随着农田重金属污染的不断加重,农田重金属土壤污染的修复以及粮食的安全问题受到了广泛的关注。重金属污染农田土壤的修复技术多样,但目前还没有成套的技术体系能够有效用于大面积的重金属污染。而筛选重金属低积累农作物是一种非常经济的修复方式,不同作物即使是同一作物的不同品种间吸收重金属的差异性也非常明显,针对占污染面积较大的中轻度重金属污染农田,可以通过筛选低吸收作物品种来实现粮食作物的安全生产。目前针对南方酸性重金属污染土壤的低吸收水稻品种筛选试验研究较多,而针对我国华北平原干旱半干旱农业生产区的农田重金属污染已逐步呈现多源、复合、量大、面广、持久的严峻形势,对冬小麦夏玉米重金属低吸收品种的研究相对较少。因此,本研究通过田间小区试验,重点围绕中轻度重金属污染农田中重金属迁移、转化特征,研究不同品种的冬小麦和夏玉米对重金属镉吸收的差异性,筛选出低吸收的品种,为华北平原干旱半干旱农业生产区粮食作物的安全生产提供理论依据。针对华北平原种植结构,研究47个不同品种冬小麦以及46个不同品种夏玉米对重金属镉吸收的差异性,筛选镉低积累冬小麦夏玉米品种。(1)研究发现重金属镉在不同品种冬小麦各部位的量的顺序均为根>茎叶>籽粒,且镉的转运系数和富集系数均小于1,转运系数介于0.10~0.60之间,富集系数介于0.002~0.06之间。不同品种冬小麦籽粒中重金属含镉量介于0.004~0.13 mg/kg之间,相差35.28倍。筛选出籽粒含镉量符合国家标准(GB2715-2016,≤0.10 mg/kg)的品种42个,占所有品种的89.36%,有5个品种籽粒含镉量超过国家标准。(2)重金属镉在不同品种夏玉米各部位的量的顺序均为根>茎叶>籽粒,且镉的转运系数和富集系数均小于1,转运系数介于0.21~0.95之间,富集系数介于0.0009~0.58之间。不同品种夏玉米籽粒中重金属镉含量介于0~0.14 mg/kg之间。筛选出玉米品种籽粒含镉量符合国家标准(GB2715-2016,≤0.10 mg/kg)的品种45个,仅有一个玉米品种籽粒含镉量超过国家标准(GB2715-2016,≤0.10 mg/kg)。冬小麦夏玉米不同品种间对镉的吸收显示出巨大的差异性。(3)为了分析不同外源物质对不同品种冬小麦苗期Cd吸收和迁移特征的影响及其差异性。在含不同浓度Cd(10、30 mg/L)的营养液中添加不同浓度的Si、Ca、Mg和腐殖酸,水培条件下研究耐镉百农419和敏感百农418小麦苗期根部、茎叶镉吸收和迁移特征的影响及其对根系形态指标的影响。研究发现不同品种冬小麦对Cd的吸收存在差异。随着营养液中镉浓度的升高,不同品种冬小麦根系总长、总表面积、总体积和总根尖数均下降。相比其他外源物质,添加Si可以有效缓解镉毒害,对不同品种冬小麦根系生长均有促进作用。镉浓度10 mg/L时,与CK相比,加Si对百农418根系总长、总表面积、总体积和总根尖数最大增幅分别为79.43%、75.31%、76.09%、75.74%。同时Si降低了不同品种冬小麦根系和茎叶镉含量,镉浓度30 mg/L时百农418根系和茎叶Cd含量最大降幅分别为87.59%、88.18%。