本文摘自：华中农业大学资源与环境学院教授涂书新在提升耕地质量、推动绿色发展——科学用肥治理土壤污染高峰论坛发表主题演讲

　　汇报的内容有三个方面，一个讲一下我们国家土壤农田污染的状况和原因；第二个介绍一下硅的作用和功能；第三是我们在有机硅产品防治重金属方面的效果和一些认识。

　　首先看一下我们国家土壤污染状况。来看2014年4月国土部发布的全国污染土壤的调查状况，上面数据我们国家土壤污染比例16.1%，农田的土壤污染比例19.4%，也就是说五分之一的土地。污染的原因是什么，有几个方面，最主要的原因是由于长期大量不合理使用化肥导致的酸化。我们国家20年来从3000万吨化肥施用量增长到现在6000多万吨化肥，这个施用是不合理的，其主要的结果就是导致土壤的酸化，过去30年来，我们的土壤pH值平均下降0.5—2个单位，pH值的下降极大活化了重金属的能力，提高了重金属的生物有效性。当然重金属活化还有一个原因就是酸雨，这是去年的全国酸雨图，可以看到南方的重金属污染和南方酸雨分布的状况是一致的。另外一个原因，大家可能都清楚，工业的废水、废气、废物等一些原因导致土壤重金属含量的增加，还有我们过去几十年来使用过磷酸钙导致土壤中重金属的积累，过磷酸钙是含有重金属的一种肥料，虽然用量不高，但是几十年的积累导致活化，我们在调查中也发现，只要使用过磷酸钙的土壤，重金属一定超标。我们国家现在非常重视土壤重金属的修复，去年国务院颁布了土十条，已经整整一年，国家对此非常重视，希望解决土壤重金属的污染问题，那么我是其中的一个研究人员，从事这个工作也有近二十年。   

　　其中有一个材料，近年来逐渐逐渐引起我们的重视，那就是硅，神奇的硅。硅是一种化学元素，本身就是土壤和地块中的主要元素，土壤主要就是由硅组成的，所以实际上是一种很轻的一些元素，另外硅还分为无机硅和有机硅。有机硅含有一个单硅键，就是有一个键被有机物取代的硅的化合物，有机硅的化合物有6大类，它的产品有上万种，但是可以分为基本的三类，一个叫有机硅单体类。   

　　我要讲硅跟人体有什么关系，重金属本身有没有毒，我告诉大家，硅是没有毒的，它是我们人体必需的元素，我们人体的一些组织，软骨都是由硅参与组成的，我们人体的钙，骨骼的建成，没有硅的参与是建不起来的，当然硅还参与我们一些系列的新陈代谢活动。总之说硅是人体的必须元素，我们人体缺乏了硅就不能生活。   

　　那么我们农业是管植物的，是研究植物的，植物和硅有什么样的关系呢？过去长期以来认为硅是植物的有益元素，理论上我们还没有确认硅是植物的必需元素，但是现在越来越多的科学证据表明硅就是植物的必需元素。比如说水稻，没有硅就不能进行生产，这是大家知道的。实际上硅，我们可以说它是参与植物细胞结构的组成，没有硅的参与，就像人一样，作物站不起来，还有它能够抗倒伏、抗旱、抵御病虫害的侵染。   

　　最后一个方面，我就讲硅在重金属污染防控方面的效果，主要的技术有两大类。一个是重金属钝化剂，所谓钝化剂就是能吸收土壤中的重金属，能够把土壤中的金属固定下来。我们过去以来，实际上做了很多这方面工作，比如说我们使用常规的材料开发了很多系列的钝化剂产品。这是我们研究生做的一个盆栽实验，我们采用两种，一个是酸性土，一种是碱性土，使用不同的产品就发现使用常规的钝化剂可以使土壤中的镉的含量降低30%—60%，这是不同土壤的情况，这是晚稻的情况，晚稻施用有机硅，空壳率可以下降40%。   

　　我们通过分析土壤中不同镉的形态，发现使用硅以后，土壤中镉的活性下降。施用硅以后，它把土壤中重金属由活性变成了惰性、稳定性。还有它可以提高土壤的pH值。   

　　我们这几年和硅谷农业研究院开展了有机硅新型产品的研究示范。我做了这么多年的土壤重金属污染修复，也是农业部钝化剂趋势比较的湖北地区的负责人，我对钝化剂很熟了。我们一直有一个困惑，钝化剂使用以后，结果是不可预计的，我们一直想寻找一种方法。与硅谷科学院合作后，我们首先把有机硅引入到重金属土壤的治理，这是第一个。第二把土壤重金属的治理与肥料养分结合，因为我们过去都是单独用，工作量非常大，成本非常高，如果能够把有机硅跟肥料结合在一起，这是一个创新性的工作。上个星期我们成立了重金属修复联盟，这有非常大的市场前景。   

　　我们来介绍一下实验的情况，在湖北省公安县今年我们进行了小型实验，两千亩的实验设置了6个处理区，一个是绝对对照，另外一个是普通的肥料对照，四种有机硅肥。分蘖期对照表明，可以非常明显地看到，使用有机硅以后，它下降了50%—60%，和普通肥料相比下降40%—53%，根部也有明显下降，下降20%—40%。   

　　现在正是水稻生长、收获的季节，我们在会议开始之前，我们把实验区的大米取样对照，使用肥料的不同，使稻米中的镉含量下降了70%—80%，这个结果和另外一家检测结果完全一致。我们也在玉米上进行了实验，这个实验结果刚刚拿到，与图中普通肥料相比，径叶中可以降低40%—50%。   

　　还要讲一下机理，为什么有机硅肥能降低土壤的重金属，我们把土壤中不同的镉的形态进行分析，分为有效态，我们就发现一个很重要的结果，使用有机硅肥以后，发现它的有效态、碱化态明显下降，稳定态增加。  

　　我们今后的研究还有很多工作要做，比如说什么样的材料最好，以及施用技术，更重要的是降低镉污染的机理机制，当然还涉及到我们这个产业应用在农业方面的一些标准和法规的制定，如何推动有机硅产品在动植物中应用，这是我们今后的方向。