浅谈硅肥（三)

硅肥对抗重金属离子的能力

在施硅条件下，硅增强了稻株内部通气组织的体积和刚性。从而增加了稻根氧的供应量，高尔明、赵全志“水稻施用硅肥增产的生理效应研究”《耕作与研究1998》认为水稻的根系脱氢酶活性增加。杨建堂、高尔明、霍晓婷等:沿黄稻区水稻硅素吸收分配特点研究《河南农业大学学报2000》认为氧化力也提高，根周围的铁、锰和镉离子氧化沉积在表根，同时由于加硅植株的蒸腾速率下降，因而减少了水稻对铁、锰、镉的吸收,从而避免水稻对它们吸收过多造成的毒害。马同生等“硅素的植物营养”《土壤学进展1993》，朱小平等“水稻硅素营养特性的研究”《土壤通报1995》。

我们讲土壤重金属的治理，目前主要指重金属镉的污染。被镉污染的耕地，会严重影响农作物的产量和品质，并通过食物链，进入人的身体，摧残人的健康和生命。镉对人的肾、胃、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统，均可产生毒性。被美国毒物管理委员会列入第六位危害人体健康的有毒物质。

我国对主要土壤镉的临界值为:灰钙土 2.3mg/kg，红壤土0.6mg/kg，黄棕壤0.3 mg/kg，砖红壤0.6 mg/kg，(胡培松2004)。(国际上美国临界值3.56 mg/kg,法国2.0 mg/kg,德国3. 0 mg/kg)。

镉的迁移性很强，很易被植物吸收，当植物组织中Cd浓度达到1 u mol/L时，就会对植物细胞质膜透性和水分代谢、光合作用、呼吸作用、碳水化合物代谢、氮素代谢、核酸代谢、植物激素等生理生化过程及土壤微生物等造成伤害，有些作物还可能出现毒害症状，从而影响植物的生长发育。水稻在有毒重金属污染的土壤中生长时，其生长和发育将受不同程度的影响，终表现为产量降低，籽粒中的有毒物质镉含量就会过量。据报道，不同浓度Cd处理荐菜10天后，叶片中叶绿素a、叶绿素b 和叶绿素总含量都随浓度增大而不断下降，光合速率略有提高，但随浓度的增大迅速下降。用不同浓度Cd"处理的大麦，环式和非环式光合磷酸化受到抑制。长期Cd胁迫使幼叶叶绿体发育受影响，并抑制成熟叶的光合作用。同时对分布在植物细胞质膜、液泡膜、光合膜和线粒体内膜等部位的各ATPase有很大的副作用,在≤5mg/LCd浓度范围内,H- ATPase、Mg"-ATPase、Ca"-ATPase、等活性都下降。(许建光等“硅肥抑制作物吸收重金属的研究进度”中国农学通报2006)。

水稻施硅素后，秦叔琴、黄庆辉认为硅对水稻幼苗期根系吸镉量无明显影响，降低了地上部分镉的含量，即硅减少了水稻根部吸收量的Cd向地上部分迁移的量，“硅对水稻吸收镉的影响”，《新疆环境保护1997》。Wang 等在探讨施硅对水稻苗耐Cd能力影响时发现，硅修饰的细胞壁具有对Cd较强的亲和性，明显抑制了Cd 的毒害。( Wang L ,wang Y H,Chen Qet al.Silicon induced cadmium toleranceof rice<Oryza sativa>seedlings.J Plant Nutr,2000,23:1397~1406)。

从纳米的角度看,S,(OH)。上羟基与细胞壁多糖上的羟基通过亲水分子间的相互作用，在细胞质体外空间形成有序的S.0;胶体。有序的S.o。胶体表面具有硅醇的配体性质，可与Cd"等金属离子配合形成Cd-S,复合氧化物，从而降低了毒害。周建华、王永锐等认为还能抑制或缓解锶、绝、砷、铬等对水稻的毒害作用。由于可溶性硅酸盐在水溶液中水解生成HaS0a，呈凝胶状，可吸附有毒重金属离子及其他有害物质，避免过量有毒金属离子破坏蛋白质结构，这可能是硅素缓解重金属毒害作用的原因之一。

硅肥能减轻Cd对作物的毒害作用，施硅后水稻根部吸收的Cd向地上部分迁移的量明显减少。同时加Si于Cd处理中，使受Cd处理的水稻幼苗叶片的光合速率明显提高，Cd的处理浓度越高，加S.处理中的幼苗叶片光合速率受促进越大。另外，加 S.能够改善叶绿素a/b的关系，使a/b 比值提高。据杨超光报道，在施用等量的Cd时，施硅与不施硅相比，玉米吸收Cd的绝对量无论是根、茎、叶，还是总吸收量都显著降低，这说明硅降低土壤介质中Cd 的活性，使镉不被玉米吸收（杨超光、豆虎、梁永超等硅对土壤外源镉活性和玉米吸收镉的影响，中国农业科学2005)

据李平、王兴祥、郎曼、张桃林《中国环境科学2012》介绍:植物在整个生育期内对重金属的吸收是动态变化的。水稻以分藻期到抽穗期，水稻茎部对Cd的吸收量会随水稻的生长逐渐降低，至水稻成熟时又有不同幅度的增加。

所以要降低大米中的镉含量要进行叶面阻隔，从而控制成熟阶段水稻对镉的吸收量。另外，空气中也有沉降的重金属离子。用硅进行叶面喷施也是一种阻隔的措施之一。叶面施硅后阻碍镉的迁移是水稻的一种生理作用。