近年来由于农田土壤重金属超标而引起的农产品安全问题受到广泛关注,如何有效控制农田土壤重金属污染、保障农产品安全已成为环境领域研究的热点。砷(As)和铅(Pb)是典型的有毒重金属元素,是我国面积广大的水稻土壤中的主要重金属污染物。稻田土壤水分条件的变化使其具有复杂的氧化还原条件,进而影响土壤中的砷铅形态和生物有效性,因此研究水分管理模式对砷铅在土壤-水稻系统中迁移转化过程的影响可为指导农业安全生产提供重要理论依据。本论文以水稻和砷铅污染稻田土壤为研究对象,开展室内盆栽实验,利用化学分析,结合扫描电镜和X-射线能谱分析(SEM-EDS)等分析方法,研究水分条件对不同生育期(分蘖期、扬花期、成熟期)水稻砷铅累积的影响,并针对影响水稻砷铅累积的关键生育期实施7种不同的水分管理模式,探究能同时降低水稻砷铅累积的最佳水分管理模式,主要研究结果如下:(1)明确了水分条件对土壤pH和Eh及土壤砷铅形态的影响。淹水条件下土壤Eh值最低,pH值最高;而干旱条件下土壤Eh值最高,pH值最低。水稻土壤中非专性吸附态砷的占比极低(0.06%～1.23%),大部分砷以无定形铁氧化物态、晶体铁氧化物态和残渣态的形式存在。淹水条件下的专性吸附态砷在扬花期显著升高,而干旱条件有助于专性吸附态砷向无定形铁氧化物态转化,从而降低土壤砷的有效性。土壤水分条件及生育期的变化并未对残渣态铅造成显著影响,但干旱条件有助于土壤碳酸盐结合态铅向可交换态转化,进而提高土壤铅的有效性。(2)揭示了不同水分管理模式下不同水稻生育期水稻根表铁膜形成规律。水稻根表铁膜在分蘖期大量形成,并随着生育期的延长呈降低趋势,成熟期根表铁膜含量仅为分蘖期的9.3%～28.2%。淹水条件下的根表铁膜形成量最多,干旱条件下形成最少,干旱条件下根表铁膜含量仅为淹水条件的8.9%～32.9%。水稻根表铁膜中的砷含量与铁膜形成量显著正相关(R~2>0.79,p<0.05),而水稻根表铁膜中的铅含量与铁膜形成量并无显著相关性。(3)阐明了不同水分管理模式下水稻不同组织中的砷铅累积特征。水稻各部位砷铅累积量表现为:根>叶>茎>谷壳>籽粒。干旱条件、交替淹水和旱作条件能显著降低水稻植株中的砷累积,同时显著增加铅的累积。长期淹水能显著降低水稻籽粒中的铅累积,并在增加总砷累积的同时降低水稻籽粒中As(III)的比例。(4)明确了水稻吸收累积砷铅的主要生育期。生育期对水稻植株砷累积具有显著影响。扬花期是水稻植株砷累积的关键时期,成熟期水稻植株砷累积量明显下降。与扬花期相比,成熟期水稻根部和茎部的砷累积量减少了67.0%～95.3%。水稻累积铅的主要时期受到土壤水分条件的影响,干旱条件下水稻铅累积的关键时期在扬花期之前,而在淹水条件下扬花期之后才是水稻铅累积的关键时期。(5)提出了同时降低水稻籽粒砷铅累积的最佳水分管理模式。水稻籽粒中的砷铅累积量可以很好的通过土壤Eh和pH进行预测(R~2>0.83,p<0.01),结果表明在扬花期开始前三周处于淹水模式,扬花期开始之后进行旱作的水分管理模式能同时降低水稻籽粒中总砷和总铅的危害。而全生育期淹水种植的水分管理模式能同时降低水稻籽粒中As(III)和总铅的危害。