我国农田土壤重金属污染形势严峻,且存在区域差异大、时间跨度长、统一治理有难度等特征,亟待研发有针对性的、科学的、综合的修复治理技术,以不过度修复为原则,结合区域条件,改善局地土壤生态环境。本研究以甘肃省白银东大沟某重金属复合污染农田土壤为研究对象,通过调查评估掌握了研究区土壤重金属污染现状;开展实验室土培试验,以土壤重金属生物有效性、毒性浸出浓度为指标进行了羟基磷灰石、腐殖酸、凹凸棒石、针铁矿四种钝化剂的遴选工作;在前期试验基础上,确立了以羟基磷灰石配施腐殖酸联合巨菌草(Pennisetum giganteum)的处理方案并进行实地土壤调理应用,根据处理前后土壤重金属形态分布、巨菌草生理响应、微生物群落多样性等变化等多方面反馈,评估了联合调理方式对研究区重金属污染土壤的修复能力及对土壤生态环境的恢复效果。该研究旨在探索适应于西北干旱地区复合重金属污染农地的修复治理技术,为建立、营造和谐区域农业发展环境,保障农产品安全奠定理论、技术支撑。论文主要结论如下:(1)研究区域表层0-20 cm范围土壤污染严重,存在极强的生态危害风险。Cd含量(平均值17.4 mg·kg^-1)远超《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15168-2018)的管控值,Cu、Pb、Zn含量(平均值215.6、265.8、830.8mg·kg^-1)也不同程度地超过了上述标准的筛选值。内梅罗综合污染指数法、污染负荷指数法、潜在生态危害指数法评价结果均表明研究区域属于重度污染水平,其中Cd是主要污染贡献因子,需要进行严格的管控治理。(2)羟基磷灰石、腐殖酸、凹凸棒石、针铁矿对研究区域Cd、Pb、Cu、Zn四种重金属均具备钝化能力,其中羟基磷灰石和腐殖酸的效果较为突出。羟基磷灰石与腐殖酸的参与显著降低了土壤Cd、Pb、Cu、Zn的生物有效性及毒性浸出水平。通过扫描电镜及傅里叶红外光谱结果表明,羟基磷灰石含有的PO₄^3-、Ca²⁺能够与Pb²⁺、Cd²⁺形成沉淀、发生同构替换;腐殖酸表面丰富的羧基与酚羟基等对Cu²⁺、Zn²⁺有较强的结合能力。此外,腐殖酸的加入可提高土壤有机质含量,降低土壤pH值,而羟基磷灰石与之恰好相反,两种钝化剂可考虑联用形成互补,减少对环境的扰动。(3)实地修复中,2%羟基磷灰石配施1%腐殖酸处理组降低区域重金属活性态含量的综合效果相对最佳。在该处理水平下,土壤Cd、Pb、Cu、Zn的活性态百分比含量分别降低了18.59%、9.12%、11.83%、3.33%;该处理组还能明显提升巨菌草生物量、减弱其氧化损害作用、增强光合作用能力;此外,在没有影响土壤pH值与电导率的情况下,羟基磷灰石配施腐殖酸处理组显著提升了土壤肥力,也没有造成二次污染,表现出一定的环境友好性。(4)在白银东大沟某农田土壤中,巨菌草联用羟基磷灰石配施腐殖酸是一种可行、合理、有效的重金属污染土壤调理方式。巨菌草能使重金属从土壤向植物转移,实现重金属的部分去除。在研究区的四种重金属污染物中,巨菌草表现出较强的把Cd从土壤向地下部分转移的富集能力,以及把Zn从地下部分向地上部分转移的迁移能力。羟基磷灰石与腐殖酸对重金属的钝化作用与巨菌草对重金属的富集作用形成对立统一,可以同时实现降低土壤重金属活性和减少土壤重金属存量的效果。(5)羟基磷灰石配施腐殖酸联合巨菌草的土壤调理方式,增加了研究区域土壤微生物数量、丰富了微生物种类和群落多样性。巨菌草的根际作用增加了土壤细菌物种丰富度和多样性,使土壤细菌群落的OTUs总量及独有数量均显著提高,同时还改善了细菌群落物种组成。羟基磷灰石配施腐殖酸在巨菌草的加持下有利于维系土壤生态功能的平衡稳定,对土壤重金属的稳定及生态环境恢复均具有积极意义。