西班牙研究人员率先开展硅元素橄榄施肥研究
科尔多瓦大学的研究人员完成了一项研究，旨在探讨硅肥在提高作物抗虫、抗旱和抗病能力方面的效果。
科尔多瓦大学农学系（DAUCO）玛丽亚·德·梅斯图卓越研究单位的研究人员发表了首项关于将硅用作橄榄园肥料的重要研究。他们得出结论：这种丰度极高的元素能够抵御干旱以及多种病虫害，且可在雨养和灌溉橄榄园中施用，而不会对环境造成负面影响。
大量研究表明，硅（土壤中仅次于氧的第二大丰度元素）能增强植物抵御主要逆境因素的能力，包括干旱、霜冻、盐碱化、养分失衡以及病虫害。然而，其中大部分研究仅针对小麦、水稻、番茄和根茎类作物等地面作物。
为建立橄榄园有效施用硅肥的科学依据，研究团队在科尔多瓦大学拉巴纳莱斯实验农场，选用阿贝基纳（Arbequina）和皮夸尔（Picual）两个品种开展了三项实验。
什么是品种？
橄榄品种（又称栽培品种）是橄榄树的一个亚种，经过人工选择性育种和繁殖，以获得特定的理想特性，例如果实大小、含油量以及抗病虫害能力。一些最著名的橄榄品种包括“皮夸尔”、“阿尔贝基纳”、“卡拉马塔”和“弗兰托伊奥”。
在每项实验中，研究人员研究了两种硅肥施用方法的有效性：通过灌溉水直接施用于根部，以及通过叶面喷洒施用于叶片。经过120天的处理，所有植株的根部均积累了大量硅元素。叶片和枝条中也含有显著水平的硅。
此外，施用后60天内，处理组与对照组植株在叶片硅积累量上的差异已十分明显。
叶片中的硅积累尤为重要。叶片外层之间形成的硅胶层起着物理屏障的作用，能抵御多种病虫害以及干旱等非生物胁迫。此外，先前研究表明，该层叶片的光合作用会显著增强。
一旦硅胶层形成，硅元素便不再具有移动性。因此，研究人员建议定期施用，以确保随着植物生长，新叶能够持续获得该元素。
除了物理性的硅胶屏障外，硅还能诱导或增强生化/分子机制。这些机制使植物能够利用酚类和植物抗毒素等防御化合物，并激活过氧化物酶和多酚氧化酶等防御酶。
先前研究还证实了硅与植物产生食草动物诱导挥发物（HIPVs）能力之间的关联，这些挥发物能吸引有益的捕食者。其中一种HIPV是水杨酸甲酯，研究表明它能吸引绿瓢虫——这种昆虫是橄榄瓢虫等多种橄榄害虫的天敌。
实验结束时，研究人员发现两种施用方法在提高植物硅含量方面同样有效。这一结果使他们得出结论：叶面喷施法能为雨养橄榄园带来与灌溉法对灌溉橄榄园所带来的同等效益。
研究员里卡多·费尔南德斯·埃斯科巴强调了这一发现的重要性，他表示：“大多数橄榄园都是雨养的，而且叶面施药[已经]非常普遍。”
“这项研究是一个起点，为未来的研究奠定了基础，使我们能够了解硅在应对不同类型胁迫时的确切益处。目前，我们正在研究其对盐胁迫、水分胁迫以及橄榄果蝇的防治效果，”费尔南德斯指出，并提到硅处理已被证实对引起橄榄孔雀斑病的真菌Spilocaea oleagina有效。
若后续研究证实硅肥是有效的病虫害防治手段，其成果将产生重大的经济与环境影响。由于硅在地壳（包括表层土壤）中天然储量丰富，既易于获取，又几乎不存在生态风险。
或许更为重要的是，正如水稻和小麦等其他作物所示，硅元素在提高商业橄榄树抗旱能力方面具有潜力。2022年，由于极端或反常的天气事件，欧洲和地中海地区橄榄收成损失创下纪录，其中干旱是许多地区的主要诱因。