薏苡（Coix lacryma-jobi L.）中的硅积累部分替代了生物量的碳合成过程，并增强了与植硅体相关的碳封存潜力

《Plant and Soil》：Silicon accumulation in Job’s tears (Coix lacryma-jobi L.) partially replaces biomass carbon synthesis and enhances phytolith associated carbon sequestration potential

硅替代生物质碳合成及硅沉积形成植物硅石是茭白（Job's tears）实现硅-碳耦合的重要过程，其植物硅石年产量达576±243 kg·ha?1·yr?1，显著高于多数作物，叶、壳、茎、根对硅沉积的贡献比例分别为43%、35.2%、19.8%、2.1%，表明茭白具有显著的碳封存潜力。

　　

摘要

背景与目的

农田生态系统通过硅（Si）-碳（C）耦合的生物地球化学循环，在陆地碳（C）封存中发挥着重要作用。本研究旨在探讨潜在的Si-C耦合过程，并初步评估薏苡（Coix lacryma-jobi L.）的植硅体相关碳封存潜力。

方法

我们从中国贵州省收集了薏苡的植物样本，包括根、茎、叶、壳和籽粒。采用改进的H?O?-HNO?湿法消化方法从这些植物样本中提取植硅体。随后利用场发射扫描电子显微镜结合能量色散光谱（FESEM-EDS）技术观察相关样本的形态，并对其元素组成进行半定量分析。

结果

植物生物量的碳含量范围为38.13%至43.93%，硅含量范围为0.31克/千克至41.54克/千克。定性和定量分析结果表明，硅替代了部分生物量中的碳，这种替代具有积极作用。估算薏苡的植硅体产生通量高达576±243千克/公顷·年，高于大多数作物，说明薏苡具有较高的植硅体相关碳封存潜力。此外，叶片、壳、茎和根对薏苡整个植株植硅体产生通量的相对贡献分别为43%、35.2%、19.8%和2.1%。

结论

在薏苡中，硅替代生物量中的碳用于合成以及沉积形成植硅体是两种重要的Si-C耦合过程。这两种过程有利于薏苡的生长和长期碳封存。