稻田镉(Cd)污染已成为我国南方酸性土壤重金属污染的突出问题之一。2014年中国环境状况公报中耕地重金属超标率占全国19.4%,其中土壤Cd元素点位超标率为7.0%,且土壤Cd现以0.004 mg/kg·y的趋势累积,湖南土壤重金属超标率高出全国83.5%,以Cd元素超标最严重,土壤Cd含量高出全国2.4倍。土壤重金属污染严重威胁粮食质量安全和人们身体健康,因此,稻田土壤重金属污染亟待治理。土壤重金属污染修复治理工作推进首先应该明确污染来源和状态,并针对性采取截断或减排污染源的技术措施,才能确保土壤重金属污染修复治理达到应有的效果。为此,我们在长沙县选择了北山镇(工矿区)、开慧镇(养殖区)和干杉乡(一般农区)3个典型稻区,其中,北山稻田属于中度Cd污染、开慧稻田属轻度污染、干杉稻田处于临界污染,基本代表了长沙县稻田Cd污染现状。重点开展稻田Cd输入-输出周年监测,分析稻田Cd主要污染源和平衡,探明南方典型双季稻田Cd污染主要来源及其平衡趋势;同时选择北山中度污染稻田开展“截源-扩输-增容”的田间微区试验,研究不同农艺调控措施对水稻-土壤系统Cd迁移转化及其动态的影响,主要结论如下:1.探明长沙县3个典型稻区Cd年际输入总量平均为10.86 g/hm~2·y,工矿区、养殖区和一般农区稻田Cd输入总量分别为9.39、7.86和15.21 g/hm~2·y。监测结果表明,大气干湿沉降为长沙县典型稻田Cd的主要来源,其3个稻区平均输入量占输入总量的87.1%,其次是灌溉水Cd输入,平均占比为10.3%,肥料中Cd输入量较少,占比2.6%。不同稻区稻田Cd输出量平均为36.64 g/hm~2·y,其中工矿区、养殖区和一般农区稻田Cd输出分别为66.78、12.04和31.11 g/hm~2·y。农田输出主要途径包括稻田排水输出,平均输出量占输出总量的2.8%;籽粒平均输出占比为17.2%;稻草累积平均输出占比为80.0%,采取污染稻草移除措施,对Cd污染稻田修复具有重要作用。2.在中度污染稻区设置稻草还田、稻草离田扩输、清洁水灌溉、沉降截源和石灰增容5种农艺调控措施,研究不同措施对水稻-土壤系统Cd迁移转化及其动态影响,结果表明,与稻草还田籽粒3年年均Cd含量(2.032 mg/kg)相比,稻草离田扩输的籽粒Cd含量3年年均降低0.418 mg/kg,土壤有效态Cd含量年均由0.521 mg/kg下降至0.489 mg/kg,表明稻草离田可减少Cd在水稻-土壤系统中累积;在离田扩输基础上,清洁水灌溉、沉降截源和石灰增容能进一步降低水稻Cd积累(p<0.05),籽粒Cd含量年均降低0.138、0.280和1.189 mg/kg;施用石灰增容后能有效提高土壤pH提高1.23~2.20个单位,土壤有效态Cd含量平均降低0.101mg/kg,因此稻草离田扩输和石灰增容组合将利于消减稻田Cd污染。3.通过输入-输出模型分析,稻草还田土壤Cd呈现增长趋势,各稻区Cd净输入平衡值为14.20~49.01 g/hm~2·y;稻草移除各稻区Cd净输入平衡值为-57.39~-4.19 g/hm~2·y,模拟得出稻草移除措施将土壤Cd污染降至土壤环境质量标准限值0.30 mg/kg时,工矿区稻田稻草连续移除31年可使耕层(0-20 cm)Cd含量降低至0.30 mg/kg以下,一般农区干杉需4年即可达标,而养殖区域开慧可能维持不超标现状。综上所述,大气沉降、稻草移除是稻田土壤Cd输入/输出中的主要影响因子,因此稻草移除和沉降截源措施可有效降低稻田土壤Cd累积,若兼顾生产实际和经济效益,石灰增容+稻草离田综合阻控措施可作为长沙县污染稻区有效减低Cd污染的农艺措施。