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近年来,稻田土壤镉(Cd)污染情势严峻。农艺措施因成本低、易操作和大面积推广的特点,在重金属污染耕地治理实践中得到广泛应用。本研究选取中亚热带传统双季稻区(湘东株洲市)12块高产双季稻田作为研究对象,每块稻田一分为二,一半为对照,另一半施石灰、商品有机肥或土壤调理剂,研究双季稻连续3a(2015-2017)施石灰、有机肥和调理剂对稻米-土壤的降Cd效应。在双季稻不同的生育期(返青期、分蘖期、孕穗期、齐穗期和黄熟期),采用自制土钻采集0-15cm耕作层土壤样品,研究不同农艺措施对土壤pH和有效态Cd的季节动态。通过室内分析土壤物理、化学和微生物学性质,探索Cd污染修复过程中土壤培肥与地力提升作用,为亚热带区稻田土壤降Cd和改良培肥提供基础数据和科学依据。通过上述系统研究,结果表明:(1)与对照相比,双季稻田连续3a施石灰、有机肥或土壤调理剂均显著降低稻田生态系统Cd含量;其中,分别降低早稻糙米Cd含量57%-67%、16%-45%和37%-72%;分别降低晚稻糙米Cd含量54%-68%、18%-53%和40%-80%。同时,连续3a施用石灰、有机肥及土壤调理剂,分别降低早稻土壤有效态镉含量5%-17%、3%-12%和7%-11%;分别降低晚稻土壤有效态镉含量2%-15%、4%-14%和0.3%-15%。在水稻分蘖盛期和齐穗期,土壤有效态Cd含量下降明显,尤其在水稻齐穗期,土壤有效态Cd含量降幅相对最高(2%-17%)。(2)双季稻田连续3a施石灰、有机肥或土壤调理剂显著影响土壤理化性质。与对照相比,双季稻田施调理剂,土壤容重降低0.16 g/cm3,土壤总孔隙度增加6%,土壤最大持水量增加12.5mm,土壤毛管持水量增加12.3mm。此外,施石灰提高>2 mm团聚体含量22%,降低0.053-0.25mm、<0.053 mm团聚体含量7%、12%;施调理剂提高0.053-0.25mm、<0.053 mm团聚体含量10%、12%,同时>2 mm团聚体含量降低22%。与对照相比,施石灰、有机肥和调理剂,土壤pH分别提升3%-29%、1%-8%和1%-17%;施石灰和调理剂,土壤交换性钙含量升高13%;施调理剂,土壤交换性镁升高17%。此外,施石灰、有机肥和土壤调理剂还提升土壤活性有机质组分含量;其中,土壤轻组有机碳含量分别提升38%、35%和34%;细颗粒有机碳含量分别提升22%、44%和41%;粗颗粒有机碳分别提升57%、52%和36%。(3)基于磷脂脂肪酸分析(PLFA)技术发现,与对照土壤相比,施有机肥和调理剂,土壤微生物总PLFA绝对含量分别提升14.51 nmol·g-1和34.40 nmol·g-1;G-细菌PLFA绝对含量分别升高10.71 nmol·g-1和11.51 nmol·g-1;真菌PLFA绝对含量分别升高4.55 nmol·g-1和6.03 nmol·g-1;硫酸盐还原菌PLFA绝对含量分别升高0.99 nmol·g-1和1.91 nmol·g-1;甲烷氧化型细菌PLFA绝对含量分别升高3.20 nmol·g-1和3.26 nmol·g-1。与对照土壤相比,施用石灰、有机肥和调理剂土壤微生物群落3种多样性指数总体均增加。Shannon-Wiener指数以石灰处理最高(2.553);丰富度指数以施用有机肥和调理剂最高(均达到25);均匀度指数以施用石灰最高(0.809)。基于16sRNA基因测序技术发现,施石灰和有机肥均提升耕层土壤样品的OTU丰度。Alpha多样性分析显示,施有机肥降低Ace指数和Chao指数,但施石灰提高Ace指数和Chao指数,说明施石灰和有机肥显著影响双季稻田土壤的细菌群落丰富度和多样性。耕层土壤样本共获得3245个细菌OTUs,其4者共有OTUs数量为1739,占OTUs总数的53.6%,说明施石灰和商品有机肥对耕层土壤细菌OUT丰度具有明显影响。此外,属水平上的耕层土壤细菌多物种组间差异分析表明,施用石灰后,与对照相比,土壤Xanthobacteraceae、Bradyrhizobium、No rank CSBR2076的物种丰度均显著升高(P<0.1);施用有机肥后,与对照相比,土壤Pseudarthrobacter、Massilia、Sphingomonas均显著升高(P<0.1)