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硅在水稻病害防治方面的应用

一、硅与水稻稻瘟病

        稻瘟病是由真菌的稻梨孢菌引起的,该病在世界许多水稻栽培国家和地区广泛发生和流行,在高温灌溉或热带旱作水稻地区尤为严重,是我国水稻三大病害之一。稻瘟病菌可以感染水稻地上部的任何组织,在营养生长期常发生在叶片上,引起叶片稻瘟病,在生殖生长期则发生在茎节点或穗分枝上,引起穗稻瘟病。早在1917年首次提出植株叶片含硅量与水稻稻瘟病病害程度成负相关。向腐殖化土和水稻土中施入硅肥可以降低稻瘟病的发病率。在相同的生长环境下,地上部硅积累量高的品种其稻瘟病发生率低。

        Seebold等研究了施硅对敏感型、中抗和高抗型水稻品种抵抗稻瘟病的作用,发现无论品种抗性如何,施用硅肥后,病原真菌潜伏期延长,病斑个数、形状大小与病斑膨胀率等都显著降低。在佛罗里达土壤缺硅严重的稻作地区,硅肥被当做有效的杀菌剂来抑制稻瘟病。在哥伦比亚东部地区的旱作水稻田,当稻瘟病病情较轻时,单施硅肥抑制水稻稻瘟病的效果与三环锉杀菌剂全量施用的效果相当;稻瘟病严重时,硅肥同时配施10%的杀菌剂效果最好。在苗圃中施用硅肥显著抑制了水稻幼苗稻瘟病的侵染。

二、硅与水稻纹枯病

        水稻纹枯病是由真菌引起的,该病多在高温、高湿条件下发生和流行,是水稻生产的主要病害之一。水稻苗期和穗期都可能感病,抽穗前多发生在叶鞘,抽穗后向叶片、穗颈部扩展。有研究发现在缺硅土壤中施用硅肥后,中度敏感性和敏感性水稻品种,比不施硅肥的高抗病品种的纹枯病发病率降低。施硅显著增加水稻秸秆中的硅含量,病原真菌潜伏期随着施硅量的增加而延长,纹枯病病斑个数、形状大小与病斑膨胀率等都显著降低。在水稻孕穗期和开花期,施硅可以显著降低纹枯病的病情。

三、硅与水稻胡麻叶斑病

        胡麻叶斑病由稻平脐蠕孢引起,在高温高湿和有雾露的条件下发病严重,水稻苗期最易感病,分蘖期抗性增强,分蘖末期抗性又减弱。在日本,研究报道指出硅肥的施用可以降低水稻胡麻叶斑病的发病率在巴西缺硅的土壤中施用硅肥,可以显著降低胡麻叶斑病的发生,而不受土壤中Mn含量的影响。很多学者利用水稻吸硅缺陷的变异种进行了研究,发现施硅可以显著增加叶片中硅含量,而硅含量与病菌潜伏期成正相关关系,与病斑个数、病斑大小等呈负相关关系,并且提出水稻根系对硅的主动吸收对胡麻叶斑病的预防有重要作用。

四、硅与白粉病

        白粉病是由病原菌感染引起的,在麦类作物和园艺作物多发生。Miyake和Takahashi通过增加培养液中硅的浓度,黄瓜地上部硅含量随之增加,白粉病的发病率降低。Menzies等研究发现当黄瓜生长在硅含量高的营养液中时,白粉病感染率、菌落大小、孢子发芽都有降低。草莓叶片硅含量与培养液中硅浓度成比例地增加,白粉病的发病率降低。当大麦和小麦缺硅时,对白粉病的敏感性增加。杨艳芳等研究指出,施硅能显著降低小麦感病品种植株的白粉病病情指数,提高其对白粉病的抗病能力。有研究报道,叶面施用硅肥也可以有效抑制黄瓜、甜瓜、葡萄叶片白粉病的发生。

五、硅与水稻白叶枯病

        白叶枯病由细菌引起,是稻黄单胞杆菌水稻变种,为革兰氏阴性菌。水稻的全生育期均可能感染白叶枯病,尤其是在苗期和分蘖期;水稻各个器官均可感染该病,叶片最易染病。选用TSWY7品种做水培试验,研究发现其对病害的抵抗能力随着硅肥用量的增加而同步增强。薛高峰等研究同样表明施硅可以提高水稻易感病品种对白叶枯病的防御能力。