)
=摘要> 采用盆栽试验方法研究了在模拟酸雨胁迫下施用碳酸钙和硅酸钠对红壤酸化、土壤活性铝和速效养
分含量以及小麦生长、养分吸收与积累的影响. 结果表明, 短期内 ( 2 个月)喷施 pH3. 0 的酸雨对红壤酸化有一
定的促进作用, 但对小麦生长无显著不良影响, 反而因酸雨中含有 N、S、K 等营养元素, 可起到一定的促进作
用.施用碳酸钙和硅酸钠具有抑制土壤酸化、降低活性铝的作用, 但碳酸钙用量应控制在 2. 0g# kg- 1以下, 否则
将降低土壤磷的生物有效性, 抑制小麦生长.与此相反,硅酸钠的施用则大幅度提高土壤有效磷含量,促进小麦
对 P 的吸收和利用,同时也有利于 N、K 等元素的利用, 从而显著促进作物生长. 此外, Si还具有显著提高作物
抗麦蚜危害的能力.
关键词 铝毒 钙 硅 酸雨 小麦
Effect of calcium and silicon on growth of and nutr ient uptake by wheat exposed to simulated acid r ain. Liang
Yongchao, Shen Qirong, Zhang Aiguo and Shen Zhenguo ( College of Na tur al Resources, Environmental Sciences,
Nanjing Agricultur al Univer sity, Nanjing 210095) . 2Chin. J . Appl . Ecol. , 1999, 10( 5) : 589~ 592.
Pot experiments were conducted to study the effect of calcium carbonate and sodium silicate on the acidificat ion of red
soil, and on the growth of and nutrient uptake by wheat ( Tr itum aestivum cv. Yangmai No. 5) exposed to simulated
acid rain. The result indicated that the deposition of simulated pH3. 0 acid r ain onto the foliage of wheat decreased soil
pH to some degree, which had no inhibitory, but promotion effect on wheat growth, due to its contained N, S, and
K elements. Applying calcium carbonate and sodium silicate to the soil befor e exposure, inhibited soil acidification and
aluminum activation. However , the application rate of carbonate should be no more t han 2. 0g# kg- 1 , otherwise, it
would considerably decrease the bio2availabilit y of soil phosphorus, and inhibited plant growth. In contr ast , adding sil2
icate significantly incr eased soil available phosphorus content, and enhanced the uptake of phosphorus as well as nitro2
gen and potassium by wheat. Additionally, t he Si2fed wheat plants were found to be more resistant to wheat aphid.
Key words Aluminum toxicity, Calcium, Silicon, Simulated acid rain, Wheat .
* 国家自然科学基金资助项目( 39500088) .
* * 通讯联系人.
1998- 06- 15收稿, 1998- 08- 18接受.
1 引 言
酸雨是重要的生态环境问题之一. 我国自 80年代
以来,酸雨现象日趋严重, 造成了对森林、水体和农田
生态系统的直接或间接危害. 据报道,仅两广地区耕地
受酸性沉降污染影响面积约为 5. 07@106hm2, 减产损
失估计为 3亿多元[4 ] . 刘燕云等[1]的研究则表明, pH
2. 8的酸雨外加 SO2 处理对白菜、油菜生长有明显的
抑制作用, 可使蔬菜减产 8%~ 29%. 不同作物对大气
酸沉降的敏感性差异较大, 蔬菜属敏感型作物, 小麦、
玉米、薯类为中等抗性型作物,而大豆、水稻、花生为抗
性作物[1] .
防治土壤酸化常用的有效措施是施用 Ca质碱性
物质. 此类物质除了能中和土壤酸度外, 其中的 Ca具
有提高作物抗性的功效. 据报道[ 2] , 在酸雨胁迫下加
Ca可稳定甜瓜幼苗叶片的质膜结构, 降低膜透性, 强
化对酸雨胁迫的抗衡能力.但是,若用量不当会产生如
养分不平衡等不良反应,影响作物的生长. Si对水稻、
小麦等禾本科作物的健康生长具有显著促进作
用[5, 11, 13] .据报道[ 7, 9] , 在水培条件下 Si对减轻作物铝
胁迫程度、促进作物生长具有显著作用.但是,土培条
件下尚少见报道.本文采用盆栽法研究硅、钙肥对酸雨
胁迫下土壤酸化、速效养分变化、小麦生长、养分吸收
与积累的影响及其作用机制, 为防治土壤酸化、减轻酸
雨对作物的危害性提供理论基础和实用方法.
2 材料与方法
2. 1 试验设计与生长条件
本研究采用盆栽试验法,供试土壤为红壤, 采自江西铅山,
母质为玄武岩.土壤 pH 为 5. 44, 有机质含量为 22. 70g# kg - 1,
土壤全氮 1. 35g#kg- 1 ,速效氮 151. 0mg#kg- 1 ,速效磷 10. 4mg#
kg- 1 ,速效钾 70. 5mg# kg- 1 , 活性铝 1058. 8mg Al # kg - 1. 每钵
装风干土 3kg. 氮肥(硫铵)、磷肥(磷酸二氢钾)和钾肥(磷酸二
氢钾+ 硝酸钾) 一次性以基肥施入, 施入量为 0. 3gN、0. 2g
P2O5、0. 3g K2O# kg- 1土.
试验Ñ :设对照Ñ (不喷酸雨)、对照Ò (喷酸雨)、加 Ca(施
碳酸钙的土壤喷酸雨)、加 Si(施硅酸钠的土壤喷酸雨) 4 个处
理.每个处理 3 次重复. 碳酸钙和硅酸钠作基肥施入, 用量分别
应 用 生 态 学 报 1999 年 10 月 第 10 卷 第 5 期
CH INESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Oct. 1999, 10( 5)B589~ 592
为 3. 5 和 4. 0g# kg - 1土. 模拟酸雨按修改的青长乐 ( 1988) [ 3]的
配方配制, 每 升水加入 KNO3 1. 52mg, NaNO3 0. 51mg,
( NH4) 2SO4 5. 35mg, H2SO4 3. 58mg. pH 调至 3. 0. 挑选匀称小
麦种子(扬麦 5 号)用 1. 0gHgCl2 L - 1消毒 10min、蒸馏水冲洗干
净后置于铺有滤纸的瓷盆上, 然后放在 25 e 的恒温箱内催芽.
待种子萌发后播入盆钵中,每钵播 15 粒. 当麦苗出现一叶一心
时,进行间苗, 每钵留 10 苗. 除对照 Ñ 外,出苗后第 5 天起不定
期每钵浇施 pH3. 0 的酸雨 50ml, 共施用 12 次, 总计 600ml. 生
长 8周后收获麦苗, 小心洗净根际土后分成根和茎叶, 分别置
于烘箱中烘干、称重并磨细用于 N、P、K 的测定. 同时采集 0~
15cm土层土样, 经风干、磨细过 60 目筛后用于测定土壤 pH、
有效硅、活性铝和水溶性 Ca2+ 、Mg2+ 和 SO4 2- .
试验Ò :设对照(喷酸雨)、Ca1(施用碳酸钙 1. 0g#kg- 1的土
壤喷酸雨) , Ca2(施用碳酸钙 2. 0g# kg- 1的土壤喷酸雨)和 Ca3
(施用碳酸钙 3. 0g# kg- 1的土壤喷酸雨) 4 个处理, 每个处理 3
次重复, 其它试验条件同试验 Ñ . 生长 8 周后收获麦苗, 经烘
干、称重、磨细后供 N、P、K 分析用. 同时采集土样用于土壤
pH、速效氮、磷、钾和活性铝的测定.
2. 2 分析方法
土壤有机质,用重铬酸钾容量法2外加热法测定, 速效磷用
0. 5mol# L - 1 NaHCO3 浸提, 磷钼兰比色法测定, 速效钾用1. 0
mol# L - 1 NH4OAC浸提火焰光度计法测定. pH 用 Beckman 酸
度计测定 (水土比为 1B1) , 有效硅用 1. 0mol# L- 1 HOAC-
NaOAC缓冲液浸提, 硅钼兰比色法测定.活性铝用 0. 2mol# L- 1
草酸铵浸提, KF 取代 EDTA 容量法测定. 水溶性 SO4 2- 、Ca2+
和Mg2+ 用 EDTA 滴定法测定,植株样品用 H2SO4 - H2O2 消煮
制成待测液后, N 用半微量蒸馏法, P用钒钼黄比色法, K 用火
焰光度计法测定.
3 结 果
3. 1 喷施模拟酸雨条件下 Ca、Si对小麦生长的影响
从表 1可以看出,喷施酸雨处理(对照 Ò )、Ca 处
理和 Si处理的根系干物质重与对照 Ñ 相比均无显著
差异.但是,对照 Ò 的地上部和生物量均显著大于对照
Ñ ; Si处理的地上部干重和生物量为最高, 而 Ca处理
的为最低.由表 2可知,与对照相比, 喷酸雨条件下施
不同量的碳酸钙对小麦根系干物质产量无显著差异,
但对地上部干物质量影响较为显著. Ca1和 Ca2处理
表 1 硅肥、碳酸钙对酸雨胁迫下小麦干物质积累的影响*
Table 1 Effects of sodium silicate and calcium car bonate on dry weight of
wheat exposed to simulated acid rain( g#pot - 1)
处 理
T reatment
根系
Root dry weight
地上部
Shoot dry weight
生物量
Biomass
对照Ñ No acid rain 0. 90( 0. 11) 3. 13( 0. 23) 4. 03( 0. 13)
对照Ò Acid rain 1. 15( 0. 11) 3. 75( 0. 22) 4. 90( 0. 12)
Ca+ acid rain 0. 85( 0. 51) 2. 39( 0. 39) 3. 24( 0. 81)
Si+ acid rain 1. 11( 0. 20) 4. 67( 0. 21) 5. 79( 0. 37)
* 表中数据为平均值,括弧内数据为标准差 T he data in table are means
of three replicates, and those in parentheses are SD.下同T he same below.
表 2 酸雨胁迫下施用不同量碳酸钙对小麦干物质量的影响
Table 2 Effect s of var ied levels of calcium carbonate added on dry weight
of wheat exposed to simulated acid rain( g#pot- 1)
处 理
T reatment
根系
Root dry weight
地上部
Shoot dry weight
生物量
Biomass
对照 Acid rain 1. 04( 0. 13) 3. 45( 0. 16) 4. 49( 0. 14)
Ca1+ acid rain 1. 12( 0. 083) 4. 25( 0. 09) 5. 37( 0. 10)
Ca2+ acid rain 1. 13( 0. 10) 3. 78( 0. 20) 4. 91( 0. 11)
Ca3+ acid rain 0. 91( 0. 12) 3. 05( 0. 10) 3. 96( 0. 15)
地上部干重显著高于对照, 但 Ca3 处理则比对照低
12% .生物量与地上部表现出相似趋势.
3. 2 喷施酸雨条件下施用钙、硅肥对小麦养分吸收与
积累的影响
从表 3可知, 与对照 Ñ 相比, 所有处理根系中 N
含量均显著提高, 这是酸雨中的 NO-3 进入土壤后被
作物吸收所致. 因此酸雨具有危害性的一面, 也具有营
养性的一面. 喷酸雨条件下,施用碳酸钙和硅肥的处
理间根系中含 N 量无显著差异.与对照 Ò 相比, 施用
硅肥的处理根系中含 N 量较高. 但从根系中 N积累量
来看,处理间变异较大, 只有对照 Ò 和 Si处理高于对
照Ñ (表4) .从地上部含N 量来看, 对照 Ò 、Ca处理、Si
处理均显著高于对照 Ñ ; Ca 处理比对照 Ò 低 13% (表
3) . Si处理地上部 N 积累显著高于所有其它处理, 分
别是 Ca 处理、对照 Ò 和对照 Ñ 的 347%、117% 和
195% .从 P 含量来看(表 3) , Ca处理的根系和地上部
含P 量显著低于其它处理;其 P 积累量也最低, Si处
理根系 P积累量与其它处理无差异,但地上部显著高
于其它处理,分别是 Ca处理、对照 Ò 和对照Ñ 的3. 13、
1. 31和 1. 48倍(表 4) . 各处理根系和地上部含 K 量
和K 积累量与 P 有相似变化趋势. Si处理地上部 K积
累量分别是Ca处理、对照Ò 和对照Ñ 的3. 04、1. 20和
1. 45倍(表 4) . 从不同碳酸钙用量的试验结果来看
(表 5) , Ca1和 Ca2水平下小麦植株体内 N、P、K含量
显著高于 Ca3水平. Ca3处理小麦体内 N 含量与对照
无显著差异,而 P、K含量则显著低于对照(表 5) .
表 3 硅肥、碳酸钙对酸雨胁迫下小麦根系、地上部N、P、K 含量的影响
Table 3 Effect s of sodium sil icate and calcium carbonate on nit rogen,
phosphorus and potassium contents in roots and shoots of wheat exposed to
simulated acid r ain ( g#kg- 1)
处 理
T reatment
N
根系
Roots
地上部
Shoots
P
根系
Roots
地上部
Shoots
K
根系
Roots
地上部
Shoots
对照Ñ 19. 0 25. 7 2. 0 3. 1 4. 1 14. 8
No acid rain ( 0. 3) ( 1. 1) ( 0. 2) ( 0. 2) ( 0. 5) ( 0. 8)
对照Ò 24. 5 35. 8 1. 8 3. 3 4. 6 13. 3
Acid rain ( 0. 5) ( 1. 5) ( 0. 2) ( 0. 2) ( 0. 9) ( 1. 9)
Ca+ acid rain 25. 9 31. 1 1. 2 1. 9 3. 2 9. 1
( 2. 2) ( 0. 6) ( 0. 3) ( 0. 2) ( 0. 5) ( 1. 6)
Si+ acid rain 26. 5 33. 6 2. 0 3. 1 3. 7 14. 4
( 1. 3) ( 4. 6) ( 0. 1) ( 0. 4) ( 0. 6) ( 2. 0)
590 应 用 生 态 学 报 10卷
表 4 硅肥、碳酸钙对酸雨胁迫下小麦根系、地上部N、P、K 积累的影响
Table 4 E ffects of Si and Ca on nit rogen, phosphorus and potassium accu2
mulat ion in roots and shoots of wheat exposed to simulated acid r ain ( g#
pot - 1)
处 理
T reatment
N
根系
Roots
地上部
Shoots
P
根系
Roots
地上部
Shoots
K
根系
Roots
地上部
Shoots
对照Ñ 17. 1 80. 4 1. 8 9. 7 3. 7 46. 3
No acid rain ( 2. 1) ( 5. 4) ( 0. 1) ( 0. 5) ( 1. 4) ( 3. 2)
对照Ò 28. 8 134. 4 2. 0 11. 0 5. 2 56. 2
Acid rain ( 6. 4) ( 5. 1) ( 0. 01) ( 1. 3) ( 0. 6) ( 6. 7)
Ca+ acid rain 21. 6 74. 2 0. 9 4. 6 2. 8 22. 1
( 11. 0) ( 11. 6) ( 0. 3) ( 1. 3) ( 1. 9) ( 7. 1)
Si+ acid rain 29. 7 157. 1 2. 2 14. 4 4. 1 67. 2
( 6. 7) ( 13. 1) ( 0. 4) ( 1. 6) ( 0. 4) ( 9. 4)
表 5 酸雨胁迫下施用不同量碳酸钙对小麦植株体内N、P、K 含量影响
Table 5 Effects of varied levels of calcium carbonate added on N, P and K
con tents in wheat exposed to simulated acid rain( g#kg- 1)
处理 T reatment N P K
对照 Acid rain 31. 4 ( 2. 5) 3. 4 ( 0. 7) 13. 5 ( 1. 0)
Ca1+ acid rain 38. 6 ( 3. 2) 3. 7 ( 0. 8) 15. 3 ( 1. 5)
Ca2+ acid rain 37. 4 ( 1. 4) 3. 4 ( 0. 6) 14. 7 ( 1. 3)
Ca3+ acid rain 32. 1 ( 1. 7) 2. 1 ( 0. 8) 10. 5 ( 0. 2)
3. 3喷施酸雨条件下不同 Ca、Si处理对土壤 pH、活性
铝和速效养分含量的影响
从表 6可以看出,红壤喷施酸雨后, pH 从 5. 25下
降至 4. 90, 而施用碳酸钙的处理其土壤 pH 上升至
6. 35,施用硅肥的处理 pH 也提高至 5. 63. pH 的变化
影响了土壤中活性铝含量, 喷酸雨后土壤(对照 Ò )活
性铝从原土的 1324mg# kg- 1提高到 1694mg#kg - 1;而
施用硅肥后活性铝比对照 Ñ 下降了 40% ,施用碳酸钙
后活性铝浓度更低. 从试验Ò 的结果来看,随着碳酸钙
用量的增加,土壤 pH 提高幅度增加(表 7) .在 Ca1水
平下 pH 为 5. 60,比喷酸雨处理高 0. 85个单位,而活
性铝则从对照的 1741mg# kg- 1下降到 736mg# kg- 1,
下降幅度达到 58% .随着碳酸钙用量增加, pH 上升至
6. 0左右, 活性铝急剧下降(表 7) .无论是否施用硅或
钙肥,喷施酸雨均使土壤速效 N 含量显著增加. 喷酸
雨处理(对照Ò )的土壤速效 P 与对照Ñ 相比无显著
表 6 酸雨胁迫下施用碳酸钙和硅肥对土壤 pH、活性铝和速效养分的
影响( mg#kg- 1, pH 除外)
Table 6 Effects of calcium carbonate and sodium silicate on pH value,
amorphous aluminum and available nut rients in the soil exposed to simu2
l ated acid rain
处 理
T reat2
ment
pH 活性铝
Amorphous
Al
速效氮
Available
N
速效磷
Available
P
速效钾
Available
K
对照Ñ 5. 25 1324( 43) 145. 0( 2. 0) 8. 1( 0. 8) 75. 4( 5. 4)
No acid
rain
对照Ò 4. 90 1694( 61) 167. 2( 6. 1) 7. 4( 1. 2) 85. 4( 2. 1)
Acid rain
Ca+ acid 6. 35 250( 65) 164. 2( 9. 8) 3. 4( 2. 1) 80. 4( 3. 7)
rain
Si+ acid 5. 63 794( 70) 169. 6( 8. 4) 14. 7( 2. 4) 84. 5( 3. 5)
rain
影响(表 6) . Ca 处理的土壤速效 P 显著低于其它处
理;而 Si处理的土壤速效 P 则显著高于其它处理, 分
别为 Ca处理、对照 Ò 和对照 Ñ 的 4. 32、1. 99和 1. 81
倍(表 6) . 各处理间土壤速效 K 含量无显著差异 (表
6) .
表 7 酸雨胁迫下施用不同量碳酸钙对土壤 pH、活性铝和速效养分的
影响( mg#kg- 1, pH 除外)
Table 7 Effects of calcium car bonate on pH, amorphous aluminum and
available n ut rients in the soil exposed to simulated acid rain
处 理
T reatment
pH 活性铝
Amorphous
Al
速效氮
Available
N
速效磷
Available
P
速效钾
Available
K
对照 No 4. 75 1741( 78) 159. 4( 11. 0) 12. 5( 1. 2) 78. 2( 2. 1)
acid rain
Ca1+ acid 5. 60 736( 40) 165. 7( 7. 1) 11. 3( 2. 1) 81. 3( 4. 5)
rain
Ca2+ acid 5. 96 532( 58) 160. 2( 5. 5) 7. 8( 1. 4) 85. 4( 5. 6)
rain
Ca3+ acid 6. 25 212( 23) 155. 4( 3. 4) 3. 7( 2. 0) 76. 2( 2. 1)
rain
从不同碳酸钙用量的试验来看, 碳酸钙对土壤速
效N、K的影响不大,但对速效 P 的影响非常明显(表
7) .在 Ca1水平下,土壤速效 P 与对照无明显差异,但
Ca2水平下有下降趋势, 而 Ca3 水平下速效 P 仅为对
照的 30%左右(表 7) . 从表 8可以看出, Si处理和 Ca
处理的有效硅含量均大幅度高于对照 Ñ 和对照 Ò . 对
照Ò 的土壤水溶性 Ca2+ 几乎是对照 Ñ 的 2倍, Ca 处
理的水溶性Ca2+约为对照 Ñ 的 4倍;而Si处理的水溶
性 Ca2+ 与对照Ñ 无差异.对照 Ò 的土壤水溶性Mg2+
含量高于对照Ñ ;而其它处理间无差异.不管是否加硅
或钙肥,喷施酸雨后其水溶性 SO42- 含量均为对照 Ñ
的 12倍以上(表 8) .
表 8 酸雨胁迫下 Ca 和 Si对土壤有效硅、水溶性 Ca2+、Mg2+ 和 SO2-4
含量的影响( mg#kg- 1)
Table 8 Effects of Ca and Si on available sili con and soluble Ca2+ , Mg2+
and SO2-4 concentrat ions in the soil exposed to simulated acid r ain
处 理
T reatment
有效硅
Available Si
水溶性Ca2+
Soluble Ca
水溶性 Mg2+
Soluble Mg2+
水溶性 SO2-4
Soluble SO2-4
对照Ñ 77. 2( 1. 8) 220( 29. 2) 29. 8( 2. 3) 6. 1( 1. 0)
No acid rain
对照Ò 74. 1( 4. 3) 43013( 20. 6) 38. 8( 3. 8) 79. 7( 7. 2)
Acid rain
Ca+ acid rain 108. 9( 1. 9) 860. 0( 72. 3) 34. 4( 14. 9) 85. 0( 13. 0)
Si+ acid rain 171. 9( 8. 7) 264. 0( 55. 7) 26. 4( 1. 4) 76. 8( 8. 3)
4 讨 论
4. 1 模拟酸雨对土壤酸化、小麦生长的影响
酸雨可诱发并加剧土壤酸化作用. 但由于土壤具
有一定的缓冲自调能力, 土壤酸化又是一个缓慢的渐
进性过程. 本试验结果表明,短期内 ( 2个月) 喷施酸
雨可使土壤 pH 有所下降(表 6) ,土壤活性铝也明显增
加 (表 6) ,但对小麦生长无显著抑制作用,反而因酸雨
中含有 N、S、K 等营养元素,促进了小麦生长(表 1) .
5915 期 梁永超等:钙、硅对酸雨胁迫下小麦生长和养分吸收的影响
Shafer[15]的试验也表明,模拟酸雨直接喷施在高粱叶
面上对植物干物质量无影响,而将酸雨注入土壤中促
进了植物生长. 本试验中短期内酸雨对小麦生长无显
著抑制作用还可能与小麦对酸雨和铝胁迫较不敏感有
一定关系[ 4] .
4. 2 Ca、Si对酸雨胁迫下小麦生长的影响及其机理
防治土壤酸化可施用碱性物质如碳酸钙、石灰或
硅酸盐肥料,但用量过大则可能起反作用.试验Ñ 中碳
酸钙过量抑制了小麦生长和干物质积累(表 1) , 其主
要原因是碳酸钙用量过大后使土壤有效 P 含量急剧
下降,植株体内 P 浓度和吸收量下降(表3、4) . 尽管 Ca
处理使土壤活性铝急剧下降,但小麦生长仍然受到显
著抑制,表明此时限制因子不是 Al而是 P. 本试验结
果表明, 碳酸钙用量在盆栽条件下应控制在 2. 0g#
kg- 1以下,但田间条件下的适宜用量有待验证. 施用
硅酸盐肥料既能提高土壤 pH ,防止酸雨诱发的土壤酸
化,降低活性铝含量,缓解 Al毒,又能提高土壤有效 P
含量, 促进作物对 P 的吸收与利用, 同时也有利于 N、
K的吸收与积累(表 3、4) , 从而促进小麦生长、提高生
物量. Si能提高土壤 P 生物有效性已被不少研究所证
实[6, 8, 13] , 其机理可能是 Si对 P 的置换作用[12] . 施用
过量碳酸钙使土壤有效 P、作物体内 P 含量和积累量
下降(表 3、4、7)可能是高浓度的钙离子与磷酸根离子
的化学吸附沉淀作用所致,因为在喷施酸雨的过程中
可使碳酸钙溶解释放出钙离子, 这从碳酸钙处理土壤
水溶性钙含量高达 860mg#kg- 1中得到佐证(表 8) .此
外,喷施酸雨还可增加土壤固有 Ca 的溶解度,使水溶
性钙含量成倍增加(表 8) ,但施用硅酸盐肥料可抑制
水溶性钙浓度的提高(表 8) ,这可能是钙与硅酸形成
难溶性 CaSiO3 有关.
由于喷施酸雨所输入的 NO-3 、NH +4 , 作物 N素营
养过剩,植物对病虫害的抵抗能力下降[ 10, 14] . 在试验
中我们观察到喷酸雨处理和 Ca处理的小麦叶片叶色
深绿, 呈垂柳状, 而施用硅酸盐的处理则叶片较挺. 此
外, Si处理的小麦几乎很少受麦蚜危害, 而其它处理
在试验中后期麦蚜危害严重. 显然, Si可显著增强作
物抗虫害、抗倒伏的能力.
5 结 论
喷施酸雨在短期内( 2个月)对红壤酸化有一定的
促进作用,但对小麦生长无明显不良作用,相反酸雨中
N 与 S等可为土壤补充养分.碳酸钙和硅酸盐肥料的
施用均可抑制酸雨对土壤的酸化作用, 降低土壤活性
铝含量,但硅肥的效果更好,碳酸钙用量应控制在2. 0g
#kg- 1以下,否则易导致土壤缺 P,抑制作物生长.硅肥
既可抑制土壤酸化, 又可提高土壤 P 的生物有效性,
提高作物抗性, 对土壤、作物体内养分平衡起积极作
用.
参考文献
1 刘燕云、曹洪法、舒俭民等. 1991. 酸雨和SO2 对蔬菜生长和产量的影响. 环境科学学报, 11( 3) : 327~ 334.
2 周 青、黄晓华、王冬燕等. 1997. 钙对酸雨胁迫下甜瓜幼苗质膜透
性的影响. 环境科学, 18( 3) : 60~ 61.
3 青长乐. 1988. 酸沉降物对土壤肥力的影响研究. 西南农业大学
学报, 10( 1) : 1~ 11.
4 曹洪法、舒俭民、刘燕云等. 1991. 酸雨对两广地区农作物经济损失
的研究. 环境科学研究, 4( 2) :1~ 6.
5 Epstein, E. 1994. The anomaly of silicon in plant biology. Proc. Nat l.
Acad. Sci. USA. 91: 11~ 17.
6 Fisher,A. R. 1929. A preliminary note on the effect of sodium silicate
in increasing th e yield of barley. J . Agr i . Sci . , 19: 132~ 139.
7 Galvez, L. , Clark, R. B, Gourley, L. M. et al . 1987. Silicon interac2
t ions with manganese and aluminium toxicity in sorghum. J . Plant
N utr . 10: 1139~ 1147.
8 Hall, A. D. and Morison, C. G. T . 1906. On the funct ion of silica in
the nutrit ion of cereals. Proc. Roy. Soc. B, 77: 455~ 477.
9 Hodson, M. J. and Evans, D. E. 1995. Aluminium/ silicon interact ions
in higher plants. J . Exp . Bot . 46: 161~ 171.
10 Johnson ,A. H. and Siccama, T. G. 1983. Acid deposit ion and forest
decline. Envi ron. Sci . T ech nol . , 17: 294~ 305.
11 Liang, Y. C. , Ma, T. S. , Li, F. J. and Feng, Y. J . 1994. Silicon avail2
ability an d response of rice and wheat to silicon in calcareous soils.
Commun. Soi l Sci . a nd Plant Anal . , 25( 13& 14) :2285~ 2297.
12 Noda, M. and Komai, Y. 1958. Effect of silicate materials on the
availability of inorganic phosphate in the soil. In: Studies on the Maxi2
mizing the Yield of Agricultural Products by the Applicat ion of Silicate
Materials. p. 100~ 115. M in ist ry of Educat ion, Science and Culture
of Japan ( in Japanese) .
13 Okuda, A. and T akahashi, E. 1965. T he role of silicon. In: Proc.
Symp. Int . Rice Res. p. 123~ 146. Balt imore: Johns Hopkins Press.
14 Sadasivan, T. S. 1965. Effect of min eral nut rients on soil microorgan2
isms and plant disease. p. 460~ 469. In K. F. Baker and W. C. Sny2
der( eds. ) . Ecology of Soil- Born e Plant Pathogens. Berkley: U niver2
sity of California Press .
15 Shafer, S. R. 1992. Response of microbial populations in the rhizo2
sphere to deposition of simulated acidic rain onto foliage an d/ or soil.
Envi ron . Pol lu. , 76( 3) : 267~ 278.
作者简介 梁永超, 男, 1961 年 10 月生, 博士, 副教授, 主要从
事植物抗逆营养生理、土壤与植物矿质营养研究. 已在国内外
发表论文 30 余篇,其中 9篇用英文发表, 6 篇被 SCI 收录. 1996
年被授予/ 第二届江苏省青年科技标兵0称号、南京农业大学优
秀教师. 1997 年获国家教委科技进步一等奖、农业部科技进步
三等奖各 1 项、1999 年获农业部科技进步二等奖 1项.
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