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为研究棉花秸秆生物质炭添加对水稻土壤-水稻体系中镉迁移转化的影响，通过室外盆栽试验，以水稻品种特丰优2号为试验材料，在添加外源镉含量为0、1、4和8mg·kg?1的水稻土壤中分别施入炭土质量比分别为0%、1%、2.5%和5%的棉花秸秆生物质炭，分析在水稻拔节期、孕穗期、灌浆期和完熟期施用棉秆炭对水稻株高、叶片SPAD(Soil and Plant Analyzer Development)值、光合能力、叶片水分利用率等生理及产量指标的影响。水稻收获后，分析不同浓度镉污染处理下，施用不同量棉秆炭对水稻土壤pH、养分和水稻体内镉富集、转移情况及镉在土壤中的赋存形态的影响。并采集水稻根际土壤，借助高通量测序手段分析棉秆炭与镉污染处理对水稻根际土壤真菌群落多样性、结构丰度及功能的影响，并探寻秸秆炭调控镉污染下土壤环境因子与真菌群落结构间的关联性。主要研究结果如下：
(1)施用棉秆炭可显著提升镉污染土壤中的养分含量。镉污染处理对水稻株高、叶片SPAD值、光合能力、叶片水分利用率和产量有明显抑制作用(P＜0.05)。而施用1%量的棉秆炭可显著提升镉污染处理下的水稻株高、叶片水分利用率及产量；施用2.5%量的棉秆炭可显著提升水稻光合能力；水稻叶片SPAD值随棉秆炭施用量递增而显著增高(P＜0.05)。
(2)施用棉秆炭显著降低了水稻土壤及水稻体内各器官中的镉含量，且施用5%量的棉秆炭可使Cd4和Cd8浓度下超标的糙米镉含量降到国家标准范围内。棉秆炭处理降低了土壤中有效态镉(可还原态、可氧化态)含量，削弱了镉的富集-转运能力(P＜0.05)。土壤pH、电导率和养分各指标与水稻体内镉含量和土壤中弱酸提取态、可还原态和可氧化态镉含量有极显著负相关关系，与残渣态镉含量呈正相关关系(P＜0.05)。
(3)镉污染及棉秆炭处理显著影响了水稻根际土壤微生物α-多样性及结构组成。镉污染土壤中，施用棉秆炭可显著提升细菌群落的丰富度及α-多样性，却显著降低了各镉污染土壤中真菌群落的α-多样性。变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi )、酸杆菌门(Acidobacteria )和芽单胞菌门Gemmatimonadetes是水稻根际土壤中细菌的优势菌门。子囊菌门(Ascomycota)、Aphelidiomycota门和壶菌门(Chytridiomycota)是水稻根际土壤中真菌的优势菌门。棉秆炭增加了变形菌门和放线菌门的相对丰度，却降低了壶菌门的相对丰度。土壤速效钾、有机质、可氧化态镉、可还原态镉和速效磷对水稻根际土壤微生物群落结构影响最大。
(1)施用棉秆炭可显著提升镉污染土壤中的养分含量。镉污染处理对水稻株高、叶片SPAD值、光合能力、叶片水分利用率和产量有明显抑制作用(P＜0.05)。而施用1%量的棉秆炭可显著提升镉污染处理下的水稻株高、叶片水分利用率及产量；施用2.5%量的棉秆炭可显著提升水稻光合能力；水稻叶片SPAD值随棉秆炭施用量递增而显著增高(P＜0.05)。
(2)施用棉秆炭显著降低了水稻土壤及水稻体内各器官中的镉含量，且施用5%量的棉秆炭可使Cd4和Cd8浓度下超标的糙米镉含量降到国家标准范围内。棉秆炭处理降低了土壤中有效态镉(可还原态、可氧化态)含量，削弱了镉的富集-转运能力(P＜0.05)。土壤pH、电导率和养分各指标与水稻体内镉含量和土壤中弱酸提取态、可还原态和可氧化态镉含量有极显著负相关关系，与残渣态镉含量呈正相关关系(P＜0.05)。
(3)镉污染及棉秆炭处理显著影响了水稻根际土壤微生物α-多样性及结构组成。镉污染土壤中，施用棉秆炭可显著提升细菌群落的丰富度及α-多样性，却显著降低了各镉污染土壤中真菌群落的α-多样性。变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi )、酸杆菌门(Acidobacteria )和芽单胞菌门Gemmatimonadetes是水稻根际土壤中细菌的优势菌门。子囊菌门(Ascomycota)、Aphelidiomycota门和壶菌门(Chytridiomycota)是水稻根际土壤中真菌的优势菌门。棉秆炭增加了变形菌门和放线菌门的相对丰度，却降低了壶菌门的相对丰度。土壤速效钾、有机质、可氧化态镉、可还原态镉和速效磷对水稻根际土壤微生物群落结构影响最大。