华南植物园研究发现硅酸盐钝化剂有效降低蔬菜吸收重金属镉

由于城市化进程的加快、工业废物排放、污水灌溉、大气沉降和不合理的农业活动等，我国菜地土壤镉（Cd）含量超标的问题较为突出。镉在土壤中移动性很强，很容易被根吸收且部分被运输到地上部，而蔬菜特别是叶菜对镉有很强的吸收积累能力，导致其镉含量超标问题非常突出，并通过食物链威胁人体健康。因此，必须采取措施来降低蔬菜可食部分镉含量以降低镉的食物链风险。

施用钝化剂是控制土壤重金属污染的有效手段：成本低、易于实践、不影响农田产出，适用于中轻度污染土壤。当前主要重金属钝化材料都面临不少难题，包括钝化效能不稳定（尤其是与土壤有机质的交互作用）、微量元素同步钝化而影响作物生长、其它肥料因素对钝化效能的影响、磷酸盐添加量过大引起环境富营养化等问题。

中国科学院华南植物园土壤生态研究组博士生卢焕萍在李志安研究员指导下，研究比较了4种硅酸盐物质（硅酸钠、硅酸钙、硅酸钾和滑石粉）与传统钝化剂（磷酸盐和石灰）的作用效能，结果发现硅酸钠能有效降低植物根、茎和叶部分镉含量分别达到51%、53%和72%；如果硅酸钠与磷酸盐联用，可在保持低镉吸收的同时提高作物生物量，效果最佳。硅酸钙能有效提高作物生物量的同时也可有效降低植物各部分镉含量，其钝化剂效果稍弱于硅酸钠。发现植物体硅的含量与镉的吸收没有相关性，可推断施加硅的作用机理是减轻金属的毒害作用而不是抑制植物对镉的吸收。硅的施加改变了土壤的pH值和阳离子平衡，进而通过离子竞争提高相对溶解度而提高土壤对镉的吸附及植物对镉的吸收。

相关研究成果已撰写题为“Contrasting effects of silicates on cadmium uptake by three dicotyledonous crops grown in contaminated soil”的学术论文，发表在国际科学期刊《环境科学与污染研究》上。该研究得到了国家自然科学基金委（40871221）和广东省环境污染控制与修复技术重点实验室开放基金（2013K0008）的经费资助。

图：不同钝化剂作用下3种植物对镉的吸收