随着科学技术的发展,纳米技术在环境领域的应用越来越多。纳米技术为农业废弃物的处置和土壤污染修复带来了新的方向和挑战。本研究一方面探讨了纳米技术在稻壳资源化上的应用与机理,利用稻壳合成纳米银（Ag）和纳米二氧化硅（SiO₂）。另一方面以纳米介孔SiO₂、二氧化钛（TiO₂）、硫化锌（ZnS）和二硫化钼（MoS₂）作为土壤重金属修复剂,探究这四种纳米材料对植物重金属吸收的作用及对植物生长的影响。主要研究结果如下:（1）利用稻壳提取液合成纳米Ag,优化后的反应条件:稻壳提取液与硝酸银溶液的体积比、反应温度、pH和反应时间分别为9:1、80℃、9和2 h。在此反应条件下合成的纳米Ag以球形为主,尺寸范围在20-40 nm,水合粒径为66.9 nm,Zeta电位为-17.5 mV,带负电荷。（2）运用代谢组学中的气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术,探究纳米银Ag合成反应的机理。对反应前后的稻壳提取液的代谢产物进行分析,提取液中的低分子量代谢产物共有340个,包括糖、氨基酸、脂肪酸和有机酸等。反应后有49个代谢产物几乎检测不到,说明这些化合物参与了Ag离子形成纳米Ag的过程,对纳米Ag的合成起到了还原剂或稳定剂的作用。（3）稻壳提取液合成的纳米Ag的抗氧化能力几乎与商业纯纳米Ag相当;稻壳残渣制备的纳米SiO₂对重金属铬（Cr）、铜（Cu）和镉（Cd）有良好的吸附性能,尤其对Cr的含量降低了50.25%（P<0.05）。在对Cr的吸附能力上,制备的纳米SiO₂可与商业纳米介孔SiO₂相媲美。（4）纳米SiO₂和TiO₂对黄瓜叶片的光合色素含量没有影响,金属硫化物纳米材料ZnS和MoS₂均抑制了光合色素含量。ZnS处理组中黄瓜叶片的总类胡萝卜素（Car）含量显著下降9.19%（P<0.05）,MoS₂处理组中的黄瓜叶片叶绿素b（Chl b）含量显着降低11.33%（P<0.05）。（5）纳米MoS₂使黄瓜根中锌（Zn）、铜（Cu）、镍（Ni）、铬（Cr）、铅（Pb）、砷（As）和镉（Cd）浓度均显著降低（P<0.05）。在黄瓜地上组织中,四种纳米材料在降低重金属生物累积方面基本具有相似的模式。与纳米介孔SiO₂和纳米TiO₂相比,两种金属硫化物（ZnS和MoS₂）在降低黄瓜植物中的重金属吸收方面具有更好的性能。（6）纳米TiO₂和纳米MoS₂处理组干扰了黄瓜根中镁（Mg）、钾（K）、硅（Si）、铁（Fe）和锰（Mn）等多种营养元素的积累。纳米SiO₂、TiO₂和MoS₂处理组黄瓜叶片中的K的显著降低了8.97%-17.02%（P<0.05）。纳米TiO₂、ZnS和MoS₂处理组导致黄瓜叶片中钠（Na）积累量显著减少31.08%-56.40%（P<0.05）。叶片中K和Na的减少可能对黄瓜的后续生长造成不利影响。