污水灌溉是农田土壤、作物籽粒重金属超标重要致因,因此通过灌溉水源净化技术减低农田生态系统重金属输入,是保障农业安全生产的重要措施。本试验通过人工模拟与野外试验相对比,深入研究了表面流人工湿地去除灌溉水中的Cd以及对稻米Cd的减低效果。室内人工湿地净化模拟试验选取芦苇、香蒲、狐尾藻3种常见湿地植物,通过水培试验研究其对灌溉水中Cd的净化效果,同时选用粉煤灰陶粒和斜发沸石2种基质为吸附材料,通过构建模拟表面流人工湿地Cd污染灌溉水净化系统（以下简称模拟湿地）,研究不同植物搭配种植情况下对Cd的静态吸附效果,单级湿地与三级湿地对水体中Cd的去除效果,并分析不同进水Cd浓度、不同基质对模拟湿地系统的净化效果动态影响以及Cd在三级模拟人工湿地中的输入输出通量。野外试验通过建设2个农田灌溉水重金属Cd净化人工湿地系统试点工程（以下简称湿地试点）,对湿地系统各单元灌溉水中Cd的不同形态的含量及去除效果,开展长期持续监测,研究不同湿地植物在湿地试点中的富集转运能力。采用盆栽试验以及野外田间小区试验,研究灌溉水净化系统对稻米Cd的减低效果。主要结果如下:（1）芦苇、香蒲、狐尾藻3种植物在水培环境下对Cd的去除率较高,在48h内均能将模拟污水降低至5μg·L-1下,其中芦苇与香蒲混种效果最好。1)单级模拟湿地试验中,在水力停留时间为24h,入水镉浓度为20μg·L-1时,芦苇和香蒲混种处理相较于三种植物单独种植和其余混种方式对水体中的Cd去除率更高;2)三级模拟湿地试验中,添加粉煤灰陶粒基质基质（S3）相较于添加斜发沸石基质（S2）和土壤基质（S1）对水中镉去除效果更好,当整个系统水力停留时间为24h、入水镉浓度为20μg·L-1时,三种三级湿地的一级出水口未使水中镉含量降低至5μg·L-1下,但是在三级出水口,S1、S2、S3均能使出水Cd浓度低于5μg·L-1,去除率分别为91.61%、94.02%和96.03%。故三级模拟人工湿地系统相较单级人工湿地湿地对Cd的去除效率更高、更稳定。对于三级模拟人工湿地系统,基质对灌溉水中Cd的吸附量高于植物截留量,基质吸附与生物絮凝沉淀是系统的主要净化作用。（2）在野外示范试验中,以湖南2种典型矿山污染灌溉区为对象,通过构建“植物塘+人工湿地（植物塘）+吸附池”净化模式来对2种矿区污染灌溉水（中性废水ST试点、酸性废水DX试点）进行净化。在持续监测中,2个试点在出水口均能使灌溉水中的Cd含量显著降低,ST试点、DX试点平均去除率分别为88.19%、70.76%。并且两个试点均使水中悬浮态Cd和可溶态Cd的浓度显著降低;灌溉水入水口悬浮态Cd浓度与悬浮颗粒物浓度呈显著正相关,悬浮颗粒物携带的大量的Cd是灌溉水中Cd污染的重要来源之一;两个试点对悬浮颗粒物均有较好的去除效果,平均去除率分别为75.25%和80.15%。对比5月份和11月份植物富集Cd含量发现,植物Cd含量随着水流方向沿程下降,说明灌溉水在流经湿地的过程中镉浓度逐渐降低。11月份的植物Cd含量大于5月份,其中植物对Cd富集浓度为梭鱼草＞香蒲＞芦苇＞茭白。狐尾藻在两个月份的Cd浓度差别较小,但也同样随着流程降低。（3）用2个野外试点净化后灌溉水灌溉水稻研究发现,ST试点灌溉水未经净化的对照小区糙米Cd含量为0.247mg·kg-1,较国家食品安全标准超标1.235倍,净化后灌溉小区糙米Cd含量为0.156mg·kg-1。DX试点对照组为0.153mg·kg-1,未超过国家食品安全标准,灌溉水净化后灌溉糙米Cd含量为0.065mg·kg-1。使用经过本湿地净化系统后的灌溉水能够使糙米Cd含量分别降低37%和58%。同时,两个试点的水稻根、茎、叶中的Cd含量也显著降低。室内盆栽试验研究发现,S1、S2、S3三个湿地处理含Cd灌溉水后,水稻根、茎、叶、米、壳Cd含量相较未净化灌溉水CK均有不同程度的降低,根部Cd含量相较CK分别降低了24%、41%、62%。糙米Cd含量也降低了88%～92%。通过人工湿地系统可以有效降低灌溉水中的Cd含量,并且使用净化后的灌溉水灌溉能有效降低糙米中的Cd的积累量。研究结果可为南方矿区农业灌溉用水安全及农业安全生产提供科学支持与数据积累。