一、土壤硅藻的简介
土壤硅藻是一种光合自养型的真核微藻，硅藻通常是单细胞或细胞彼此连接成带状、链状、辐射状或丛状群体，其细胞个体较小，通常在 0.01-0.1 mm 之间，细胞壁是由果胶质和硅质组成的，形成高度硅质化的壳体，壳体由上下两个壳面组成，下壳面略小于上壳面，两个壳面并通过环带套合在一起形成一个硅藻细胞。
硅藻细胞内的色素体主要为叶绿素 a、叶绿素 c、β-胡萝卜素和墨角藻黄素，并且还含有硅甲黄素、α-胡萝卜素和硅藻黄素，因此，硅藻细胞往往呈黄褐色或黄绿色。多数情况下，土壤表层（5cm以上）的硅藻分布较多，而在土壤深层（15cm以下）的硅藻分布极少，甚至没有硅藻存在。环境pH是影响硅藻生存的重要因素，因此也成就了其独特的应用价值。
二、土壤硅藻的功能
1.环境污染监测
硅藻因生命周期短，能对环境的变化做出明显反应，因此对污染极为敏感，土壤污染能引起土壤硅藻的种群分布、种群数量及种群结构等发生明显变化，污染程度不同所引起的种群结构变化也不同，且有一定的规律性。因此硅藻的这一特性作为一种大范围的健康和无污染指标，被广泛应用于水资源保护区、金属工业区等污染监测行业。
2.吸附重金属
（1）对重金属的生物吸附及生物积累作用：硅藻细胞壁对金属阳离子具有高度亲和性，即高效吸附力，并且它独有的纳米结构硅壳对土壤中有毒微量元素的分布和转运具有重要作用，并能富集许多有害金属离子，对重金属污染具有一定的指示作用和生态修复功效。基于这些优势特性，近年来硅藻已被作为新型吸附材料而受到广泛关注。
（2）不同硅藻可以通过调节土壤理化性质来控制土壤Cd污染，土壤pH值和有机质是关键调控因素，提高pH值和增加有机质能有效促进有效态Cd的固定，调控土壤含水率对Cd的固定效果影响不大，而通过调控土壤土壤阳离子交换量来控制土壤Cd污染存在一定时效性。硅藻土携带有较多的可代换性H+ ，进入土壤后，这些H+ 离子与土壤中的阳离子发生交换吸附，使土壤溶液中的H+ 离子增多，土壤酸性增强，可以修复盐碱土壤。
3.促进作物生长
硅虽然不是植物生长发育的必需矿质营养元素，但是硅在减轻植物多种生物和非生物胁迫以及提高植物对病菌的抵抗能力等方面起着重要作用。一些植物，如禾本科、甜菜、木贼属植物等在生长发育过程中也会从环境中吸收一定量的硅。特别是禾本科植物需要从土壤中吸收大量的硅提高自身的抗倒伏性。
硅可以促进植物生长并提高产量，增强植物抵抗病害及虫害的防御能力，同时也可以减轻盐分胁迫，干旱胁迫，重金属毒害，辐射，养分失衡，冻害等非生物胁迫对植物的危害。
4.预防病害
施硅可以显著地抑制水稻稻瘟病、纹枯病、白叶枯病、胡麻叶斑病，小麦、黄瓜、番茄等植物白粉病等多种病害的发生。关于硅调节植物抗病性的机理，第一是机械或物理屏障假设，施硅促进了细胞硅化作用的增强，细胞壁角质－硅双层以及表皮细胞乳突的增强，对病菌的入侵起到了物理防御作用；第二硅积极参与了生物化学防御过程，发现硅可以诱导感病植物产生酚醛类、黄酮类等抗毒素物质，以及施硅可以提高植物中几丁质酶、过氧化物酶、多酚氧化酶的活性、苯丙氨酸解氨酶等感病植物中病程相关蛋白酶的活性，从而通过化学防御过程提高植物对病害的抵抗能力。第三硅通过主动的上调感病植物防卫基因及病程相关蛋白基因的表达，以应对病菌侵染。硅诱导植物产生乙烯、茉莉酸、活性氧等系列信号，使植物处于预激活化状态，从而减轻生物胁迫。