筆耕硯田: 植物營養界的硬底子「矽」

矽可以讓植株的莖桿更堅硬，而強壯便是最好的防護武器。

撰文：何小靖

只不過植物由根部吸收矽元素，以矽酸形式吸收、運輸，每一種植物對矽的吸收能力會有所差異，植物體內的矽含量落差極大。

雖然單子葉植物當中的禾本科、棕櫚科對矽有較高的需求，但雙子葉植物體內的矽含量相對較低，對大多數雙子葉植物來說，矽不是植物生長必需的營養元素，矽含量不到0.5％，豆科植物甚至具有排除機制。

再加上，約佔地殼組成27％的矽，僅次於氧，是含量第二高的元素，由岩石風化後進入土壤當中，既然原本就存在，怎麼會不足，便讓許多人以為是不需要額外添加。

但至少對於多數作物，矽都有正面的幫助，被認為是有益元素。

1926年就已經證實矽元素對水稻有益，並在2002年、2006年、2008年陸續發現矽元素對麥、玉米、向日葵等植物有益，後來也用在蘭花、長壽花、康乃馨、非洲菊、秋海棠、三色堇，表現都不錯。

而對雙子葉植物的病害防治，也已經知道矽是有幫助的，比如防治胡瓜、葡萄、洋香瓜、南瓜與玫瑰等的白粉病，或是簇倒病、萎凋病及各種莖病變等，可以讓可溶性矽由根部吸收或以葉片噴灑，進入植物體內。

這類研究是1980年代之後才展開，參考依據並不多，有人推測矽對病原菌有直接影響，但研究顯示矽對真菌沒有直接的殺菌作用，也有人認為矽會阻止病菌侵入，發現矽的累積可能產生物理的阻力，但後來觀察並非每一回都能成功，最佳的思考方向或許是矽誘導了植物的抗病能力。

經矽處理過的植物，常含較多量之酚化物，可能對真菌具有毒性，且矽處理後也促使植物的過氧化酵素、多酚氧化酵素及β-葡萄糖苷酶等酵素大量且快速產生，而這些與抗病有關的酵素增加，應該就表示經矽處理過的植物可誘導抗病性。

台中區農業改良場提出，於稻田整地前或水稻插秧初期，每公頃施用總量約400公斤的含矽資材後，分別可降低葉稻熱病19％、紋枯病22％、白葉枯病66％、莖螟蟲65％及飛蝨類75％的危害。認為水稻根部吸收矽後會存在莖桿及葉片，使得表皮細胞壁變厚，強化植體組織硬度，便能阻礙病菌侵入及害蟲取食。

此外，矽元素會逐漸受到重視，是因為在各項研究當中，發現矽的確可以促進作物的生長發育，還能增強作物「對抗逆境」的能力。以黃瓜為例，在矽肥處理過後，光合作用率增加了，蒸散速率減少了，各種能力都發生了正向變化，甚至對於鹽分逆境都有更好的耐受性。還在2011年有研究發現，矽肥能使鋁的毒害力下降。

所有的事物都要有一個度，無論好壞，矽也不例外，缺少或過多，對植物生長都會造成損失。另外，我們也要了解植物的「營養臨界期」及「營養最大效率期」，才能適時、適性，以最少的投資，得到最大的收益。在營養臨界期，植物會對某些營養元素的需求較為迫切，卻不一定是要多，錯過了這個時期，想要彌補或糾正非常難，必然會影響收成。而這個時期所吸收的養分便能發揮最大的潛力，這便是營養最大效率期，營養臨界期多數是在苗期。

對於土壤中的矽，矽含量10至15％的植物會主動吸收，矽含量1至3％的植物是被動吸收，但土壤中有效矽卻因連作持續減少，故而需要額外補充矽肥，否則對某些作物來說，缺少矽是會造成傷害的，如水稻減產。最知名的商品化矽肥，便是我們以前介紹過的SH孫黃，此外還有二氧化矽、矽酸鈣、矽酸鉀、矽酸鈉、矽藻土或炭化稻殼等含矽資材。

LHcheM,CC BY-SA 3.0,

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2024年2月6日 星期二

植物營養界的硬底子「矽」

2024年2月6日星期二