针对日益严重的土壤镉(Cd)污染情况,综合国内外土壤重金属修复方法,改良剂原位修复技术是运用最为广泛的方法之一。本研究以石灰、沸石、过磷酸钙和生物质炭4种改良剂按47:47:5:1和71:23:5:1配比混合而成混合改良剂M1和M2为研究对象,利用人工培育Cd污染土壤进行了混合改良剂的室内培养试验和温室水稻-小油菜轮作盆栽试验,以及中轻度Cd污染农田修复的大田试验,研究了混合改良剂的种类和添加量对土壤交换态Cd、生物可利用性Cd和农作物的影响。主要研究结果如下:1.室内培养:混合改良剂(M1和M2)5个添加量水平(T1:0.5%;T2:1%;T3:2%,T4:4%;T5:10%)对Cd污染土壤均具有修复作用,主要是通过增加土壤pH值来降低土壤中交换态Cd的含量。在培养初期高添加量(T3、T4和T5)处理明显降低土壤交换态Cd含量,而培养期间土壤交换态Cd含量下降不明显;低添加量(T1和T2)处理会随着培养时间的延长持续降低土壤交换态Cd含量。培养第1天,M1T4和M2T3处理与CK相比土壤交换态Cd含量下降率高达99.42%和99.79%;培养90天后,M1T1、M1T2和M2T1处理土壤交换态Cd含量下降幅度为81.36%～94.29%。2.盆栽试验:土壤pH值是影响水稻和小油菜产量与生物可利用性Cd的主要因素。M1T1和M2T1处理水稻产量比CK分别增加了 8.93%和8.36%;除M1T4外,混合改良剂M1和M2处理的小油菜生物量(鲜重)比CK分别增加了 2.52～2.98倍和0.76～2.89倍。混合改良剂M1和M2能显著降低水稻和小油菜中全Cd含量,植株中全Cd的含量随添加量的增加而减少,相同添加量时混合改良剂M2降低植株中全Cd含量的效果稍优于混合改良剂M1。与CK相比,M1T3和M2T3处理中水稻糙米中全Cd含量下降率分别高达89.25%和93.16%,M1T4和M2T4小油菜中全Cd含量(鲜重)下降率分别高达94.14%和94.47%。混合改良剂对土壤中氮循环微生物产生一定的影响。土壤pH值也是影响氨氧化和反硝化微生物丰度的主要因素。添加量从T1增加至T4时,AOA、AOB、nirK、nirS和nosZ(Ⅰ)基因丰度在水稻季趋于减少,在小油菜季,AOB,nirS和oosZ(I)基因丰度先增加后降低,AOA和nirK基因丰度总体趋于减少。3.大田试验:选择修复效果较好的混合改良剂M2(3个添加量水平RM1:0.1%;RM2:0.2%;RM3:0.5%)和纯石灰对照(LM:0.5%石灰)用于小麦-水稻轮作的大田试验。混合改良剂对土壤中Cd生物有效性的降低主要通过增加土壤pH值的途径来实现,且外界条件如天气、耕作等和施入土壤的时间均对混合改良剂的有效性产生重要影响。混合改良剂在小麦季大幅度增加土壤pH值和电导率,降低土壤交换态Cd含量,添加混合改良剂可以增加小麦产量,但对水稻产量无显著性影响。与CK相比,在小麦季各处理土壤pH值增加了 12.92%～36.53%,土壤交换态Cd降低了 71.52%～97.07%,各处理的小麦产量增加幅度为20.90%～61.58%。在水稻季各处理土壤pH值增加了 2.37%～17.93%,土壤交换态Cd大于小麦季。添加混合改良剂有助于减少小麦和水稻植株根、秸秆和籽粒中全Cd含量,但水稻根和秸秆中Cd含量大于小麦根和秸秆,RM1(0.1%)、RM3(0.5%)和LM(0.5%石灰)处理小麦籽粒中全Cd含量和除RM1外其他处理糙米中全Cd含量均低于国家食品污染物限量标准。