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环境中重金属污染的长期持续性及它通过食物链影响人类健康的问题，已成为当前人们关注的焦点。铅(Lead，Pb)元素因熔点低、易加工，是环境中普遍存在且危害性较强的重金属之一。如何控制和有效治理土壤Pb2+污染是目前研究者急需解决的问题。传统Pb2+污染治理成本高、工作量大、易造成二次污染，而外源调节剂和植物修复的联合使用因成本低廉、简单易行且绿色环保，已成为近年来研究的热点领域。硅酸盐作为一种治理污染土壤的外源调节剂，多用于水稻、大麦等火田作物和草本植物，但在林木上的应用较少。林木中因蒿柳（Salix Viminalis）生长迅速、生物量人、积累重金属能力强等特点，被广泛运用于土壤重金属污染地区的植物修复和生物质能源开发。因此，为研究林木中重金属污染治理，本研究以蒿柳为材料，采用先进行Pb2+胁迫后硅(Silicon，Si)元素处理以及先Si元素培养后Pb2+胁迫两种试验设汁，通过研究Si元素调控Pb2+胁迫下蒿柳的生理生化反应及Pb24-累积规律，明确Si元素与篙柳Pb2+抗性的相关性，揭示Si元素对重金属Pb2+生物有效性的调控机制，为Si元素在重金属污染地区植物修复中的应用提供科学依据。主要研究结果有:
1.0-3.6mmol·L-1Pb2+胁迫下，随着处理时间的延长，Pb2+浓度的增加，蒿柳株高、地径相对生长率、生物量以及各项根系生长参数显著下降;叶、根部电导率、O2+产生速率和根部MDA含量增加，POD、CAT、APX酶活性降低，非气孔因素导致蒿柳净光合速率（Pn）减少:以上表明:Pb2+引起了蒿柳膜脂过氧化，降低了抗氧化酶活性和光合能力，限制了蒿柳生长。通过分离并测定蒿柳亚细胞组分的Pb2+得出:Pb2+主要分布在F1细胞壁组分和F4以液泡为主的可溶性组分。随着Pb2+浓度增加，Pb2+在篙柳体内细胞壁组分增多，根部增幅最大。此外，Pb2+胁迫下，蒿柳叶部K+和Ca2+浓度降低，根部K+浓度升高(P＜0.05)。
2.通过研究0、1.5和5mmol·L-1Si浓度下蒿柳生长变化特征，结果显示:施Si显著增人了蒿柳叶部的Si分布比例，提高了株高和地径相对生长率、生物量以及根冠比。Si增人了蒿柳叶片POD、CAT和APX酶活性和气体交换参数Pn、气孔导度(Gs)、蒸腾速率（Tr）;Si处理下，蒿柳叶部K+、Ca2+、Mg2+含量显著增加。表明Si元素提高了蒿柳叶片抗氧化酶活性和光合能力，促进了生长和对矿质元素的吸收。
3.先Pb2+肋、迫后施Si处理，1.5mmol·L-1Si显著降低了蒿柳叶、茎部Pb2+转运系数，增大丫根部Pb2+含量和总Pb2+含量，表明Si元素限制了Pb2+向地上部的转移。通过分析Pb2+在亚细胞水平的分布得出，施Si降低了Pb2+在F2和F3的组分，促进Pb2+向F4和F1组分转移，提高了细胞壁对Pb2+的结合能力和液泡区隔化。从Pb2+的化学形态变化可知，Si元素降低了蒿柳体内活性较强的乙醇、去离子水提取态Pb2+的比例，增大了活性较弱的氯化钠、盐酸和醋酸提取态比例，减少了Pb2+的移动。Pb2+胁迫后施Si，Si元素降低了MDA含量、电导率及O,-产生速率，升高了蒿柳叶片POD、SOD、CAT和APX酶活性，其中CAT和APX酶活性增幅较大，表明Si元素可缓解蒿柳膜脂过氧化，提高蒿柳抗氧化酶活性。
4.先Si培养后进行Pb2+胁迫处理，1.5mmol·L-1Si增大了蒿柳株高、地径相对生长率及生物量，减少了Pb2+胁迫下蒿柳体内相对电导率、O2+-产生速率和MDA含量:Si元素明显增强了蒿柳叶片POD、SOD、CAT和APX酶活性，增大了叶绿素b(chlb)含量:实际光化学效率(φpsⅡ）和非化学淬灭(NPO)分别增加了66.67％、25.53％。以上表明，Si元素减轻了Pb2+胁迫下蒿柳膜脂过氧化、提高了抗氧化酶活性及光化学活性，从而增强了蒿柳抗性，促进了蒿柳生长。
5.通过对22个试验测试指标建立指标体系，利用主成分分析，得出指标权重。结果显示叶绿素等光合指标贡献率较高，其次为株高等生长指标。表明在缓解重金属胁迫研究中，应选取有代表性的光合指标，生长指标、酶活性和膜脂过氧化指标进行测定;在提高植物抗性研究中，选取光合和光化学效率指标和生长指标进行测定。
综上所述，Si元素提高蒿柳对重金属Pb1上耐性，通过限制Pb2+向蒿柳地上部转移，增强细胞壁与Pb2+结合能力和液泡区隔化、影响Pb2+化学形态以及调控蒿柳生理代谢等综合措施减轻了篙柳Pb2+伤害。
1.0-3.6mmol·L-1Pb2+胁迫下，随着处理时间的延长，Pb2+浓度的增加，蒿柳株高、地径相对生长率、生物量以及各项根系生长参数显著下降;叶、根部电导率、O2+产生速率和根部MDA含量增加，POD、CAT、APX酶活性降低，非气孔因素导致蒿柳净光合速率（Pn）减少:以上表明:Pb2+引起了蒿柳膜脂过氧化，降低了抗氧化酶活性和光合能力，限制了蒿柳生长。通过分离并测定蒿柳亚细胞组分的Pb2+得出:Pb2+主要分布在F1细胞壁组分和F4以液泡为主的可溶性组分。随着Pb2+浓度增加，Pb2+在篙柳体内细胞壁组分增多，根部增幅最大。此外，Pb2+胁迫下，蒿柳叶部K+和Ca2+浓度降低，根部K+浓度升高(P＜0.05)。
2.通过研究0、1.5和5mmol·L-1Si浓度下蒿柳生长变化特征，结果显示:施Si显著增人了蒿柳叶部的Si分布比例，提高了株高和地径相对生长率、生物量以及根冠比。Si增人了蒿柳叶片POD、CAT和APX酶活性和气体交换参数Pn、气孔导度(Gs)、蒸腾速率（Tr）;Si处理下，蒿柳叶部K+、Ca2+、Mg2+含量显著增加。表明Si元素提高了蒿柳叶片抗氧化酶活性和光合能力，促进了生长和对矿质元素的吸收。
3.先Pb2+肋、迫后施Si处理，1.5mmol·L-1Si显著降低了蒿柳叶、茎部Pb2+转运系数，增大丫根部Pb2+含量和总Pb2+含量，表明Si元素限制了Pb2+向地上部的转移。通过分析Pb2+在亚细胞水平的分布得出，施Si降低了Pb2+在F2和F3的组分，促进Pb2+向F4和F1组分转移，提高了细胞壁对Pb2+的结合能力和液泡区隔化。从Pb2+的化学形态变化可知，Si元素降低了蒿柳体内活性较强的乙醇、去离子水提取态Pb2+的比例，增大了活性较弱的氯化钠、盐酸和醋酸提取态比例，减少了Pb2+的移动。Pb2+胁迫后施Si，Si元素降低了MDA含量、电导率及O,-产生速率，升高了蒿柳叶片POD、SOD、CAT和APX酶活性，其中CAT和APX酶活性增幅较大，表明Si元素可缓解蒿柳膜脂过氧化，提高蒿柳抗氧化酶活性。
4.先Si培养后进行Pb2+胁迫处理，1.5mmol·L-1Si增大了蒿柳株高、地径相对生长率及生物量，减少了Pb2+胁迫下蒿柳体内相对电导率、O2+-产生速率和MDA含量:Si元素明显增强了蒿柳叶片POD、SOD、CAT和APX酶活性，增大了叶绿素b(chlb)含量:实际光化学效率(φpsⅡ）和非化学淬灭(NPO)分别增加了66.67％、25.53％。以上表明，Si元素减轻了Pb2+胁迫下蒿柳膜脂过氧化、提高了抗氧化酶活性及光化学活性，从而增强了蒿柳抗性，促进了蒿柳生长。
5.通过对22个试验测试指标建立指标体系，利用主成分分析，得出指标权重。结果显示叶绿素等光合指标贡献率较高，其次为株高等生长指标。表明在缓解重金属胁迫研究中，应选取有代表性的光合指标，生长指标、酶活性和膜脂过氧化指标进行测定;在提高植物抗性研究中，选取光合和光化学效率指标和生长指标进行测定。
综上所述，Si元素提高蒿柳对重金属Pb1上耐性，通过限制Pb2+向蒿柳地上部转移，增强细胞壁与Pb2+结合能力和液泡区隔化、影响Pb2+化学形态以及调控蒿柳生理代谢等综合措施减轻了篙柳Pb2+伤害。