本文摘自：華中農業大學資源與環境學院教授涂書新在提升耕地質量、推動綠色發展——科學用肥治理土壤污染高峰論壇發表主題演講

　　匯報的內容有三個方面，一個講一下我們國家土壤農田污染的狀況和原因；第二個介紹一下硅的作用和功能；第三是我們在有機硅產品防治重金屬方面的效果和一些認識。

　　首先看一下我們國家土壤污染狀況。來看2014年4月國土部發布的全國污染土壤的調查狀況，上面數據我們國家土壤污染比例16.1%，農田的土壤污染比例19.4%，也就是說五分之一的土地。污染的原因是什么，有幾個方面，最主要的原因是由于長期大量不合理使用化肥導致的酸化。我們國家20年來從3000萬噸化肥施用量增長到現在6000多萬噸化肥，這個施用是不合理的，其主要的結果就是導致土壤的酸化，過去30年來，我們的土壤pH值平均下降0.5—2個單位，pH值的下降極大活化了重金屬的能力，提高了重金屬的生物有效性。當然重金屬活化還有一個原因就是酸雨，這是去年的全國酸雨圖，可以看到南方的重金屬污染和南方酸雨分布的狀況是一致的。另外一個原因，大家可能都清楚，工業的廢水、廢氣、廢物等一些原因導致土壤重金屬含量的增加，還有我們過去幾十年來使用過磷酸鈣導致土壤中重金屬的積累，過磷酸鈣是含有重金屬的一種肥料，雖然用量不高，但是幾十年的積累導致活化，我們在調查中也發現，只要使用過磷酸鈣的土壤，重金屬一定超標。我們國家現在非常重視土壤重金屬的修復，去年國務院頒布了土十條，已經整整一年，國家對此非常重視，希望解決土壤重金屬的污染問題，那么我是其中的一個研究人員，從事這個工作也有近二十年。   

　　其中有一個材料，近年來逐漸逐漸引起我們的重視，那就是硅，神奇的硅。硅是一種化學元素，本身就是土壤和地塊中的主要元素，土壤主要就是由硅組成的，所以實際上是一種很輕的一些元素，另外硅還分為無機硅和有機硅。有機硅含有一個單硅鍵，就是有一個鍵被有機物取代的硅的化合物，有機硅的化合物有6大類，它的產品有上萬種，但是可以分為基本的三類，一個叫有機硅單體類。   

　　我要講硅跟人體有什么關系，重金屬本身有沒有毒，我告訴大家，硅是沒有毒的，它是我們人體必需的元素，我們人體的一些組織，軟骨都是由硅參與組成的，我們人體的鈣，骨骼的建成，沒有硅的參與是建不起來的，當然硅還參與我們一些系列的新陳代謝活動�？傊�說硅是人體的必須元素，我們人體缺乏了硅就不能生活。   

　　那么我們農業是管植物的，是研究植物的，植物和硅有什么樣的關系呢？過去長期以來認為硅是植物的有益元素，理論上我們還沒有確認硅是植物的必需元素，但是現在越來越多的科學證據表明硅就是植物的必需元素。比如說水稻，沒有硅就不能進行生產，這是大家知道的。實際上硅，我們可以說它是參與植物細胞結構的組成，沒有硅的參與，就像人一樣，作物站不起來，還有它能夠抗倒伏、抗旱、抵御病蟲害的侵染。   

　　最后一個方面，我就講硅在重金屬污染防控方面的效果，主要的技術有兩大類。一個是重金屬鈍化劑，所謂鈍化劑就是能吸收土壤中的重金屬，能夠把土壤中的金屬固定下來。我們過去以來，實際上做了很多這方面工作，比如說我們使用常規的材料開發了很多系列的鈍化劑產品。這是我們研究生做的一個盆栽實驗，我們采用兩種，一個是酸性土，一種是堿性土，使用不同的產品就發現使用常規的鈍化劑可以使土壤中的鎘的含量降低30%—60%，這是不同土壤的情況，這是晚稻的情況，晚稻施用有機硅，空殼率可以下降40%。   

　　我們通過分析土壤中不同鎘的形態，發現使用硅以后，土壤中鎘的活性下降。施用硅以后，它把土壤中重金屬由活性變成了惰性、穩定性。還有它可以提高土壤的pH值。   

　　我們這幾年和硅谷農業研究院開展了有機硅新型產品的研究示范。我做了這么多年的土壤重金屬污染修復，也是農業部鈍化劑趨勢比較的湖北地區的負責人，我對鈍化劑很熟了。我們一直有一個困惑，鈍化劑使用以后，結果是不可預計的，我們一直想尋找一種方法。與硅谷科學院合作后，我們首先把有機硅引入到重金屬土壤的治理，這是第一個。第二把土壤重金屬的治理與肥料養分結合，因為我們過去都是單獨用，工作量非常大，成本非常高，如果能夠把有機硅跟肥料結合在一起，這是一個創新性的工作。上個星期我們成立了重金屬修復聯盟，這有非常大的市場前景。   

　　我們來介紹一下實驗的情況，在湖北省公安縣今年我們進行了小型實驗，兩千畝的實驗設置了6個處理區，一個是絕對對照，另外一個是普通的肥料對照，四種有機硅肥。分蘗期對照表明，可以非常明顯地看到，使用有機硅以后，它下降了50%—60%，和普通肥料相比下降40%—53%，根部也有明顯下降，下降20%—40%。   

　　現在正是水稻生長、收獲的季節，我們在會議開始之前，我們把實驗區的大米取樣對照，使用肥料的不同，使稻米中的鎘含量下降了70%—80%，這個結果和另外一家檢測結果完全一致。我們也在玉米上進行了實驗，這個實驗結果剛剛拿到，與圖中普通肥料相比，徑葉中可以降低40%—50%。   

　　還要講一下機理，為什么有機硅肥能降低土壤的重金屬，我們把土壤中不同的鎘的形態進行分析，分為有效態，我們就發現一個很重要的結果，使用有機硅肥以后，發現它的有效態、堿化態明顯下降，穩定態增加。  

　　我們今后的研究還有很多工作要做，比如說什么樣的材料最好，以及施用技術，更重要的是降低鎘污染的機理機制，當然還涉及到我們這個產業應用在農業方面的一些標準和法規的制定，如何推動有機硅產品在動植物中應用，這是我們今后的方向。