镉（Cd）可经土壤-水稻系统进入食物链，影响稻米品质和人体健康。秸秆还田是提高稻田有机质和养分循环的重要措施，但在镉污染背景下，秸秆自身可能携带Cd并随分解进入土壤；不同耕作方式又会改变秸秆与土壤的混合深度、土壤结构和根系环境，进而影响土壤Cd活性及稻米Cd积累。现有研究对秸秆还田是否增加稻米Cd风险并不一致，长期耕作与秸秆管理如何共同影响水稻Cd吸收仍需要来自田间长期试验的直接证据。

近期，湖南农业大学等单位合作完成的题为“Impact of tillage and straw management on cadmium bioavailability and uptake in rice: A long-term field study” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文)，JIA) 2026年8期正式发表。

该研究依托于2005年建立的长期定位试验，设置免耕秸秆覆盖还田（NTS）、旋耕秸秆混合还田（RTS）、翻耕秸秆混合还田（PTS）和翻耕秸秆移除（PT）四种处理，连续两年测定土壤Cd形态、土壤理化性质、根表铁膜、根系形态与生理指标、土壤细菌群落及水稻各器官Cd含量，解析长期耕作-秸秆管理对稻米Cd积累的影响路径。

结果表明，水稻各器官（根、茎、叶和籽粒）Cd浓度总体表现为NTS＞RTS＞PTS，其中仅PTS处理能够使稻米Cd浓度维持在0.2 mg kg-1以下。与NTS和RTS处理相比，PTS处理下稻米Cd平均浓度分别显著降低56.76%和25.88%。偏最小二乘路径模型表明，土壤有效态Cd（Avail-Cd）和酸溶态Cd（Aci-Cd）的降低，以及水稻根表铁膜（IP）的形成，是降低稻米Cd积累的主要因素。PTS处理通过降低土壤容重，提高土壤有机质含量、pH以及Nitrospirota和Bacteroidota的相对丰度，减少了土壤Avail-Cd和Aci-Cd含量。同时，PTS处理提高了土壤养分和Fe2+水平，并通过改善根系形态和增强抗氧化酶活性促进水稻根表铁膜形成，从而限制Cd吸收。尽管与PT处理相比，PTS处理提高了土壤总Cd和有效态Cd含量，但其促进根表铁膜形成的作用削弱了水稻对Cd的吸收，使两者的稻米Cd浓度处于相近水平。

这表明，长期翻耕结合秸秆还田不仅有助于改善稻田土壤质量，也能降低水稻对Cd的吸收，是Cd污染稻田安全生产中具有应用潜力的管理方式。

湖南农业大学农学院博士生袁帅为论文第一作者，湖南农业大学/岳麓山实验室易镇邪教授与湖南省农业科学院土壤肥料研究所唐海明研究员为本文的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划（2023YFD2301400）和湖南省自然科学基金（2022JJ30303、2023JJ60227）的资助。

Cite the article:

Shuai Yuan, Pingping Chen, Songyuan Guo, Wenxin Zhou, Kaikai Cheng, Hongmei Liu, Xiaoping Xiao, Haiming Tang, Zhenxie Yi. 2026. Impact of tillage and straw management on cadmium bioavailability and uptake in rice: A long-term field study. Journal of Integrative Agriculture, 25(8): 3184-3193.

https://doi.org/10.1016/j.jia.2025.04.011    

Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子5.7，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。

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