耕地土壤的镉(Cd)污染对农产品安全和人群健康构成了严峻威胁。稻田淹水管理是调控水稻Cd富集的有效措施之一,可有效地降低稻米中Cd累积。但是,在水稻生产中,常存在因水稻高产需要或气候条件导致的稻田发生土壤交替淹灌现象。稻田土壤水分管理过程中铁氧化物的形态转化对土壤Cd活性和水稻Cd累积具有重要影响。不同水分管理替条件下,土壤中铁氧化物体系形态转化特点及其驱动因素各异,外源铁及其氧化物作为土壤Cd活性钝化剂的效果也有不同。但目前淹水条件驱动的土壤氧化还原性质变化、微生物群落组成、铁氧化物形态转化和Cd形态与有效性变化之间的互馈与耦合关系尚不明确。本研究通过室内模拟土壤淹水培养试验,以西南地区典型农地紫色水稻土为对象,利用化学提取、XRD和16S微生物信息等分析技术,探讨了水分管理方式(持续淹水,CW;干湿交替,DW)联合铁氧化物(针铁矿,G-Fe;铁粉,Fe)施用对Cd污染土壤的p H、氧化还原性质(Eh、pe+p H)、铁氧化物形态转化、Cd有效性变化和土壤微生物群落组成的影响,进而分析了水分管理驱动下铁氧化物形态转化、土壤菌群组成变化及其与Cd活性演变的耦合关系,探讨水分管理联合铁氧化物施用对稻田土壤Cd活性的调控效应和机制,为Cd污染稻田土壤安全利用中水分优化管理和含铁钝化剂施用提供了科学依据。主要结论如下:(1)不同水分管理方式对土壤的p H值以及氧化还原条件的影响存在显著差异。土壤的氧化还原条件变化显著影响了土壤铁氧化物的形态转化:持续淹水促进了土壤中铁氧化物会由结晶态(Fe_c)向无定形态(Fe_o)和络合态(Fe_p)的转化,干湿交替条件下土壤中铁氧化物则发生由Fe_c和Fe_o向Fe_p的形态转化。此外,施用Fe和G-Fe会分别提高土壤Fe_o和Fe_c的绝对含量,增幅分别为595.1%和45.4%。(2)持续淹水可显著降低土壤Cd有效性,经过3个月淹水平衡后土壤DTPA-Cd的降幅分别为17.7%~39.2%,并且持续淹水条件下施加Fe或G-Fe显著促进了土壤Cd的钝化,G-Fe施用能快速钝化土壤Cd,淹水14d后DTPA-Cd的降幅为24.3%,而Fe粉施用可以实现对土壤Cd的持续钝化,淹水93d后DTPA-Cd的降幅达到39.2%。干湿交替条件下两者对土壤Cd无钝化效果。(3)Fe_o的生成所引发的可交换态Cd减少是淹水管理及含铁化合物施用降低土壤Cd生物有效性的主要原因。土壤淹水pe+p H水平的降低促进了铁氧化物由Fe_c向Fe_o转化,进而促使土壤Cd发生由可交换态向铁锰结合态的形态转化,并最终导致了Cd的有效性降低。同时,土壤淹水Fe_p的生成促使Cd由残渣态向有机络合态转化,但该过程或对Cd的有效性直接贡献不显著。持续淹水条件下含铁化合物的施用显著提升了Fe_o的含量和比例,从而强化了土壤对Cd的固定。(4)水分管理初期微生物群落相对丰度变化较大,其中变形菌门和酸杆菌门丰度有所降低而放线菌门丰度显著提升;norank_f_norank_o_Vicinamibacterales、norank_f_Vicinamibacteraceae、Lysobacter和Sphingomonas等优势菌属相对丰度降低明显,unclassified_f_Intrasporangiaceae、norank_f_67-14菌属丰度升高。(5)水分管理期间的动态pe+p H条件是土壤微生物菌属丰度变化的主要影响因素。并且,norank_f_Vicinamibacteraceae、norank_f_norank_o_Vicinamibacterales、unclassified_k_norank_d_Bacteria、norank_f_67-14和unclassified_f_Intrasporangiaceae等微生物菌属或促进了土壤中铁氧化物由结晶态向无定形态的转化,生成弱结晶态的次生矿物进而降低了土壤Cd活性。其中unclassified_f_Intrasporangiaceae和norank_f_67-14或由于其较高丰度和对重金属污染的耐受性,而对水分管理下土壤中铁氧化物形态转化和Cd活性的影响更为显著。