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随着我国社会和经济的快速发展,土壤污染日趋严重,镉（Cd）、铅（Pb）等重金属污染成为主要污染之一。过去的研究表明,硅（Si）能有效缓解作物重金属毒害,降低重金属在作物中的吸收积累,促进作物产量增加。但有关有机硅缓解作物重金属毒害的效果和相关机制仍不清楚。为了探究有机硅缓解作物重金属毒害的效果和机制,我们采用了有机硅肥和不同有机硅,分别在玉米,小麦及水稻上进行Cd、Pb重金属胁迫缓解实验,以明确有机硅对不同作物重金属毒害缓解的效果,同时从土壤钝化和作物生理生化性质等方面揭示相关机理,主要结果如下:1.大田试验结果表明,施用有机硅肥促进玉米生长,提高玉米产量,并通过降低土壤重金属有效性降低玉米中Cd含量。与普通复合肥相比,有机硅肥显著提高玉米株高9%-16%,增加产量123%-127%,提高玉米对肥料N、P、K的吸收利用,提高植株各部位干重及收获系数。同时,与普通复合肥相比,有机硅肥显著降低了拔节期玉米Cd含量40%-45%,成熟期玉米籽粒Cd含量11%-13%,提升酸性土壤p H 0.11-0.21个单位,降低了土壤可交换态Cd占各种形态中比例8%-11%。2.恒温恒湿培养试验结果表明,添加有机硅肥提高酸性土壤p H,降低碱性土壤p H。试验表明,90 d时,施肥造成土壤p H降低0.51个单位,但不同调理剂相比施肥提升了土壤p H 0.06–0.38个单位。而有机硅肥不仅能有效提升酸性土壤的p H,还能降低碱性土壤的p H,且作用效果与有机硅肥的用量成正比。3.土壤盆栽试验结果表明,有机、无机硅肥有效促进Cd和Pb复合污染土壤上小麦的生长,缓解碱性土壤中Cd和Pb复合污染对小麦的毒害作用,降低人体因摄食产生的健康风险。与普通肥料相比,施用有机硅肥增加小麦分蘖数,穗数及根、茎叶和籽粒产量,其中籽粒产量增加45%-65%。同时增加了小麦光合速率和叶绿素含量,降低代表氧化损伤的H2O2和MDA含量,降低小麦茎叶、麸皮及面粉中的Cd和Pb含量。其中面粉中Cd含量降低10%-17%,面粉Pb含量降低53%-74%。计算人体健康风险指数（HRI）和灰色关联分析的结果表明,施用硅肥均能降低人类食用此类粮食带来的健康风险,而有机硅肥缓解小麦镉铅毒害的效果优于无机硅肥。4.水培试验的结果表明,有机硅促进Cd胁迫下水稻植株的生长,并且通过调控水稻根部Cd转运蛋白相关基因的表达,降低Cd的转运系数及水稻植株茎叶中Cd的积累。与对照相比,用量为1.5 m M的有机硅（氨丙基三乙氧基硅烷（KH550（1.5））和二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷（MK（1.5）））均显著增加水稻植株株高和根长及水稻生物量,同时显著增强叶片叶绿素含量（SPAD值）。其中,显著增加茎叶干重55%和52%,根干重136%和78%。另外,KH550（1.5）和MK（1.5）降低Cd向茎叶中的转移系数86%和82%,显著降低水稻植株茎叶中Cd的积累73%和62%。尽管水稻根中Cd含量增加,但Nramp1和Os HMA3的相对表达增强,表明有机硅促进根中Cd螯合到液泡中,以减缓水稻根部Cd毒害。