叶面施用硅元素可以通过稳定光合作用性能，提高荞麦的抗旱能力和产量

《Scientific Reports》：Foliar silicon enhances drought resilience and productivity in buckwheat by stabilizing photosynthetic performance

　　

摘要

干旱胁迫是荞麦（Fagopyrum esculentum Moench）生产力的主要限制因素，主要通过损害光合作用、生长和繁殖能力来体现。本研究探讨了叶面施用硅（Si；0.5、1.0和2.0 mM）对缓解干旱胁迫的作用。干旱导致生长性状和种子产量下降，CO₂同化能力、电子传递速率（ETR）、光系统II效率以及相对含水量（RWC）降低，而电解质泄漏（EL）增加。OJIP瞬态分析显示最大荧光强度（F_m）降低，表明发生了光抑制现象。此外，差异动力学（ΔW）分析表明，在干旱条件下质体醌（PQ）池过度还原，Q_A-Q_B电子传递受限，PSI受体功能也受到部分限制。叶面施用硅，尤其是在1.0 mM浓度下，通过维持光系统II的功能、稳定电子传递速率、减少PQ的过度还原以及改善光能利用，有效缓解了这些不良影响。硅通过降低电解质泄漏并保持相对含水量，增强了植物的水分状况，从而维持了细胞稳定性。结果表明，1.0 mM浓度的硅能使生物量和种子产量恢复到与水分充足条件下的植物相当的水平，而0.5和2.0 mM浓度的硅只能部分缓解干旱胁迫。重新灌溉后，大多数指标部分或完全恢复，显示出荞麦较强的抗旱能力。研究结果表明，硅作为一种生理调节剂，能够整合光化学保护、水分保持和生长稳定作用，其最佳浓度对于最大化抗旱能力和生产力至关重要。