胡婧怡，陶榮浩，周曉天，張慧敏，胡含秀，高羽欣，謝君豪，馬友華

（農(nóng)田生態(tài)保育與污染防控安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，合肥 230036）

當(dāng)前，隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，重金屬污染受到廣泛關(guān)注。2014 年公布的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，我國(guó)土壤鎘點(diǎn)位超標(biāo)率為7%。鎘進(jìn)入人體后，可能引發(fā)各種疾病，嚴(yán)重影響人體健康[1]。葉面阻控技術(shù)是降低水稻鎘積累的農(nóng)藝調(diào)控措施之一[2-4]，主要通過(guò)噴施葉面阻控劑，利用阻控劑與鎘鉛等重金屬競(jìng)爭(zhēng)葉面細(xì)胞上的結(jié)合位點(diǎn)及螯合作用，降低重金屬的活性，進(jìn)而抑制重金屬由葉片經(jīng)穗軸向籽粒中轉(zhuǎn)運(yùn)[5]。葉面阻控技術(shù)可通過(guò)提高葉面細(xì)胞抗氧化酶的活性、促進(jìn)水稻生長(zhǎng)發(fā)育和改善水稻抗逆性，提高水稻抗性和阻控能力。

硅是作物生長(zhǎng)不可或缺的微量元素，對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育起著重要的作用[6]。硅可以促進(jìn)水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，改善其抗逆性，降低細(xì)胞膜的通透性和加強(qiáng)水稻對(duì)重金屬鎘的抗性[7]。目前噴施的葉面阻控劑多為含硅材料，硅從葉片進(jìn)入水稻體內(nèi)后可向根部移動(dòng)，與鎘鉛發(fā)生沉淀反應(yīng)，阻止鎘鉛向上運(yùn)輸，從而減少作物地上可食用部位鎘鉛的含量[8]。研究表明，施硅在降低稻米鎘含量的同時(shí)，也能提高稻米品質(zhì)。黃崇玲等[9]發(fā)現(xiàn)，與土壤施硅相比，葉面噴施硅溶膠降低水稻鎘含量的能力更強(qiáng)。Wang 等[10]研究發(fā)現(xiàn)，葉面噴施納米硅不僅可以抑制鎘從作物根部到地上部位的遷移，而且有助于作物生長(zhǎng)。王世華等[11]通過(guò)盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水稻在噴施有機(jī)硅和無(wú)機(jī)硅后，稻米中鎘的含量分別下降44%和53%。

硒對(duì)促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育和新陳代謝具有重要作用[12]。作物通過(guò)硒的生物強(qiáng)化作用，能夠提高籽粒中硒含量，進(jìn)而促進(jìn)人體對(duì)硒的吸收[13]。研究發(fā)現(xiàn)，硒能與土壤中鎘鉛等重金屬產(chǎn)生拮抗作用，降低植物對(duì)重金屬鎘鉛的吸收[14-15]，特別是硒能與重金屬鎘相結(jié)合形成難溶的CdSeO3，使其難以被作物吸收。研究表明，葉面噴施硒不僅可以顯著提高水稻籽粒有機(jī)硒含量，而且能降低水稻砷、鎘和汞等多種重金屬的積累，提高水稻抗逆性[16]。管恩相等[17]研究表明，水稻噴施葉面硒肥可以使稻米增產(chǎn)16.2%，鎘含量下降8.6%～17.8%。因而，利用硒與鎘鉛等重金屬之間的拮抗作用，對(duì)種植在鎘鉛污染農(nóng)田上的水稻噴施硒肥，可實(shí)現(xiàn)水稻安全生產(chǎn)。

當(dāng)前我國(guó)南方地區(qū)的部分農(nóng)田存在鉛鎘復(fù)合污染，以往的研究多聚焦在噴施葉面阻控劑能否在單一污染的農(nóng)田降低作物重金屬，但是對(duì)葉面阻控劑種類、噴施次數(shù)和噴施量等方面的研究相對(duì)較少，對(duì)噴施葉面阻控劑在降低農(nóng)作物重金屬的同時(shí)補(bǔ)充其可食用部分的氮磷鉀等元素的研究也鮮有報(bào)道。本研究通過(guò)田間試驗(yàn)，探討了不同生長(zhǎng)期噴施硅、硒葉面肥對(duì)水稻鎘鉛吸收的影響，以期為鎘鉛復(fù)合污染農(nóng)田修復(fù)及農(nóng)產(chǎn)品安全利用提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地為安徽省銅陵市義安區(qū)某鎘鉛復(fù)合污染農(nóng)田。土壤pH 值為6.06，土壤鎘全量為2.612 mg·kg-1，高于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控值，有效態(tài)鎘為1.213 mg·kg-1；鉛全量為186.52 mg·kg-1，高于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，有效態(tài)鉛為60.12 mg·kg-1。土壤硒含量為0.171 mg·kg-1，有效硒含量為0.064 mg·kg-1，土壤有機(jī)質(zhì)含量為19.37 g·kg-1，全氮含量為0.83 g·kg-1，堿解氮含量為83.78 mg·kg-1，有效磷含量為18.41 mg·kg-1，速效鉀含量為156.5 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)處理：①不噴施處理CK：分蘗期、抽穗期、灌漿期各噴施清水1 次。②硅肥處理：Si-1：抽穗期噴施葉面硅肥1 次，其余時(shí)期噴施清水；Si-2：灌漿期噴施葉面硅肥1 次，其余時(shí)期噴施清水；Si-3：抽穗期和灌漿期噴施葉面硅肥各1 次（共2 次），其余時(shí)期噴施清水；Si-4：分蘗期、抽穗期和灌漿期噴施葉面硅肥各1次（共3次）。③硒肥處理：Se-1：抽穗期噴施葉面硒肥1 次，其余時(shí)期噴施清水；Se-2：灌漿期噴施葉面硒肥1 次，其余時(shí)期噴施清水；Se-3：抽穗期和灌漿期噴施葉面硒肥各1 次（共2 次），其余時(shí)期噴施清水；Se-4：分蘗期、抽穗期和灌漿期噴施葉面硒肥各1次（共3次）。

試驗(yàn)材料：供試的水稻品種為當(dāng)?shù)剡m宜種植的桂朝2 號(hào)。葉面硒肥為有機(jī)富硒肥（Se≥5 g·L-1，pH 6～7），葉面硅肥為液體硅肥（Si≥100 g·L-1，pH 10～11），均由安徽羅殼智灃農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)。每次噴施葉面肥用量為1.5 L·hm-2，加水600 kg·hm-2，稀釋400 倍后，各處理統(tǒng)一在晴天的9：00—10：00 完成噴施，均勻噴施于葉面正反面及稻穗上，以液滴掛滿葉面及稻穗為佳。

田間試驗(yàn)于2021 年6 月16 日—9 月27 日開(kāi)展，小區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用區(qū)組隨機(jī)分布，共9 個(gè)處理，每個(gè)處理小區(qū)設(shè)置3 次重復(fù)，共計(jì)27 個(gè)處理小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為20 m2，各小區(qū)間用水泥護(hù)埂，清潔水灌溉，截?cái)辔廴驹?。按照?dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培技術(shù)施肥量施肥，基肥采用45%（15-15-15）復(fù)合肥600 kg·hm-2，在插秧前1～2 d 施入，水稻密度（株行距）為13 cm×30 cm；20 d 后施尿素150 kg·hm-2作返青分蘗肥，施用鉀肥112.5 kg·hm-2，水稻孕穗期追施尿素112.5 kg·hm-2作孕穗肥。

1.3 樣品采集

樣品于2021 年9 月27 日水稻成熟期采集并實(shí)際測(cè)產(chǎn)。植株樣品采集按梅花形取樣法在每個(gè)小區(qū)采取水稻5 株。土壤樣品在采集水稻樣品當(dāng)日采集，在采集水稻樣品的點(diǎn)位處直接采集水稻根區(qū)土壤（0～20 cm），并組成混合土樣，土樣質(zhì)量約1 500 g。水稻植株先后用自來(lái)水和去離子水清洗干凈，再將整株分為根部、莖葉和稻谷。根部和莖葉于105 ℃下殺青30 min，80 ℃下烘干至恒質(zhì)量；稻谷曬干后按照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《米質(zhì)測(cè)定方法》（NY/T 83—2017）出糙，分離出糙米和殼。各部位樣品測(cè)定干質(zhì)量后，利用不銹鋼粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎。土壤樣品在陰涼處風(fēng)干后，粉碎研磨過(guò)10目篩和100目篩，裝入自封袋備用。

1.4 樣品測(cè)定

水稻樣品中多種元素的測(cè)定參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中多元素的測(cè)定》（GB 5009.268—2016），用美國(guó)賽默飛（iCAP 7000 Series）電感耦合等離子發(fā)射光譜儀（ICP-OES）測(cè)定水稻不同部位重金屬鎘、鉛含量和糙米中硅、硒含量。糙米氮和磷元素用AA3 型連續(xù)流動(dòng)分析儀（SEAL XY-2 SAMPLER）測(cè)定，鉀元素含量在火焰光度計(jì)（Sherwood 410）上測(cè)定。土壤樣品中全量鎘、鉛含量根據(jù)《土壤質(zhì)量鉛、鎘的測(cè)定》（GB/T 17141—1997）中石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)定，土壤有效態(tài)鎘（DTPA-Cd）和有效態(tài)鉛（DTPAPb）的測(cè)定根據(jù)《土壤質(zhì)量 有效態(tài)鉛和鎘的測(cè)定》（GB/T 23739—2009），用德國(guó)耶拿（Z700P）原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定。

以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)參比物質(zhì)土壤樣品（GBW07461）和植物樣品（GBW10045）進(jìn)行質(zhì)量控制，分析結(jié)果均在允許誤差范圍內(nèi)。

1.5 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)

根據(jù)以下公式計(jì)算相關(guān)指標(biāo)：

采用Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPPS 23.0進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析。處理間的比較采用最小顯著性差異法（LSD），圖表中的數(shù)據(jù)均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，差異顯著水平為P<0.05。采用Origin 2017制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴施硅和硒肥對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

由圖1 可知，葉面噴施硅肥產(chǎn)量在7.53～7.70 t·hm-2之間，較CK 顯著提升了2.45%～4.81%（P<0.05），其中在抽穗期-灌漿期2 次噴施（4.49%）增產(chǎn)的效果與僅在抽穗期（2.45%）或灌漿期（2.51%）1 次噴施處理差異不顯著（P>0.05）；而在分蘗期-抽穗期-灌漿期3 次噴施的增產(chǎn)效果達(dá)到了4.81%，與噴施2 次處理差異不顯著（P>0.05）。葉面噴施硒肥產(chǎn)量在7.58～7.72 t·hm-2之間，較CK 顯著提升了3.21%～5.08%（P<0.05）。

圖1 葉面噴施硅和硒肥對(duì)水稻產(chǎn)量的影響Figure 1 Effect of spraying silicon and selenium on rice yield

2.2 葉面噴施硅和硒肥對(duì)水稻鎘鉛含量的影響

2.2.1 葉面噴施硅和硒肥對(duì)糙米鎘鉛含量的影響

由圖2 可知，葉面硅肥處理糙米鎘含量在0.189～0.258 mg·kg-1之間，較CK 下降了11.43%～35.12%，其中在抽穗期-灌漿期2次噴施（33.64%）的效果與僅在抽穗期（11.43%）或灌漿期（15.31%）1 次噴施處理差異顯著（P<0.05），分蘗期-抽穗期-灌漿期3 次噴施（35.12%）對(duì)糙米降鎘效果與2 次噴施處理差異不顯著（P>0.05）。葉面硒肥處理下糙米鎘含量在0.173～0.222 mg·kg-1之間，較CK 下降了23.69%～40.61%，其中在抽穗期-灌漿期2次噴施（38.65%）的效果與僅在抽穗期（23.69%）或灌漿期（25.61%）1 次噴施處理差異顯著（P<0.05），分蘗期-抽穗期-灌漿期3 次噴施（40.61%）對(duì)糙米降鎘效果與2 次噴施處理差異不顯著（P>0.05）。噴施硅肥或硒肥2 次及以上均能夠?qū)⒉诿字墟k含量降低至《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》（GB 2762—2022）中規(guī)定的限量值以下。

圖2 葉面噴施硅和硒肥對(duì)糙米鎘鉛含量的影響Figure 2 Effect of spraying silicon and selenium on cadmium and plumbum content in brown rice

葉面硅肥處理下糙米鉛含量在0.138～0.194 mg·kg-1之間，較CK 下降了10.45%～36.06%。其中在抽穗期-灌漿期2 次噴施（34.67%）的效果與僅在抽穗期（10.45%）或灌漿期（16.46%）1 次噴施處理具有顯著差異（P<0.05），分蘗期-抽穗期-灌漿期3 次噴施（36.06%）對(duì)糙米降鉛效果與2 次噴施處理差異不顯著（P>0.05）。葉面硒肥處理下糙米鉛含量在0.132～0.181 mg·kg-1之間，較CK 下降了16.32%～38.83%，其中在抽穗期-灌漿期2次噴施（35.28%）的效果與僅在抽穗期（16.32%）或灌漿期（23.86%）1 次噴施處理具有顯著差異（P<0.05），分蘗期-抽穗期-灌漿期3 次噴施（38.83%）對(duì)糙米降鉛效果與2 次噴施處理差異不顯著（P>0.05）。1次噴施硅肥或硒肥即可將糙米中鉛含量降低至《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》（GB 2762—2022）中規(guī)定的限量值以下。

2.2.2 葉面噴施硅和硒肥對(duì)水稻植株鎘含量的影響

由表1 可知，葉面硅肥處理下稻殼和秸稈鎘含量分別在0.048～0.057 mg·kg-1和0.776～0.821 mg·kg-1之間，較CK 分別下降了17.39%～30.43% 和7.55%～12.61%，稻殼和秸稈鎘含量除僅在抽穗期噴施與CK相比差異不顯著外（P>0.05），其余3 個(gè)處理與CK 間均存在顯著差異（P<0.05）。根鎘含量在1.128～1.148 mg·kg-1之間，較CK 下降了4.81%～6.47%，但差異不顯著（P>0.05）。

表1 葉面噴施硅和硒肥對(duì)水稻植株鎘含量的影響（mg·kg-1）Table 1 Effect of spraying silicon and selenium on Cd content in rice plant（mg·kg-1）

葉面硒肥處理下稻殼鎘含量在0.056～0.066 mg·kg-1之間，較CK 下降了4.35%～19.84%，但與CK 相比差異不顯著（P>0.05）。秸稈鎘含量在0.716～0.826 mg·kg-1之間，較CK 下降了6.95%～19.34%，在抽穗期-灌漿期2次噴施的效果（19.34%）要好于僅在抽穗期（6.95%）或灌漿期（7.74%）1 次噴施，且具有顯著差異（P<0.05），而在分蘗期-抽穗期-灌漿期3 次噴施與2次噴施處理之間差異不顯著（P>0.05）。根鎘含量在1.129～1.153 mg·kg-1之 間，較CK 下降了4.39%～6.38%，但差異不顯著（P<0.05）。

2.2.3 葉面噴施硅和硒肥對(duì)水稻植株鉛含量的影響

由表2可知，葉面硅肥處理下稻殼、秸稈和根的鉛含量分別在0.236～0.282、2.663～3.414 mg·kg-1和0.881～1.044 mg·kg-1之間，較CK 分別下降了12.42%～26.71%、3.31%～24.58%和31.22%～41.97%，除灌漿期噴施硅肥處理秸稈鉛含量外，稻殼、秸稈和根鉛含量與CK均具有顯著差異（P<0.05）。其中在抽穗期-灌漿期噴施2次對(duì)降低稻殼（29.29%）和秸稈（47.26%）鉛含量的效果要好于僅在抽穗期（11.89%和24.85%）或灌漿期（23.07%和26.28%）1次噴施，且差異顯著（P<0.05），但硅肥處理之間根鉛含量差異不顯著（P<0.05）。

表2 葉面噴施硅和硒肥對(duì)水稻植株鉛含量的影響（mg·kg-1）Table 2 Effect of spraying silicon and selenium on Pb content in rice plant（mg·kg-1）

葉面硒肥處理下稻殼和秸稈鉛含量分別在0.254～0.301 mg·kg-1和0.844～0.982 mg·kg-1之間，較CK 分別下降了7.14%～21.12%和72.19%～76.10%，分蘗期-抽穗期-灌漿期3 次噴施處理稻殼鉛含量與抽穗期或灌漿期1 次噴施處理具有顯著差異（P<0.05）。葉面硒肥處理下根鉛含量在2.297～2.621 mg·kg-1之間，較CK 提高了51.32%～72.66%，且差異顯著（P<0.05）。

2.3 葉面噴施硅和硒肥對(duì)水稻鎘鉛富集和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

2.3.1 葉面噴施硅和硒肥對(duì)水稻鎘富集和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

由表3 可知，葉面噴施硅和硒肥對(duì)水稻地上部富集鎘能力具有顯著差異（P<0.05），相較于CK，葉面噴施硅和硒肥處理水稻地上部鎘富集能力降幅分別為10.86%～23.00%和14.86%～27.00%，在抽穗期-灌漿期噴施2 次對(duì)降低鎘的富集效果要好于僅在抽穗期或灌漿期1 次噴施，且差異顯著（P<0.05）。相較于CK，硅肥處理水稻根-秸稈和秸稈-糙米鎘的轉(zhuǎn)運(yùn)能力降幅分別在4.27%～25.61%和2.72%～6.39%之間，硒肥處理水稻根-秸稈和秸稈-糙米鎘的轉(zhuǎn)運(yùn)能力降幅分別在17.38%～26.52%和2.04%～15.08%之間。在抽穗期-灌漿期噴施2次硅肥或硒肥對(duì)降低鎘由地下部分向地上部分轉(zhuǎn)運(yùn)的效果要好于僅在抽穗期或灌漿期1 次噴施，且差異顯著（P<0.05）。葉面噴施硅和硒肥相較于CK 均有效抑制了根中的鎘向糙米中轉(zhuǎn)運(yùn)，硒肥處理對(duì)降低水稻富集和轉(zhuǎn)運(yùn)鎘的效果要好于硅肥處理。

表3 葉面噴施硅和硒肥對(duì)水稻鎘富集和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響Table 3 Effect of spraying silicon and selenium fertilizer on Cd accumulation and transport in rice

2.3.2 葉面噴施硅和硒肥對(duì)水稻鉛富集和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

由表4 可知，葉面噴施硅和硒肥對(duì)水稻地上部富集鉛能力具有明顯影響，相較于CK，葉面噴施硅和硒肥處理水稻地上部對(duì)鉛富集能力降幅分別為4.35%～26.09%和60.87%～69.57%，在抽穗期-灌漿期噴施硅肥2次對(duì)降低鉛的富集效果要好于僅在抽穗期或灌漿期1次噴施，但硒肥處理下噴施2次與1次差異不顯著（P>0.05）。相較于CK，硅肥處理水稻秸稈-糙米轉(zhuǎn)運(yùn)鉛的能力降低了1.61%～16.13%，硒肥處理水稻根-秸稈和根-糙米轉(zhuǎn)運(yùn)鉛的能力分別降低了83.37%～85.38%和50.00%～61.27%。硒肥處理對(duì)降低水稻富集和轉(zhuǎn)運(yùn)鉛的效果要好于硅肥處理。

表4 葉面噴施硅和硒肥對(duì)水稻鉛富集和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響Table 4 Effect of spraying silicon and selenium fertilizer on Pb accumulation and transport in rice

2.4 葉面噴施硅和硒肥對(duì)糙米硅和硒及氮磷鉀含量的影響

2.4.1 葉面施硅和硒肥對(duì)糙米硅和硒含量的影響

由圖3 可知，葉面硅肥處理糙米中硅含量在2.227～2.550 mg·kg-1之間，較CK 均顯著提升（P<0.05）。其中，在抽穗期-灌漿期2 次噴施（35.64%）對(duì)糙米中硅含量的提升效果要好于在抽穗期（24.19%）或灌漿期（25.46%）1次噴施，分蘗期-抽穗期-灌漿期3次噴施與2次噴施處理差異不顯著（P>0.05）。葉面硒肥處理糙米中硒含量在0.145～0.176 mg·kg-1之間，均較CK 顯著提升（P<0.05）。其中，在抽穗期-灌漿期2次噴施（59.36%）對(duì)糙米中硅含量的提升效果要好于在抽穗期（41.01%）和灌漿期（33.30%）1 次噴施，分蘗期-抽穗期-灌漿期3次噴施與2次噴施處理差異不顯著（P>0.05）。

圖3 葉面施硅和硒肥對(duì)糙米硅和硒含量的影響Figure 3 Effect of foliar silicon and selenium application on silicon and selenium content of brown rice

2.4.2 葉面施硅和硒肥對(duì)糙米氮磷鉀含量的影響

由圖4 可知，葉面硅肥和硒肥處理水稻籽粒中氮含量分別在10.37～13.34 g·kg-1之間。在抽穗期-灌漿期噴施2 次硅肥（37.73%）和硒肥（32.98%）對(duì)糙米中氮含量提升效果要好于僅在某生育時(shí)期1 次噴施，且差異顯著（P<0.05）。糙米中磷和鉀的含量分別在1.07～1.34 g·kg-1和11.53～12.52 g·kg-1之間，硅肥處理下較CK 分別提高了2.11%～20.78% 和6.30%～15.46%，硒肥處理下較CK 分別提高了9.33%～17.17%和6.73%～11.22%。

圖4 葉面施硅和硒肥對(duì)糙米氮磷鉀含量的影響Figure 4 Effect of foliar silicon and selenium application on N，P and K content of brown rice

2.5 葉面施硅和硒肥經(jīng)濟(jì)效益

本試驗(yàn)所涉及的葉面調(diào)控材料和水稻價(jià)格以及種子、化肥、機(jī)械、人工等成本價(jià)格結(jié)合市場(chǎng)調(diào)查得出。由圖1 可知，僅在抽穗期或灌漿期噴施1 次葉面硅或硒肥無(wú)法將糙米中重金屬含量降低至標(biāo)準(zhǔn)限量值以下，因此，水稻單價(jià)按市場(chǎng)價(jià)格60%折算，在其他管理水平一致的基礎(chǔ)上，經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比如表5 所示。投入產(chǎn)出比較高的處理是Si-3、Si-4 和Se-3，分別為1∶1.80、1∶1.78 和1∶1.72，葉面噴施硅肥的投入產(chǎn)出比顯著高于噴施硒肥，而2 次與3 次噴施硅肥處理則差異不顯著。

3 討論

3.1 葉面噴施硅和硒肥對(duì)水稻鎘鉛積累和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

硅通過(guò)參與水稻體內(nèi)的生理代謝活動(dòng)進(jìn)而抑制水稻植株對(duì)鎘的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)[18]。有研究表明，硅在水稻的生長(zhǎng)周期中發(fā)揮重要的作用，水稻吸收硅后可以抑制鎘向水稻可食用部位遷移，從而緩解重金屬鎘對(duì)水稻的毒害，降低鎘向人體輸入的風(fēng)險(xiǎn)[19-20]。研究表明，劍葉是稻穗光合碳水化合物的主要來(lái)源，同時(shí)也是整個(gè)水稻體內(nèi)礦物質(zhì)再運(yùn)輸?shù)膩?lái)源之一，在劍葉長(zhǎng)出前噴施葉面硅肥，水稻能夠?qū)㈡k較多地富集或滯留于莖部和葉部，有效抑制鎘向水稻可食用部位遷移[21-23]。徐奕等[24]研究發(fā)現(xiàn)，葉面噴施硅肥可以使水稻糙米、穎殼和秸稈鎘含量分別降低34.9%、30.1%和34.0%。黃崇玲等[25]的研究表明，噴施0.2%硅膠溶液可以使稻米中鎘含量下降60.55%。本研究中，在水稻抽穗期-灌漿期噴施2 次葉面硅肥，使水稻糙米中鎘含量較CK 下降了11.43%～35.12%，鉛含量較CK 下降了10.45%～36.06%，與前人研究結(jié)果相符。硅在運(yùn)輸過(guò)程中，會(huì)在質(zhì)外體通道內(nèi)大量積累，與鎘鉛等重金屬形成沉淀，限制其在質(zhì)外體的運(yùn)輸，降低水稻質(zhì)外體運(yùn)輸路徑的通透性，并被分隔在液泡中或被吸附固定在節(jié)間，降低鎘鉛等重金屬在水稻體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)，減少籽粒對(duì)鎘的吸收[26-27]。王世華等[11]研究發(fā)現(xiàn)，在重金屬?gòu)?fù)合污染條件下，葉面施用納米硅肥后水稻籽粒對(duì)鎘鉛的吸收量顯著降低。本研究中，水稻秸稈-糙米鎘的轉(zhuǎn)運(yùn)能力降幅在2.04%～15.08%之間，有效抑制了鎘鉛向水稻糙米中轉(zhuǎn)移。

硒可以與多種重金屬產(chǎn)生拮抗作用，使重金屬在細(xì)胞點(diǎn)位上發(fā)生移動(dòng)或者改變細(xì)胞膜對(duì)重金屬的通透性來(lái)影響重金屬在植物體內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)[27]。硒和鎘鉛都能與蛋白質(zhì)中半胱氨酸的巰基結(jié)合，外源硒供應(yīng)水平可使水稻體內(nèi)谷胱甘肽過(guò)氧化物酶底物中的谷胱甘肽含量增加，從而減少水稻對(duì)鎘鉛的吸收[28-29]。羅盼軍等[30]研究發(fā)現(xiàn)，生物炭與葉面硒肥聯(lián)合施用可以降低生菜鎘含量。Hu 等[31]研究發(fā)現(xiàn)，硒可以減少重金屬在植物體內(nèi)的積累，隨著硒濃度的增加，水稻植株各器官和稻米中鎘含量顯著下降。還有研究表明，硒能減輕鎘對(duì)水稻生長(zhǎng)的抑制作用，降低水稻籽粒鎘含量[32]。本研究中，不同時(shí)期噴施葉面硒肥水稻糙米鎘含量較CK 下降了23.69%～40.61%，鉛含量較CK 下降了16.32%～38.83%。Wan 等[33]研究發(fā)現(xiàn)，亞硒酸能降低鎘在水稻內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)。劉永賢等[34]研究發(fā)現(xiàn)在水稻孕穗期和抽穗期前3 d各噴施一次硒可使水稻籽粒鎘含量降低83.33%。本研究中，葉面噴施硒肥處理降低了水稻根-糙米和秸稈-糙米鎘鉛的轉(zhuǎn)運(yùn)能力，有效抑制了根中的鎘向糙米中轉(zhuǎn)運(yùn)。

3.2 葉面噴施硅和硒肥對(duì)水稻糙米硅硒富集的影響

水稻在不同生育時(shí)期對(duì)硅的吸收能力具有差異。研究表明，水稻在分蘗-抽穗期對(duì)硅的吸收能力最強(qiáng)，該階段吸收硅量約占生育期總吸硅量的65.3%～66.5%，在移栽-分蘗期對(duì)硅的吸收能力最弱，吸收硅量約為9.1%～9.6%[35]。當(dāng)硅酸被轉(zhuǎn)運(yùn)到木質(zhì)部后，在蒸騰作用下很快被轉(zhuǎn)運(yùn)到地上部各個(gè)組織器官中積累[36]。不同水稻生育時(shí)期硅的分配利用狀況也不同。研究表明，在水稻孕穗期后，硅元素開(kāi)始向穗運(yùn)輸進(jìn)而向籽粒中轉(zhuǎn)移，整個(gè)水稻生育期，硅的分配與利用經(jīng)歷了由葉鞘到葉片，再由葉片到穗的分配和轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程[37]。本研究中，在抽穗期和灌漿期2 次噴施硅肥使糙米中硅含量較CK 提升了35.64%。適量的硒可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)，改善營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。相關(guān)研究表明，葉面噴施硒肥有利于促進(jìn)硒向大豆、小麥等作物籽粒中遷移富集[38-39]。王玉榮等[40]在研究油菜硒富集特征時(shí)發(fā)現(xiàn)，外源硒施用濃度為0.5 mg·kg-1時(shí)，硒主要積累在根、莖等營(yíng)養(yǎng)器官中；施硒濃度增加至5 mg·kg-1時(shí)，各器官硒含量表現(xiàn)為角果殼>籽粒>莖>根，籽粒與角果殼的硒含量占植株總硒含量的59.22%。陳金等[41]研究發(fā)現(xiàn)硒供應(yīng)充分時(shí)硒易向大豆籽粒中富集。劉永賢等[34]研究發(fā)現(xiàn)，在孕穗期和抽穗期噴施含硒葉面肥可使稻米硒含量達(dá)到0.21～0.56 mg·kg-1，為對(duì)照的2.1～7.0 倍。本試驗(yàn)中，噴施葉面硒肥的時(shí)期（抽穗期和灌漿期）正是硒在籽粒中累積的高峰期，稻米中硒含量較CK 增加了33.30%～61.47%，實(shí)現(xiàn)了稻米富硒化和硒肥資源的高效利用。但也有研究表明，雖然硒對(duì)動(dòng)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有益，但硒濃度過(guò)高不僅對(duì)植物有毒害作用，而且存在嚴(yán)重的食品安全隱患[42-43]。劉慧等[44]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)食品中硒含量>2 mg·kg-1時(shí)會(huì)有中毒風(fēng)險(xiǎn)。作物籽粒硒含量與施硒量密切相關(guān)，過(guò)度追求高富硒值而增加施硒量，易造成籽粒硒含量超過(guò)安全值，甚至帶來(lái)食品安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 葉面噴施硅和硒肥對(duì)促進(jìn)作物生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

硅和硒是對(duì)水稻生長(zhǎng)有益的金屬元素，能提高水稻的抗逆性，促進(jìn)水稻生長(zhǎng)與新陳代謝順利進(jìn)行，提高水稻抵御各種逆境脅迫的能力，提高水稻產(chǎn)量[45]。水稻葉面適量施用硅、硒元素能提高水稻植株的抗氧化能力，從而提高水稻抵御惡劣環(huán)境的能力促進(jìn)水稻植株生長(zhǎng)，增加水稻產(chǎn)量[46-47]。研究表明，葉面噴施水溶性硅肥可提高水稻產(chǎn)量2.80%～7.88%[48]。本試驗(yàn)中，不同時(shí)期噴施葉面硅肥使水稻產(chǎn)量提高了2.45%～4.81%，與前人研究結(jié)果相符。硅可促進(jìn)根系生長(zhǎng)與發(fā)育，提高葉片葉綠素含量，進(jìn)而增強(qiáng)水稻光合作用，同時(shí)硅可改變鎘在葉片中的亞細(xì)胞分布，刺激抗氧化酶基因的表達(dá)，緩解鎘產(chǎn)生的氧化脅迫[49]。因此，硅在提高水稻產(chǎn)量的同時(shí)，還可提升稻米的養(yǎng)分含量，增加稻穗中的氮元素，促進(jìn)植物對(duì)磷的吸收，并增強(qiáng)對(duì)病蟲害的抵御能力。本研究中，葉面噴施硅肥可以使糙米中氮、磷、鉀含量均得到了顯著的提升，分別較CK 增加了9.71%～31.73%、2.11%～20.78%和6.30%～15.46%，與前人研究結(jié)果一致。水稻對(duì)硒的吸收是一個(gè)非恒定的主動(dòng)吸收過(guò)程，在水稻生長(zhǎng)的幼苗階段，硒主要累積在根系、頂葉和嫩葉中；隨著水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，硒開(kāi)始在各器官中累積，對(duì)硒的富集高峰期為拔節(jié)期至灌漿期。朱文東[50]在水稻分蘗期和齊穗期各噴施1 次富硒營(yíng)養(yǎng)液，與對(duì)照相比，水稻增產(chǎn)達(dá)18.77%。本研究中，葉面噴施硒肥使水稻產(chǎn)量較CK 增加了3.21%～5.08%，同時(shí)也使糙米中氮磷鉀含量得到提升。

4 結(jié)論

（1）噴施葉面硅和硒肥能夠使水稻增產(chǎn)。在抽穗期和灌漿期2 次噴施硅肥較對(duì)照增產(chǎn)4.49%，顯著高于抽穗期或灌漿期單次噴施；葉面噴施硒肥能夠使水稻增產(chǎn)3.21%～5.08%。

（2）噴施葉面硅和硒肥能夠降低糙米中鎘鉛含量?？傮w呈現(xiàn)出噴施的次數(shù)越多糙米鎘鉛含量越低的趨勢(shì)，噴施2 次及以上能夠?qū)⒉诿字墟k鉛含量降低至《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》（GB 2762—2022）中規(guī)定的限量值以下。

（3）葉面噴施硅和硒肥能夠降低水稻植株對(duì)鎘鉛的富集能力，降幅分別為10.86%～27.00%和4.35%～69.57%，葉面噴施硅和硒肥通過(guò)降低秸稈-糙米鎘鉛轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)進(jìn)而降低糙米中鎘鉛含量。

（4）葉面噴施硅和硒肥能夠提高糙米中硅和硒含量，噴施次數(shù)越多提升幅度越顯著，噴施2 次及以上能夠更加顯著提高糙米中氮磷鉀含量。

綜上，葉面噴施1.5 L·hm-2的硅或硒肥能夠使水稻增產(chǎn)，在降低糙米中鎘鉛含量的同時(shí)，增加其硅或硒以及氮磷鉀含量，在抽穗期和灌漿期2 次噴施具有更強(qiáng)的可操作性和經(jīng)濟(jì)性。