不同纳米硅制剂及不同喷施时期对水稻镉吸收的影响_刘传平

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1、不同纳米硅制剂及不同喷施时期对水稻镉吸收的影响刘传平，李芳柏，王世华(广东省生态环境与土壤研究所，广州，510650)摘要：采用土培实验方法，研究了Cd处理下，对水稻叶面进行3种不同纳米硅制剂和Na2SiO3喷施，以及在苗期、分蘖期、孕穗期和3个时期都喷相同剂量的纳米硅制剂对水稻吸收Cd的影响。试验结果表明，纳米硅制剂可以显著缓解Cd对水稻的毒害作用，降低Cd在水稻籽粒中的积累且下降幅度顺序依次为：有机Si溶胶>无机Si溶胶>普通Na2SiO3。在水稻不同生育期施加Si制剂的效果也不相同，其中以

2、在分蘖期喷施效果最佳。土壤Cd浓度为2.0mg/kg时，苗期、分蘖期、孕穗期、三个时期都施加有机Si溶胶使稻米中Cd含量从对照的0.827mg/kg分别下降到0.167、0.101、0.146、0.134mg/kg。国家食品卫生标准中，大米镉含量要求低于0.2mg/kg，通过外源施加硅制剂，有效降低稻米中镉含量，可望在低浓度重金属污染稻田土壤上生产合格的稻米。关键词：镉，水稻，纳米硅，叶面喷施土壤重金属污染的造成植物重金属毒害并引起食物链中重金属含量水平的提高已引起人们的广泛关注。Cd是植物非必

3、需有害元素之一，水稻较易吸收和积累Cd对人们的身体健康造成威胁。如日本有名的痛痛病就是由于食用含Cd量很高的稻米所致。如何减少水稻对重金属Cd等的吸收及向籽粒中运输是广大学者关心的问题之一。硅是地球岩石圈中第二丰富的元素，硅可显著提高植物的抗逆性。硅资源廉价、无害、使用方便，应用硅物质减少植物的重金属毒害已引起人们的高度重视。虽然目前已有关于硅抑制植物重金属吸收方面的报道，但是绝大多数是直接将含硅矿物或硅酸盐施入土壤或培养液中。这种施用方式施用量大，会造成资源的浪费；而且也没有办法实现商品化应用

4、于农业生产。因此，我们采用叶面喷施的方式，研究了纳米硅制剂对水稻吸收积累Cd的影响。1实验方法与材料1.1纳米硅制剂的制备纳米硅制剂的制备（见：刘传平等.2006,叶面喷施纳米硅制剂抑制水稻吸收镉,全国土壤污染控制修复与盐土改良技术交流会会议论文集27-31）。1.2实验设计87土壤制备：取水稻田表层耕作土（0－10cm），风干后过筛，称10公斤土装入桶内，分别施加0.5、1.0、2.0mg/kg重金属镉，进行污染状态模拟。水稻培育和处理：以5％次氯酸钠溶液对水稻种子表面消毒15分钟，用自来水冲

5、洗后催芽、育苗，选均匀一致的幼苗进行移栽。每盆2株，在苗期（25-35天），分蘖期（60－70天），孕穗期（80－90天）叶面喷施根据本发明制备的铈掺杂无机纳米二氧化硅溶胶、铈掺杂有机纳米二氧化硅溶胶和普通Na2SiO3等硅-1制剂，溶胶含Si量都调节到20µmolL。喷施硅处理分以下方案：（1）三个时期每个时期各自喷施6次，隔一天喷施2次分早晚喷施，喷到叶面出现水珠但是不滴下为止；（2）三个时期每个时期都喷施，分个时期喷施2次共喷施6次。以清水为对照，其余田间管理同常规管理。收获后分开不同器官

6、，用自来水与去离子水洗净、烘干、灰化、酸溶，测定Cd含量。重金属含量测定：称取烘干磨细的植物样品0.500g左右放于150毫升三角瓶中，加优级纯HNO325毫升，放置过夜，盖小漏斗，在可调温加热30min。冷却，加优级纯HClO45毫升,低温加热，待瓶内白烟消退溶液呈无色透明剩余2毫升时，从电炉上取下冷却，用热水洗入50毫升容量瓶，用蒸馏水定容、过滤，待测液在原子吸收分光光度计上测定。2结果与分析结果如表1、表2、表3、表4所示，实验结果表明，喷施硅制剂加深了水稻叶片绿色，叶片挺拔且机械力增强；

7、不施加外源硅物质，随重金属浓度升高，水稻生物量有所下降，重金属在水稻中的积累依土壤浓度而增加，如0.5、1.0、2.0mgCd/kg风干土水平上，根中Cd含量分别为13.1、15.9、29.6mg/kg(dw)，籽粒中也有相同的趋势递增。在同一重金属水平上，叶面喷施硅物质，对水稻生物量影响不大，水稻根、茎叶、籽粒各部位中重金属含量均显著下降，下降幅度顺序依次为：有机Si溶胶>无机Si溶胶>普通Na2SiO3。0.5、1.0、2.0mgCd/kg风干土重金属水平时，三个时期都施加有机Si溶胶使籽粒

8、中Cd含量分别下降到对照的24.33%，20.34%和16.20%。土壤重金属水平为2.0mgCd/kg风干土时，三个时期都施加有机Si溶胶使稻米中Cd含量从对照的0.827下降到0.134mg/kg。在水稻不同生育期施加有机Si溶胶效果也不相同，其中以在分蘖期喷施效果最佳，土壤重金属水平为2.0mgCd/kg风干土时，苗期、分蘖期、孕穗期、88三个时期都施加有机Si溶胶使稻米中Cd含量从对照的0.827mg/kg分别下降到0.167、0.101、0.146、0.134mg/kg。国家食品卫生标