我国经济飞速发展的同时,也给土壤环境造成了污染。最新的土壤污染调查公报显示我国土壤以无机污染为主且形势严峻,威胁到了农产品的安全。重金属不能被生物降解,毒性大,具有环境持久性且易通过食物链在生物体内富集,影响人类的健康。基于此,本文调查了某地区土壤中砷(As)、汞(Hg)、铬(Cr)、铜(Cu)、镉(Cd)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)污染情况,采样调查分析这些元素可能的污染成因。鉴于以上调查显示本研究区域土壤呈轻中度Cd污染且以种植水稻为主,为实现其土壤安全利用,本文对45个水稻品种进行原位田间筛选和对7种常见重金属钝化剂修复效果验证。根据本研究区域碱性紫色土壤的性质特征,本文还通过实验室水培实验研究了Cu和Fe对Cd在水稻中积累和转运的影响,主要结果和结论如下:(1)调查结果表明本研究区域土壤为碱性紫色土壤,采集的198个耕作层土壤中元素的含量结果表明该地区土壤主要表现为Cd轻中度污染,个别耕地呈现出Cd高度污染。Zn污染分布不均匀。Cu含量不超标,但是高于我国其他类型土壤背景值。(2)污染成因分析表明该区域土壤重金属主要来自于外源输入,19个老墙土中至少有17点位的Cd、Cu、Pb和Zn含量明显低于其对应的周边农田土壤中的含量,30个剖面中8种元素耕作层中重金属含量比母质层中更高的点位至少达55%以上。大气沉降、灌溉水和5种常见肥料中金属含量均未达到重金属污染标准,不是采样期间该区域土壤重金属的主要输入源。但灌溉河流中下游底泥中Cd含量超标,因此,不可排除早年间污水灌溉及滥用不合格肥料造成Cd在耕作层逐年累加。(3)本文在**省主推的的45个水稻品种中,筛选出24种Cd低积累水稻,其中包含了**省广泛种植的宜香优2115和德优4727两个品种。高累积品种,除川优6203和花香优1618稻谷中Cd含量超标外,其余19个品种稻谷中Cd不超标。钝化剂原位修复验证试验结果表明土壤Cd有效性直接影响稻谷中的Cd含量,偏硅酸钠和腐殖酸钠处理后德优4727稻谷中Cd含量降低;偏硅酸钠、腐殖酸钠、钙镁磷肥、秸秆生物碳和螯合铁肥处理后宜香优2115稻谷Cd的含量减少。腐殖酸钠对水稻亩产量具有积极作用。基于腐殖酸钠既能减少有效Cd含量,又能增加产量,因此本文更推荐增强该区域土壤有机质含量(如添加腐殖酸钠)逐渐改善土壤自洁功能和推广Cd低累积品种,保障稻谷处于安全水平。但是遗憾的是,本次施用的重金属钝化剂对此类土壤Cd有效态减少作用有限,数据的重复性较差,钝化剂用于碱性土壤轻中度Cd污染的实际原位修复效果有待进一步试验验证。(4)通过实验室水培实验研究过量Cu和缺Fe对水稻表型、光合参数、植株中Cd积累、根部Cd净流速、水稻各组织中Cd化学形态、根Cd组织定位、水稻各组织中Cd亚细胞分布的影响,发现高浓度Cu处理下Cd对水稻生物量、光合速率和成熟率的抑制作用明显减弱,Cu降低了Cd在水稻根中的内流速率,同时Cu也提高了叶片中Cd的有效性进而稻谷中Cd含量增加,而Fe通过降低叶中Cd的有效性能显著减低Cd在稻谷中的积累。综上,本文大田试验结果为此类污染土壤农产品的安全生产提供了针对性的指导。此外,本研究还根据该区域土壤特征设计了室内水培实验,研究了Cu和Fe对水稻吸收转运Cd的影响,为进一步开展轻中度Cd污染土壤的安全利用研究实践奠定了坚实的基础,对土壤粮食安全生产制定合理的施肥策略具有重要意义。