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重金属在稻田土壤中的积累和糙米中镉(Cd)超标,因其通过食物链影响人类健康引起了全社会的广泛关注,而影响有效镉和糙米Cd的因素已经成为土壤环境研究的热点和难点问题。许多研究已经证明环境因子影响土壤重金属的赋存形态和水稻对镉的吸收以及镉在土壤-水稻系统中的运移,但很多现象仍然难以解释,如调查发现即使镉污染区土壤Cd含量较低,其生产的糙米也有Cd超标的可能,而众多的研究者在土壤Cd超标情况下,可以获得降低米Cd与污染土壤安全利用的效果。因此,研究污染区土壤镉状况及其和土壤环境因子的关系具有重要的理论意义和实践价值。本研究以长株潭地区镉污染监测区5个县(市、区)稻田土壤作为研究对象,采集6种成土母质类型稻田耕作层土壤359个,对应样点早稻和晚稻糙米样品359个,研究镉污染监测区土壤pH值、有机质、全镉、有效镉分布频率;土壤有效镉含量及其影响因素;镉污染监测区糙米镉含量及其分布频率;不同母质土壤糙米镉含量及其影响因素;并进行了添加生石灰和改良剂对典型土壤pH值和土壤有效镉原位钝化效果的田间试验。研究结果表明:1、长株潭地区镉污染监测区稻田耕作层土壤酸性较强。镉污染监测区稻田耕作层土壤pH值平均值为5.61,其中板页岩母质发育的水稻土最高(5.93),其次是河湖沉积物(5.74),砂砾岩(5.73),而以第四纪红色黏土(5.54),紫色砂页岩(5.36)、花岗岩(5.34)较低。镉污染监测区土壤pH主要分布在4.5～6之间,分布频率为74.7%,而强酸性土壤(pH<5)分布频率为19.2%。监测区土壤有机质分布较均匀,有机质水平30 g/kg以上的分布频率达75.8%,而低于30 g/kg仅占24.2%。有机质含量板页岩母质发育的水稻土(38.79 g/kg)最高,其次是花岗岩(38.36 g/kg)和砂砾岩(37.63),再次是第四纪红色黏土(35.81 g/kg)、紫色砂页岩(35.35 g/kg),而以河湖沉积物最低(33.62 g/kg)。2、长株潭地区镉污染监测区稻田耕作层土壤镉平均值为0.458mg/kg,其中>0.30 mg/kg分布频率为71.1%,而低于0.30 mg/kg的为29.9%。土壤有效镉平均值为0.187 mg/kg,主要分布在0.05～0.2mg/kg之间,分布频率为66.8%,其次是>0.2mg/kg,分布频率为27.6%,<0.05 mg/kg分布频率仅为5.6%。不同类型土壤镉存在明显差异,其中板页岩母质发育的水稻土(0.669 mg/kg)和第四纪红色黏土(0.580 mg/kg)最高,显著高于其它类型土壤,而有效态镉以第四纪红色黏土(0.265 mg/kg)最高,砂砾岩最低(0.131 mg/kg)。镉污染监测区水稻土有效镉占全镉的比例在32.7～53.2%之间,其中河湖沉积物母质发育的水稻土有效镉占全镉的比例最高(53.2%),其次为第四纪红色黏土(45.7%),板页岩最低(32.7%)。土壤有效镉影响因素分析结果表明,土壤有效镉与全镉、有机质的相关性达到极显著相关水平(n=359,0.791**;0.295**),其中,花岗岩有效镉与全镉、有机质达到极显著水平(n=59,0.921**;0.953*),河湖沉积物有效镉与全镉达到极显著相关水平(n=60,0.526**);第四纪红色黏土的有效镉与pH值呈显著负相关(n=60,-0.308*)。3、镉污染监测区稻田耕作层早稻糙米镉含量平均值为0.365 mg/kg,其中>0.20 mg/kg的分布频率达67.3%。晚稻糙米镉平均含量为0.471 mg/kg,其中>0.20mg/kg的分布频率达78.6%。晚稻糙米镉超标率均大于早稻。早稻糙米镉以紫色砂页岩母质发育的水稻土最高(0.540mg/kg),其次为第四纪红色黏土(0.484 mg/kg),而以砂砾岩最低(0.182 mg/kg);晚稻糙米镉紫色砂页岩最高(0.639 mg/kg),其次为板页岩(0.611 mg/kg),花岗岩最低(0.277 mg/kg)。4、糙米镉的影响因素复杂,不同土壤糙米镉与全镉、有效镉、pH、有机质的相关程度不同。第四纪红色黏土母质发育的水稻土早稻和晚稻糙米镉与土壤全镉相关性达到极显著水平(n=60,0.733**)、(n=60,0.473**),相关系数在6种母质中均最高,r=0.6448、r=0.5992;第四纪红色黏土的早稻糙米镉与土壤有效镉占土壤全镉百分比相关性达到极显著水平(n=60,0.353**),相关系数最高,r=0.3306;紫色砂页岩早晚稻糙米镉占土壤全镉百分比与pH均达到极显著相关水平(n=60,-0.435**)、(n=60,-0.513**),相关系数最高,r=-0.4181、r=-0.5006;研究糙米镉与有机质关系发现,第四纪红色黏土晚稻糙米镉与有机质相关系数最高,r=0.5592,达到极显著相关水平(n=60,0.353**)。5、施 LG 改良剂 1125kg/hm2、1350kg/hm2、1575 kg/hm2相同施用量条件下,施生石灰1500 kg/hm2与不施生石灰比较表明:处理后20天,土壤pH值分别提高5.59%、4.39%和3.80%,土壤有效镉钝化率增加2.21%、2.59%和0.32%。成熟期土壤pH值提高6.31%、6.19%和6.67%,土壤有效镉钝化率增加-0.82%、4.21%和3.24%。因此施用LG改良剂的同时,配合施生石灰(1500 kg/hm2)能有效提高土壤pH值,增强对土壤有效镉原位钝化效果。长株潭地区镉污染监测区土壤酸性强,有效镉占全镉的百分比高,是导致糙米镉超标的重要原因,不同土壤之间存在差异,因此,根据土壤类型及特点,充分考虑土壤自净能力,提高土壤pH值,降低土壤有效镉,降低糙米镉含量以到达超标土壤安全利用的目的,应该成为研究的重要方向。