农田重金属污染形势严峻,农产品质量下降,导致土壤生态安全及人类健康受到严重的威胁,因此利用绿色、高效、经济的改良剂进行重金属污染土壤原位修复成为研究热点。首先,通过外源添加5种重金属（Cd、Pb、Cu、Ni和Cr）,在单一重金属污染情形下,探究土壤-水稻系统中重金属富集、迁移转运规律,利用目标风险系数（THQ）对土壤重金属污染进行风险评估,推算土壤重金属阈值;其次,通过土壤培养实验,研究海藻有机肥、生物炭及新型纳米材料（SAX3、WH8P2）改良剂对土壤中重金属有效态的影响;最后,在重金属复合污染农田上,利用海藻有机肥、生物炭和磷灰石等3种材料组配后进行重金属钝化修复研究,评估不同组配改良剂对土壤-玉米系统中重金属迁移、转运的影响,并通过高通量测序技术,分析其对土壤微生物群落结构的影响。主要结论如下:1、与单一添加生物炭（B）、海藻有机肥（C）、SAX3（K）、WH8P2（W）的处理相比,添加生物炭和有机肥组配改良剂（处理组H）提高了土壤p H和EC值（P＜0.05）;Ca Cl2浸提的土壤有效Cd、Pb和Cu含量随着培养时间延长而逐渐降低;土壤培养60 d后,在组配改良剂处理中,Cu和Pb有效态含量分别下降了72.3-80.5%,23.4-33.9%;在纳米材料SAX3和WH8P2处理中,土壤Cu和Pb有效态含量下降幅度则达到77.2-83.4%和52.9-64.0%。1%生物炭+0.5%有机肥的组配改良剂（H1）及0.5%SAX3纳米材料（K1）对土壤重金属的固定效果较好。2、在重金属复合污染农田中,与不施加改良剂（CK）相比,磷灰石-有机肥-生物炭组配显著提高了土壤p H、EC及有机质含量（P＜0.05）;不同改良剂配比及施用量均能显著降低土壤有效态Cd、Pb、Cr及Cu含量,且重金属有效态含量随改良剂施用量增加而显著降低（P＜0.05）;其中处理A（磷灰石:有机肥:生物炭=1:2:3）的土壤重金属有效态含量降低幅度高于处理B（磷灰石:有机肥:生物炭=1:1:1）和处理C（磷灰石:有机肥:生物炭=1:0.67:0.33）;组配改良剂显著提高了土壤Cd、Cr和Ni的钝化效率（P＜0.05）;组配改良剂能显著增加玉米产量（P＜0.05）,且随着改良剂施用量增加而增加;组配改良剂能显著降低玉米籽粒Pb和Cd含量（P＜0.05）。玉米各部位重金属含量高低依次为根＞地上部（茎秆+叶）＞籽粒;Pb和Cd主要在玉米根部累积,施用改良剂能有效降低Pb和Cd在土壤-玉米系统的运移,从而减少籽粒Pb和Cd的含量。总体来看,磷灰石:有机肥:生物炭（1:2:3）是较佳的改良剂组合配比。3、在大田试验中,组配改良剂的施用显著增加了土壤细菌丰度和多样性（P＜0.05）,变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）是主要的细菌门;改良剂配比与用量对土壤细菌多样性有显著影响,酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes）丰度随施用量增加而增加,在细菌属水平上也观察到这种趋势;RDA和Pearson相关分析结果表明:绿弯菌门（Chloroflexi）的丰度与土壤Cd、Pb和Cr有效态含量呈极显著负相关性（P＜0.01）,芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）丰度与土壤有效Cd和Cr的含量呈显著负相关性（P＜0.01）;土壤p H、有机质和NH4+-N是影响微生物群落变化的关键因素。因此,组配改良剂通过影响土壤理化性质和改变细菌群落结构来降低重金属的生物有效性。4、在单一重金属污染土壤中,水稻各组织器官的重金属含量高低依次为:根＞地上部（茎秆+叶）＞籽粒;且随着土壤重金属污染水平增加而呈现上升趋势（P＜0.05）;水稻籽粒中各重金属含量高低依次为:Cu＞Ni＞Cd＞Pb;水稻根系对Cu和Pb的累积最高。水稻根部各重金属的生物积累能力依次为Ni＜Cu＜Pb＜Cd;由根系-地上部和地上部-籽粒的各重金属迁移能力的大小顺序分别是:Pb＜Cd＜Cu＜Ni和Pb＜Ni＜Cd＜Cu。5、在单一重金属污染土壤中,水稻籽粒Cd、Pb、Cu和Ni含量范围分别是0.03-0.79、0.05-0.42、9.80-20.6和3.72-29.7 mg/kg。Cd、Pb、Cu和Ni的THQ平均值分别为2.09、0.307、2.77和4.77,Cd、Cu和Ni的THQ值＞1,它们潜在健康风险较高;土壤中Cd、Pb、Cu和Ni含量适宜范围分别是:Cd＜0.6 mg/kg、Pb＜250 mg/kg、40 mg/kg＜Cu＜80 mg/kg和Ni＜100 mg/kg。