2016年4月\张淼等:矿物硅肥与微生物菌剂对水稻吸收积累镉的影响 表7不同处理对稻谷Cd含量及水稻产量的影响 放,协助养分吸收,刺激植株生长,减少病虫害,使作 Table7 fects of different treatments on grain Cd concentrations物增产,对水稻各项生育指标有较好影响P-就生物 and yields of rice in field experiment 菌肥本身而言,在细胞壁及周围区域形成大量颗粒状 处理C开降度米C山开降幅度产,升降幅度镉沉积物在菌体表面形成附着的沉淀物,利用胞内 CK 0.29a 0.23a020.13c0 外沉积作用可能是对镉的抗性和富集作用的重要途 Si0.11b6207↓009b60.87↓2411ab19.77 径,从而减少土壤中可溶态镉含量∞。秦礼宝等研究 F00b652↓007b6957↓2558b2007↑表明,微生物肥可以改善土壤的松散性,土壤个体的 Si+F0.7b41.38↓0.12b47.83↓26.39a31.10↑ 生长环境得到了改善,有利于提高水稻的成穗率、结 实率、千粒重,对产量的提高有一定的帮助,并且具有 单一施用俄罗斯进口矿物硅肥,微生物菌剂及其组配良好的减肥稳产效果,在改良土壤、保护农业生态环 施用处理措施均能使水稻产量有一定的增加,其中境方面也有积极意义。 Si+F处理的效果最佳,使水稻增产31.10%,与盆栽试 本试验研究结果表明,施用单一矿物硅肥、微生 验结果一致。 物菌剂及其组配方式均能降低水稻各部位Cd含量 3讨论 但单一施用改良剂方式效果优于组配施用效果,说明 这两组改良剂组配施用并没有起到协同作用,可能是 硅(Si)是土壤中丰度最高的元素,是对植物生长由于两种改良剂产生了拮抗作用的原因,具体原因还 有益的元素,能促进茎鞘壁加厚,有利于抗倒伏,增强有待进一步的研究与探索。对于水稻稻谷,施用改良 植物对生物胁迫和非生物胁迫的抗性,研究已证实它剂处理方式均可使糙米含量明显降低,尤其是对轻度 能够帮助植物克服各种环境胁迫咧。富硅材料一般呈污染农田的稻米,均能达到国家食品卫生标准,也能 碱性,施入土壤中不仅能提高土壤的pH,降低土壤中提高水稻产量。因此,矿物硅肥与微生物菌在米镉污 重金属的植物有效性起到钝化镉的作用,并且减少染治理与控制方面使用简单、效果良好,具有较好的 重金属向地上部的转运量,从而达到了区室化阻隔应用前景。 之目的。水稻是一种典型的硅富集作物,硅的高 积累对水稻的丰产和可持续农耕作业尤为重要,史4结论 新慧等凹通过水稻水培试验结果证实:施硅能显著抑 (1)通过分析盆栽试验和田间随机区组试验晚稻 制Cd向水稻地上部的运输,加硅也降低了质外体内植株各部位中Cd的含量变化情况,发现水稻各部位 不同形态Cd的含量,特别是结合态的Cd,施硅显著间Cd含量大小规律为根部>茎鞘>叶片>谷壳>糙米 降低了Cd毒害所诱导的过氧化物酶活性,说明加硅 (2)研究表明,无论是盆栽试验还是田间随机区 缓解了高浓度d对水稻的毒害作用;陈喆等通过组试验,改良剂单一施用及组配施用均能降低晚稻 室外盆栽试验得出,施用含硅肥料能有效控制水稻植植株各部位Cd含量,其中单一施用硅肥与微生物菌 株各部位Cd含量的迁移,并能明显降低水稻各部位剂对降低根部、茎鞘和叶片的效果要优于组配施用 及糙米中Cd的含量;黄道友等研究发现,向镉污染的效果。 土壤施用熔渣硅肥能够抑制水稻对镉吸收,降低稻米 (3)在盆栽试验中,单一施用改良剂及其配施都 中的镉含量;龚光明等凹研究结果表明,施用俄罗斯能对稻米Cd的含量起到阻控效果,显著降低了水稻 硅肥能抑制水稻对土壤中镉的吸收,降低镉对水稻的稻谷中Cd的含量,其中以微生物菌剂处理的效果最 毒害作用,降低稻米的镉含量,提高水稻的产量。 佳。在轻度污染区的田间随机区组试验中,根据各种 微生物菌剂是由一种或数种有益微生物、经工业改良剂对糙米阻控潜力来看,与CK相比,所有处理 化培养发酵而成的生物性肥料,是以微生物生命活动措施都能显著降低水稻糙米中Cd的含量,且均可达 产生肥力效应的制品,有研究表明施用生物菌肥能够到国家食品卫生标准,其中以微生物菌剂处理的效果 明显增强土壤生化作用强度,提高土壤酶活性、呼吸最为显著,与盆栽实验结果一致。 强度、氨化作用强度。微生物菌肥配施一定数量的 (4)在两组实验中,水稻产量与CK相比,单一施 化学肥料可以提高水稻产量,有利于提高土壤供肥能用改良剂及其组配施用均能使水稻有一定程度的增 力,增强根系活力,改善植物的营养,促进矿质营养释产作用,其中以矿物硅肥+微生物菌剂组配处理的效第2016 32 卷第年 41月期 表 7 不同处理对稻谷 Cd 含量及水稻产量的影响 Table 7 Effects of different treatments on grain Cd concentrations and yields of rice in field experiment 单一施用俄罗斯进口矿物硅肥，微生物菌剂及其组配 施用处理措施均能使水稻产量有一定的增加，其中 Si+F 处理的效果最佳，使水稻增产 31.10%，与盆栽试 验结果一致。 3 讨论 硅（Si）是土壤中丰度最高的元素，是对植物生长 有益的元素，能促进茎鞘壁加厚，有利于抗倒伏，增强 植物对生物胁迫和非生物胁迫的抗性，研究已证实它 能够帮助植物克服各种环境胁迫[19]。富硅材料一般呈 碱性，施入土壤中不仅能提高土壤的 pH，降低土壤中 重金属的植物有效性，起到钝化镉的作用，并且减少 重金属向地上部的转运量，从而达到了区室化阻隔 之目的[20-21]。水稻是一种典型的硅富集作物，硅的高 积累对水稻的丰产和可持续农耕作业尤为重要，史 新慧等[22]通过水稻水培试验结果证实：施硅能显著抑 制 Cd 向水稻地上部的运输，加硅也降低了质外体内 不同形态 Cd 的含量，特别是结合态的 Cd，施硅显著 降低了 Cd 毒害所诱导的过氧化物酶活性，说明加硅 缓解了高浓度 Cd 对水稻的毒害作用；陈喆等[23]通过 室外盆栽试验得出，施用含硅肥料能有效控制水稻植 株各部位 Cd 含量的迁移，并能明显降低水稻各部位 及糙米中 Cd 的含量；黄道友等[24]研究发现，向镉污染 土壤施用熔渣硅肥能够抑制水稻对镉吸收，降低稻米 中的镉含量；龚光明等[25]研究结果表明，施用俄罗斯 硅肥能抑制水稻对土壤中镉的吸收，降低镉对水稻的 毒害作用，降低稻米的镉含量，提高水稻的产量。 微生物菌剂是由一种或数种有益微生物、经工业 化培养发酵而成的生物性肥料，是以微生物生命活动 产生肥力效应的制品，有研究表明施用生物菌肥能够 明显增强土壤生化作用强度，提高土壤酶活性、呼吸 强度、氨化作用强度[26]。微生物菌肥配施一定数量的 化学肥料可以提高水稻产量，有利于提高土壤供肥能 力，增强根系活力，改善植物的营养，促进矿质营养释 放，协助养分吸收，刺激植株生长，减少病虫害，使作 物增产，对水稻各项生育指标有较好影响[27-28]。就生物 菌肥本身而言，在细胞壁及周围区域形成大量颗粒状 镉沉积物，在菌体表面形成附着的沉淀物，利用胞内 外沉积作用可能是对镉的抗性和富集作用的重要途 径，从而减少土壤中可溶态镉含量[29]。秦礼宝等[30]研究 表明，微生物肥可以改善土壤的松散性，土壤个体的 生长环境得到了改善，有利于提高水稻的成穗率、结 实率、千粒重，对产量的提高有一定的帮助，并且具有 良好的减肥稳产效果，在改良土壤、保护农业生态环 境方面也有积极意义。 本试验研究结果表明，施用单一矿物硅肥、微生 物菌剂及其组配方式均能降低水稻各部位 Cd 含量， 但单一施用改良剂方式效果优于组配施用效果，说明 这两组改良剂组配施用并没有起到协同作用，可能是 由于两种改良剂产生了拮抗作用的原因，具体原因还 有待进一步的研究与探索。对于水稻稻谷，施用改良 剂处理方式均可使糙米含量明显降低，尤其是对轻度 污染农田的稻米，均能达到国家食品卫生标准，也能 提高水稻产量。因此，矿物硅肥与微生物菌在米镉污 染治理与控制方面使用简单、效果良好，具有较好的 应用前景。 4 结论 （1）通过分析盆栽试验和田间随机区组试验晚稻 植株各部位中 Cd 的含量变化情况，发现水稻各部位 间 Cd 含量大小规律为根部>茎鞘>叶片>谷壳>糙米。 （2）研究表明，无论是盆栽试验还是田间随机区 组试验，改良剂单一施用及组配施用均能降低晚稻 植株各部位 Cd 含量，其中单一施用硅肥与微生物菌 剂对降低根部、茎鞘和叶片的效果要优于组配施用 的效果。 （3）在盆栽试验中，单一施用改良剂及其配施都 能对稻米 Cd 的含量起到阻控效果，显著降低了水稻 稻谷中 Cd 的含量，其中以微生物菌剂处理的效果最 佳。在轻度污染区的田间随机区组试验中，根据各种 改良剂对糙米阻控潜力来看，与 CK 相比，所有处理 措施都能显著降低水稻糙米中 Cd 的含量，且均可达 到国家食品卫生标准，其中以微生物菌剂处理的效果 最为显著，与盆栽实验结果一致。 （4）在两组实验中，水稻产量与 CK 相比，单一施 用改良剂及其组配施用均能使水稻有一定程度的增 产作用，其中以矿物硅肥+微生物菌剂组配处理的效 处理 谷壳 Cd/ mg·kg-1 升降幅度/ % 糙米 Cd/ mg·kg-1 升降幅度/ % 产量/ g·蔸-1 升降幅度/ % CK 0.29a 0 0.23a 0 20.13c 0 Si 0.11b 62.07引 0.09b 60.87引 24.11ab 19.77尹 F 0.10b 65.52引 0.07b 69.57引 25.58ab 20.07尹 Si+F 0.17b 41.38引 0.12b 47.83引 26.39a 31.10尹 张 淼，等：矿物硅肥与微生物菌剂对水稻吸收积累镉的影响 631