随着社会经济的快速发展,人类生存环境承受了前所未有的污染压力。在众多污染元素中,重金属镉(Cd)污染最具典型性,受Cd污染的土地面积和农产品(如水稻、小麦)Cd超标的数量远高于其他有害元素,四川省的情况也不例外。土壤一旦被Cd污染,其治理难度之大,治理时间之长,治理代价之高,通常超出常人的想象。在农业生产中,不良的土地利用方式、农耕农作模式、农田管理、特别是肥料品种和施用方法不当时,往往会显著提高土壤Cd的有效性和作物吸收量,增加农产品Cd超标的几率。因此,开展Cd污染土壤上影响土壤Cd有效性的变化因子及其调控措施,特别是不同肥料对Cd有效性的影响与作物吸收,对我国的食品安全和人类健康,意义重大。施用肥料会影响土壤的某些理化性状,从而影响土壤镉的形态变化及植物对镉的吸收和积累。在过去的研究中,国内外作者已对一些中、微量元素和有益元素如Ca、Zn、Si、Se进行了研究,但在同一条件下中、微量元素和有益元素对土壤重金属生物有效性影响的系统比较的研究鲜见报道。因此,本试验旨在系统研究不同中微量及有益元素对土壤镉有效性的影响及其对水稻生长和吸收镉的影响。本研究采用土壤室内培养试验研究了淹水条件下不同中微量及有益元素肥料对土壤镉有效性的影响,采用网室盆栽试验研究了淹水条件下不同中微量及有益元素肥料对水稻生长及吸收镉的影响和不同水分管理方式下三种中微量元素肥料对水稻生长和吸收Cd的影响,在此基础上初步提出了水稻优化施肥技术。本试验取得的主要研究结果如下：1.淹水培养试验结果表明,不同中微量元素和有益元素对土壤pH和Cd有效性的影响存在显著差异。淹水后,土壤pH由6.4迅速上升至7.0,维持一段时间后缓慢回落,60d时降至6.7；土壤Cd的有效性经历了与pH相反的变化过程。Ca2+、Mg2+、S、硅酸钠和碳酸钙等能显著降低土壤中有效Cd含量,而Zn2+、Cu2+和Fe3+能显著增加土壤有效Cd含量。因此,建议在镉污染土壤上种植水稻时,在选择中微量元素及有益元素肥料时,宜施用碳酸钙、硅酸钠和含硫肥料,慎重使用铜肥和锌肥。如果必须施用这些元素时,应把用量控制在生产推荐量以下。2.盆栽土培试验表明,在所有测试的元素和施用方法中,硅酸钠叶面喷施显著增加稻谷产量,而碳酸钙、硼酸、硅酸钠土施和亚硒酸钠显著降低了稻谷产量。镁、锌、铁的盐酸盐形态对水稻籽粒的增产效果优于硫酸盐形态,而钙、铜的硫酸盐形态增产效果略高于盐酸盐形态。在钙、镁、硫三种中量元素中,钙增加了水稻籽粒中的Cd浓度和吸收量,而镁和硫则降低了籽粒中的Cd浓度和吸收量,以硫磺粉处理为最低。稻草中的Cd浓度和总量均以氯化镁处理为最高,硫磺粉处理最低。镁能有效抑制Cd从秸秆向籽粒的转移,其盐酸盐优于硫酸盐。在微量元素中,锌对水稻Cd的吸收抑制作用最为显著,其次是铜,而有益元素肥料硅酸钠叶面喷施则显著增加了稻谷中的Cd浓度和吸收量。硫酸亚铁、氯化锰、氯化铜、硼酸和硼砂处理都能有效地抑制Cd从秸秆向籽粒的转移,而硅酸钠叶面喷施和锌处理则促进了Cd的转移。在Cd污染土壤上选用适宜的中微量和有益元素肥料及其施用方法,能有效降低水稻对镉的吸收和稻米中的Cd含量。3.不同水分管理方式下S、Fe、Zn盆栽试验研究表明,在三种水分管理方式中,晒田水稻产量最高,其次为淹水,最低为湿润灌溉。淹水处理比湿润灌溉显著降低了水稻籽粒中的Cd浓度,其中以Zn处理最为显著。淹水处理明显抑制了Cd从秸秆向籽粒的转移,与之相反,湿润灌溉处理促进了Cd从秸秆向籽粒的转移。因此,在Cd污染土壤上,水稻栽培应尽量采用全生育期淹水的水分管理方式,污染程度较轻的稻田亦可考虑在灌浆期进行晒田,但不宜水稻旱作。采用Cd抗性品种,结合优化的肥、水管理措施,可以使稻米中Cd含量低于国家无公害大米的限量指标。