我国华北平原农田因历史污灌导致农田重金属超标，其中以Cd为主，从而造成小麦/玉米籽粒Cd超标而威胁人体健康。为有效保障污灌农田安全生产，本研究以海河流域典型污染农田为研究对象，通过室内模拟和田间试验研究了生物炭/羟基磷灰石对Cd的钝化机制，发现不同温度制备的生物炭可在碱性条件下有效去除液相中Cd含量，生物炭对Cd的钝化机制与制备温度密切相关；低温制备的生物炭主要以有机结合态Cd形式被固定，而高温制备的生物炭主要以生成矿物沉淀态Cd；碱性土壤钝化修复可有效降低土壤Cd有效性，降低小麦/玉米Cd累积量，并可提高土壤参与养分循环的微生物活性，并针对不同污染浓度农田基于叶面调理剂、钝化剂以及作物品种效应等构建了不同安全利用技术模式，基于周年作物生产经济效益、重金属Cd去除效率等多方面对比分析不同安全利用技术模式特点，最终有效保障污灌粮食主产区农产品质量到达国家食品卫生标准，保障粮食安全。