鎘（Cd）是一種極具毒性和不可生物降解的金屬，主要通過(guò)人為活動(dòng)逐漸進(jìn)入自然生態(tài)系統(tǒng)（Liang等人，2024年）。稻田土壤中的鎘污染是一個(gè)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致稻谷中鎘濃度升高并降低稻谷產(chǎn)量（Ji等人，2025年）。鑒于鎘通過(guò)食物鏈的持續(xù)生物放大作用及其不可逆的健康影響（Lin等人，2025年），迫切需要有效的策略來(lái)降低稻谷中的鎘濃度并確保食品安全。

水資源管理，特別是在水稻種植過(guò)程中的淹水和排水循環(huán)，在通過(guò)氧化還原驅(qū)動(dòng)的地球化學(xué)過(guò)程調(diào)節(jié)土壤中鎘的可用性方面起著關(guān)鍵作用（Honma等人，2016年；Huang等人，2021年）。在淹水條件下，硫酸鹽還原菌（SRB）在氧氣耗盡時(shí)將硫（S）還原為硫化物（S2?），生成的S2?容易與Cd2?結(jié)合形成CdS，從而有效地將鎘固定在土壤中（Pan等人，2023年）。此外，氧化鐵溶解后重新沉淀為含有豐富–OH基團(tuán)的非晶態(tài)赤鐵礦，進(jìn)一步穩(wěn)定了鎘（Liu等人，2022年；Wang等人，2019年）。然而，在排水后，土壤中固定的鎘可能會(huì)重新活化，增加其在環(huán)境中的移動(dòng)性。研究表明，鐵-錳（氧氫）氧化物是再氧化過(guò)程中鎘釋放的主要貢獻(xiàn)者（Qin等人，2023年；Wang等人，2019年）。因此，通過(guò)水資源管理調(diào)節(jié)土壤的氧化狀態(tài)是控制稻田土壤中鎘可用性和其環(huán)境歸趨的有效策略。

水資源管理是一種經(jīng)濟(jì)且環(huán)保的策略，用于調(diào)節(jié)稻田土壤中鎘的生物可利用性（Yang等人，2025年），通常包括連續(xù)淹水（CF）、間歇性淹水（IF）和濕潤(rùn)灌溉（MI）（Huang等人，2022年；Liu等人，2024b；Zeng等人，2022年）。連續(xù)淹水已被證明可以有效降低稻谷中的鎘濃度。例如，Liu等人（2024b）報(bào)告稱，在連續(xù)淹水條件下，稻谷中的鎘濃度比濕潤(rùn)灌溉條件下低78%。Huang等人（2022年）觀察到，在間歇性淹水條件下種植的稻谷中鎘濃度是連續(xù)淹水條件下的172倍。然而，也有相反的研究結(jié)果，一些研究表明，在中等磷處理（0.2克/千克）下，連續(xù)淹水并不降低甚至可能增加稻谷中的鎘濃度（Song等人，2021年）。在不同土壤中觀察到類似的一致性差異，相同的水資源管理措施導(dǎo)致了不同的鎘降低效果（Arao等人，2009年）。鎘的活化與固定受到土壤pH值、土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）、鐵-錳（氧氫）氧化物和硫可用性的強(qiáng)烈影響（Wang等人，2019年，2020年）。因此，具有不同物理化學(xué)性質(zhì)的土壤在同一水資源管理?xiàng)l件下可能會(huì)表現(xiàn)出不同的氧化還原反應(yīng)，從而導(dǎo)致水資源管理對(duì)稻谷中鎘濃度的影響各異。此外，淹水對(duì)不同生長(zhǎng)階段稻谷中鎘濃度的影響仍存在爭(zhēng)議。根據(jù)Huang等人（2022年）的研究，在典型的水資源管理?xiàng)l件下，98%的稻谷中的鎘來(lái)源于灌漿期的吸收，而營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期的貢獻(xiàn)可以忽略不計(jì)。然而，Liu等人（2024b）報(bào)告稱，稻谷中的鎘積累主要來(lái)自灌漿期的根系吸收（36%）和早期生長(zhǎng)階段的內(nèi)部再動(dòng)員（64%），這與Rodda等人（2011年）報(bào)告的比例一致（40%和60%）。此外，水資源管理對(duì)稻谷產(chǎn)量的影響在受鎘污染的土壤中也存在爭(zhēng)議。一些研究表明連續(xù)淹水處理會(huì)降低稻谷產(chǎn)量，而間歇性淹水處理則會(huì)增加產(chǎn)量（Bo等人，2024年；Chen等人，2024年）。但也有研究表明，長(zhǎng)期淹水可能不會(huì)影響稻谷產(chǎn)量，甚至可能增加產(chǎn)量（Yang等人，2024年）。總體而言，這些不一致性凸顯了需要明確環(huán)境因素如何影響水資源管理對(duì)稻谷中鎘濃度和產(chǎn)量的影響。

在實(shí)踐中，特別是在人口密集的國(guó)家，很難完全避免在受鎘污染的土地上進(jìn)行農(nóng)業(yè)活動(dòng)（Ding等人，2024年）。僅依賴水資源管理措施無(wú)法完全控制鎘污染，還可能引發(fā)其他環(huán)境問(wèn)題，如溫室氣體排放增加（Bo等人，2024年；Chen等人，2024年；Zeng等人，2022年）。因此，需要添加外源改良劑。盡管許多土壤改良劑（如石灰、生物炭和含鐵材料）可以固定鎘，但其效果受到土壤pH值和氧化還原條件的強(qiáng)烈影響，而這些條件又直接受水資源管理的影響（Islam等人，2021年；Yuan等人，2021年）。因此，將改良劑與水資源管理相結(jié)合可以最大化淹水或干燥所產(chǎn)生的地球化學(xué)優(yōu)勢(shì)，從而增強(qiáng)鎘的固定效果。例如，Qin等人（2023年）發(fā)現(xiàn)，添加赤鐵礦可以在連續(xù)淹水條件下降低可提取鎘并增加鐵-錳（氧氫）氧化物結(jié)合的鎘，從而使稻谷中的鎘濃度顯著降低。通過(guò)綜合管理提高鎘緩解效率具有重要的實(shí)際意義。控制水稻中的鎘污染旨在降低污染損失率（PLR），從而減少稻谷損失和農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)損失。例如，消除鎘污染后，農(nóng)田每公頃可挽回2188元人民幣的經(jīng)濟(jì)損失（Ma等人，2024年）。更重要的是，通過(guò)水稻消費(fèi)攝入鎘會(huì)帶來(lái)致癌和非致癌的健康風(fēng)險(xiǎn)（Lin等人，2025年）。鑒于這些挑戰(zhàn)，系統(tǒng)評(píng)估當(dāng)前綜合管理策略在減少水稻生產(chǎn)中鎘污染的有效性至關(guān)重要。

元分析利用數(shù)據(jù)作為證據(jù)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的定量分析（Gurevitch等人，2018年）。迄今為止，許多元分析系統(tǒng)地評(píng)估了水稻中鎘的緩解策略，重點(diǎn)關(guān)注生物炭、拮抗元素和礦物添加劑的使用（Affholder等人，2019年；Duan等人，2023年；Ge等人，2024a；Huang等人，2024年；Wei等人，2024年）。盡管一些研究報(bào)告了連續(xù)淹水和間歇性淹水處理的不同效果，但全面的評(píng)估仍然缺乏（Affholder等人，2019年；Ge等人，2024a；Zhao等人，2023年）。

基于64篇論文描述的2039個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)，本研究通過(guò)元分析系統(tǒng)地研究了水資源管理及其與外源改良劑結(jié)合對(duì)稻谷中鎘濃度的影響。還進(jìn)行了可持續(xù)性評(píng)估，包括基于蒙特卡洛模擬的產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)價(jià)值恢復(fù)和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。本研究旨在：（1）系統(tǒng)分析水資源管理對(duì)稻谷中鎘濃度的整體影響和機(jī)制；（2）定量研究綜合管理對(duì)稻谷中鎘濃度和產(chǎn)量的影響；（3）全面評(píng)估綜合管理的應(yīng)用效果，結(jié)合農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)影響和與鎘相關(guān)的人類健康風(fēng)險(xiǎn)。