Environ. Sci. Pollut. R丨施硅对大麦和豌豆对重金属吸收的调节作用

论文内容

研究背景：

自1840年(李比希1840年)以来，硅肥这个术语就在农业上得到承认。自植物积累Si的能力差异很大，从0.1到10.0%不等。硅积累植株的硅含量大于1%，没有硅积累植株的硅含量低于1% 。大量研究表明，富硅物质不仅能提高水稻和甘蔗等积累硅的植物的产量，也能提高双子叶植物的产量，如番茄、黄瓜、草莓、橘子等。众所周知，富硅物质通过以下途径影响土壤性质:增加吸附能力、改善磷状态和降低重金属(HM)流动性等。近年来的研究表明，活性硅(含高可溶性单硅酸的硅基物质或矿物质，具有较高的化学反应活性，可被植物或土壤微生物吸收)可以降低土壤-植物系统中的金属毒性，但其缓解机制尚不清楚。本研究的主要目的是比较几种不同类型的硅肥在低和高施量下对大麦(一种积累硅的单子叶植物)和豌豆(一种不积累硅的双子叶植物)生物量的影响，在没有和有HM毒性的非生物胁迫下以及对植物组织中总Si、Cd、Ni和Pb的影响。

研究内容：

温室试验采用泥炭(总碳44%±2,pH 6.1 ~ 6.3, CEC 9.23±0.25 meq/100g，总硅25±3%)。以大麦和豌豆为试种。这两种植物分别代表单子叶植物和双子叶植物，以及积累Si和不积累Si植物。在温室试验中，将1或0.1g富硅材料与泥炭混合，混合后放入1升容量的塑料罐中。施用富硅材料后，将10粒浸水(水浸1天)的大麦种子或5粒豌豆种子分别种在每个花盆2 - 4厘米深的地方。生长室的空气温度白天保持在24±2℃，夜间保持在20±2℃。光照周期为12 h;光强为950 μmol光子m−2 s−1。相对湿度白天为45±5%，夜间为70±5%。每天用蒸馏水(50 mL每罐)浇灌花盆。使用4802紫外可见分光光度计UNICO（美国）采用Mullen和Riley（1955）比色法测量纯化提取物中的Si含量。用ICP-OES (Perkin Elmer Optima 5300 DV)分析硅和HMs，所有的治疗都有三个重复。从每个花盆中收集了两个植物和泥炭样本，为所有数据提供了六次重复。所有获得的数据都进行了基于比较方法的统计分析，使用邓肯的多重范围检验在5%水平上的平均分离具有重要意义。

结果表明，低掺量铁渣对豌豆无影响，对大麦中硅含量的增加幅度小于其他处理。其他富硅物质显著增加了大麦叶片的总Si，即使在低速率下，在没有污染和有污染的情况下，但在豌豆叶片中，只有在低速率下和高速率下A-Slag和Si- agro的施用才显著增加了总Si。这一数据可以用以下事实来解释:大麦是一种硅积累植物，其吸收水平是豌豆的两倍以上。铁渣中硅的溶解度低，不能以较低的速率提供足够的硅植物营养。然而，Si- agro，尽管有较低的水溶性Si比气相二氧化硅(SiO2)，在HM污染下，豌豆植株组织中总硅含量较高。这可能是由于单硅酸在高浓度下的聚合作用，但也可能表明水溶性硅的参数不足以评价与农艺效率相关的硅源。

研究结论：

富硅物质的应用对积累硅的大麦和豌豆等非积累硅的植物都有积极的影响。HM污染下提高植物的Si营养有降低叶片中Cd、Ni和Pb总量的趋势。某些物质(气相二氧化硅;a -渣和Si-Agro)可以以较低的速率应用，并取得与其他源以较高速率应用相同的结果。

转自：“农科学术圈”微信公众号

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