中文摘要：

川芎是我国道地药材，每年大量出口创汇。近年川芎因重金属含量高（主要是镉超标）已很难向西方国家出口。因此研究川芎镉来源途径及控制措施有重要意义。土壤中镉以多种形态存在，但只有活性态才能被植物吸收，镉在土壤中的存在形态及转化规律，镉活形态的产生和消亡条件是川芎镉来源的核心问题。在前期工作中，申请者采集和测定了川芎栽培土壤和药材中的镉含量，样品覆盖两个主产地共8万亩。结果表明，相同的土壤板块中药材中镉含量变异系数远大于土壤中镉含量变异系数，这种差异是由于种植户不同的栽培方法造成的。表明土壤中镉活性态的产生和转化与栽培方法有关。前人对土壤中的镉含量及镉形态有少量研究，但未与本研究主题川芎相联系。本研究目的是在文献调查和前期研究基础上，研究川芎栽培技术对土壤中镉活性态产生以及川芎中镉含量的影响规律，并以实验室和大田栽培方式对栽培技术进行验证，研究结果对解决川芎镉高含量问题有参考价值。

结论摘要：

川芎是我国道地药材，每年大量出口创汇。近年川芎因重金属含量高（主要是镉超标）已很难向西方国家出口。因此研究川芎镉来源途径及控制措施有重要意义。土壤中镉以多种形态存在，但只有活性态才能被植物吸收，镉活形态的产生和消亡条件是川芎镉来源的核心问题。本研究目的是探索川芎栽培技术对土壤中镉活性态产生以及川芎中镉含量的影响规律，并以实验室和大田栽培方式对栽培技术进行验证，研究结果对解决川芎镉高含量问题有参考价值。首先对前期发现的连续两年生产出低镉含量川芎的典型地块以及高镉含量地块进行对比研究。研究结果表明，土壤中镉的存在形态跟土壤PH值有关，土壤PH值能极其明显的改变土壤中离子态镉含量所占土壤总镉含量的比例，而土壤中离子态镉的比例能决定其栽培出的川芎药材中的镉含量。可以预期，通过改变土壤中的PH值能降低土壤中离子态镉含量比例，从而降低川芎药材中重金属镉的含量。于是对典型土壤作大田试验，结果施用生石灰可升高酸性土壤pH值，降低土壤离子态Cd含量百分比，从而显著降低川芎根茎镉含量，施用量与镉含量成显著负相关，川芎Cd含量由2.23 mg/kg降到了1.06 mg/kg，；施用硫磺可显著降低土壤pH值，升高土壤离子态镉含量百分比，从而显著增加了川芎根茎镉含量，并且硫磺的施用量越大，此改变越显著。研究结果与预期一致。但生石灰只能有限提升土壤的pH值，土壤的PH值升高至5.51~5.62。川芎Cd含量降到了1.06 mg/kg，还未达到国家标准（0.3 mg/kg），故施用磷酸盐进一步修复土壤。在川芎生长周期内，对其栽培土壤定期浇灌不同pH梯度的磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲溶液（KH2PO4-NaOH），测定改良前后川芎栽培土壤pH值、活性态镉含量百分比及川芎根茎镉含量，分析土壤pH值、活性态镉含量百分比变化对川芎镉含量的影响。结果施加pH值为6.5、7.0、7.4的KH2PO4-NaOH缓冲液分别使川芎根茎镉含量降低了47.65%、31.03%、52.53%，当KH2PO4-NaOH缓冲液pH值为7.4时，酸性土壤pH值显著升高并保持稳定，川芎根茎镉含量降到最小值，达到0.67 mg/kg。