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湖南是我国水稻生产第一大省，其长株潭地区作为重金属污染耕地修复综合治理国家级试点区域，试点成败关系着全国上亿亩受污染耕地治理走向，加之农业现代化的快速发展，重金属污染农田土壤治理刻不容缓。重金属镉(Cd)污染及其与多种重金属形成的复合污染严重影响着人体健康、粮食安全与社会发展。针对中轻度重金属Cd污染农田，基施钝化剂是目前行之有效的措施之一，其通过对土壤中Cd的固化/稳定化作用，降低Cd的化学活性与生物有效性，从而降低植物对土壤中Cd的吸收，实现农田安全生产利用。本文以湖南株洲定位试验为平台，研究连续施用不同钝化剂(石灰、生物炭、轻烧粉、黄腐酸+轻烧粉、硅肥、硅肥+轻烧粉)对双季稻田土壤理化性质及不同形态Cd含量的影响，并分析不同形态Cd含量与稻米Cd之间直接的关系。本文研究结果如下：
(1)早、晚稻成熟期不同处理间土壤全Cd含量无显著差异。水稻整个生育期间土壤有效Cd含量均呈下降趋势，成熟期不同形态Cd含量由高到低分别为交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机结合态与残渣态。与不施钝化剂相比，早、晚稻施用不同钝化剂均能有效降低土壤交换态Cd含量，而土壤碳酸盐结合态、铁锰氧化态和残渣态Cd含量均提高。硅肥+轻烧粉处理降Cd效果较好，早、晚稻分蘖期至成熟期内土壤有效Cd含量平均较不施钝化剂处理分别下降15.1％和16.1％，土壤交换态Cd含量分别降低43.9％和39.4％。
(2)早、晚稻整个生育期施用钝化剂处理土壤pH均较不施钝化剂处理提高，石灰处理早晚稻分蘖期至成熟期土壤pH平均较不施分别提高2.56和2.98个单位。而土壤Eh降低。早稻整个生育期内各处理土壤EC差异不显著(P＞0.05)，而晚稻中以硅肥+轻烧粉处理较高，分蘖期至成熟期平均较不施钝化剂处理提高102.4％。早稻整个生育期内土壤CEC不同钝化剂处理间差异不大，而晚稻孕穗期至成熟期不同处理间出现显著差异，其中施用轻烧粉处理分蘖期至成熟期较不施平均提高5.39cmol?kg-1。此外，早、晚稻不同钝化剂处理土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量均较不施钝化剂处理有所提高，其中以轻烧粉及硅肥+轻烧粉处理增幅较大。
(3)与不施钝化剂处理相比，石灰处理水稻株高、分蘖数降低；而生物炭处理能提高水稻的株高、分蘖数以及SPAD，处理间差异不显著。早、晚稻施用石灰处理水稻功能叶光合特性降低，而其他处理水稻功能叶叶片Pn、Gs和Tr提高，且Ci降低。双季稻施用石灰后穗长、千粒重和结实率均降低，且稻谷产量显著降低(P＜0.05)，其他处理双季稻穗长、稻谷产量与不施钝化剂处理间差异不显著，而千粒重、实粒数及结实率均有所增加。
(4)各施钝化剂处理早、晚稻分蘖盛期根系Cd含量均较不施钝化剂处理降低，且施用石灰处理分别降低77.4％和71.6％(P＜0.05)。双季稻成熟成熟期植株Cd含量各处理大小表现为不施钝化剂＞生物炭＞硅肥＞黄腐酸+轻烧粉＞轻烧粉＞硅肥+轻烧粉＞石灰，其中早、晚稻施用硅肥+轻烧粉处理分别降低57.5％和94.2％。除生物炭处理外，不同钝化剂处理早、晚稻穗Cd含量均显著低于不施钝化剂处理(P＜0.05)。双季稻稻米Cd含量均以石灰最低，轻烧粉与硅肥+轻烧粉处理糙米Cd含量均达国家食品安全标准。相关分析显示，土壤有效Cd含量与土壤交换态Cd含量呈极显著正相关(P＜0.01)，而与土壤碳酸盐结合态Cd呈极显著负相关(P＜0.01)；糙米Cd含量与土壤有效态Cd和交换态Cd含量均呈正相关关系，而与其他形态呈负相关关系，且晚稻中差异达显著或极显著水平(P＜0.05或P＜0.01)。
(1)早、晚稻成熟期不同处理间土壤全Cd含量无显著差异。水稻整个生育期间土壤有效Cd含量均呈下降趋势，成熟期不同形态Cd含量由高到低分别为交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机结合态与残渣态。与不施钝化剂相比，早、晚稻施用不同钝化剂均能有效降低土壤交换态Cd含量，而土壤碳酸盐结合态、铁锰氧化态和残渣态Cd含量均提高。硅肥+轻烧粉处理降Cd效果较好，早、晚稻分蘖期至成熟期内土壤有效Cd含量平均较不施钝化剂处理分别下降15.1％和16.1％，土壤交换态Cd含量分别降低43.9％和39.4％。
(2)早、晚稻整个生育期施用钝化剂处理土壤pH均较不施钝化剂处理提高，石灰处理早晚稻分蘖期至成熟期土壤pH平均较不施分别提高2.56和2.98个单位。而土壤Eh降低。早稻整个生育期内各处理土壤EC差异不显著(P＞0.05)，而晚稻中以硅肥+轻烧粉处理较高，分蘖期至成熟期平均较不施钝化剂处理提高102.4％。早稻整个生育期内土壤CEC不同钝化剂处理间差异不大，而晚稻孕穗期至成熟期不同处理间出现显著差异，其中施用轻烧粉处理分蘖期至成熟期较不施平均提高5.39cmol?kg-1。此外，早、晚稻不同钝化剂处理土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量均较不施钝化剂处理有所提高，其中以轻烧粉及硅肥+轻烧粉处理增幅较大。
(3)与不施钝化剂处理相比，石灰处理水稻株高、分蘖数降低；而生物炭处理能提高水稻的株高、分蘖数以及SPAD，处理间差异不显著。早、晚稻施用石灰处理水稻功能叶光合特性降低，而其他处理水稻功能叶叶片Pn、Gs和Tr提高，且Ci降低。双季稻施用石灰后穗长、千粒重和结实率均降低，且稻谷产量显著降低(P＜0.05)，其他处理双季稻穗长、稻谷产量与不施钝化剂处理间差异不显著，而千粒重、实粒数及结实率均有所增加。
(4)各施钝化剂处理早、晚稻分蘖盛期根系Cd含量均较不施钝化剂处理降低，且施用石灰处理分别降低77.4％和71.6％(P＜0.05)。双季稻成熟成熟期植株Cd含量各处理大小表现为不施钝化剂＞生物炭＞硅肥＞黄腐酸+轻烧粉＞轻烧粉＞硅肥+轻烧粉＞石灰，其中早、晚稻施用硅肥+轻烧粉处理分别降低57.5％和94.2％。除生物炭处理外，不同钝化剂处理早、晚稻穗Cd含量均显著低于不施钝化剂处理(P＜0.05)。双季稻稻米Cd含量均以石灰最低，轻烧粉与硅肥+轻烧粉处理糙米Cd含量均达国家食品安全标准。相关分析显示，土壤有效Cd含量与土壤交换态Cd含量呈极显著正相关(P＜0.01)，而与土壤碳酸盐结合态Cd呈极显著负相关(P＜0.01)；糙米Cd含量与土壤有效态Cd和交换态Cd含量均呈正相关关系，而与其他形态呈负相关关系，且晚稻中差异达显著或极显著水平(P＜0.05或P＜0.01)。