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水稻是我国南方的主要粮食作物,由于采矿、三废排放、污灌和肥料不合理施用,农田土壤重金属特别是镉含量超标,严重制约着南方水稻的安全生产,如何安全利用中、轻度镉污染农田已成为国家和人们关注的重要焦点。农艺措施具有低成本、易操作、不破坏土壤生态环境,充分发挥土壤自我修复能力,实现可持续发展等优点被广泛应用。本文以镉超标农田为供试土壤,通过土壤盆栽试验和田间小区试验,研究有机水溶肥硅叶面喷施和土壤基施的降镉效果,并筛选其适宜喷施浓度;通过水培试验,探讨有机水溶肥硅降低水稻镉吸收的机理。研究结论如下:1、土壤盆栽试验结果表明,(1)叶面喷施不同浓度有机水溶肥硅,促进水稻对N、P、K的吸收,其中OWFSi3处理孕穗期P含量和OWFSi2处理收获期P、K含量显著高于对照;叶面喷施无机硅肥,促进水稻对P、K的吸收,降低N的吸收,其中ISi3处理孕穗期和收获期稻草K含量显著高于对照,ISi2处理收获期稻草N含量显著低于对照。(2)叶面喷施有机水溶肥硅和无机硅肥均提高水稻叶片SOD活性,降低水稻叶片MDA含量(OWFSi3除外),对POD和CAT活性影响较少。(3)植株镉形态分析结果表明,叶面喷施有机水溶肥硅和无机硅肥,除OWFSi1和ISi3提取态Cd总量稍高于对照,其余处理均低于对照,较对照降低9.84%~31.98%;从提取态镉的占比看,叶面喷施有机无机硅肥,Na Cl和HCl提取态镉(FNa Cl+FHCl)占比升高,较对照提高1.31~28.05%,HAc提取态镉(FHAc)占比降低,较对照下降9.97~23.87%,H2O提取态镉和乙醇提取态镉(FH2O+F乙醇)Si1和Si2处理占比下降,下降率为0.57%~15.60%,Si3处理占比升高,OWFSi3和ISi3分别较对照提高20.7%和5.96%。(4)收获期稻草和稻米镉含量分别较对照下降39.1%~55.1%和49.3%~60.6%,转运系数(稻草向稻米转运)下降13.61%~54.00%(ISi1除外)。2、田间小区试验结果表明,土壤基施和叶面喷施有机水溶肥硅,(1)提高水稻产量和千粒重,增加幅度分别为1.14%~9.80%和0.04%~1.49%,其中以OWFSi1(含SiO20.06%)处理增产效果最好;(2)促进水稻对P、K和Si的吸收,增加幅度分别为3.46%~15.9%、1.80%~10.74%和9.42%~11.76%;(3)提高SOD和GR活性,分别较对照提高0.29%~17.53%和25.18%~41.73%;降低POD和CAT活性,下降率分别为9.88%~31.48%和3.92%~24.18%;抑制膜脂过氧化作用,MDA含量下降,较对照下降0.60%~11.69%;(4)降低水稻对镉的吸收,稻草和稻米镉含量分别较对照下降6.42%~23.26%和15.38%~41.54%,籽粒转运系数较对照下降3.92%~27.97%,降镉效果以OWFSi2(含SiO20.09%)处理叶面喷施效果最佳。3、水培试验结果表明,+Cd条件下,叶面喷施有机水溶肥硅200倍稀释液(含SiO20.09%),可促进水稻生长发育,幼苗株高、根长和干物质重分别较对照提高8.35%、58.35%和38.77%;促进Ca、Mg、Fe、Mn和Cu元素向地上部转运,地上部积累量分别较对照增加93.37%、187.46%、112.93%、48.37%和19.11%,抑制Zn向地上部转运,地上部Zn的积累量较对照下降30.80%;叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素分别较对照提高24.58%、23.40%和4.77%;降低水稻对Cd的吸收,地上部Cd浓度较对照下降38.33%,根系Cd浓度下降37.11%,转运系数下降1.29%;荧光染料PTS试验结果表明,+Si处理,水稻幼苗体内PTS向地上部运输量较-Si处理下降44.99%,木质部伤流液Cd浓度下降28.40%,说明硅可使质外体运输路径通透性变小,抑制镉从根部向地上部的运输和转移。