彭 華，田發(fā)祥，魏 維，周宇健，官 迪，柳賽花，紀(jì)雄輝*

（1.湖南省農(nóng)業(yè)生物資源利用研究所，湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，長(zhǎng)沙 410125；2.中南大學(xué)，長(zhǎng)沙 410000；3.農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中游平原農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410125；4.農(nóng)田土壤重金屬污染防控與修復(fù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410125；5.湖南大學(xué)，長(zhǎng)沙 410000）

不同生育期施用硅肥對(duì)水稻吸收積累鎘硅的影響

彭 華1，2，3，田發(fā)祥1，3，4，魏 維5，周宇健5，官 迪1，3，4，柳賽花1，3，4，紀(jì)雄輝1，3，4*

（1.湖南省農(nóng)業(yè)生物資源利用研究所，湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，長(zhǎng)沙 410125；2.中南大學(xué)，長(zhǎng)沙 410000；3.農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中游平原農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410125；4.農(nóng)田土壤重金屬污染防控與修復(fù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410125；5.湖南大學(xué)，長(zhǎng)沙 410000）

為探明硅肥對(duì)鎘污染稻田降低稻米鎘的作用機(jī)理，完善稻米鎘消減的硅肥施用技術(shù)，采用田間試驗(yàn)，研究水稻不同生育期（基肥、分蘗期和孕穗期）施用硅肥對(duì)水稻吸收積累鎘、硅的影響。結(jié)果表明：施用硅肥能夠提高土壤0.160～0.290個(gè)pH單位，降低鎘生物有效性，同時(shí)，顯著增加土壤有效硅含量，增幅為295.3%～399.2%（P＜0.05）；不同生育期施用硅肥中，基施硅肥能夠顯著增加9.7%的水稻產(chǎn)量，高于其他處理，基施硅肥顯著降低了水稻莖稈、葉片、稻殼和稻米中的鎘含量，降幅分別為31.9%（P＜0.05）、65.8%（P＜0.05）、46.1%（P＜0.05）和25.3%（P＜0.05），施硅降低了鎘由莖稈向葉片和稻殼的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而降低了稻米鎘的積累，同時(shí)顯著增加莖稈、葉片和稻殼硅含量，增加幅度分別為44.1%（P＜0.05）、71.5%（P＜0.05）和28.8%（P＜0.05）。綜上表明，鎘污染稻田基施硅肥能夠顯著增加水稻產(chǎn)量，降低土壤鎘生物有效性，阻止鎘的遷移轉(zhuǎn)運(yùn)，減少稻米鎘積累，是鎘污染稻田修復(fù)中推薦的硅肥施用技術(shù)。

水稻；鎘；硅

稻米鎘污染控制消減等的研究成為稻田重金屬污染修復(fù)的研究熱點(diǎn)之一。由于重金屬污染農(nóng)田土壤養(yǎng)分缺乏、結(jié)構(gòu)較差等限制因素，通過(guò)施加石灰、白云石、含磷礦物、粉煤灰、有機(jī)肥等改良劑輔助農(nóng)作物減少重金屬吸收的技術(shù)，以其見(jiàn)效快、低成本、易操作等特點(diǎn)，在重金屬污染農(nóng)田土壤修復(fù)實(shí)踐中得到了較為廣泛的應(yīng)用。一般認(rèn)為，硅對(duì)植物重金屬脅迫具有一定的緩解作用[4-6]。施用富硅改良劑已成為鎘污染農(nóng)田稻米安全生產(chǎn)的重要技術(shù)措施。在硅肥施用技術(shù)上，前人研究的硅肥葉面噴施和土壤撒施[7-9]對(duì)降低水稻吸收積累鎘具有較好效果，不同生育期施硅肥對(duì)水稻產(chǎn)量及其硅素吸收效率差異也已有報(bào)道[10-11]，然而水稻不同生育期施用硅肥對(duì)水稻吸收積累鎘的影響鮮有報(bào)道，同時(shí)稻田鎘污染修復(fù)的硅肥施用技術(shù)的組配、集成仍需通過(guò)大量的試驗(yàn)研究得出。

因此，本實(shí)驗(yàn)采用田間試驗(yàn)研究了水稻不同生育期施硅肥對(duì)稻米鎘含量的影響，以期為區(qū)域典型鎘污染稻田提供并完善硅肥施用技術(shù)，探討硅對(duì)降低稻米鎘污染的機(jī)理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

水稻試驗(yàn)地點(diǎn)位于湖南省長(zhǎng)沙縣北山鎮(zhèn)農(nóng)技站試驗(yàn)田，該地屬于中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，具有熱量豐富、降水充沛、日照充足的特點(diǎn)，是南方典型的水稻生產(chǎn)區(qū)。土壤基本理化性質(zhì)為：土壤pH 5.15（土∶水為1∶2.5），有機(jī)質(zhì)27.6 g·kg-1，堿解氮274.7 mg·kg-1，有效磷16.3 mg·kg-1，速效鉀85.8 mg·kg-1，土壤中全鎘含量0.56 mg·kg-1，超過(guò)土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618—2008），有效態(tài)鎘含量0.233 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用田間小區(qū)試驗(yàn)，設(shè)置4個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，小區(qū)面積30 m2。（1）對(duì)照處理（CK）：常規(guī)施肥，不添硅肥；（2）移栽前基施硅肥（T1）：常規(guī)施肥，與基肥同時(shí)施入，其SiO2量為225 kg·hm-2；（3）分蘗期追施硅肥（T2）：常規(guī)施肥，分蘗期追施SiO2量為225 kg·hm-2；（4）孕穗期追施硅肥（T3）：常規(guī)施肥，孕穗期追施SiO2量為225 kg·hm-2。

施肥情況：以水稻專用復(fù)合肥（24-6-10）作基肥，施用量為525 kg·hm-2，分蘗期追施尿素112.5 kg·hm-2。硅肥：淄博金禾肥料有限公司提供（SiO2≥24%，CaO≥32%，硼鋅鐵銅鈦鉬鉀≥15%，MgO≥5%）。在水稻生長(zhǎng)季，為了避免小區(qū)相互串水，小區(qū)田埂采用薄膜覆蓋。化學(xué)肥料于作物移栽前1 d施入并耙勻。水稻品種為湘晚秈12號(hào)，生產(chǎn)中病蟲(chóng)害防治與當(dāng)?shù)亓?xí)慣保持一致。

典型脆性材料不接受塑性變形，無(wú)切削磨損，其磨損量是由材料反復(fù)變形和碎裂構(gòu)成的，對(duì)應(yīng)圖6特性曲線Ⅰ.典型彈性材料未能達(dá)到使其破裂的臨界值時(shí)，無(wú)變形磨損，對(duì)應(yīng)圖6特性曲線Ⅱ.

1.3 樣品采集與測(cè)定

水稻成熟期采集土壤和水稻地上部（莖稈、葉片、稻米）樣品。用土鉆在每小區(qū)隨機(jī)采集5點(diǎn)土樣，混合作為一個(gè)土壤樣品，土樣自然風(fēng)干后研磨分別過(guò)20目和100目篩，備用。植株樣品用自來(lái)水沖洗干凈，并用純水沖洗，于80℃烘干后粉碎，備用。土壤有效態(tài)鎘采用DTPA浸提，火焰原子吸收分光光度儀測(cè)定，有效硅采用0.5 mol·L-1HCl浸提（NY/T 2272—2012），硅鉬藍(lán)比色法測(cè)定；植株樣品鎘含量用微波消解儀消解，ICP-MS測(cè)定。水稻植株全硅測(cè)定[12]：將100 mg樣品放入100 mL耐高壓塑料管中，加入3 mL 50% NaOH溶液，蓋上蓋子，振蕩器上搖勻，高壓滅菌鍋中121℃下滅菌20 min后，用漏斗轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，蒸餾水定容，搖勻，用鉬藍(lán)比色法測(cè)定硅含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007軟件進(jìn)行處理，SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和處理間差異顯著性檢驗(yàn)（LSD法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響如圖1。可以看出，與CK處理相比，T1、T2和T3處理能夠增加水稻產(chǎn)量，其中T1處理增產(chǎn)幅度為9.7%（P＜0.05），T2和T3處理對(duì)水稻增產(chǎn)效果低于T1。結(jié)果表明，水稻不同生育期施用硅肥能夠增加水稻產(chǎn)量，但硅肥施用時(shí)期對(duì)水稻的產(chǎn)量有較大影響，這與硅在稻田中釋放、水稻吸硅時(shí)期及硅對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響關(guān)系密切。

圖1 不同施肥處理的水稻產(chǎn)量Figure 1 Rice yields in different treatments

2.2 不同施肥處理對(duì)土壤pH及有效態(tài)鎘、硅的影響

不同施肥處理下成熟期土壤pH值變化如圖2所示。可以看出，硅肥能夠提高成熟期土壤pH值，與CK處理相比，T1、T2和T3處理分別提高了0.290、0.263、0.160個(gè)pH單位，T1和T2處理提高土壤pH達(dá)顯著水平。結(jié)果表明，施用硅肥能夠提高土壤pH值，但隨著硅肥施用時(shí)期延后，對(duì)土壤pH提高效果減弱。

圖2 不同施肥處理對(duì)土壤pH值的影響Figure 2 Effect of different treatments on the soil pH

不同施肥處理土壤有效態(tài)鎘、硅含量差異見(jiàn)圖3。與CK處理相比，T1、T2和T3處理能夠降低土壤DTPA-Cd含量，降低順序?yàn)門1＞T2＞T3，其中T1處理顯著降低土壤有效態(tài)鎘含量，降低幅度為7.4%（P＜ 0.05）。施用硅肥的T1、T2和T3處理土壤有效硅顯著增加了295.3%～399.2%（P＜0.01），不同時(shí)期施用硅肥處理土壤有效硅含量大小順序?yàn)門1＞T2＞T3，各處理之間差異沒(méi)有達(dá)到顯著水平，隨硅肥施用時(shí)間的延后，土壤有效硅含量具有逐漸降低的趨勢(shì)，這可能與硅肥在稻田中的釋放、轉(zhuǎn)化及水稻吸收有關(guān)。

圖3 不同施肥處理對(duì)土壤DTPA-Cd和有效硅含量的影響Figure 3 Effect of different treatment on soil DTPA-Cd and available silicon contents

2.3 不同施肥處理對(duì)水稻植株鎘、硅含量的影響

總體而言，不同時(shí)期施用硅肥均能降低水稻對(duì)鎘的吸收和積累，如圖4所示。與CK處理相比，T1、T2和T3處理降低了水稻莖中的鎘含量，其中T1處理降幅為31.9%（P＜0.05），差異達(dá)到顯著水平。T1、T2和T3處理均顯著降低水稻葉片中鎘含量，降低幅度為60.0%～65.8%（P＜0.05），同時(shí)，顯著降低了水稻稻殼中鎘含量，降幅為26.5%～46.1%（P＜0.05）。稻米中鎘含量與稻殼中鎘含量趨勢(shì)一致，與CK處理（稻米鎘含量0.431 mg·kg-1）相比，T1、T2處理稻米鎘含量分別顯著降低25.3%（P＜0.05）和16.7%（P＜0.05）。表明施用硅肥能夠降低水稻地上部各器官對(duì)鎘的吸收積累，水稻不同生育期施硅降低地上部鎘積累的差異較大。

圖4 不同處理對(duì)水稻各器官鎘、硅含量的影響Figure 4 Effect of different treatment on the different organ cadmium and silicon contents

水稻地上部各部位硅含量如圖4所示?？傮w而言，施用硅肥增加水稻地上部硅的吸收和積累，莖稈、葉片和稻殼中硅含量大小順序均為T1＞T2＞T3＞CK。與CK處理相比，T1、T2和T3處理均能夠增加莖、葉和殼中硅含量，T1和T2處理在莖稈、葉片和稻殼增加幅度分別為42.3%～44.1%（P＜0.05）、33.8%～71.5%（P＜0.05）、18.8%～28.8%（P＜0.05），T3處理顯著增加了葉片中硅含量，增幅為13.9%（P＜0.05），其莖稈和稻殼硅含量增加沒(méi)有達(dá)到顯著水平。表明水稻供硅時(shí)間對(duì)水稻吸收積累硅具有較大影響，隨著施硅時(shí)間延后，水稻對(duì)硅的吸收呈遞減趨勢(shì)，表明水稻對(duì)硅的吸收積累與水稻吸硅時(shí)期和硅肥在土壤中釋放有關(guān)。

2.4 水稻植株體內(nèi)鎘、硅轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)

施用硅肥對(duì)水稻鎘、硅轉(zhuǎn)運(yùn)的影響見(jiàn)表1?？梢钥闯?，與CK處理相比，T1、T2和T3顯著降低水稻鎘由莖稈向葉片的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，降低幅度為30.8%～50.6%（P＜0.05）。水稻植株莖稈向稻殼轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)降低，但沒(méi)有達(dá)到顯著水平。T1、T2和T3處理顯著增加水稻鎘由稻殼向稻米鎘轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，增加7.7%～24.2%（P＜0.05），隨著硅肥施用時(shí)期的延后，稻米鎘由稻殼向稻米轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)加大，表明硅對(duì)水稻體內(nèi)鎘的阻隔作用降低，并對(duì)稻米鎘積累具有一定促進(jìn)作用，但這種轉(zhuǎn)運(yùn)積累過(guò)程對(duì)稻米鎘積累影響較植株整體對(duì)鎘的吸收效果小。綜上表明，稻米鎘的積累與水稻鎘的吸收以及鎘在植株體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)關(guān)系密切。

對(duì)水稻植株體內(nèi)硅而言，與CK處理相比，T1、T2增加了硅由莖稈向葉片的轉(zhuǎn)運(yùn)，其中，T1處理達(dá)到顯著水平，增幅為13.9%（P＜0.05），而T3處理降低了硅由莖稈向葉片的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，差異沒(méi)有達(dá)到顯著水平，可以看出土壤硅素釋放過(guò)程和水稻對(duì)硅的吸收時(shí)期及其轉(zhuǎn)運(yùn)共同決定了水稻對(duì)硅素營(yíng)養(yǎng)的吸收積累。另外，各施硅處理硅由莖稈向稻殼的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)差異并不顯著，但較CK處理均顯著降低，降低幅度為15.8%～33.1%（P＜0.05），這可能是本試驗(yàn)中稻殼中硅較葉片中低的原因。

2.5 土壤、水稻各變量之間相互關(guān)系

土壤、水稻各變量之間相互關(guān)系見(jiàn)表2?？梢钥闯?，土壤有效硅含量與莖稈硅含量和土壤pH呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.926和0.969，與土壤DTPA-Cd呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明施硅肥能夠提升土壤pH值，增加有效硅含量，降低土壤鎘生物有效性，促進(jìn)莖稈對(duì)硅的吸收積累。莖稈硅含量與葉片硅含量呈顯著相關(guān)，與水稻莖稈、葉片和稻殼鎘含量呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.735、-0.734和-0.729，表明水稻莖稈中硅的積累能夠抑制水稻地上部鎘的積累，這種抑制效應(yīng)可能主要是通過(guò)降低土壤中鎘的生物有效性或是在水稻根部與鎘形成了難遷移結(jié)合態(tài)。葉片中硅含量與稻殼硅含量呈顯著正相關(guān)，而與葉片、稻殼和稻米鎘含量呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.728、0.956和0.995，表明地上部植株硅的大量累積，降低了地上部鎘向末端的遷移轉(zhuǎn)運(yùn)。土壤有效鎘與土壤pH呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.995，而與莖稈、葉片、稻殼和稻米鎘含量呈顯著正相關(guān)，表明土壤中鎘的生物有效性決定了水稻對(duì)鎘的吸收積累，其生物有效性與土壤pH關(guān)系密切。莖稈鎘含量與葉片、稻殼和稻米鎘含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.625、0.773和0.959，這與鎘在水稻體內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)。稻米鎘含量受限于土壤有效鎘和莖稈鎘含量，與葉片硅含量呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.995，表明上述因素是控制稻米鎘含量的關(guān)鍵因素。

表1 不同處理對(duì)鎘、硅在植株體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響Table 1 Effect of different treatments on Cd and silicon transportation in rice

表2 各變量之間相互關(guān)系Table 2 The correlation between variables

3 討論

施用硅肥能夠增加水稻產(chǎn)量[13-15]。本研究得出，施用硅肥能夠增加水稻產(chǎn)量，增產(chǎn)幅度為3.3%～9.7%，其中基施增產(chǎn)效果達(dá)顯著水平，增產(chǎn)結(jié)果與龔金龍等[10]研究結(jié)果吻合，即幼穗分化-抽穗期供硅能夠提高穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率等，最終達(dá)到增產(chǎn)效果。硅肥屬于堿性物質(zhì)，施入稻田能夠增加土壤pH值，土壤pH升高會(huì)使帶負(fù)電荷的土壤膠體對(duì)帶正電荷的重金屬離子吸附能力增加，土壤中的Fe、Mn等離子與OH-結(jié)合形成羥基化合物為重金屬提供更多的吸附點(diǎn)位[16-17]，且羥基態(tài)陽(yáng)離子與土壤吸附點(diǎn)位的親和力高于自由陽(yáng)離子，更加有利于重金屬形成碳酸鹽[18-19]、硅酸鹽[20]等沉淀物，降低土壤鎘生物有效性。本試驗(yàn)研究，在水稻不同生育期施用硅肥均可提高土壤pH值，從而降低了土壤有效態(tài)鎘含量，同時(shí)，土壤有效態(tài)鎘含量與水稻莖、葉、殼和稻米鎘含量顯著正相關(guān)，表明硅肥提高土壤pH值、降低土壤鎘生物有效性是降低水稻稻米鎘積累的原因之一。該結(jié)果與諸多研究報(bào)道相一致[21-22]。然而，不同時(shí)期施用硅肥對(duì)土壤pH提升效果不同，可能由于隨著水稻的生長(zhǎng)，根系分泌有機(jī)酸逐漸增多[23]，導(dǎo)致硅肥對(duì)土壤pH值增加效果降低。

本研究得出莖稈硅含量與水稻莖稈、葉片、稻殼鎘含量，葉片硅含量與葉片、稻殼和稻米鎘含量均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。表明施硅增加水稻對(duì)硅的吸收，降低了水稻地上各部位對(duì)鎘的積累，可能是因?yàn)榧庸枋规k沉淀在根部?jī)?nèi)皮細(xì)胞壁，增加了錳膜對(duì)鎘的積累，減少其向上轉(zhuǎn)運(yùn)[24]。另外，加硅能夠抑制質(zhì)外體運(yùn)輸途徑，阻塞細(xì)胞壁孔隙度，影響鎘的質(zhì)外體運(yùn)輸，從而降低鎘向地上部運(yùn)輸[25-26]，同時(shí)，加硅使硅、鎘主要積累在植物莖稈細(xì)胞壁邊緣或以植硅體形態(tài)存在于莖稈中，降低了稻米潛在風(fēng)險(xiǎn)[27]，富硅改良劑增加了水稻中硅的含量，促進(jìn)了硅與重金屬形成復(fù)合物沉淀，進(jìn)而減少了重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)[28-29]。硅對(duì)水稻體內(nèi)鎘不同遷移態(tài)影響研究也表明，硅降低水稻根和莖葉中遷移性較強(qiáng)的乙醇提取態(tài)和去離子水提取態(tài)的鎘含量，促進(jìn)難遷移的醋酸提取態(tài)和鹽酸提取態(tài)鎘形態(tài)的生成，降低水稻體內(nèi)鎘的遷移性[30]。綜上表明，施硅降低土壤鎘生物有效性、抑制鎘向上運(yùn)輸及鎘在地上部的遷移轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程共同決定了鎘在水稻地上部的積累。

在本試驗(yàn)條件下，施用硅肥能夠降低稻米中鎘含量，但其含量仍超過(guò)GB 2762—2005《食品中污染物限量》的標(biāo)準(zhǔn)限值（0.2 mg·kg-1），在本實(shí)驗(yàn)鎘污染水平下（0.56 mg·kg-1），僅單獨(dú)依靠施用硅肥措施可能無(wú)法解決稻米鎘超標(biāo)問(wèn)題，還需尋求其他措施加以綜合利用。在施用硅肥修復(fù)稻田鎘污染時(shí)，外源鎘污染如大氣沉降、灌溉水等因子也會(huì)對(duì)修復(fù)結(jié)果造成一定干擾。對(duì)于低濃度Cd污染農(nóng)田，也許可以通過(guò)施用硅肥來(lái)降低稻米中Cd含量，控制其濃度在國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)。我們?cè)谥卫硇迯?fù)稻田鎘污染工作中，在控制和隔絕污染源的同時(shí)，采用高效合理修復(fù)技術(shù)措施才是稻田鎘污染修復(fù)的可持續(xù)發(fā)展道路。

4 結(jié)論

中度鎘污染稻田施用硅肥能夠增加水稻產(chǎn)量，施用硅肥可增加土壤有效硅含量，提高土壤pH值，從而降低鎘生物有效性，降低鎘在水稻體內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)運(yùn)，從而降低水稻地上部鎘的積累，同時(shí)，增加了水稻地上部對(duì)硅的吸收積累，但不同時(shí)期施用硅肥對(duì)水稻增產(chǎn)效率、稻米降鎘率和硅的積累差異明顯?；┕璺什粌H增產(chǎn)效果明顯，且消減稻米鎘效果最佳，是一項(xiàng)值得推薦的硅肥施用技術(shù)。

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Effects of silicon fertilizer application on the cadmium and silicon content of rice at different growth stages

PENG Hua1,2,3,TIAN Fa-xiang1,3,4,WEI Wei5,ZHOU Yu-jian5,GUAN Di1,3,4,LIU Sai-hua1,3,4,JI Xiong-hui1,3,4*
（1.Institute of Agriculture and Biological Resources Utilization，Hunan Academy of Agricultural Sciences,Changsha 410125,China;2.Central South University,Changsha 410000,China;3.Ministry of Agriculture Key Laboratory of Agriculture Environment in Middle Reach Plain of Yangtze River,Changsha 410125,China；4.Key Lab of Prevention,Control and Remediation of Soil Heavy Metal Pollution in Hunan Province，Changsha 410125,China;5.Hunan University,Changsha 410000,China）

This aim of this research was to study the reduction mechanism of cadmium and improve the silicon fertilizer application process to inhibit cadmium（Cd）accumulation in rice,according to field trials.The results showed that silicon increased the pH of soil（0.160～0.290）and reduced the availability of cadmium.In contrast,basal application enhanced crop yield by 9.7%（P＜0.05）;and cadmium levels in rice stem,leaf,husk,and grain were significantly lowered,by 31.9%,65.8%,46.1%,and 25.3%,respectively（P＜0.05）.Meanwhile,silicon effectively inhibited cadmium transport from the stem to the leaf and husk,which reduced the Cd accumulation in grain.In addition,silicon fertilizer significantly increased the silica content in the stem,leaf,and husk to 44.1%,71.5%and 28.8%,respectively（P＜0.05）.Our study suggested that basal silicon fertilizer could reduce the availability of Cd,prevent Cd migration and accumulation,and increase rice production simultaneously.Basal dressing is recommended as a method of silicon fertilizer application in Cd-polluted paddy fields.

rice（Oryza sativa L.）；cadmium；silicon

X171.5

A

1672-2043（2017）06-1027-07

10.11654/jaes.2017-0288

2017－03－07

彭 華（1982—），男，湖南古丈人，助理研究員，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)田環(huán)境。E－mail：phlove10＠163．com

*通信作者：紀(jì)雄輝 E－mail：jixionghui＠sohu．com

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2013BAD11B02）；湖南省自然科學(xué)基金聯(lián)合項(xiàng)目（2016JJ6066）

Project supported：The National Key Technology Research and Development Program of the Ministry of Science and Technology of China（2013BAD11B02）；The Natural Science Foundation of Hunan Province（2016JJ6066）

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PENG Hua,TIAN Fa-xiang,WEI Wei,et al.Effects of silicon fertilizer application on the cadmium and silicon content of rice at different growth stages[J]. Journal of Agro-Environment Science,2017,36（6）:1027-1033.