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根据国家环保部调查研究发现，四川省乃至全国的土壤环境状况不容乐观，重金属污染问题日渐突出，其中镉污染尤为严重，被列为“五毒之首”。从2014年四川省土壤污染状况调查公报来看，四川省重金属Cd点位超标率高达20.8%，其中三台县农产品产地土壤重金属Cd含量均高于全国平均水平；涪城麦冬种植区农田土壤均受到不同程度Cd的污染。因此，目前主要任务是寻找到一种既不影响麦冬生长以及种植户经济效益，又能对重金属镉污染土壤进行治理的修复技术。原位钝化修复能够有效降低重金属迁移性、毒性及生物有效性其修复效率高，是一种经济高效的面源污染治理技术，符合我国可持续农业发展的需要，应用广泛。此技术的重点在于适宜钝化材料的选择和施加量的确定，以及如何提高钝化效果。
本研究以涪城麦冬及其种植区土壤为研究对象，从涪城麦冬种植户角度出发，考虑到经济成本低、操作简单、种植区常见易得且易于田间推广等需求筛选出农业废弃物秸秆生物炭(Br)、碱性物质汉白玉(Ar)、黏土矿物硅藻土(Dm)、工业废弃物粉煤灰(Fh)和有机物料菌渣(Me)5种钝化材料。通过盆栽实验，综合评价其对土壤镉的修复效果以及对涪城麦冬的产量及质量指标的影响，主要研究成果如下：
(1)在Ar、Br、Fh、Me和Dm处理下，低浓度Cd污染(1.19mg/kg)土壤和高浓度Cd污染(2.07mg/kg)土壤pH分别升高0.28~0.95和0.54~1.09。Ar、Br、Fh处理后，2种浓度的Cd污染土壤pH均极显著高于对照组(P＜0.01)；低浓度Cd污染土壤经Me处理后，其土壤pH显著高于对照组(P＜0.05)，高浓度Cd污染土壤经Me处理后，其土壤pH极显著高于对照组(P＜0.01)；Dm处理后，高浓度Cd污染土壤pH显著高于对照组(P＜0.05)，低浓度Cd污染土壤pH变化不显著。Ar、Br、Fh和Me处理后，2种Cd污染浓度的土壤阳离子交换量(简称CEC)含量均极显著高于对照组(P＜0.01)，Dm处理后土壤CEC显著高于对照组(P＜0.05)；低浓高和高浓度Cd污染土壤的CEC分别较对照组提升12.31%~35.38%和12.70%~33.33%。
在Ar、Br、Fh、Me和Dm处理下，2种浓度的Cd污染土壤中总Cd含量均极显著低于对照CK(P＜0.01)，分别较对照降低27.11%~67.25%和25.85%~55.85%。在Ar、Br、Fh、Me和Dm处理下，2种浓度的Cd污染土壤中的有效Cd含量均极显著低于对照组(P＜0.01)，分别较对照降低17.74%~59.95%和12.60%~51.52%。表明，Ar、Br、Fh、Me和Dm能够有效降低2种Cd污染程度土壤中重金属生物有效性。
(2)盆栽条件下，2种浓度的Cd污染土壤在Ar、Br、Fh、Me和Dm处理下，麦冬地上部Cd含量均极显著低于对照组(P＜0.01)，分别较对照组降低28.44%~58.72%和14.06%~59.03%；2种浓度的Cd污染土壤在5种钝化材料处理下，麦冬地下部Cd含量极显著低于对照组(P＜0.01)，分别较对照降低16.43%~63.42%和14.54%~65.99%。2种浓度的Cd污染土壤在5种钝化材料处理下，麦冬地下部黄酮含量均极显著高于对照组(P＜0.01)，分别较对照提升31.44%~64.20%和32.94%~59.50%。
低浓度Cd污染土壤中，Br、Fh和Ar处理下，麦冬地上部Cd富集系数均显著高于对照组(P＜0.05)，其余材料效果差异不显著；Br处理下，麦冬地下部Cd富集系数极显著高于对照组(P＜0.01)，其余材料效果差异不显著。高浓度Cd污染土壤中，Me、Fh和Dm处理下，麦冬地上部Cd富集系数均显著高于对照组(P＜0.05)，其余材料效果差异不显著；Ar和Br处理下，麦冬地下部Cd富集系数显著低于对照组(P＜0.05)，而Dm处理下，麦冬地下部Cd富集系数显著高于对照组(P＜0.05)。低浓度Cd污染土壤中，Fh处理下转运系数显著高于对照组(P＜0.05)，其余钝化材料处理与对照无显著差异；高浓度Cd污染土壤上，Fh处理下转运系数极显著高于对照组(P＜0.01)，Ar和Br处理下转运系数显著高于对照组(P＜0.05)。表明，Ar、Br、Fh、Me和Dm能够有效降低Cd污染土壤上麦冬各部Cd含量，提高其地下部药用有效成分黄酮含量，提高其品质。
(3)盆栽条件下，5种钝化材料处理下2种浓度的Cd污染土壤中麦冬地上部生物量分别比对照高12.09%~43.85%和21.77%~46.47%；其中Ar、Br、Fh和Me处理下，2种土壤中麦冬地上部生物量均显著高于对照(P＜0.05)。5种钝化材料处理下，2种浓度的Cd污染土壤中麦冬地下部生物量分别较对照提升5.07%~25.16%和8.66%~38.22%；其中Ar、Br、Fh和Me处理下，2种土壤中麦冬地下部生物也显著高于对照组(P＜0.05)。通过隶属度函数法分析，Me处理下麦冬生物量提升幅度高于其他钝化材料。5种钝化材料不同程度增加了2种浓度Cd污染土壤上涪城麦冬的叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量，分别较对照组提升14.96%~40.66%、12.75%~39.94%、20.94%~66.95%和14.63%~35.60%、16.07%~47.95%、21.67%~63.33%；同时降低了2种土壤上的麦冬地上部抗氧化酶系统活性(SOD、POD、CAT)和MDA含量，分别较对照组降低9.13%~25.24%、10.91%~18.64%、7.32%~30.87%、10.31%~22.40%和8.67%~21.90%、10.07%~18.78%、9.15%~25.83%、4.75%~18.15%。表明，Ar、Br、Fh、Me和Dm能够有效促进两种Cd污染土壤上麦冬的生长，提高其产量。
结合盆栽实验结果来看，Ar、Br、Fh、Me和Dm能够有效降低土壤总Cd含量、有效Cd含量和麦冬各部Cd含量，还能促进麦冬的稳收增产；综合分析，Ar、Fh和Br对重金属Cd钝化效果最好，可做为涪城麦冬种植区土壤钝化修复首选材料；Me对麦冬稳收增产效果最好，可考虑与其他钝化材料混合使用。
本研究以涪城麦冬及其种植区土壤为研究对象，从涪城麦冬种植户角度出发，考虑到经济成本低、操作简单、种植区常见易得且易于田间推广等需求筛选出农业废弃物秸秆生物炭(Br)、碱性物质汉白玉(Ar)、黏土矿物硅藻土(Dm)、工业废弃物粉煤灰(Fh)和有机物料菌渣(Me)5种钝化材料。通过盆栽实验，综合评价其对土壤镉的修复效果以及对涪城麦冬的产量及质量指标的影响，主要研究成果如下：
(1)在Ar、Br、Fh、Me和Dm处理下，低浓度Cd污染(1.19mg/kg)土壤和高浓度Cd污染(2.07mg/kg)土壤pH分别升高0.28~0.95和0.54~1.09。Ar、Br、Fh处理后，2种浓度的Cd污染土壤pH均极显著高于对照组(P＜0.01)；低浓度Cd污染土壤经Me处理后，其土壤pH显著高于对照组(P＜0.05)，高浓度Cd污染土壤经Me处理后，其土壤pH极显著高于对照组(P＜0.01)；Dm处理后，高浓度Cd污染土壤pH显著高于对照组(P＜0.05)，低浓度Cd污染土壤pH变化不显著。Ar、Br、Fh和Me处理后，2种Cd污染浓度的土壤阳离子交换量(简称CEC)含量均极显著高于对照组(P＜0.01)，Dm处理后土壤CEC显著高于对照组(P＜0.05)；低浓高和高浓度Cd污染土壤的CEC分别较对照组提升12.31%~35.38%和12.70%~33.33%。
在Ar、Br、Fh、Me和Dm处理下，2种浓度的Cd污染土壤中总Cd含量均极显著低于对照CK(P＜0.01)，分别较对照降低27.11%~67.25%和25.85%~55.85%。在Ar、Br、Fh、Me和Dm处理下，2种浓度的Cd污染土壤中的有效Cd含量均极显著低于对照组(P＜0.01)，分别较对照降低17.74%~59.95%和12.60%~51.52%。表明，Ar、Br、Fh、Me和Dm能够有效降低2种Cd污染程度土壤中重金属生物有效性。
(2)盆栽条件下，2种浓度的Cd污染土壤在Ar、Br、Fh、Me和Dm处理下，麦冬地上部Cd含量均极显著低于对照组(P＜0.01)，分别较对照组降低28.44%~58.72%和14.06%~59.03%；2种浓度的Cd污染土壤在5种钝化材料处理下，麦冬地下部Cd含量极显著低于对照组(P＜0.01)，分别较对照降低16.43%~63.42%和14.54%~65.99%。2种浓度的Cd污染土壤在5种钝化材料处理下，麦冬地下部黄酮含量均极显著高于对照组(P＜0.01)，分别较对照提升31.44%~64.20%和32.94%~59.50%。
低浓度Cd污染土壤中，Br、Fh和Ar处理下，麦冬地上部Cd富集系数均显著高于对照组(P＜0.05)，其余材料效果差异不显著；Br处理下，麦冬地下部Cd富集系数极显著高于对照组(P＜0.01)，其余材料效果差异不显著。高浓度Cd污染土壤中，Me、Fh和Dm处理下，麦冬地上部Cd富集系数均显著高于对照组(P＜0.05)，其余材料效果差异不显著；Ar和Br处理下，麦冬地下部Cd富集系数显著低于对照组(P＜0.05)，而Dm处理下，麦冬地下部Cd富集系数显著高于对照组(P＜0.05)。低浓度Cd污染土壤中，Fh处理下转运系数显著高于对照组(P＜0.05)，其余钝化材料处理与对照无显著差异；高浓度Cd污染土壤上，Fh处理下转运系数极显著高于对照组(P＜0.01)，Ar和Br处理下转运系数显著高于对照组(P＜0.05)。表明，Ar、Br、Fh、Me和Dm能够有效降低Cd污染土壤上麦冬各部Cd含量，提高其地下部药用有效成分黄酮含量，提高其品质。
(3)盆栽条件下，5种钝化材料处理下2种浓度的Cd污染土壤中麦冬地上部生物量分别比对照高12.09%~43.85%和21.77%~46.47%；其中Ar、Br、Fh和Me处理下，2种土壤中麦冬地上部生物量均显著高于对照(P＜0.05)。5种钝化材料处理下，2种浓度的Cd污染土壤中麦冬地下部生物量分别较对照提升5.07%~25.16%和8.66%~38.22%；其中Ar、Br、Fh和Me处理下，2种土壤中麦冬地下部生物也显著高于对照组(P＜0.05)。通过隶属度函数法分析，Me处理下麦冬生物量提升幅度高于其他钝化材料。5种钝化材料不同程度增加了2种浓度Cd污染土壤上涪城麦冬的叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量，分别较对照组提升14.96%~40.66%、12.75%~39.94%、20.94%~66.95%和14.63%~35.60%、16.07%~47.95%、21.67%~63.33%；同时降低了2种土壤上的麦冬地上部抗氧化酶系统活性(SOD、POD、CAT)和MDA含量，分别较对照组降低9.13%~25.24%、10.91%~18.64%、7.32%~30.87%、10.31%~22.40%和8.67%~21.90%、10.07%~18.78%、9.15%~25.83%、4.75%~18.15%。表明，Ar、Br、Fh、Me和Dm能够有效促进两种Cd污染土壤上麦冬的生长，提高其产量。
结合盆栽实验结果来看，Ar、Br、Fh、Me和Dm能够有效降低土壤总Cd含量、有效Cd含量和麦冬各部Cd含量，还能促进麦冬的稳收增产；综合分析，Ar、Fh和Br对重金属Cd钝化效果最好，可做为涪城麦冬种植区土壤钝化修复首选材料；Me对麦冬稳收增产效果最好，可考虑与其他钝化材料混合使用。