水分胁迫下硅素对玉米苗期生理生化性状的影响

林少雯，刘树堂，隋凯强，皇甫呈惠

(青岛农业大学 资源与环境学院，山东 青岛 266109)

玉米，一年生的草本植物，是禾本科玉米属。玉米茎秆直立并且通常不分枝，叶鞘具横脉，全株叶片宽而长，叶舌呈膜质，薄而短，呈线状披针形或剑形，互生，底部呈圆耳状，无毛或具疵柔毛，中脉粗壮并且清晰，边沿有波状皱纹，叶片数与节数对等，于茎的两侧互生，叶路坚硬，有茸毛。硅，是一种植物体组成的重要营养元素。硅肥能够改变作物品质，提高玉米的光合作用和叶绿素含量，使茎叶直立，促进有机物积累；硅肥有利于增加作物茎秆的机械强度，令茎秆挺直；硅肥也能增强玉米体内通气性，可以预防根系腐烂和早衰；硅肥可以抑制水分的蒸腾，有效地调节叶片气孔开关，增强玉米的抗旱以及抗寒等抗逆能力。 硅肥是一种微碱性矿物肥料，以含硅酸钙为主，是一种优质、高效、无毒的新型肥料，在缺硅土壤和喜硅作物上具有良好的增产效果。

近年来，由于缺水干旱引发的水分胁迫也将增强粮食产量的不稳定性，更甚者波及全球的粮食安全[1-2]。缺水干旱引发的水分胁迫影响了玉米的品质和产量。虽然玉米需水量比较多，但因为玉米有很强大的根系，可以充分利用土壤中的有效水分，在天气温度比较高，而且空气比较干燥时，叶片会自动向上卷曲，以减少蒸腾面积，使玉米植株的水分吸收与蒸腾保持适当的平衡，所以说相对需水量不是太高，耗水量比较经济。

而关于硅肥对玉米研究和水分胁迫下对玉米的影响也取得了一定的研究进展。一些研究者[3-6]在硅肥对玉米的试验中发现，通过对玉米施用硅肥试验结果可知，施硅肥的玉米比对照茎粗和穗长增加，抗逆力增强，产量明显增加。贾国涛等[7]研究发现，施用硅肥促进了玉米生长发育，可以增强光合作用，对光能利用率和水分利用率有增强作用，从而达到了节水、抗旱、增产的目的。邵长泉[8]研究发现，施硅能增强糯玉米根系生长发育，对根系总吸收面积、活跃吸收面积及根系活力有一定的促进作用，改善玉米的品质。于德海[9]在试验过程中发现，施用硅肥在干旱年份玉米栽培中具有明显的抗旱效果。Farquhar等[10]研究认为，检验气孔限制是否为光合速率下降的原因，需要考虑气孔导度的大小和胞间CO2浓度的变化；Bonyor[11]研究发现，干旱引发的水分胁迫降低了玉米的光合作用，造成了叶片气孔的关闭。许多学者通过试验研究干旱胁迫对玉米主要生理参数的影响程度[10-15]，水分胁迫对玉米生长发育的影响机制[16-17]，水分胁迫对蒸腾作用的影响大于光合作用[18]。至于硅素在干旱胁迫下对玉米有什么影响，现在还少见报道。

本试验是在抗旱条件下研究硅素对玉米苗期的抗逆性的影响。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试硅素为单硅酸。供试玉米品种为青农11号。试验地点设在青岛农业大学温室，试验地土壤：土壤类型为褐土，土壤质地为中壤，土壤pH值为7，0～20 cm土层有机质含量为11.6 g/kg，碱解氮含量为45.2 mg/kg，有效磷(P2O5)含量为64.44 mg/kg，土壤有效硅(SiO2)为164.38 mg/kg，土壤速效钾为108.7 mg/kg。

1.2 试验设计

试验设在青岛农业大学温室中进行，采用土培试验方法。盆钵为25 cm×22 cm的塑料桶，在桶底打好小孔保证透水透气。正式装盆前先试装1～2盆，以确定每盆装土的数量，同时根据试验计划表，加入不同浓度的硅素[19]。孔上放上细沙网防止土壤损失，每盆装入土壤9 kg。采取裂区设计，设3个主处理和4个副处理。每个处理3个重复(表1)。

表1 试验设计方案Tab.1 Experimental design

注：主处理中Si0表示低浓度单硅酸含量(对照，CK，每盆单硅酸含量为0)；Si1表示中浓度的单硅酸含量(施用0.133 g/kg单硅酸)；Si2表示高浓度单硅酸含量(施用0.266 g/kg单硅酸)。副处理中W1表示极干(相对含水量为30%)；W2表示较干(相对含水量为45%)；W3表示轻微干(相对含水量为60%)；W4表示正常(相对含水量为75%)。

Note：Main treatment：Si0represents low concentration of mono silicic acid (the content of mono silicic acid in each pot was 0);Si1indicates the medium concentration of silicic acid(0.133 g/kg mono silicic acid was applied);Si2indicates high concentration of mono silicic acid(0.266 g/kg mono silicic acid was applied).Sub-treatment：W1represents extreme dry(the relative water content was 30%);W2means more dry(the relative water content was 45%);W3means slightly dry(the relative water content was 60%);W4means normal(the relative water content was 75%) .

玉米于4月7日播种，取饱满度一致的玉米种子，点种于装有土壤的塑料桶中，每盆播种4粒，中间一粒周围均匀播种3粒，播种后浇入单硅酸，同时每盆加1 200 mL用0.02 g/L的尿素和0.02 g/L的磷酸二氢钾配成的营养液。4月14日开始出苗，4月20日，间苗留1株，间苗后开始控水，用土壤水分速测仪测定土壤的相对含水量，使其分别保持在30%，45%，60%，75%，培育至拔节期。5月11-15日，测定玉米株高、叶面积、光合指标、叶绿素含量、根系活力和根系长度，玉米叶片中的丙二醛含量、脯氨酸含量。

1.3 测定项目及方法

土壤pH值采用pH计法测定[20]；土壤碱解氮采用碱解扩散法测定[21]；土壤速效磷采用碳酸氢钠-分光光度法进行测定[21]；土壤速效钾采用醋酸铵-火焰光度计法进行测定[21]；土壤有机质采用重铬酸钾容量法-外加热法进行测定[21]。

使用直尺测量植株地上部分的自然高度，即为株高；茎粗采用游标卡尺直接测得；叶面积为叶长×叶宽×0.75，通过计算可得。

叶绿素含量采用SPAD-502叶绿素测定仪直接测定；光合指标采用LI-6400XT光合作用测定仪直接测定；根系长度采用根系扫描仪直接测定；根系活力采用TTC法测定；丙二醛含量采用双组分光光度计法测定；植物缺水程度的鉴定采用脯氨酸法进行[22]。

1.4 统计分析

本试验测定获得的数据采用WPS和SPSS软件进行图表的编辑和试验数据的方差分析和统计检验。

2 结果与分析

2.1 水分胁迫下硅对玉米苗期生长发育的影响

2.1.1 水分胁迫下硅对玉米株高的影响 从表2可以看出，随着土壤相对含水量的减少，水分胁迫对玉米的影响越严重，相比于正常土壤相对含水量处理的株高，在土壤相对含水量为60%，45%，30%不施用单硅酸的处理当中，玉米株高分别降低11.42%，15.81%，23.59%，而在施用0.133 g/kg单硅酸的处理中，玉米株高比正常土壤相对含水量条件下生长的玉米株高分别低3.99%，11.81%，21.71%，在施用0.266 g/kg单硅酸的处理中，玉米株高比正常土壤相对含水量条件下生长的玉米株高分别降低0.85%，10.65%，20.03%。与水分对照相比，各水分处理的玉米株高有不同程度的降低，水分的亏缺影响了玉米株高的增长，施用单硅酸的处理玉米株高的降低幅度小于不施用单硅酸的处理，说明水分胁迫条件下硅可以一定程度上缓解由于水分亏缺引起的逆境条件。通过回归分析可以得出方程Y=13.7X-9.66X2+132.34，硅-水之间的极大值出现在95.87，Si2W4处理与之最接近，为最优处理，同时也是最合理的处理。在同一水分处理的条件下，相比于不施用单硅酸的Si0处理，Si1处理在土壤相对含水量为30%，45%，60%，75%条件下的玉米株高分别增长2.76%，5.04%，2.52%，0.29%，Si2处理在土壤相对含水量为30%，45%，60%，75%条件下的玉米株高分别增长5.56%，7.04%，3.38%，0.86%。由此可见：在土壤相对含水量为75%，施用0.266 g/kg的硅的处理，玉米植株生长最好；玉米株高在土壤相对含水量为45%时，施用单硅酸后涨幅最大，在土壤相对含水量为45%时施用单硅酸，抗逆性显著增强。

表2 水分胁迫下硅对玉米苗期株高的影响Tab.2 Effects of silicon on corn seedling plant height under water stress cm

注：不同小写字母表示在P<0.05 水平显著差异。表3-5、图1-6同。

Note：Different lowercase letters are significantly different atP<0.05.The same as Tab.3-5，Fig.1-6.

2.1.2 水分胁迫下硅对玉米叶面积的影响 由表3可以得到，随着土壤相对含水量的减少，玉米所受水分胁迫的影响越来越大。相比于正常土壤相对含水量处理的叶面积在土壤相对含水量为60%，45%，30%不施用单硅酸的处理中，玉米叶面积分别减小9.53%，17.80%，22.45%，而在施用0.133 g/kg单硅酸的处理中，玉米叶面积比正常土壤相对含水量条件下生长的玉米叶面积分别减小7.92%，14.92%，21.10%，在施用0.266 g/kg单硅酸的处理中，玉米叶面积比正常土壤相对含水量条件下生长的玉米叶面积分别减小7.21%，12.74%，18.10%。与水分处理的对照相比，各水分处理的玉米叶面积有不同程度的减小，水分的亏缺影响了玉米叶面积的增长，施用硅素的处理中玉米叶面积的减小幅度小于不施用硅素的处理，说明水分胁迫条件下施用硅素可以一定程度上缓解由于水分亏缺引起的逆境条件。通过回归分析可以得出方程Y=2.69X-5.87X2+89.78，硅-水之间的极大值出现在155.87处，Si2W4处理与之最接近，为最优处理，同时也是最合理的处理。在同一水分处理的条件下，相比于不施用硅素的Si0处理，Si1处理在土壤相对含水量为30%，45%，60%，75%条件下的玉米叶面积分别增加16.17%，18.18%，16.21%，14.18%，Si2处理在土壤相对含水量为30%，45%，60%，75%条件下的玉米叶面积分别增加37.67%，38.37%，33.68%，30.35%。由此可见，在土壤相对含水量为75%，施用0.266 g/kg单硅酸时，玉米植株生长最好；玉米叶面积在土壤相对含水量为45%时，施用硅素后增加幅度最大，在土壤相对含水量为45%时施用单硅酸，显著增强了玉米的抗逆性。

表3 水分胁迫下硅对玉米苗期叶面积的影响Tab.3 Effects of silicon on corn seedling leaf area under water stress cm2

2.1.3 水分胁迫下硅对玉米茎粗的影响 从表4可以看出，随着土壤相对含水量的减少，玉米所受水分胁迫的逆境危害越来越严重。相比于正常土壤相对含水量处理的茎粗，在土壤相对含水量为60%，45%，30%不施用硅素的条件下处理的玉米茎粗分别减小11.13%，20.65%，26.60%，而在施用0.133 g/kg单硅酸的处理中，玉米茎粗比正常土壤相对含水量条件下生长的玉米茎粗分别减小10.22%，15.40%，23.74%，在施用0.266 g/kg单硅酸处理条件下的玉米茎粗比正常土壤相对含水量条件下生长的玉米茎粗分别减小1.03%，7.69%，16.62%。与水分处理的对照相比，各水分处理的玉米茎粗有不同程度的减小，水分的亏缺影响了玉米茎粗的增粗，施用硅素的处理玉米茎粗的减小幅度小于不施用硅素处理的玉米茎粗减小的幅度，说明水分胁迫条件下施用硅素可以一定程度上缓解由于水分亏缺引起的逆境条件。通过回归分析可以得出方程Y=0.84X-0.22X2+2.36，硅-水之间的极大值出现在15.08处，Si2W4处理与之最接近，为最优处理，同时也是最合理的处理。在同一水分处理的条件下，相比于不施用单硅酸的Si0处理，Si1处理在土壤相对含水量为30%，45%，60%，75%条件下的玉米茎粗分别增加12.61%，15.55%，9.49%，8.38%，Si2处理在土壤相对含水量为30%，45%，60%，75%条件下的玉米茎粗分别增加23.54%，26.52%，21.10%，8.75%。由此可见：在土壤相对含水量为75%，施用0.266 g/kg浓度的单硅酸时，玉米植株生长最好；玉米茎粗在土壤相对含水量为45%时，施用单硅酸后增加幅度最大，在土壤相对含水量为45%时施用单硅酸，显著增强了玉米的抗逆性。

表4 水分胁迫下硅对玉米苗期茎粗的影响Tab.4 Effects of silicon on corn seedling stem diameter under water stress mm

2.1.4 水分胁迫下硅对玉米苗期根系长度的影响 由表5可以得到，随着土壤相对含水量的减少，水分胁迫对玉米的逆境危害越来越严重。相比于正常土壤相对含水量处理的根长，在土壤相对含水量为60%，45%，30%不施用单硅酸的条件下处理的玉米根长分别减小4.85%，12.78%，15.54%，而在施用0.133 g/kg单硅酸的处理中，玉米根长比正常土壤相对含水量条件下生长的玉米根长分别减小3.76%，10.31%，13.67%，在施用0.266 g/kg单硅酸的处理中，玉米根长比正常土壤相对含水量条件下生长的玉米根长分别减小2.11%，7.09%，13.49%。与水分处理的对照相比，各水分处理的玉米根长有不同程度的减小，水分的亏缺影响了玉米根长的增长，施用硅素的处理玉米根长的减短幅度小于不施用硅素处理的玉米根长减短的幅度，说明水分胁迫条件下施用单硅酸可以缓解一定程度上由于水分亏缺引起的逆境条件。通过回归分析可以得出方程Y=9.84X-12.56X2+138.71，硅-水之间的极大值出现在608.33处，Si2W4处理与之最接近，为最优处理，同时也是最合理的处理。在同一水分处理的条件下，相比于不施用单硅酸的Si0处理，Si1处理在土壤相对含水量为30%，45%，60%，75%条件下的玉米根长分别增长7.66%，8.31%，6.53%，5.33%，Si2处理在土壤相对含水量为30%，45%，60%，75%条件下的玉米根长分别增长16.47%，21.13%，16.98%，13.72%。由此可见，在土壤相对含水量为75%，施用0.266 g/kg单硅酸时，玉米植株生长最好；玉米根长的增长幅度在土壤相对含水量为45%时，施用单硅酸后涨幅最大，土壤相对含水量为45%时施用单硅酸，显著增强了玉米的抗逆性。

表5 水分胁迫下硅对玉米苗期根系长度的影响Tab.5 Effects of silicon on corn seedling root length under water stress cm

2.2 水分胁迫下硅对玉米苗期生理指标的影响

2.2.1 水分胁迫下硅对玉米叶绿素含量的影响 从图1可以看出，随着土壤相对含水量的减少，水分胁迫对玉米的影响越严重，相比于正常土壤相对含水量处理的SPAD值，在土壤相对含水量为60%，45%，30%不施用单硅酸的条件下，玉米SPAD值分别降低0.13%，3.24%，6.14%，而在施用0.133 g/kg单硅酸的处理中，玉米SPAD值比正常土壤相对含水量条件下生长的玉米SPAD值分别低0.52%，1.35%，5.22%，在施用0.266 g/kg单硅酸的处理中，SPAD值比正常土壤相对含水量条件下生长的玉米SPAD值分别低0.56%，1.94%，7.08%。与水分对照相比，各水分处理的玉米SPAD值有不同程度的降低，玉米叶色随水分含量的增大而增大，水分的亏缺影响了玉米叶绿素的含量，施用硅素的处理玉米叶绿素含量的降低幅度小于不施用硅素的处理的玉米叶绿素含量降低的幅度，说明水分胁迫条件下硅可以一定程度上缓解由于水分亏缺引起的逆境条件。通过回归分析可以得出方程Y=5.62X-3.74X2+5.47，硅-水之间的极大值出现在40.03处，Si2W4处理与之最接近，为最优处理，同时也是最合理的处理。在同一水分处理的条件下，相比于不施用单硅酸的Si0处理，Si1处理在土壤相对含水量为30%，45%，60%，75%条件下的玉米SPAD值分别增长3.45%，4.44%，2.05%，2.44%，Si2处理在土壤相对含水量为30%，45%，60%，75%条件下的玉米SPAD值分别增长4.36%，6.83%，4.96%，5.42%，玉米SPAD值的增长幅度在土壤相对含水量为45%时，施用单硅酸后涨幅最大，对于不同单硅酸浓度的处理，玉米叶色值呈明显规律性变化，玉米叶色随着施入单硅酸量的增加而增加，在土壤相对含水量为45%时施用单硅酸，显著增强了玉米的抗逆性。在土壤相对含水量为75%，施用0.266 g/kg单硅酸时，玉米植株生长最好。

图1 水分胁迫下硅对玉米苗期叶绿素含量的影响Fig.1 Effects of silicon on corn seedling chlorophyll content under water stress

2.2.2 水分胁迫下硅对玉米光合指标的影响 叶片水分利用效率(WUE)即光合速率(Pn)与蒸腾速率(Tr)的比值。从图2，3可以看出，在同一硅浓度条件下，相比于水分对照，在土壤相对含水量为60%，45%，30%的条件下，玉米叶片的光合速率和蒸腾速率有不同程度的下降；水分胁迫下的玉米叶片蒸腾速率和光合速率为适应缺水均与正常水分处理相比下降，而提高了水分利用效率，适度的水分胁迫能提高玉米叶片的水分利用效率，从而增强叶片对水分的利用能力，抵御干旱的逆境。而在同一水分处理条件下，施用单硅酸处理的玉米叶片的整体光合速率和蒸腾速率相比于不施用单硅酸的处理有所升高，说明硅素缓解了玉米的水分胁迫下的逆境。

图2 水分胁迫下硅对玉米苗期光合指标的影响Fig.2 Effects of silicon on corn seedling photosynthetic indexes under water stress

图3 水分胁迫下硅对玉米苗期水分利用效率的影响Fig.3 Effects of silicon on corn seedling wateruse efficiency under water stress

2.3 水分胁迫下硅对玉米苗期生化指标的影响

2.3.1 水分胁迫下硅对玉米根系活力的影响 从图4可以看出，随着土壤相对含水量的减少，玉米所受水分胁迫的影响越来越大。相比于正常土壤相对含水量处理的根系活力，在土壤相对含水量为60%，45%，30%不施用单硅酸的条件下，玉米根系活力分别降低9.37%，30.48%，43.80%，而在施用0.133 g/kg单硅酸的处理中，玉米根系活力比正常土壤相对含水量条件下生长的玉米的根系活力分别低10.62%，29.80%，45.90%，在施用0.266 g/kg单硅酸的处理中，根系活力比正常土壤相对含水量条件下生长的玉米根系活力分别低12.91%，28.92%，46.35%。与水分对照相比，各水分处理的玉米根系活力有不同程度的降低，随着水分处理中相对含水量的增加，根系活力有增加的趋势，水分的亏缺影响了玉米的根系活力，施用硅素处理的玉米根系活力的降低幅度小于不施用硅素处理的降低的幅度，说明水分胁迫条件下硅可以一定程度上缓解由于水分亏缺引起的逆境条件。通过回归分析可以得出方程Y=4.82X-7.92X2+5.98，硅-水之间的极大值出现在48.22处，Si2W4处理与之最接近，为最优处理，同时也是最合理的处理。在同一水分处理的条件下，相比于不施用硅素的Si0处理，Si1处理在土壤相对含水量为30%，45%，60%，75%条件下的玉米根系活力分别增长32.32%，38.77%，35.55%，37.44%，Si2处理在土壤相对含水量为30%，45%，60%，75%条件下的玉米根系活力分别增长50.05%，60.69%，51.04%，57.18%，玉米根系活力的增长幅度在土壤相对含水量为45%时，施用单硅酸后涨幅最大，在土壤相对含水量为45%时施用单硅酸，显著增强了玉米的抗逆性；在水分胁迫下单硅酸可以缓解水分缺乏症状，增强玉米根系活力。说明在土壤相对含水量为75%，施用0.266 g/kg单硅酸时，玉米根系活力最强，植株生长最好。

图4 水分胁迫下硅对玉米苗期根系活力的影响Fig.4 Effects of silicon on corn seedlingroot activity under water stress

2.3.2 水分胁迫下硅对玉米丙二醛含量的影响 从图5可以看出，随着土壤相对含水量的减少，水分胁迫对玉米的危害增大。相比于正常土壤相对含水量处理的丙二醛含量(以鲜质量计)，在土壤相对含水量为60%，45%，30%不施用单硅酸的条件下处理的玉米丙二醛含量分别升高20.21%，57.61%，90.78%，而在施用0.133 g/kg单硅酸的处理中，玉米丙二醛含量比正常土壤相对含水量条件下生长的玉米的丙二醛含量分别升高12.07%，42.55%，81.32%，在施用0.266 g/kg单硅酸的处理中，丙二醛含量比正常土壤相对含水量条件下生长的玉米丙二醛含量分别升高4.44%，14.60%，66.82%。与水分对照相比，各水分处理的玉米丙二醛含量有不同程度的升高，随着水分处理中相对含水量的增加，丙二醛含量有一定的降低趋势，水分的亏缺影响了玉米的丙二醛含量，施用硅素的玉米中丙二醛含量的升高幅度小于不施用硅素处理的玉米丙二醛含量升高的幅度，说明水分胁迫条件下硅可以一定程度上缓解由于水分亏缺引起的逆境条件。通过回归分析可以得出方程Y=4.22X+2.43X2+9.81，硅-水之间的极小值出现在2.52处，Si2W4处理与之最接近，为最优处理，同时也是最合理的处理。在同一水分处理的条件下，相比于不施用单硅酸的Si0处理，Si1处理在土壤相对含水量为30%，45%，60%，75%条件下的玉米丙二醛含量分别降低14.48%，18.62%，16.11%，10.02%，Si2处理在土壤相对含水量为30%，45%，60%，75%条件下的玉米丙二醛含量分别降低25.08%，37.70%，25.56%，14.31%，玉米丙二醛含量的降低幅度在土壤相对含水量为45%时，施用单硅酸后幅度最大，说明在土壤相对含水量为45%时施用单硅酸，显著增强了玉米的抗逆性；在水分胁迫下，施硅可使玉米叶片中的丙二醛含量明显降低，有减缓膜脂过氧化的作用。在土壤相对含水量为75%，施用0.266 g/kg单硅酸时，玉米丙二醛含量最低。

图5 水分胁迫下硅对玉米苗期丙二醛含量的影响Fig.5 Effects of silicon on corn seedlingMDA content under water stress

2.3.3 水分胁迫下硅对玉米脯氨酸含量的影响 从图6可以看出，随着土壤相对含水量的减少，水分胁迫对玉米的影响越来越大。相比于正常土壤相对含水量处理的脯氨酸含量，在土壤相对含水量为60%，45%，30%不施用单硅酸的条件下，玉米的脯氨酸含量分别升高12.88%，52.30%，85.64%，而在施用0.133 g/kg单硅酸时，玉米脯氨酸含量比正常土壤相对含水量条件下生长的玉米分别升高15.60%，45.01%，97.66%，在施用0.266 g/kg单硅酸时，玉米脯氨酸含量比正常土壤相对含水量条件下生长的玉米分别升高9.41%，33.15%，96.52%。与水分对照相比，各水分处理的玉米脯氨酸含量有不同程度的升高，随着水分处理中相对含水量的增加，脯氨酸含量有一定的降低趋势，水分的亏缺影响了玉米的脯氨酸含量，施用单硅酸处理的玉米脯氨酸含量的升高幅度小于不施用单硅酸处理的升高幅度，说明水分胁迫条件下硅可以一定程度上缓解由于水分亏缺引起的逆境条件。通过回归分析可以得出方程Y=8.52X+7.43X2+3.45，硅-水之间的极小值出现在20.05处，Si2W4处理与之最接近，为最优处理，同时也是最合理的处理。在同一水分处理的条件下，相比于不施用单硅酸的Si0处理，Si1处理在土壤相对含水量相比30%，45%，60%，75%条件下的玉米脯氨酸含量分别降低10.60%，20.06%，14.02%，16.04%，Si2处理在土壤相对含水量为30%，45%，60%，75%条件下的玉米脯氨酸含量分别降低16.78%，31.28%，23.81%，21.39%，玉米脯氨酸含量的降低幅度在土壤相对含水量为45%时，施用单硅酸后幅度最大，说明在土壤相对含水量为45%时施用单硅酸，抗逆性最强。说明在水分胁迫下，施用硅素可以降低玉米的脯氨酸含量，缓解玉米的缺水症状。在土壤相对含水量为75%，施用0.266 g/kg单硅酸时，玉米脯氨酸含量最低。

图6 水分胁迫下硅对玉米苗期脯氨酸含量的影响Fig.6 Effects of silicon on corn seedlingproline content under water stress

3 讨论与结论

硅肥可以促进玉米生长发育、增强光合作用，对光能利用率和水分利用率有增强作用，能增强糯玉米根系生长发育，对根系总吸收面积、活跃吸收面积及根系活力有一定的促进作用，从而达到了节水、抗旱、增产，改善玉米品质的目的。与本试验结论一致。

在本试验中，株高、叶面积、茎粗、根系长度、根系活力以及叶绿素含量在同一水分条件下，均随着单硅酸浓度的增加而增加，而同一单硅酸浓度处理条件下，株高、叶面积、茎粗、根系长度、根系活力以及叶绿素含量随着土壤相对水分含量的增大，有明显的增大趋势，在相对含水量为45%时，施用硅素后，显著增加玉米的抗逆性。丙二醛含量和脯氨酸含量表示逆境危害程度，施用单硅酸硅明显提高了玉米的抗逆性。在同一水分条件下，随着单硅酸浓度的增加而减小，在同一单硅酸浓度条件下，土壤相对含水量越大，丙二醛和脯氨酸含量越低。水分胁迫的玉米叶片蒸腾速率和光合速率为适应缺水均与正常水分处理相比显著下降，从而提高了水分利用效率，随着土壤相对含水量的增加，光合速率和蒸腾速率有一定的增加趋势，而在同一水分处理条件下，施用硅素处理的玉米叶片的整体光合速率和蒸腾速率相比于不施用单硅酸的处理有所升高。

在本试验研究范围内，在相对含水量为75%，施用0.266 g/kg单硅酸时，玉米生长最好；相对含水量为60%，施用0.266 g/kg单硅酸和相对含水量为75%，施用0.133 g/kg单硅酸时，玉米生长次之；在土壤相对含水量为45%时，施用0.133～0.266 g/kg单硅酸，显著增强了玉米的抗逆性。至于在硅素继续增加的情况下，玉米的生长状况如何，还有待于进一步研究。

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