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土壤重金属污染作为一个世界性的环境问题越来越受到人们的关注。生物炭(biochar)也称生物质炭，是指生物质在缺氧或无氧条件下热裂解得到的一类含炭的、稳定的、高度芳香化并含有大量酚羟基、羧基和羰基的固态物质，生物炭具备良好的吸附特性及稳定性。本文通过实验室模拟和田间修复试验，研究了生物炭对镉的吸附特征以及生物炭钝化修复对水稻体内镉含量、土壤环境质量的影响，以期为开发玉米秸秆生物炭在土壤重金属污染原位钝化修复的应用提供理论依据。玉米秸秆生物炭对Cd2+的吸附可用Langmuir等温方程较好的拟合，在不同温度下其饱和吸附量分别为18.49mg·g-1（288.15K）、23.51mg·g-1（298.15K）、23.59mg·g-1（308.15K）、24.43mg·g-1（318.15K），随温度升高，生物炭对Cd2+的吸附量呈增大趋势；生物炭对Cd2+的吸附约40min即达平衡，准二级动力学方程可以很好描述生物炭对镉的吸附动力学特征；吸附介质溶液pH对Cd2+的吸附量有影响，当pH值为5时，吸附量最大，而生物炭粒径对Cd2+的吸附量无明显影响。根据生物炭的结构表征结果，玉米秸秆生物炭对Cd2+的吸附机制主要为表面羟基（-C-OH）和羰基（-C=O）与Cd2+发生的配合化学反应。田间试验结果表明，添加不同量生物炭以及生物炭与有机肥混施处理在不同程度上降低了水稻根、茎、叶、壳和稻米的镉含量，分别降低了4.36%-17.57%、17.69%-32.31%、5.51%-22.79%、5.88%-41.76%和37.70%-73.77%，当生物炭添加量为1.0%时，降低幅度最大；与对照相比，生物炭单施处理显著提高了土壤的pH值（提高了0.23-0.29个单位）。对于生物炭与有机肥混施处理，随着生物炭与有机肥施入量的增加，土壤pH值呈下降趋势，但均高于对照，而单施有机肥降低了土壤pH值。同时，随着生物炭与有机肥施入量的增加，土壤有效态Cd含量呈下降趋势，降幅为9.65%-43.73%，其中生物炭添加量为1%时处理效果最好；水稻茎Cd含量、稻米Cd含量与土壤有效态Cd含量显著正相关，水稻根Cd含量与水稻叶Cd含量与土壤有效态Cd含量呈显著相关，水稻根、叶、壳的Cd含量与土壤pH呈显著负相关（P<0.05），但土壤有效态Cd含量与土壤pH没有显著的相关关系。与对照相比，在单施生物炭和有机肥以及生物炭与有机肥混施条件下，土壤脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶的活性均有所提高，增幅分别为70.28%-231.8%、15.38%-31.59%和89.51%-152.4%；同时，各种处理均提高了土壤有效态Fe、Mn、Cu和Zn的含量，增幅依次为40.45%-271.9%、51.68%-322.3%、5.75%-62.09%和63.67%-1378%；此外，土壤NH+4-N、NO-3-N的活性、有效P、速效K、有效Mg及有效Ca的含量均有不同程度提高，增幅分别为44.82%-70.53%、8.69%-52.55%、19.31%-81.04%、50.01%-622.2%、26.13%-369.7%和73.28%-522.7%。