随着重金属对耕地污染日趋严重,镉（Cd）污染下的安全生产作为保证作物安全的第一道防线而日显意义重大。近年来关于作物对外源Cd的转运、积累和调控机制已经成为研究热点,但研究仍较多地集中在模式植物,且玉米Cd低积累种质资源筛选研究目前往往仅以籽粒中Cd含量为标准而忽略产量、品质特征以及对地方环境的适应性等;在玉米Cd阻控技术的研究领域,关于阻隔技术对不同玉米品种和器官中Cd积累抑制效果及机理的报道也比较匮乏。因此本研究针对珠三角地区粮田土壤Cd污染超标,粮食安全生产保障难等问题,对优良种质进行收集,大田筛选玉米低Cd积累品种;自主研发新型复合型Cd钝化剂;利用大田试验研究Cd钝化剂及农艺措施联合施用对Cd的阻控效果;同时通过盆栽试验,探讨镉在玉米不同品种和部位的积累规律,旨在了解外源缓解措施对镉污染农田玉米生长发育的影响。并通过RT-PCR检测金属转运蛋白家族Zm ZIPs的表达模式,为镉污染下玉米的安全生产提供新思路。具体研究成果如下:对珠三角主栽的33种玉米进行连续两次大田筛选,根据玉米籽粒Cd含量,初步分析后确定适宜珠三角种植的典型Cd低积累品种为美糯2号和双萃159,籽粒中Cd含量分别为0.0035、0.0125 mg/kg。并将Cd低积累品种美糯2号和Cd高积累品种华金甜3号作为后续试验材料进行研究。新型土壤Cd钝化剂研发的土壤试验,单独施加椰糠、铁锰氧化物、壳聚糖或组合处理均能显著降低土壤中Cd的有效性,多元组合的效果显著优于单一处理;以椰糠为载体,加入铁锰氧化物和与椰糠等量的壳聚糖,调节pH至6效果最佳。该Cd钝化材料的施加显著提高了有机质含量而未见其它不良影响,可见,这是一种有应用前景的新型复合型Cd钝化材料。基于连续2个玉米生长季的田间试验,玉米根茎叶籽粒不同部位Cd含量分配存规律总体表现为:根叶＞茎＞籽粒,为此本研究提倡“秸秆不还田”。两种土壤Cd钝化剂生石灰、铁基生物炭均能显著降低土壤中的有效Cd含量,生石灰处理效果显著优于铁基生物炭处理,且在两个连续生长季均能保持良好的时效性。虽然两种土壤改良剂处理均对土壤理化性质有所影响,显著提高了土壤pH,相对电导率也有所上升,但其对土壤有机质含量影响不大。对于玉米植株Cd积累阻控方面,与常规水肥管理相比,土壤钝化剂和农艺措施的多元联合处理效果优于一元处理,叶面硅肥-铁基生物炭-生石灰联合处理对降低玉米各部位Cd含量效果最为明显,此外,葡萄糖酸锌的添加也具有一定的Cd阻控效果。经过处理后生长的玉米产量与对照相比未出现显著降低,甚至存在上升趋势。综合考虑钝化剂及农艺措施的使用效果,建议选择叶面硅肥-铁基生物炭-生石灰联合施用的方式用于后续应用和推广。以籽粒低积累玉米品种（美糯2号）、高积累品种（华金甜3号）为材料进行盆栽试验,研究Cd在玉米中的积累及分配规律。结果显示,不同金属元素Mg、Mn、Fe、Cu、Zn分布存在品种间特异性且均无明显规律性,Cd的应激部位和效果也有所差异。美糯2号根系Cd含量上升幅度大于华金甜3号,茎中则相反,叶中Cd含量均最低,但Cd胁迫均造成玉米叶绿素含量显著降低;喷施叶面硅肥（含葡萄糖酸锌）后,两个玉米品种各部Cd含量几乎都有不同程度的下降,其中美糯2号根系和华金甜3号茎中的降幅最大,达62.44%、35.27%,Cd含量的下降显著提高了2个品种玉米的根系活力。结合大田试验结果,认为Zn2+的添加对玉米各器官Cd吸收转运确具有一定抑制作用。同时,对不同阻控技术条件下玉米Zm ZIPs表达模式进行分析。Cd胁迫下Zm ZIP4、Zm ZIP6、Zm ZIP11的过量表达,可能参与玉米中Cd2+的转运;营养土中喷施叶面硅肥（含葡萄糖酸锌）后,各转运子表达量总体上与Cd胁迫下的趋势相似,Zm ZIP2、Zm ZIP4、Zm ZIP6、Zm ZIP11过量表达,猜测是叶面喷施葡萄糖酸锌产生的游离态Zn对Cd形成竞争性抑制。而经Cd污染土种植后喷施叶面硅肥（含葡萄糖酸锌）,美糯2号根系和华金甜3号茎中的降Cd效果和Zm ZIP转运子的表达变化也印证了该猜想的正确性,但具体的转运机制和途径仍需进一步深入研究。