农田土壤重金属污染降低了农作物产量和质量,并危害人体健康,而硅肥可有效降低农作物中的重金属浓度,还可以与细胞壁组分交联进而促进植物生长。采用分子动力学模拟,通过径向分布函数（RDF）和均方位移（MSD）探究了硅化程度（Si（OH）₄和SiO₂的摩尔比）对硅与Cd（Ⅱ）结合的影响。结果表明,Si（OH）₄通过配位作用结合Cd（Ⅱ）,SiO₂则通过吸附作用结合Cd（Ⅱ）。当硅化程度为0时,Cd（Ⅱ）结合量和结合强度均最大,说明硅以Si（OH）₄形式存在时对重金属Cd（Ⅱ）结合效果好。基于量子化学模拟,通过比较Cd（Ⅱ）与Si（OH）₄在SiO₂表面的吸附能和电子转移情况,发现Cd（Ⅱ）周围紧密的水化层阻碍了其在SiO₂表面吸附,而体系中的抗衡离子Cl^-可促进Cd（Ⅱ）在SiO₂表面的吸附,因而Cd（Ⅱ）在SiO₂表面的吸附能力优于Si（OH）₄。植物中的硅能与细胞壁的多糖组分交联,且更倾向与半纤维素交联形成Si-O-C键,而其中最有可能发生交联的是半纤维素中的葡聚糖。使用交联脚本研究了硅酸与纤维素和葡聚糖混合体系的交联情况。随着硅酸浓度增加,其与纤维素和葡聚糖的交联数目均增加,但葡聚糖交联位点的增量比纤维素的多,说明硅酸更倾向与葡聚糖交联。分析了不同浓度硅酸与纤维素和葡聚糖上不同位置羟基的交联情况。当硅酸浓度较低时,硅酸与纤维素和葡聚糖的交联位点均以5号羟基为主;随着硅酸浓度增加,5号羟基交联位点逐渐饱和,与纤维素的交联位点主要在3号位羟基上,而与葡聚糖的交联位点分布在2、3、4号位羟基上。在二氧化硅表面,纤维素和葡聚糖均与二氧化硅表面羟基存在交联,且纤维素与二氧化硅的交联强于葡聚糖。本文从分子-电子水平分析了硅结合重金属Cd（Ⅱ）的机理,以及与细胞壁组分交联行为,可为硅肥的设计提供一定的理论指导。