综述:硅肥强化观赏作物碳汇的认知及其根际互作研究

【字体: 时间:2025年08月01日 来源:Journal of Soil Science and Plant Nutrition 3.1

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  本综述系统探讨了硅(Si)施肥通过调控根际互作提升观赏作物碳汇(phytOC)的机制,揭示了硅促进植物硅体(phytolith)形成、增加生物量及土壤有机碳储量的双重效应,为应对气候变化提供了基于自然(NbS)的解决方案。

  

硅肥驱动的碳汇增强机制
硅(Si)施肥显著提升观赏作物组织内硅体(phytolith)含量,实验数据显示其促进植物细胞壁硅化作用,使叶片硅沉积量提升30-45%。这种矿化过程直接固存大气CO2为稳定有机碳(phytOC),经分解后形成持久性土壤碳库。

根际微生态重塑
硅诱导的根系分泌物改变根际pH值(±0.8波动),招募特定放线菌门(Actinobacteria)微生物,其丰度增加2.1倍。这些微生物通过加速硅溶解-再沉积循环,构建"植物-微生物-硅"三元协同体系,使碳周转效率提升19.7%。

生理调控双通道
• 结构强化:硅增强细胞壁机械强度(Li2SiO3晶体沉积量达3.8mg/g DW),延长叶片功能期23%
• 代谢激活:刺激景天酸代谢(CAM)途径关键酶PEPC活性提升62%,夜间CO2固定量增加

应用前景与挑战
盆栽实验表明硅肥(50-100mg/kg)使矮牵牛生物量增加40%,但需注意硅过量(>200mg/kg)可能抑制铁吸收。未来研究应聚焦硅形态(单硅酸 vs 纳米SiO2)对碳汇效率的差异化影响。

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