植硅体Word

　　植硅体——对陆地硅、碳循环的影响

　　Circular Economy

　　植硅体——对陆地硅、碳循环的影响吴俣 11300740030

　　植硅体——对陆地硅、碳循环的影响

　　植硅体的介绍

　　植硅体对硅的陆地生物地球化学循 环意义 植硅体态碳

　　存在问题和应用前景

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　　植硅体的介绍

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　　植硅体的定义 定义：植硅体又名植硅石、植物蛋白石，是高等植物在生长过程中依靠根系吸收土壤中可溶性的单硅酸，在叶片 的蒸腾等作用下，沉淀在植物细胞壁、内腔和细胞壁 间的固体非晶质含水二氧化硅颗粒

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　　植硅体的形态与基本化学组成特征 不同的细胞形成的植硅体形态也大不相同。

　　植硅体的大小多在 2 ~ 2000μm 之间，绝大部分 在 20 ~ 200μm 之间

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　　植硅体的形态与基本化学组成特征 植硅石的主要成分为二氧化硅(67%~95%)、

　　水(1%~12%)和有机碳(0.1%~6%);并含有少量微量元素Na,K,Ca, Fe,Al,Ti等

　　光学上植硅体为各向同性，非晶质。在透射光下

　　从无色、淡红色、棕色到黑色均有，但最常见的是淡红色。

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　　植硅体在植物中的生理功能 硅是植物生长不可缺少的中量元素，植物中90%以上的硅都在植硅体中。 “骨骼”——增强了植物组织细胞的硬度和耐压 能力，提高了植株的抗倒伏能力。 良好的透光性和散射能力——增强了植物对光的 拦截效率和抗旱能力，进而提高了植物的光合作 用效率；

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　　植硅体较多的几种植物 水稻 竹

　　羊草

　　小麦

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　　植硅体对硅的陆地生物 地球化学循环意义

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　　陆地生物硅(BSi)库 在稳态的陆地生态系统中，硅的生物地球化学循 环可分成 4 个 Si 库:

　　①岩石( 风化层)Si 库; ②土壤 Si 库，包括土壤生物源组分(SBSi) 、风化— 成土源组分( MSi) 和土壤水中溶解可交换的生物源组 分和风化源组分( DSi) ;

　　③活植物生物量 Si( BSi) 库;④河流Si 库，包括 DSi、MSi 和 BSi 三组分。

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　　陆地生物硅(BSi)库的形成过程 高等植物生长过程中根系从土壤溶液吸收溶解态

　　硅，在植物体内以无定形硅的形式驻留，形成植硅体，然后又以凋落物的形式返还给土壤表层。 在世纪或数年时间尺度上通过减缓陆地硅向海洋

　　的输出而延长了陆地硅的驻留时间，进而影响陆地硅的生物地球化学循环。

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　　植硅体在陆地生物硅(BSi)库中的重要地位 陆地植硅体大约占土壤和河流悬移质中生物硅组

　　分的90%

　　全球陆地植硅体固定的硅的量在 60 1012~180 1012mol / a 之间，与大洋硅藻属植物固定的

　　硅的量在同一数量级。

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　　植硅体调节硅的生物地球化学循环平衡 植物生长过程中通过吸收矿物化学风化释放的 硅来调节陆地硅的生物地球化学循环平衡，否则 化学风化过程释放的风化组分硅会形成次生矿物 减慢陆地硅的生

　　物地球化学循环或者被输入河流 加快陆地硅的输出

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　　植硅体态碳

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　　植硅体态碳的形成机制

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　　一种相对“安全”的碳汇 有植硅体这个“坚固外壳”的“禁锢”,具有着

　　较强的抗氧化和抗分解能力。

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　　一种相对“安全”的碳汇 巨大的碳汇潜力

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　　存在问题和应用前景

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　　研究中的问题 植物样品的系统性和代表性

　　样品的多样性

　　植物植硅体封存碳机制及其稳定性的探索

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　　展望 选择一种高植硅体量和高植硅体中碳含量及高生 物量的植物进行种植，或通过硅营养调控机制， 可以增加稻田、麦田等人工生态系统以及自然生 态系统中植硅体和植硅体封存大气中 CO2的潜 力值。

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　　参考文献【1】李自民. 典型湿地生态系统中植硅体碳汇潜力研究[D]. 浙江农林 大学 2013 【2】薄勇. 植硅石在全球硅生物地球化学循环中的作用[J]. 建材世界. 2009(05) 【3】田福平,陈子萱,苗小林,常根柱,张礼军,白斌. 土壤和植物的硅素营

　　养研究[J]. 山东农业科学. 2007(01)【4】陶贞,张超,高全洲,李元. 陆地硅的生物地球化学循环研究进展[J]. 地球科学进展. 2012(07)

　　【5】李仁成,谢树成,顾延生. 植硅体稳定同位素生物地球化学研究进展[J]. 地球科学进展. 2010(08) 【6】张新荣,胡克,王东坡,介冬梅. 植硅体研究及其应用的讨论[J]. 世界 地质. 2004(02)

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