农田土壤镉污染已对农产品安全生产和人类健康产生严重威胁，发展安全有效的土壤修复技术已成为当前亟需解决的难题。微生物以其丰富的物种资源和代谢多样性，使微生物萃取技术成为最具有前景的重金属污染修复技术之一。本研究针对土壤中弱酸态镉、铁锰结合态镉、有机质结合态镉和硫化镉中镉与不同化合物结合特点，分离筛选出具有产酸、铁锰氧化物还原溶解、腐殖质降解和硫氧化等功能的菌株。在实验室条件下，当体系中固液比（固体质量：液体体积）为5%-30%时，纯培养的功能微生物能够将土壤中弱酸态镉、铁锰结合态镉和有机结合态镉转化为可溶态镉溶于液体中，实现土壤中总镉含量去除率达到60%-95%，各形态去除效率分别为60%-80%、30%-70%、10%-50%和10%-40%。而当体系中固液比进一步提高后总镉去除效果则不明显。因此，本研究进一步将筛选的功能单菌和长期受到重度镉污染土壤的土著微生物进行富集驯化培养，通过多次传代培养获得了一个稳定的功能微生物复合菌剂。在实验室条件下进行土壤淋洗模拟试验发现微生物菌剂对土壤总镉去除效率可达到40%-70%。进一步将微生物菌剂应用于镉污染大田土壤修复试验发现总镉去除率可达到25%-50%，稻米中镉含量降低了30%-80%。功能微生物菌剂对大田土壤镉的修复效果受到气温、降雨、土壤物理化学性质、土壤微生物等多种复杂因素的影响。微生物萃取技术显著增加了土壤有效氮、磷、钾等营养元素，同时，对土壤理化性质、结构和本土微生物群落干扰较小。