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水稻的生长发育中不可或缺的大量元素之一就是硅(Si)。水稻是易富集镉的作物，土壤中的镉离子容易被水稻通过根系吸收并向上转运，最后使水稻籽粒中富集大量的镉，从而影响稻米安全生产。本试验选用松粳16和东农427两品种水稻，通过水培试验，设置三个镉浓度梯度。镉胁迫7天后喷施Si-50G、Si-60G、Si-TG三种不同类型的硅制剂。比较并分析不同硅制剂对重金属镉胁迫下水稻苗期叶片的光合色素含量、丙二醛(MDA)的含量，超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性以及水稻各部分镉积累的影响规律。本试验为施用硅制剂提高水稻抗镉胁迫能力提供了科学依据，对保障水稻安全生产以及硅肥的后续研发等都有重要的理论和现实意义。
研究结果显示，硅制剂可以在一定程度上调控镉胁迫下水稻苗期叶片的相关生理特性，但根据水稻品种不同、镉胁迫程度的不同，硅制剂的作用效果也有一定的差异。
(1)硅制剂可以提高镉胁迫下苗期水稻叶片光合色素含量。三种硅制剂均可使受Cd胁迫的苗期水稻叶片光合色素含量得到显著提升。Si-50G、Si-60G、Si-TG处理的松粳16叶片光合色素含量在镉浓度为200μg·L-1时作用效果最佳，与CK相比分别显著增加了50.16％、37.60％、39.16％。Si-50G、Si-60G、Si-TG处理的东农427叶片光合色素含量在镉浓度为50μg·L-1时作用效果最佳，与CK相比分别显著增加了57.56％、45.92％、55.57％。
(2)水稻叶片MDA含量随着Cd浓度增大而逐渐升高，硅制剂处理后的两品种水稻叶片MDA均有不同程度的降低。在不同镉浓度下两种水稻的最优处理均是Si-50G，对于松粳16，叶片MDA含量分别显著降低了24.12％、28.30％、28.41％;对于东农427叶片MDA含量分别显著降低了20.33％、37.04％、26.36％。
(3)硅制剂可以提高镉胁迫下苗期水稻叶片抗氧化酶系统活性。三种硅制剂均可提升镉胁迫后松粳16与东农427的叶片SOD、POD活性，其中喷施Si-50G的松粳16叶片SOD含量显著提升了41.65％、44.22％、43.45％，POD含量显著提升81.55％、37.69％、114.59％。Si-60G使东农427叶片SOD含量分别提升了26.17％、46.99％、31.22％。POD含量提升80.23％、60.16％、128.73％。Si-50G的松粳16叶片CAT活性在镉浓度为50μg·L-1时显著提升了153.24％，Si-60G处理的东农427叶片CAT活性在镉浓度为200μg·L-1时显著提升了198.40％。
(4)硅制剂可以降低镉胁迫下苗期水稻植株镉积累。Si-50G、Si-60G、Si-TG均可使水稻植株镉含量降低，抑制水稻根系对镉的吸收能力。镉浓度为200μg·L-1时，Si-60G处理的松粳16根系镉积累含量降低了51.59％。镉浓度为50μg·L-1、500μg·L-1时，Si-TG处理的东农427根系镉积累含量降低了50.17％、50.43％。Si-50G处理的松粳16茎、叶镉积累含量分别降低了46.96％、63.81％、40.35％。Si-TG处理的东农427茎、叶镉积累含量在镉浓度为50μg·L-1、200μg·L-1时作用效果显著，分别降低了50.15％、49.03％。
综上所述，Si-50G处理对松粳16测定的各项指标综合作用效果最优，Si-60G处理对东农427的各项生理指标综合效果最优，Si-TG处理的东农427镉积累含量降低效果最显著。
研究结果显示，硅制剂可以在一定程度上调控镉胁迫下水稻苗期叶片的相关生理特性，但根据水稻品种不同、镉胁迫程度的不同，硅制剂的作用效果也有一定的差异。
(1)硅制剂可以提高镉胁迫下苗期水稻叶片光合色素含量。三种硅制剂均可使受Cd胁迫的苗期水稻叶片光合色素含量得到显著提升。Si-50G、Si-60G、Si-TG处理的松粳16叶片光合色素含量在镉浓度为200μg·L-1时作用效果最佳，与CK相比分别显著增加了50.16％、37.60％、39.16％。Si-50G、Si-60G、Si-TG处理的东农427叶片光合色素含量在镉浓度为50μg·L-1时作用效果最佳，与CK相比分别显著增加了57.56％、45.92％、55.57％。
(2)水稻叶片MDA含量随着Cd浓度增大而逐渐升高，硅制剂处理后的两品种水稻叶片MDA均有不同程度的降低。在不同镉浓度下两种水稻的最优处理均是Si-50G，对于松粳16，叶片MDA含量分别显著降低了24.12％、28.30％、28.41％;对于东农427叶片MDA含量分别显著降低了20.33％、37.04％、26.36％。
(3)硅制剂可以提高镉胁迫下苗期水稻叶片抗氧化酶系统活性。三种硅制剂均可提升镉胁迫后松粳16与东农427的叶片SOD、POD活性，其中喷施Si-50G的松粳16叶片SOD含量显著提升了41.65％、44.22％、43.45％，POD含量显著提升81.55％、37.69％、114.59％。Si-60G使东农427叶片SOD含量分别提升了26.17％、46.99％、31.22％。POD含量提升80.23％、60.16％、128.73％。Si-50G的松粳16叶片CAT活性在镉浓度为50μg·L-1时显著提升了153.24％，Si-60G处理的东农427叶片CAT活性在镉浓度为200μg·L-1时显著提升了198.40％。
(4)硅制剂可以降低镉胁迫下苗期水稻植株镉积累。Si-50G、Si-60G、Si-TG均可使水稻植株镉含量降低，抑制水稻根系对镉的吸收能力。镉浓度为200μg·L-1时，Si-60G处理的松粳16根系镉积累含量降低了51.59％。镉浓度为50μg·L-1、500μg·L-1时，Si-TG处理的东农427根系镉积累含量降低了50.17％、50.43％。Si-50G处理的松粳16茎、叶镉积累含量分别降低了46.96％、63.81％、40.35％。Si-TG处理的东农427茎、叶镉积累含量在镉浓度为50μg·L-1、200μg·L-1时作用效果显著，分别降低了50.15％、49.03％。
综上所述，Si-50G处理对松粳16测定的各项指标综合作用效果最优，Si-60G处理对东农427的各项生理指标综合效果最优，Si-TG处理的东农427镉积累含量降低效果最显著。