賀子儼，劉 瑛，甘 豪，魏宗強(qiáng)，3，袁源遠(yuǎn)，盧志紅，3*

（1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 國(guó)土資源與環(huán)境學(xué)院，江西 南昌 330045；2.江西省宜春市硒資源開(kāi)發(fā)利用中心，江西 宜春 336000；3.江西省鄱陽(yáng)湖流域農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330045）

【研究意義】銅（Cu）是作物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的微量營(yíng)養(yǎng)元素，同時(shí)被世界衛(wèi)生組織列為動(dòng)物和人類所必需的14 種微量元素之一。但隨著銅用途的擴(kuò)大和用量的增加，含銅污染物排放日益增多，根據(jù)2014 年《全國(guó)土壤污染調(diào)查公報(bào)》顯示全國(guó)土壤中銅點(diǎn)位超標(biāo)率為2.1%，位居第4[1]，是污染環(huán)境的主要重金屬元素之一，土壤中過(guò)量的銅會(huì)嚴(yán)重影響水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)。【前人研究進(jìn)展】趙江寧等[2]研究表明土壤銅污染影響水稻對(duì)銅的吸收與分配，阻礙水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，從而影響水稻產(chǎn)量。當(dāng)土壤中銅含量過(guò)高時(shí)，水稻的根系生長(zhǎng)發(fā)育也會(huì)受阻，導(dǎo)致株高變矮，分蘗延遲，穗數(shù)減少，水稻產(chǎn)量和品質(zhì)顯著下降[3-5]，使得水稻的生物量下降，生長(zhǎng)發(fā)育變的遲緩，甚至?xí)鹞S病。根據(jù)有關(guān)土壤銅污染治理報(bào)道，在生產(chǎn)中采取以硫肥和硅肥作改良劑以減輕銅污染對(duì)水稻的毒害作用是一項(xiàng)有效措施。硫素參與水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，是其生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素之一，在作物體內(nèi)含量為3%～5%，在生長(zhǎng)過(guò)程中參與半胱氨酸、甲硫氨基酸、谷胱甘肽（GSH）、植物螯合肽（PC）及類金屬硫蛋白（MT）等有機(jī)化合物的合成[6]，在作物的生長(zhǎng)中調(diào)節(jié)其代謝過(guò)程。研究證明，Cys和GSH等小分子巰基化合物可螯合細(xì)胞內(nèi)的重金屬并清除其中的活性氧，從而減輕重金屬對(duì)其毒害作用[7]。水稻內(nèi)GSH 的產(chǎn)生，對(duì)變價(jià)的Cu 有一定的還原作用，水稻根表鐵膜的形成可以阻止水稻根系對(duì)Cu的吸收[8]。硅素在禾本科作物（水稻、小麥等）中可促進(jìn)其生長(zhǎng)，增強(qiáng)其抗脅迫的能力。由相關(guān)報(bào)道表明，硅肥具有抑制植物吸收重金屬的機(jī)理與硅和重金屬的螯合作用、土壤理化性質(zhì)的變化有關(guān)[9]。在作物中，硅素可促進(jìn)其健康發(fā)育、增強(qiáng)抗性和平衡營(yíng)養(yǎng)[10]。施加硅肥后，硅素與重金屬離子發(fā)生反應(yīng)，形成硅酸化合物，其硅酸根離子與植物體內(nèi)吸收的重金屬產(chǎn)生反應(yīng)，形成新的不易被水稻吸收的硅酸化合物，改變了重金屬在植物體內(nèi)的化學(xué)形式[11]，使得重金屬在植物體內(nèi)得以沉淀下來(lái)。硅素提高了土壤介質(zhì)的pH，加速了土壤中重金屬離子的沉淀，同時(shí)降低了土壤中重金屬的流動(dòng)性和濃度[12-13]，改變了土壤的理化性質(zhì)，使得作物在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中對(duì)Cu 的吸收量有所下降?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前對(duì)銅脅迫水稻生長(zhǎng)發(fā)育的改良措施多為單獨(dú)某種肥料的施用影響研究，對(duì)硫、硅肥配施下銅脅迫水稻產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究相對(duì)較少，缺乏對(duì)硫、硅肥互作效應(yīng)的深入探究?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】故本試驗(yàn)以水稻為材料，研究不同硫肥（0，0.013，0.026，0.039 g/kg）、硅肥（0，0.05，0.10，0.15 g/kg）的配施對(duì)銅脅迫下水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，探究硫、硅肥的互作效應(yīng)，為闡明硫、硅肥配施緩解銅污染對(duì)水稻毒害機(jī)理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗(yàn)在江西農(nóng)業(yè)大學(xué)科技園試驗(yàn)基地網(wǎng)室內(nèi)進(jìn)行，供試土壤為東鄉(xiāng)銅礦附近孝崗鎮(zhèn)張坊鄉(xiāng)被污染的水稻土耕層土樣，質(zhì)地為壤土，肥力中等，其理化性狀為：pH 4.93，有機(jī)質(zhì)37.32 g/kg，有效磷14.87 mg/kg，速效鉀116.34 mg/kg，堿解氮134.61 mg/kg，全量銅245.5 mg/kg，有效銅128.57 mg/kg，有效硫17.29 mg/kg，有效硅16.36 mg/kg。

供試品種選用常規(guī)稻中早25，由南昌科富農(nóng)種業(yè)有限公司提供。硫肥采用硫磺；硅肥用分析純硅酸鈉（Na2SiO3·9H2O），其中含SiO221%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)共有16 個(gè)處理（表1），硫磺設(shè)4 水平，硫素（S）添加量分別為0，0.013，0.026，0.039 g/kg，分別表示為S0、S1、S2、S3；硅酸鈉設(shè)4 水平，硅素（Si）添加量分別為0，0.05，0.10，0.15 g/kg，分別表示為Si0、Si1、Si2、Si3。此試驗(yàn)為完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，重復(fù)8次，共計(jì)128盆。試驗(yàn)盆栽土壤供肥（N、P2O5、K2O）水平相同。

試驗(yàn)盆缽為紅色塑料桶，盆口直徑30 cm，底徑20 cm，高25 cm，每桶裝風(fēng)干土14 kg。播種前1 d 將底肥（尿素、氯化鉀、鈣鎂磷）、相對(duì)應(yīng)的硅酸鈉等按規(guī)定用量施入裝好土的盆中攪拌均勻，盆缽?fù)撩嫔媳３炙畬?，使土壤與肥料平衡。大田育秧，4月28日移栽，每盆3穴，每穴3粒苗，其中施硫磺的處理用少量土與所需硫磺攪拌均勻，分3 份蘸秧根移栽到盆中。移栽后全生育期盆缽?fù)撩姹３?～4 cm 的水層。氮肥分基肥、分蘗肥和穗肥3次施用（6∶2∶2），鉀肥分基肥、分蘗肥2次施用（7∶3）。均以不施硫磺和硅酸鈉處理為對(duì)照，隨機(jī)排列，灌溉水用自來(lái)水，其他管理措施一致。

1.3 測(cè)定內(nèi)容與方法

1.3.1 考種與計(jì)產(chǎn) 成熟期各處理取5 盆，考查每盆產(chǎn)量和每盆穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量，取4盆實(shí)收計(jì)產(chǎn)。

1.3.2 稻米品質(zhì)測(cè)定 各處理取部分收獲稻谷測(cè)定米質(zhì)。測(cè)定前統(tǒng)一用NP-4350 型風(fēng)選機(jī)等量風(fēng)選，方法按照中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 17891—1999優(yōu)質(zhì)稻谷》測(cè)定出糙率、精米率、整精米率、堊白米率、堊白度、直鏈淀粉含量和膠稠度。

1.3.3 粗蛋白質(zhì)含量測(cè)定 凱氏定氮法測(cè)定稻米中的含氮量，乘以換算系數(shù)5.95。

1.3.4 水稻植株樣品銅含量的測(cè)定 準(zhǔn)確稱取1.000 g（準(zhǔn)確到0.1 mg）經(jīng)烘箱烘至恒重的水稻植株樣品（根、莖、葉和籽粒）各3 份，分別置于100 mL 三角燒瓶中，加8 mL 濃硝酸，在電熱板上加熱，消解至紅棕色氣體減少時(shí)，沿?zé)诩尤? mL 高氯酸，補(bǔ)加濃硝酸5 mL，加熱至冒濃白煙、溶液透明（或白色稠狀物）為止，用中速定量濾紙過(guò)濾至25 mL 容量瓶中，用去離子水洗滌消煮液2～3 次后，稀釋定容，搖勻待測(cè)。同時(shí)做空白試驗(yàn)。原子吸收光譜法測(cè)定植株各部位銅含量[12]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，應(yīng)用Origin Pro 7.0 軟件作圖，用SPSS17.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)方差分析（Duncan’s法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 硫、硅肥配施對(duì)銅脅迫下水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

2.1.1 硫、硅肥配施對(duì)銅脅迫下水稻產(chǎn)量的影響 由表1可知，硫肥對(duì)水稻產(chǎn)量有顯著影響（P＜0.05）；硅肥及硫、硅肥配施對(duì)水稻產(chǎn)量均有極顯著影響（P＜0.01）。與對(duì)照組（S0）相比，施用硫肥可增加銅脅迫下水稻產(chǎn)量，但水稻平均產(chǎn)量隨著硫肥用量的增加表現(xiàn)出先增后減的規(guī)律，其中僅S2處理與對(duì)照組S0差異顯著，增幅為6.38%，其他處理間差異不顯著（P＞0.05）。與對(duì)照組（Si0）相比，水稻平均產(chǎn)量?jī)HSi2處理顯著增加，增幅為6.19%；而Si1和Si3處理產(chǎn)量均低于對(duì)照組，減幅為4.04%～8.04%，其中Si3處理與對(duì)照組差異顯著；多重比較結(jié)果表明硫、硅肥配施水稻平均產(chǎn)量以S1Si2處理銅脅迫下最高，每盆產(chǎn)量為76.26 g，除S1Si3處理產(chǎn)量比對(duì)照組（S0Si0）減少3.32%，其他組產(chǎn)量比對(duì)照組（S0Si0）增加了1.27%～29.14%，其中S1Si2和S3Si2極顯著高于其他交互處理（P＜0.01），但S1Si2和S3Si2之間差異不顯著。綜上分析，可知當(dāng)硫、硅用量分別為0.013 g/kg和0.10 g/kg配施時(shí)，銅脅迫下水稻產(chǎn)量最高，即S1Si2處理為最優(yōu)組合。

表1 硫、硅肥配施對(duì)銅脅迫下水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Tab.1 Effect of sulfur and silicon on yield and yield components of rice under copper stress

2.1.2 硫、硅肥配施對(duì)銅脅迫下水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響 由表1 可知，（1）銅脅迫下施硫肥、硅肥各處理較對(duì)照組（S0Si0）的有效穗數(shù)增減幅度為-3.2%～15.8%，除處理S0Si1和S3Si3有效穗略低于或等于對(duì)照，其他處理有效穗均高于對(duì)照，其中以S1Si2處理有效穗最多。但施硫肥、硅肥及其配施對(duì)水稻有效穗數(shù)的主效應(yīng)均不顯著（P＞0.05）。（2）施用硫肥、硅肥對(duì)每穗實(shí)粒數(shù)的主效應(yīng)顯著（P＜0.05），硫、硅肥配施對(duì)每穗實(shí)粒數(shù)的主效應(yīng)極顯著（P＜0.01）。施硫肥各處理每穗粒數(shù)較對(duì)照組（S0）少，減幅為0.59%～7.58%，但僅S2與S0、S3差異顯著（P＜0.05）。硅肥處理與對(duì)照組（Si0）相比，Si2每穗平均粒數(shù)增加了3.98%，Si1和Si3處理分別減少0.38%和3.28%，但僅Si2與Si3差異顯著（P＜0.05）。多重比較結(jié)果表明S1Si2配施處理水稻每穗平均實(shí)粒數(shù)最多，但比S0Si2、S3Si0兩處理少，但三處理間差異不顯著（P＞0.05）。（3）銅脅迫下施用硫肥對(duì)水稻千粒質(zhì)量影響不顯著（P＞0.05），施用硅肥對(duì)千粒質(zhì)量影響極顯著（P＜0.01），硫、硅肥配施對(duì)千粒質(zhì)量影響顯著（P＜0.05）。其中與對(duì)照組（Si0）相比，Si1與Si2處理千粒質(zhì)量均增加了0.94%，但Si3處理降低了0.49%。多重比較結(jié)果表明硫、硅肥配施除S2Si3、S3Si3外，其他處理組千粒質(zhì)量比對(duì)照組（S0Si0）增加了2.02%～5.03%。（4）銅脅迫下施用硅肥對(duì)水稻結(jié)實(shí)率影響不顯著（P＞0.05），但施用硫肥及硫、硅肥配施對(duì)結(jié)實(shí)率影響極顯著（P＜0.01）。其中與對(duì)照組（S0）相比，S1結(jié)實(shí)率增加了1.55%，但S2與S3結(jié)實(shí)率分別降低了1.01%和4.74%。硫、硅肥配施除S2Si1、S3Si1、S3Si2、S3Si3外，其他處理組結(jié)實(shí)率比對(duì)照組（S0Si0）增加了1.82%～5.63%，且差異顯著（P＜0.05）。

由表2可知，水稻產(chǎn)量與其構(gòu)成因素均正相關(guān)，其中產(chǎn)量與有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)相關(guān)性顯著，相關(guān)系數(shù)r大小分別為0.534和0.603。

表2 水稻產(chǎn)量與其構(gòu)成因素的相關(guān)性分析Tab.2 Correlation analysis of rice yield and its components

2.2 硫、硅肥配施對(duì)銅脅迫下水稻品質(zhì)的影響

2.2.1 硫、硅肥配施對(duì)銅脅迫下稻米碾米品質(zhì)的影響 由表3可知，在硫、硅肥及其配施對(duì)銅脅迫下水稻糙米率的主效應(yīng)均表現(xiàn)為極顯著（P＜0.01），糙米率除S3Si0外較對(duì)照組（S0Si0）均下降，降幅為0.49%～9.59%，其中以處理S1Si2糙米率最低為73.5%；在硫、硅肥及其配施對(duì)銅脅迫下水稻精米率、整精米率的主效應(yīng)表現(xiàn)為顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01），但不同硫硅肥配施效果不一，與對(duì)照組（S0Si0）相比，銅脅迫水稻的精米率和整精米率有的提高有的降低。

表3 硫、硅肥配施對(duì)銅脅迫下水稻品質(zhì)的影響Tab.3 Effects of sulfur，silicon and their interaction on quality of rice under copper stress

2.2.2 硫、硅肥配施對(duì)銅脅迫下稻米外觀品質(zhì)的影響 由表3 可知，在硫、硅肥及其配施作用下，銅脅迫下稻米的粒長(zhǎng)、粒型長(zhǎng)/寬和透明度都沒(méi)有明顯影響，其主效應(yīng)均不顯著（P＞0.05）；而堊白米率和堊白度與對(duì)照組（S0Si0）主效應(yīng)呈顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01），但硫、硅肥及其配施處理堊白米率與對(duì)照組（S0Si0）相比，僅S3Si1顯著下降3.06%，其他處理差異均不顯著；而硫、硅肥及其配施處理與對(duì)照組（S0Si0）相比，除S1Si2、S1Si3、S2Si3、S2Si2、S3Si2、S3Si36 處理堊白度若有增加，其他處理堊白度均有所下降，其中S1Si0堊白度最低，降幅為13.89%，且與對(duì)照組（S0Si0）差異顯著。

2.2.3 硫、硅肥配施對(duì)銅脅迫下稻米蒸煮食味品質(zhì)的影響 直鏈淀粉含量越低，表示米飯?jiān)剿绍?，反之就越硬而冷后反生。由?可知，在硫、硅肥及其配施作用下，稻米直鏈淀粉含量較對(duì)照組（S0Si0）降低了1.22%～12.19%，但僅硅肥主效應(yīng)顯著（P＜0.05）；而稻米膠稠度明顯提高，比對(duì)照組（S0Si0）增加0～5 mm，其中硫肥對(duì)其影響為不顯著（P＞0.05），硅肥及硫、硅肥配施對(duì)其影響極顯著（P＜0.01）；硫、硅肥及其配施下稻米堿消值較對(duì)照組（S0Si0）無(wú)變化?？梢?jiàn)，施用硅肥利于提高稻米蒸煮食味品質(zhì)。

2.2.4 硫、硅肥配施對(duì)銅脅迫下稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響 由圖1可知，硫、硅肥及其配施極顯著提高銅脅迫下稻米蛋白質(zhì)含量（P＜0.01）。與對(duì)照組（S0）相比，施硫肥稻米蛋白質(zhì)含量提高了15.98%～29.22%，差異極顯著（P＜0.01），S2對(duì)稻米蛋白質(zhì)含量的提高效果最佳，且S2與S1、S3差異顯著（P＜0.05）。施硅肥稻米蛋白質(zhì)含量較對(duì)照組（S0）增加10.69%～41.45%，差異極顯著（P＜0.01），且硅肥不同用量間差異均顯著（P＜0.05），且稻米蛋白質(zhì)含量隨硅肥施用量的增加而增加。多重比較結(jié)果表明稻米蛋白質(zhì)含量硫、硅肥配施較對(duì)照組（S0）增加15.77%～48.62%，且硫肥與高濃度的硅肥配施效果比單施硫肥或硅肥更好。當(dāng)硫、硅用量為0.026 g/kg和0.15 g/kg配施時(shí)，稻米蛋白質(zhì)含量最高。

圖1 硫、硅肥配施對(duì)銅脅迫下稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響Fig.1 Effects of sulfur，silicon and their interaction on nutritional quality of rice under copper stress

2.2.5 硫、硅肥配施對(duì)銅脅迫下稻米衛(wèi)生品質(zhì)的影響 由圖2可知，硫、硅肥及其配施明顯降低了銅脅迫下糙米中銅含量，硅肥及硫、硅肥配施主效應(yīng)極顯著（P＜0.01）。施硫肥糙米中銅含量較對(duì)照組（S0）減少20.43%～26.94%，且硫肥低濃度時(shí)，稻米銅含量最低，但各處理間差異不顯著（P＞0.05）。與對(duì)照組（Si0）相比，施硅肥糙米中銅含量減少了24.86%～49.37%，硅肥低濃度時(shí)對(duì)稻米銅含量的抑制作用更好，且硅肥各處理間差異極顯著（P＜0.01）。多重比較結(jié)果表明硫、硅肥配施下銅污染糙米銅含量較對(duì)照組（S0Si0）均有所下降，降幅為16.37%～49.37%，配施中以S2Si3效果最好，但S2Si3糙米銅含量仍高于S0Si1。綜上可知，施用硫、硅肥提高了稻米衛(wèi)生品質(zhì)，且糙米中銅含量均沒(méi)有超出食品質(zhì)量銅的臨界值（＜10 mg/kg）[15]。

圖2 硫、硅肥配施對(duì)銅脅迫下稻米衛(wèi)生品質(zhì)的影響Fig.2 Effects of sulfur，silicon and their interaction on health quality of rice under copper stress

3 討論與結(jié)論

3.1 硫、硅配施對(duì)銅脅迫下水稻產(chǎn)量的影響

眾多研究表明過(guò)量的銅會(huì)抑制水稻根的伸長(zhǎng)，分蘗遲緩，抽穗期明顯推遲，灌漿期貪青，因穗數(shù)和每穗穎花數(shù)共同減少而顯著減產(chǎn)[4-5]。本研究在銅污染稻田中采用硫、硅肥配施可通過(guò)增加水稻有效穗和每穗粒數(shù)顯著提高產(chǎn)量，這與施愛(ài)枝[16]、魏玉光等[17]研究結(jié)果一致。

在單施硫肥時(shí)，水稻產(chǎn)量隨硫肥用量的增加而增加，硫素的施入可增加含硫氨基酸在水稻中的含量，這是葉綠素合成的重要介質(zhì)，進(jìn)而促進(jìn)水稻的光合作用。徐金仁[18]、王旭等[19]通過(guò)研究得出每667 m2水稻產(chǎn)量在0～4.5 kg 硫肥的施用范圍內(nèi)呈先增后減的趨勢(shì)，與本文研究結(jié)果大體一致，單施硫肥水稻產(chǎn)量隨其用量的增加表現(xiàn)出先增后減的規(guī)律。適量的施用硫肥，可以促進(jìn)水稻有效分蘗和灌漿，提高水稻千粒質(zhì)量和結(jié)實(shí)率，進(jìn)而增加水稻產(chǎn)量，但過(guò)量施用硫肥對(duì)水稻會(huì)產(chǎn)生毒害作用。張延青等[20]研究表明，硫肥施用過(guò)量易在水稻根部氧化為SO42-，造成酸害影響銅的有效性進(jìn)而加劇銅毒害。在單施硅肥時(shí)，低濃度（0.05 g/kg）時(shí)對(duì)水稻產(chǎn)量出現(xiàn)抑制作用，高濃度（0.15 g/kg）的促進(jìn)作用不如中濃度（0.10 g/kg）。張國(guó)良等[21]對(duì)武育粳3 號(hào)研究表明，在大田基施硅肥（有效硅含量≥20%）0～450 kg/hm2內(nèi)，隨硅肥施用量的增加，水稻產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢(shì)，在225 kg/hm2時(shí)產(chǎn)量最高。李珂清等[22]以優(yōu)質(zhì)水稻品種粵禾絲苗為供試材料進(jìn)行田間試驗(yàn)，設(shè)置4 個(gè)硅肥用量（0，90，180，270 kg/hm2）處理，其中270 kg/hm2的高肥處理產(chǎn)量最高?？梢?jiàn)本研究與張國(guó)良[21]和李珂清等[22]研究結(jié)果在不同硅肥用量對(duì)水稻產(chǎn)量影響上不一致，可能是由于水稻品種及種植環(huán)境不同所致。提高水稻產(chǎn)量原因也存在差異，曾仁杰[23]研究表明硅肥對(duì)水稻產(chǎn)量的影響，主要通過(guò)對(duì)水稻有效穗數(shù)的影響而發(fā)生變化，而本研究單施硅肥水稻增產(chǎn)主要原因是每穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量的增加。

不同用量的硫、硅肥配施對(duì)水稻產(chǎn)量的影響略有差異。除0.013 g/kg 硫與0.15 g/kg 硅配施外，其他處理組較對(duì)照組的產(chǎn)量均有不同程度的增加，以0.013 g/kg硫與0.10 g/kg硅配施效果最佳。除0.026 g/kg硫與硅配施外，0.013 g/kg 和0.039 g/kg 硫與硅配施時(shí)，水稻的產(chǎn)量均隨硅施用量的增加呈現(xiàn)先增后減的情況，可能是由于高濃度的硅與硫之間會(huì)產(chǎn)生拮抗效應(yīng)，進(jìn)而對(duì)水稻生長(zhǎng)的促進(jìn)作用會(huì)減弱，這與周麗君等[24]研究適宜濃度的硫硅配施有利于青蒜苗生長(zhǎng)和品質(zhì)的提高相一致。當(dāng)硫濃度超過(guò)0.013 g/kg 時(shí)，外施硅肥后水稻的產(chǎn)量都低于不施硅肥時(shí)水稻的產(chǎn)量，經(jīng)分析可知低濃度硫與中、低濃度硅間的促進(jìn)效應(yīng)較好，中、高濃度硫易與高濃度硅產(chǎn)生拮抗效應(yīng)。其原因可能是硫元素作為葉綠素合成的必需元素，影響著光能的吸收、運(yùn)輸、分配和轉(zhuǎn)化，決定光合速率的快慢。經(jīng)周麗君[24]研究可知硅肥進(jìn)入植物體后，在葉片中形成“角質(zhì)-雙硅層”結(jié)構(gòu)，易使植株葉片細(xì)胞膜的通透性降低，所以高濃度的硫、硅在水稻葉片光合作用時(shí)易產(chǎn)生拮抗效應(yīng)。而適當(dāng)?shù)牧?、硅肥配施更有利于水稻產(chǎn)量的提高，本研究銅脅迫下以0.013 g/kg硫與0.10 g/kg硅配施水稻產(chǎn)量最高，其增產(chǎn)原因主要是通過(guò)增加有效穗和每穗粒數(shù)。

3.2 硫、硅配施對(duì)銅脅迫下水稻品質(zhì)的影響

隨著人們生活水平的提高，對(duì)稻米品質(zhì)越來(lái)越重視。王越濤[25]和譚宏偉等[26]認(rèn)為施用硫肥有利于水稻的光合作用和代謝作用，不僅增加產(chǎn)量，還可增加蛋氨酸含量，提高稻米品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。而有研究[27]表明施硅能提高稻米香味和蒸煮品質(zhì)，顯著提高整精米率和蛋白質(zhì)含量，但對(duì)出糙率、堊白度、堊白粒率、粒/長(zhǎng)比及食味等無(wú)明顯影響。本研究結(jié)果表明適量的硫、硅肥施用能降低糙米率和堊白度，提高稻米蒸煮食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，但對(duì)粒長(zhǎng)、粒型長(zhǎng)/寬和透明度等外觀品質(zhì)影響不太明顯。這與施用硫、硅肥后水稻根系發(fā)達(dá)、促進(jìn)氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收，減緩光合器官的衰老，提高光合生產(chǎn)效率、增強(qiáng)水稻抗性密不可分。除此在銅污染土壤中施用硫、硅肥后水稻籽粒中銅含量明顯下降，其變化規(guī)律與任海[28]、魏玉光等[17]研究結(jié)果一致。究其原因，一方面硫、硅肥配施于銅污染稻田中，硅酸根離子與土壤中Cu 等重金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成不易被作物吸收的硅酸化合物沉淀，降低酸可提取態(tài)銅含量，提高殘?jiān)鼞B(tài)銅含量，進(jìn)而減少水稻莖、葉、糙米中銅的積累[29]。另一方面，硫是植物細(xì)胞內(nèi)非蛋白巰基類物質(zhì)（包括半胱氨酸、甲硫氨酸殘基、谷胱甘肽（GSH）、植物螯合肽（PC）等）的重要組成物質(zhì)，研究證明這些非蛋白巰基化合物可螯合細(xì)胞內(nèi)的重金屬使其鈍化或去除活性氧，從而減輕重金屬對(duì)植物毒害作用[30]。另外水稻自身可通過(guò)細(xì)胞壁的固持[31]或液泡區(qū)室化等方式應(yīng)對(duì)重金屬脅迫[32-35]，以此降低重金屬對(duì)水稻的毒害作用，而硅在細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)形成中不可或缺，對(duì)在細(xì)胞壁中的重金屬解毒起著重要作用。由此可見(jiàn)施用硫、硅肥配施可進(jìn)一步從生理上增強(qiáng)水稻對(duì)銅的抗性[36-37]，提高衛(wèi)生品質(zhì)。

綜上可知，在銅污染稻田中適當(dāng)施用硫、硅肥，可提高水稻產(chǎn)量和品質(zhì)，較高濃度的硫、硅肥配施易產(chǎn)生拮抗效應(yīng)，對(duì)水稻生長(zhǎng)的促進(jìn)效應(yīng)會(huì)減弱，此外與對(duì)照組相比，施用硫、硅肥各處理水稻籽粒銅含量均呈下降趨勢(shì)，進(jìn)一步改善了銅污染水稻的衛(wèi)生健康問(wèn)題。本試驗(yàn)結(jié)果表明，0.013 g/kg 硫與0.1 g/kg 硅配施為提高水稻產(chǎn)量的最優(yōu)配置。