稻田镉污染是一个全球性的问题。稻田施用有机肥是维持土壤肥力的常用农艺措施，也是缓解稻田镉迁移的潜在策略。由于Cd对SOM的高亲和力，SOM在土壤Cd形态变化中起决定性作用，大量研究将油菜籽饼肥作为有机修复材料应用于重金属污染的稻田，使得土壤中Cd有效态降低。基于此，杨文弢课题组通过施用菜籽饼有机肥（ROF），研究有机肥对土壤和水稻组织中SOM含量、pH、微生物量、3种土壤酶（酸性磷酸酶、脱氢酶和脲酶）和养分(Ca、Fe、K、Mg、Mn、P、Zn)活性的影响以及土壤Cd分布格局的变化;(b)评估SOM、pH值、微生物、酶和营养物对土壤镉生物毒性的缓解作用;(c)阐明水稻植株中营养物质与镉的协同作用或拮抗作用。

结果表明：油菜籽残有机肥作为一种农业废弃物，可有效降低镉污染稻田的镉毒性。在土壤中，施用7.5 ~ 30.0 g kg-1 RROF使土壤pH值提高0.01 ~ 0.55个单位，土壤OM提高7.8 ~ 25.0%，土壤MBC和氮素(MBN)分别提高0.0 ~ 89.7%和0.0 ~ 47.5%，土壤脱氢酶（DH）、酸性磷酸酶（ACP）和脲酶（UA）活性分别提高14.3 ~ 344.0%、0.0 ~ 127.1%和3.5 ~ 14.3%。

菜籽饼肥通过吸附和络合游离Cd离子形成有机重金属配合物，诱导土壤弱酸提取态镉（ACI-Cd）有机结合态镉转化（OXI-Cd），从而有效减轻土壤中镉的毒性。施用rof处理可使土壤ACI-Cd含量降低8.1 ~ 36.4%，可还原性Cd (RED-Cd)和OXI-Cd含量分别提高1.3 ~ 36.4%和16.2 ~ 47.9%。通径分析表明，土壤OM、ACP活性、Mn和Ca离子对土壤ACI-Cd的降低具有显著的间接负作用(rOM = 0.628, rACP = 0.582, rMn = 0.627, rCa = 0.341)，而Zn离子对土壤ACI-Cd的降低具有较强的直接作用(bZn = 0.567)和间接正作用(rZn = 0.580)。

在水稻植株上，施用菜籽饼肥显著提高了水稻根系Cd、Fe、K、Mg和P含量，显著提高了茎部P含量，显著提高了叶片K、Mg、P和Zn含量，显著提高了稻壳K、P和Zn含量。水稻茎叶钙含量和籽粒锰含量在菜籽饼肥处理下均显著降低。值得一提的是，菜籽饼肥处理降低了稻米中Cd含量(3.1% ~ 31.3%)。然而，在RROF-3处理下，籽粒中Cd含量仍超过FAO和WHO标准约11倍(Cd标准为0.2 mg kg?1)。相关分析结果显示，Zn、K、Mg离子与谷壳向籽粒转化过程中Cd离子转运因子呈显著负相关(Zn r = - 0.88**， K r = - 0.81**， Mg r = - 0.59*)。

RDA结果表明，土壤Cd的分布分数控制着水稻各部位Cd的积累，其中土壤ACI-Cd含量占总特征值的22.4%，达到显著水平(p < 0.05)，其次是OXI-Cd，占总特征值的14.1%。说明ACI-Cd是水稻籽粒Cd积累的主要控制因子，其次是OXI-Cd。

本文发表于SCI二区期刊Land Degradation Development（IF=4.7）。杨文弢副教授为第一作者，贵州大学副校长吴攀教授为通讯作者。DOI: 10.1002/ldr.4647.