植物轮作模式对镉污染农田的修复潜力

曹雪莹，谭长银，蔡润众，程学宇，刘路路，张学文，黄硕霈

（1.长沙学院乡村振兴研究院，长沙 410022；2.湖南师范大学地理科学学院，长沙 410081）

农田土壤镉（Cd）污染对食品安全、人群健康及生态环境可持续发展构成了严重威胁，开发可复制、可大面积推广的Cd污染土壤修复技术意义重大。土壤Cd 污染的修复方法主要有物理修复、化学修复和生物修复等，这些修复技术均有不同程度的局限性，如：物理修复能耗大、成本高，无法进行大面积推广；化学修复易造成土壤二次污染；生物修复技术周期较长等。在中轻度重金属污染耕地修复实践中，一些生长周期短、生物量大且适应性强的农作物在修复Cd污染土壤方面具有较大的应用潜力。研究发现，Cd高积累油菜成熟期生物量可达7.67 t·hm，地上部Cd 积累量达3.60 g·hm。焦玉字等通过田间试验比较发现，油葵地上部Cd 含量最高可达19.3 mg·kg，生物富集系数最高达8.67，地上部Cd 积累量最大为114 g·hm。不同品种水稻对Cd 的吸收积累存在较大差异，当土壤Cd含量为100 mg·kg时，水稻秸秆Cd 含量最高可达140 mg·kg，且水稻还能正常生长。部分研究已采用Cd 高积累品种水稻进行Cd 污染农田修复，水稻成熟期收获时的Cd 积累量达到657 g·hm，连续修复两年后土壤Cd 含量降低18%，修复能力优于Cd超积累植物。

植物修复田间实践表明，因化学调控、农艺措施等可以进一步提高植物地上部生物量和Cd 的积累量，而在农田土壤Cd 污染修复中受到广泛关注。轮作是农业生产中常用的农艺措施之一，轮作植物不仅对耕地土壤理化性质影响差异较大，且轮作中多种植物的根系分泌物有利于增强土壤微生物的活性和多样性，平衡氮（N）、磷（P）和钾（K）营养元素的比例，增加作物产量。王淑彬等研究发现，轮作可以改善土壤的通气性，从而促进土壤中硝化细菌、氨化细菌和自生固氮菌等多种有益功能性微生物数量的增加。HUANG 等的田间试验研究表明，稻菜轮作（油菜-水稻轮作）改善了土壤微生物群落组成，细菌和放线菌数量明显增多，真菌数量减少。此外，研究发现油菜-玉米-油菜轮作较油菜单作的生物量和Cd含量均明显提高。对于中轻度Cd 污染农田土壤，不同植物的轮作修复技术有利于在实现Cd污染土壤修复的条件下保障农田土壤安全利用。

本研究在田间条件下，采用Cd高积累品种水稻、油葵、油菜和超积累植物伴矿景天等组合轮作，比较不同植物轮作模式对酸性Cd污染农田土壤的修复效果，通过土壤pH 及Cd 有效性的变化和植物Cd 含量、Cd积累量及Cd移除量的比较，筛选出南方中轻度Cd污染农田土壤植物修复潜力较大的植物轮作模式，为Cd 污染耕地的农业安全利用和种植模式选择提供有利的技术支撑。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于湖南省湘潭县易俗河镇飞龙桥村（27°44'5.8″N，112°56'26.7″E），该地属山地丘陵区，成土母质为第四纪红色黏土，土壤类型为水耕人为土。该地区主要种植水稻，一年两熟。湘潭市属中亚热带季风湿润气候区，光热资源充足，年平均日照时数1 640~1 700 h，平均气温16.7~17.4 ℃，降水资源充沛，全年降水量为1 200~1 500 mm，是我国重要的粮食产区。土壤呈弱酸性（pH 4.65），土壤有机质含量较低（24.33 g·kg），全氮、全磷和全钾含量分别为1.73、0.50 g·kg和10.33 g·kg，有效磷和速效钾含量分别为 48.98 mg·kg和142.22 mg·kg。土壤主要污染物为Cd，其含量达0.83 mg·kg，《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018）中 Cd 的风险筛选值为 0.30 mg·kg，研究区土壤Cd 含量超出风险筛选值1.77 倍。DTPA 提取态Cd含量为0.35 mg·kg，有效性较高。

1.2 供试植物

供试水稻（L.）为当地主栽品种黑占43（从当地市场购买）和筛选的Cd高积累品种陵两优229（袁隆平农业高科技股份有限公司提供）。油菜（L.）为筛选的Cd 高积累品种 P103（湖南省农业科学院作物所提供）。油葵（Linn.）为筛选的Cd高积累品种S606高秆型（湖南省农业科学院作物所提供）。伴矿景天（）扦插苗采自云南某重金属修复基地。

1.3 试验设计

试验共设5 个处理，每个小区面积约67 m，种植水稻的小区之间设立宽20 cm、高20 cm 的田埂，旱作（伴矿景天、油菜和油葵）小区起垄高约20 cm，小区间隔约20 cm，试验设计见表1。2017 年11 月6 日进行伴矿景天移栽和油菜播种，2018 年4 月4 日早稻播种，油菜于5 月6 日收获，早稻和伴矿景天于7 月6 日收获；晚稻于 7 月 26 日播种，油葵于 8 月 3 日播种，11月3 日同时收获晚稻和油葵，每次收获植物的同时采集土壤表层样品。在无植物生长季节，农田保持不耕不种。所有处理施用相同基肥（复合肥375 kg·hm，N、P 和 K 总含量为48%，N∶P∶K=16∶16∶16），水稻追肥量是基肥量的2 倍（分两次），旱作植物追肥与基肥相同，水分管理依据当地农业管理进行。所有植物收获后地上部均离田。

表1 试验设计Table 1 Experimental design

1.4 样品采集与处理

植物成熟时采集表层（0~15 cm）土壤样品和植物混合样品，在各小区分别设置3 个采样区，每个采样区按S 形布设5 个采样点，土壤采样点的位置为植物根际的位置，土壤与植物样品一一对应，将每个采样区的土壤和植物样品分别混合均匀并标记。土壤样品风干去除植物残体后用四分法取1.0 kg 左右，然后分别过2.0 mm 和0.15 mm 尼龙筛，装袋备用。植物样品分为地下部和地上部，其中水稻地上部再分为糙米、谷壳和秸秆，油菜地上部分为籽、壳和秸秆，油葵地上部分为花、叶和秆。为确保植物样品的完整性和整洁性，样品量较大的部分先用不锈钢剪刀剪成3 cm左右长度，混合均匀后取0.5~1.0 kg，再用自来水与去离子水清洗，105 ℃杀青30 min，然后80 ℃烘干至质量恒定，粉碎后装袋备用。

土壤pH 以土水比为1∶2.5（∶）的比例提取，用pHs-3C 雷磁酸度计测定。土壤有效态Cd 含量的测定采用DTPA 浸提法，土壤和植物样品Cd 含量的测定参考美国环保署的标准方法（US EPA3051a），放入微波消解仪（CEM MAR S6）对样品进行消解，消解液和DTPA 浸提液中Cd 浓度的测定均采用原子吸收光谱仪（PinAAcle 900T）。在分析样品时加入10%~15%的重复数，分析过程中分别加入国家标准土壤样品（GSS-4）和植物样品（GSV-1）进行质量控制。

1.5 数据处理与分析

植物Cd 移除量即植物地上部分Cd 的积累量之和，以植物地上部不同部位干质量与其Cd 含量的乘积之和表示。采用Microsoft Excel 2016 和SPSS 20.0软件进行试验数据统计，采用ANOVA 中Duncan多重比较法（<0.05）进行差异显著性分析和Pearson 双变量相关性分析，采用Canoco 4.5绑定AI图片处理软件进行主成分分析（Principal components analysis，PCA），采用Origin 9.0软件制图。

2 结果与分析

2.1 植物轮作模式对土壤Cd有效性的影响

2.1.1 植物轮作过程中土壤pH的变化

土壤pH 是影响Cd有效性的重要因素之一，不同植物轮作模式下土壤pH 为4.37~5.35（图1）。试验前，供试土壤pH 为4.65，不同植物轮作下土壤pH 明显上升或下降，其中第一茬土壤pH 为4.43~5.27，第二茬土壤pH 为4.37~5.35。与试验前土壤相比，CK和CKOS 处理土壤pH 明显升高，且两茬均显著高于其他植物轮作模式，但CK 和CKOS 处理之间差异不显著。其原因是在淹水还原条件下，无论酸性土壤还是碱性土壤，其土壤pH均会趋于中性。同样，第一茬后 SPOS、HNOS 和 SPHA 处理土壤 pH 较试验前均略有下降，而第二茬后SPOS 和HNOS 处理（第二茬植物均为水稻）土壤pH 又明显上升，而SPHA 处理（第二茬植物为油葵）土壤pH 再次下降了0.18 个单位。SPOS、HNOS 和 SPHA 处理第一茬植物均属旱作，但HNOS处理土壤pH较SPOS和SPHA处理低0.12~0.15个单位，这可能是与高积累油菜根系相对伴矿景天分泌更多的有机酸导致土壤pH 下降有关。由此可见，土壤水分状况和植物类型均对pH有较大影响。

图1 植物轮作过程中土壤pH的变化Figure 1 Changes of soil pH with different plant rotation

2.1.2 植物轮作过程中土壤Cd含量的变化

土壤Cd 含量是表征土壤污染程度的重要指标，不同植物轮作模式对土壤Cd 含量的影响见图2。试验前土壤Cd 含量为0.83 mg·kg，植物轮作过程中土壤Cd含量有不同程度的升高或降低。第一茬植物收获后土壤 Cd 含量为 0.70~0.95 mg·kg，SPOS 和 SPHA处理土壤Cd 含量最低，分别为0.74 mg·kg和0.70 mg·kg，可见，伴矿景天对降低土壤Cd 含量效果最好。而第二茬植物收获后土壤Cd含量均有不同程度的升高（0.93~1.10 mg·kg），但这并不表示第二茬植物对土壤Cd的吸收没有效果。出现这种结果的原因主要可能有两个方面：一是农田土壤具有不均一性，植物根系可能造成根际周边小范围土壤Cd的富集或降低，这对土壤Cd含量的影响较大；二是大气沉降等外源输入Cd 的贡献，课题组前期对该研究区大气沉降、灌溉水和农业投入品等土壤Cd 输入进行了连续两年的定位监测，发现每年大气沉降和灌溉水对农田土壤Cd 积累具有重要贡献，仅大气沉降对土壤Cd 积累的贡献平均每年就达27.5 g·hm。总体而言，与CK 相比，不同植物轮作两茬植物收获后土壤Cd 含量均有下降，其中CKOS、SPOS 和SPHA 处理第二茬后土壤Cd 含量较低，且CKOS 和SPOS 处理变异较小。因此，从对土壤Cd含量减少情况来看，当地主栽品种早稻与高积累品种晚稻轮作和伴矿景天与高积累品种晚稻轮作是该研究区中轻度Cd污染农田安全利用可以推荐的植物轮作模式。

图2 植物轮作过程中土壤Cd含量的变化Figure 2 Changes of soil Cd content with different plant rotation

2.1.3 植物轮作过程中土壤有效态Cd含量的变化

电子数据的形式比较混乱，不能有效地统一数据格式，使数据存储的过程更加繁琐。电子数据存储中存在很大的数据安全隐患，中心化的存储方式可能会造成数据被篡改和遗失等风险，使得整个系统不完全可信。其次，电子数据在获得验证结果的等待时间较长，获得结果滞缓，使用户无法及时有效获得结果，不能及时给出相应信息，系统效率低下。我们致力于解决电子数据在目前遇到的各种问题，并研究了基于区块链技术来解决电子数据存证问题的现状。

淹水使土壤pH 由酸性向中性变化，土壤氧化还原电位（Eh）下降，亚铁离子（Fe）及无定型氧化铁含量增加，从而影响土壤有效态Cd 含量。不同植物轮作下土壤有效态Cd 含量的变化如图3 所示。试验前土壤有效态Cd 含量为0.35 mg·kg，与试验前相比，第一茬HNOS 处理土壤有效态Cd 含量显著升高，而其他处理均有所下降，可能是因为油菜根系分泌物的活化作用，且油菜对Cd的吸收有限。与试验前相比，第一茬SPOS和SPHA处理土壤有效态Cd含量分别下降了37.14%和34.29%，均显著低于其他处理，这可能与伴矿景天对土壤有效态Cd的大量吸收有关。不同植物轮作处理第二茬植物收获后土壤有效态Cd含量相差较小，但明显高于第一茬。其中SPOS 和SPHA处理土壤有效态Cd含量较第一茬分别升高了95.51%和95.72%，第一茬因伴矿景天对土壤Cd 超量吸收而显著降低了土壤有效态Cd 含量，而第二茬植物收获后土壤有效态Cd含量又明显升高且与其他处理无显著差异。前期研究发现，土壤有效态Cd 含量较高可以促进伴矿景天对Cd 的吸收和积累，提高伴矿景天的修复效率。因此，该轮作模式更有利于次年伴矿景天的修复，从土壤有效态Cd含量变化来看，伴矿景天与高积累晚稻轮作是该研究区修复Cd污染土壤可推荐的植物轮作模式。

图3 植物轮作过程中土壤有效态Cd含量的变化Figure 3 Changes of soil available Cd content with different plant rotation

2.1.4 植物轮作过程中土壤Cd有效性的变化

植物对土壤Cd的吸收或根系分泌物引起的土壤Cd 形态转化等均会影响土壤Cd 有效性。不同植物轮作下土壤Cd 有效性变化如图4 所示。试验前，供试土壤Cd有效性为42.17%。第一茬HNOS 处理土壤Cd 有效性较试验前升高了8.47 个百分点，显著高于SPOS 处理，主要是因为油菜收获后土壤pH 明显下降，土壤有效态Cd 含量升高，而土壤Cd 含量与试验前变化较小。除HNOS 处理外，其他处理土壤Cd 有效性（31.52%~37.17%）较试验前下降了5.00~10.65个百分点，各处理间无显著差异。第二茬植物收获后土壤Cd有效性为35.21%~51.39%，其中CK处理土壤Cd有效性最低，但各处理间无显著差异。可能是除CK处理外，其他处理第二茬作物均为高积累品种水稻或油葵，其根系分泌有机酸等，土壤pH 较低，土壤有效态Cd 含量较高，且植物对土壤Cd 的大量吸收和积累使土壤Cd 含量下降。土壤Cd 有效性是影响伴矿景天修复效率的重要因素之一，这也进一步说明伴矿景天与高积累晚稻轮作是中轻度Cd污染农田安全利用较好的植物轮作模式。

图4 植物轮作过程中土壤Cd有效性的变化Figure 4 Changes of soil Cd availability with different plant rotation

2.2 植物不同部位Cd含量及与土壤指标的关系

2.2.1 植物中不同部位Cd含量

植物对重金属的耐性和高积累性是其作为植物修复材料的前提。轮作过程中，两茬植物均能正常生长，没有出现明显的受重金属毒害症状。轮作处理植物不同部位Cd 含量见表2。第一茬植物地下部和地上部Cd含量均表现为SPOS和SPHA处理（伴矿景天）显著高于其他处理，且SPOS 与SPHA 处理间伴矿景天地下部或地上部Cd 含量相差较小，地上部Cd 含量分别可达 54.93 mg·kg和 55.23 mg·kg；第一茬 CK与CKOS 处理间（当地主栽品种早稻）不同部位Cd 含量也相差较小，但其糙米Cd含量均远超过《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中糙米Cd 的限值（0.2 mg·kg）；HNOS 处理（油菜）地上部不同部位Cd 含量与水稻对应部位Cd 含量均相差较小，但油菜地下部Cd 含量（2.25 mg·kg）仅是当地主栽品种早稻地下部Cd含量的一半左右。

第二茬植物除SPHA 处理外，其他处理均是水稻。由表2 可以看出，CKOS、SPOS 和 HNOS 处理（均为高积累晚稻）秸秆Cd 含量为7.90~8.48 mg·kg，处理间无显著差异，但均显著高于CK，即与当地主栽品种晚稻相比，高积累品种晚稻秸秆Cd 含量高出47.11%~57.91%，且SPOS 处理中水稻秸秆Cd 含量最高。SPHA 处理是第二茬植物中唯一的旱作植物，油葵不同部位Cd 含量最高的是叶片，可达7.41 mg·kg，油葵花和秆Cd 含量也较高，分别为3.29 mg·kg和3.41 mg·kg。此外，油葵地上部不同部位Cd 含量均明显高于根部。

表2 植物不同部位Cd含量（mg·kg-1）Table 2 The Cd contents in different parts of plant（mg·kg-1）

本研究选取的植物不同部位Cd 的富集系数（不同部位Cd 含量与土壤Cd 含量的比值）为1.03~78.80。伴矿景天地上部和地下部Cd 含量均显著高于其他植物，除伴矿景天外，其他植物地上部富集系数为1.03~8.82。高积累晚稻秸秆Cd 含量显著高于当地主栽品种，但不同品种水稻糙米Cd 含量无显著差异。油葵地上部Cd 含量均高于根部，其中叶片富集系数达8.82。此外，水稻和油葵种植及田间管理技术成熟，具有一定的经济价值，便于大众接受。因此，从植物Cd 吸收和富集系数来看，除伴矿景天外，高积累水稻和油葵在植物修复中都具有较大的应用潜力。

植物不同部位Cd 积累量是其生物量与Cd 含量的乘积，地上部Cd 积累量是修复植物筛选的重要参考指标之一。由表3可以看出，第一茬植物地下部Cd积累量处理间无显著差异，为3.00~4.05 g·hm；不同植物地上部Cd 积累量差异显著，伴矿景天地上部Cd积累量（均高于75.00 g·hm）显著高于其他处理（13.81~32.14 g·hm）。 晚 稻 地 下 部 Cd 积 累 量（11.30~16.14 g·hm）处理间无显著差异，均显著高于油葵（3.60 g·hm），但高积累水稻地上部Cd 积累量（70.41~74.12 g·hm）显著高于当地主栽品种（53.40 g·hm）。Cd 移除量是两茬植物地上部 Cd 积累量之和。由表3 可以看出，不同植物轮作模式Cd 移除量为84.24~150.34 g·hm，即通过轮作，一年通过植物带走的Cd 最高可达150.34 g·hm。因此，从植物Cd积累量和移除量来看，伴矿景天与高积累晚稻轮作在中轻度Cd污染农田土壤植物修复轮作模式中具有较大的应用潜力。

表3 植物不同部位Cd积累量及移除量（g·hm-2）Table 3 The amount of Cd accumulation and removal in different parts of plant（g·hm-2）

2.2.3 植物Cd含量与土壤相关指标的PCA分析

将植物各部位Cd 含量与土壤相关指标（土壤pH、Cd 含量、有效态 Cd 含量和Cd 有效性）进行 PCA分析。从图5 可以看出，第一茬PCA 揭示的主成分1（PC1）和主成分2（PC2）的贡献率分别为93.6%和4.4%，累积方差贡献率达98.0%，具有统计学意义。结合Pearson 相关性分析发现，植物地上部Cd 含量与土壤pH 显著负相关（<0.05），说明土壤pH 在一定程度上影响植物Cd 的吸收。植物地上部和地下部Cd 含量显著正相关（<0.01），即植物地下部Cd含量越高，其地上部Cd 累积量也越高。而与其他研究结果不一致的是，第一茬土壤有效态Cd 含量与植物地上部Cd 含量和地下部Cd 含量均显著负相关（<0.01），相关系数分别高达0.835和0.845，这可能与伴矿景天超量吸收土壤中的Cd有关。依据主要是第一茬种植伴矿景天的处理与其他植物处理相比：土壤pH明显降低；土壤Cd含量明显降低；植物不同部位Cd含量显著升高。

图5 基于PCA分析的植物与土壤指标之间的相关性Figure 5 Correlations between parameters of soil and plants based on PCA analysis

第二茬PCA 揭示的PC1 和PC2 的贡献率分别为61.1%和29.4%，累积方差贡献率达90.5%，具有统计学意义。结合Pearson相关性分析发现，第二茬植物地下部Cd含量、糙米或花Cd含量、谷壳或叶Cd含量及秸秆Cd含量与土壤有效态Cd含量均无显著相关性，但植物地上部Cd含量与土壤有效态Cd含量显著正相关（<0.01）。土壤pH与植物地上部Cd含量显著负相关（<0.05），这与第一茬研究结果类似。

3 讨论

3.1 植物轮作对土壤pH及Cd有效性的影响

不同植物的根系作用和土壤水分的变化对土壤pH 有较大影响。第一茬旱作植物（伴矿景天和Cd 高积累品种油菜）处理土壤pH 显著低于水稻处理，第二茬旱改水处理（SPOS 和HNOS）土壤pH 较第一茬明显升高，但仍显著低于水稻连作处理（CK 和CKOS），而旱旱连作处理（SPHA）第二茬土壤pH 进一步下降，但与试验前土壤pH无显著差异。土壤pH是影响土壤重金属有效态含量及有效性的重要因素，第一茬和第二茬土壤pH 与土壤Cd 有效态含量均呈显著负相关（<0.01）。此外，植物对土壤Cd的吸收也影响土壤Cd 有效态含量的变化。本研究中，伴矿景天相对于水稻或油菜具有更高的Cd 积累能力，第一茬SPOS 和SPHA 处理土壤有效态Cd 含量显著低于其他处理，这与伴矿景天Cd 积累量较大有关。油菜（HNOS）不同部位Cd 含量与水稻不同部位Cd 含量相差较小，但由于油菜根系分泌物的作用导致其根际土壤pH 下降，从而引起土壤Cd有效态含量升高，且明显高于水稻处理。第二茬SPOS 处理土壤Cd 有效态含量显著升高，可能是旱改水还原条件下，土壤中由铁离子（Fe）和四价锰离子（Mn）结合的铁锰氧化物被还原成Fe和二价锰离子（Mn），使铁锰氧化物吸附的镉离子（Cd）解吸出来，从而增加了土壤有效态Cd 含量，提高了土壤Cd 的有效性。也有研究发现，当土壤为还原条件时，土壤中硫离子（S）大量存在，而S与游离态Cd等易形成硫化镉（CdS）沉淀。此外，还原条件下铁锰氧化物生成的新的氧化物会增加土壤对Cd 的吸附能力，从而降低土壤Cd 的生物有效性。因此，铁锰氧化物和有机质溶解等也会改变土壤pH 和Eh，进而影响Cd 的沉淀-溶解平衡。水分调控措施应根据土壤pH、Eh、铁锰氧化物和有机质等因素综合分析，进一步研究其可行性。

3.2 植物轮作模式对中轻度Cd 污染土壤的修复潜力分析

近年来，超积累植物在修复重金属污染土壤方面已得到大面积应用和示范，而一些高生物量或生长周期较短的非超积累植物或重金属耐性植物在污染土壤修复中也引起广泛关注。要评价某种植物能否作为重金属污染土壤的植物修复物种，要依据该植物在Cd 污染土壤中生长情况即生物量和生长速度等生理指标和植物对Cd的吸收、积累和转运能力。富集系数是判定植物对Cd 富集能力的重要参考系数。结合图2和表2可知，不同植物各部位Cd的富集系数为1.03~78.80，除伴矿景天外，其他植物的富集系数为1.03~8.82。其中油菜秸秆中Cd 含量可达3.63 mg·kg，油葵叶片中 Cd 含量可达 7.41 mg·kg，与种植常规作物品种相比，选用Cd 高积累品种作物组合轮作均可有效吸收并积累土壤Cd，对降低土壤Cd 含量具有重要的作用。本研究中伴矿景天与高积累晚稻轮作的植物Cd 移除量达150.34 g·hm，两茬植物收获后土壤Cd 含量较其他处理明显降低，第一茬后土壤有效态Cd 含量较低，而第二茬后与其他处理无显著差异，该轮作模式更有利于伴矿景天的吸取修复。植物通过化学合成和有机物质输入等方式影响土壤理化性质，植物对土壤理化性质等影响反过来又会改变土壤对植物养分的供给能力，从而影响植物生长和Cd 吸收等。因此，土壤Cd 污染修复中植物的选择不仅要考虑植物的Cd 吸收性能，而且土壤理化性质的改变对植物生长和Cd吸收的影响也不容忽视。本研究中第一茬植物收获后SPOS 和SPHA 处理有效态Cd 含量显著下降，而第一茬HNOS 处理土壤有效态Cd 含量明显升高，且伴矿景天与油菜生长期接近，因此，伴矿景天与油菜间套作可进一步提高伴矿景天对Cd的吸收，从而有效降低土壤Cd含量。

本研究的目的在于寻求一种适宜当地污染条件下的“边修复边利用”的种植模式。本研究所推荐的种植模式下，高积累品种晚稻糙米Cd含量超过了《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中糙米 Cd 的限值，油菜 Cd 含量高达 1.21 mg·kg。修复过程中植物收获后应离田并进行安全处置，避免Cd 超标农产品进入食物链而引起人体健康风险，或植物中的Cd 再次输入农田土壤造成土壤Cd的积累。

4 结论

（1）与试验前相比，伴矿景天收获后土壤Cd含量降低了10.84% 和15.66%，有效态Cd 含量下降了37.14%和34.29%，其中伴矿景天与高积累晚稻轮作Cd 移除量达150.34 g·hm。同时，水旱轮作有效提高了土壤pH。因此，伴矿景天与高积累晚稻轮作可考虑作为修复Cd污染农田的植物轮作模式。

（2）第一茬种植油菜处理土壤pH最低，而其土壤有效态Cd 含量最高，且油菜与伴矿景天的生长期接近，因此，伴矿景天与油菜间套作可作为冬春季节修复Cd污染农田土壤的备选种植模式。

（3）伴矿景天与油菜间套作、伴矿景天与高积累晚稻轮作等种植模式在Cd污染农田土壤修复中具有较大的应用潜力。