湖南省是农业大省，拥有稻田四千多万亩，是全国重要的稻谷生产基地，在保障全国粮食安全中起着至关重要的作用。同时，湖南省也是“有色金属之乡”，由于前期工业技术不成熟，金属矿山开采、矿物加工及冶炼使大量重金属污染物排放，导致湖南大面积稻田遭受镉污染，是全国稻田土壤镉含量最高、污染最严重的省份之一。近年来，湖南省发生多起“镉大米”事件，对湖南省的米市造成了严重的打击，严重影响区域农业生态和粮食安全生产。本研究针对低累积水稻品种难以适应矿区周边高污染的问题，研发了微生物介导碳酸盐沉淀（MICP）矿化钝化稻田土壤镉技术，稻田土壤有效态镉含量降低62.9%；MICP能介导土壤共存离子反应直接生成CdCO₃、Cd(OH)₂等镉沉淀物，也能经CaCO₃、Al₂FeO₄、FeOOH、Al(OH)₃、MnFe₂O₄等次生产物的共沉淀和吸附络合作用而钝化镉，导致碳酸盐结合态、铁锰结合态、残渣态镉含量升高，生物有效性减小；钝化作用加菌处理11个月后，有效态镉仍降低54.03%，可保持长效钝化，并且稻田土壤氮磷含量增加，能实现生产与修复的一体化。针对低镉污染稻田土壤，和湖南省农科院合作开发了耦合功能微生物精准活化-纳米材料深度净化的稻田土壤镉高效移除技术；通过定向筛选针对弱酸态、铁锰结合态和有机结合态镉的形态转化功能菌株，并将复配菌群运于镉污染稻田修复，土壤弱酸态镉、铁锰结合态镉和有机结合态镉转化为可溶态镉，土壤总镉和有效镉的活化移除效率可达到13.8~48.25%和23.4~47.6%，稻米镉含量降低30.9~72.4%。处理后土壤中Metallibacterium、Acidithiobacillus和Alicyclobacillus属相对丰度升高，微生物群落结构显著改变，主要是受外源输入营养元素以及土壤有效镉、总镉含量和pH值变化影响。该技术在湖南省农业农村厅组织的田间效果验证试验技术评比中获第一名，示范面积接近200亩。

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