近年来，土壤镉（Cd）污染问题日趋严重，给人类健康带来了极大的威胁。Cd污染土壤的修复和再利用成为亟待解决的环境问题。本研究以水稻为对象，设置不添加Cd（对照，CK），添加低Cd(0.5 mg·kg^-1)、中Cd(2.5 mg·kg^-1)和高Cd(10 mg·kg^-1)4种处理，解析Cd污染对水稻不同生长时期生理生化特性和Cd富集能力的影响。结果发现，中、高浓度Cd污染显著降低了水稻地上部生物量，成熟期水稻叶绿素含量随着Cd浓度升高显著下降了30.73%～77.64%，低浓度Cd污染使分蘖期水稻脯氨酸含量较对照显著增加45.11%,Cd污染使抽穗期水稻脯氨酸含量显著降低了33.75%～61.10%。各处理成熟期水稻的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）(除低浓度Cd污染的POD)活性较对照显著增强。随Cd污染浓度的增加，水稻各部位Cd含量增加，成熟期水稻根、茎、叶、壳的Cd富集系数逐渐降低，水稻成熟期的土壤酸溶态Cd和可还原态Cd占比增加。水稻Cd含量、土壤不同Cd形态与脯氨酸含量、SOD、POD活性显著正相关，与叶绿素显著负相关。本研究可为Cd在水稻体内的富集和转运及Cd污染土壤的安全利用提供理论依据。