镉(Cd)作为活性最高的重金属之一,经由多种渠道进入自然环境,在土壤中积累,经作物根系提取后转运至可食用部分,并最终通过食物链在人体内积累,威胁人体健康,因此对Cd污染土壤尤其是农田土壤的修复迫在眉睫。众所周知,植物对重金属的提取和积累主要受土壤重金属形态、干扰离子、根系吸收能力及其在植物体内的转运过程等关键因素控制。钝化修复技术因成本低、见效快,在修复期间不打断农事活动的正常进行,保障安全生产的同时保证了作物产量,因而被广泛应用于农田土壤的重金属污染修复。本文通过模拟镉污染土壤的粒径分离实验,对多种矿物类钝化剂影响下Cd在土壤团聚体间的迁移转化进行探索,通过盆栽实验对巯基改性坡缕石修复Cd污染土壤进行了全面评价。主要结果如下:(1)土壤团聚体对镉的富集能力随土壤粒径的减小呈现出先下降后上升的趋势,以75-45μm最低,<15μm最高。纳米蒙脱石(NMMT)、纳米羟基磷灰石(NHAP)、巯基改性坡缕石(PGS--SH)的加入促进了Cd向小粒径团聚体的迁移,坡缕石(PGS)则提升了大粒径团聚体中Cd含量。此外,NHAP及PGS-SH显著提高了各粒径团聚体中残渣态镉含量,其余矿物对镉形态影响相对较小。(2)施加PGS-SH可显著减少土壤有效态镉含量,降低油菜对Cd的吸收。盆栽实验结果表明施加0.3%PGS-SH处理后小油菜中Cd含量较对照组(0%)降低约59.14%,并显著提高了土壤呼吸速率及脱氢酶和过氧化氢酶活性。(3)土壤pH随外源锌(Zn)含量增加而降低,50 mg/kg外源Zn处理显著降低了小油菜中Cd的富集,并提高了土壤微生物活性及酶活性。外源Zn及PGS-SH联合施用后,大幅度降低了油菜中Cd的积累,减少了Cd由根系向地上部分的迁移,但过量外源Zn会抑制油菜的正常生长。(4)灭菌土培实验和PGS-SH处理的土壤中微生物多样性分析结果表明:土壤真菌的存在增加了Cd的有效性,施加PGS-SH使得真菌对镉的活化作用降低。PGS-SH可显著提升镉污染土壤中细菌丰富度,改善土壤酶活性。研究发现土壤脱氢酶主要受植物及土壤细菌影响,而碱式磷酸酶、蔗糖酶、脲酶三种水解酶则主要受土壤细菌影响,过氧化氢酶受土壤细菌及真菌的共同影响。(5)Cd污染显著降低了土壤细菌及真菌Alpha多样性,减少了土壤微生物丰富度。施加PGS-SH后,细菌Chao1及Observed species指数显著升高,表明PGS-SH的施加提升了镉污染土壤中细菌的丰富度,但对真菌影响相对较小。研究发现土壤真菌在提升油菜根系活性的同时降低了油菜对镉的吸收,并主导了土壤中有机质的降解。