生物炭复配调理剂对镉污染土壤性状和小白菜镉吸收及其生理特性的影响

金睿 刘可星 艾绍英 李林峰 唐明灯 王艳红 李超 宁建凤

摘要：【目的】研究生物炭復配调理剂（由生物炭与泥炭、石灰混合配制而成）修复中轻度镉（Cd）污染农田土壤的可行性，为其在中轻度Cd污染农田土壤上的应用提供科学依据。【方法】在网室进行生物炭复配调理剂的盆栽试验，设4个不同的用量梯度，分别为0（对照）、80、160、240 g/盆，分别用H0、H1、H2和H3表示，每盆用土4 kg，每处理4次重复，研究不同生物炭复配调理剂用量对土壤性状、小白菜Cd吸收及其生理特性的影响。【结果】生物炭复配调理剂能显著提高土壤pH、土壤微生物氮（MBN）含量和脲酶活性（P<0.05，下同），同时显著降低土壤有效态Cd（DTPA-Cd）（最大降幅37.1%）、微生物碳（MBC）含量和酸性磷酸酶活性。生物炭复配调理剂能有效降低小白菜Cd吸收量（最大降幅85.7%），小白菜细胞中丙二醛（MDA）含量及超氧化歧酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性等抗逆性指标明显下降，同时小白菜Cd含量可降至0.10 mg/kg，符合食品安全标准；低用量（2%）的生物炭复配调理剂可使小白菜增产，高用量则不利于小白菜生长。【结论】生物炭复配调理剂可有效钝化土壤重金属Cd，改善土壤生化性状，显著减少小白菜对Cd的吸收，可应用于中低Cd污染农田土壤的修复，其最佳施用量宜为20～40 g/kg。

关键词： 生物炭；镉胁迫；微生物碳/氮；抗氧化酶

中图分类号： S156.2 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）09-1480-08

Abstract：【Objective】The present study was conducted to study the feasibility of utilization of biochar complex conditioner （biochar， peat and lime） in repairing light cadmium（Cd） contaminated farmland soil， in order to provide a scientific basis for its utilization on light Cd contaminated farmland. 【Method】A pot experiment was carried out in net house to investigate effects of biochar complex conditioner. Four treatments namely four dosage of biochar complex conditioner including 0（CK）， 80， 160 and 240 g/pot were applied in this experiment. The four treatments were indicated as H0， H1， H2 and H3 respectively. Each treatment had one pot fitted with 4 kg soil and was repeated four times in a bid to study effects of different-proportion biochar complex conditioners on soil characteristics， Cd uptake of Brassica chinensis and physiological parameters. 【Result】Biochar complex conditioner significantly improved soil pH， microbial nitrogen（MBN） content and urease activity（P<0.05， the same below）， and reduced soil available Cd concentration（up to 37.1%）， soil microbial carbon（MBC） content and acid phosphatase activity. In addition， biochar complex conditioner reduced Cd concentration（up to 85.7%）， malondialdehyde（MDA） accumulation as well as activity of superoxide dismutase（SOD）， catalase（CAT）， peroxidase（POD） activity in plant of B. chinensis. Cd content of B. chinensis was down to 0.10 mg/kg， which met food safety standards. It was found that low dosage（2%） of biochar complex conditioner can increase yield of B. chinensis while high dosage had negative effect. 【Conclusion】Biochar complex conditioner is effective in reducing soil Cd activity and improving soil conditions as well as inhibiting Cd uptake of plant. It means that biochar complex conditioner can be applied to remediation of Cd contaminated soil and the most appropriate dosage is 20-40 g/kg.

Key words： biochar； cadmium stress； microbial carbon（MBC）/microbial nitrogen（MBN）； antioxidant enzyme

0 引言

【研究意义】2014年，国家环保部与国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报（2014）》显示，全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中镉（Cd）、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%和4.8%，其中Cd超标率最高。Cd在土壤—作物系统中的迁移性很强，易在作物体内富集，并通过食物链威胁人类健康。据报道，我国受Cd污染的耕地面积接近1.33万ha，造成粮食减产1000多万t，受污染粮食多达1200多万t，合计经济损失至少200亿元（章家恩，2007）。因此，选取合适方法修复土壤Cd污染，可降低土壤Cd生物有效性，恢复其正常的农业安全生产价值，使农产品达到国家食品卫生标准要求；同时可促进对有限耕地资源的高效利用，缓解人口增长与耕地减少的矛盾，有利于社会稳定发展。调理剂修复Cd污染土壤作为一种常见的土壤重金属修复方式，具有成本低廉、操作简单、见效迅速等特点，且对土壤正常生产影响较小；也是重金属污染土壤修复技术的一个研究热点。【前人研究进展】近年来，泥炭、石灰等土壤调理剂被广泛应用于土壤重金属修复。苏天明等（2008）研究证实泥炭可促进重金属有机结合态的形成，减少菜心的Cd含量；石灰能显著提高土壤pH，同时Ca2+与Cd2+半径相接近，能与土壤中的Cd2+竞争作物根系的吸收点位，从而减少小白菜对Cd2+的吸收和运输（闵海丽等，2012）；郭利敏等（2010）研究发现，单施石灰可显著降低土壤有效态Cd（DTPA-Cd），减少小白菜对Cd的吸收。长期施用泥炭或石灰均会给土壤带来不利影响，泥炭的矿化分解会使土壤中的有机酸含量上升，导致土壤DTPA-Cd含量增加（Iksong Ham et al.，2009），长期施用石灰则容易引起土壤板结（李有兵等，2015）。生物炭是一种由生物残体在高温厌氧条件下产生的难溶且具有稳定物理化学性质的新型材料，已被广泛应用于多个领域，其中包括土壤重金属污染修复方面。Jiang等（2012）在酸性土壤中添加秸秆生物炭，发现随着生物炭用量的增加，土壤淋洗液中的Cd2+和Pb2+浓度分别减少19.7%～100.0%和18.8%～77.0%；Beesley等（2010）通过污染土培试验，发现生物炭可使土壤间隙水的Cd浓度减少10倍，有效降低Cd的生物有效性。此外，生物炭还为土壤微生物生长提供更多载体（Chen et al.，2012），有利于微生物数量和活性的增加（Anderson et al.，2014）。【本研究切入点】目前，关于生物炭在土壤重金属污染修复的研究多集中于生物炭的单独施用，将生物炭与其他土壤重金属修复技术（如添加土壤调理剂）相结合的研究较少。【拟解决的关键问题】采用生物炭复配调理剂进行盆栽试验，分析生物炭复配调理剂对土壤性状及小白菜生理特性的影响，为其在重金属污染土壤修复中的应用提供科学依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试植物：小白菜（Brassica chinensis），购自广州市广东省农业科学院种子市场。供试土壤：取自汕头市郊一块Cd污染农田，通过外源添加CdCl2并充分老化，使土壤的Cd浓度满足试验需要。供试土壤的基本理化性状如下：pH 6.00，有机质含量26.40 g/kg，全氮含量1.46 g/kg，全Cd含量3.57 mg/kg，土壤有效态Cd 2.410 mg/kg。生物炭购自河南商丘三利公司，其原材料为花生壳，热解温度500 ℃，基本性状详见表1。泥炭购自新疆双龙腐植酸有限公司，其有机碳含量424.00 g/kg，全Cd含量0.046 mg/kg。石灰购自广州建材市场，pH 9.76，全Cd未检出。

1. 2 试验设计

试验于2015年10～12月在广东省农业科学院农业资源与环境研究所网室进行。根据本研究前期试验（王艳红等，2013）及预实验结果，将生物炭、泥炭、石灰等3种材料按照6∶5∶1的质量比混匀，制成生物炭复配调理剂；每个盆栽用土4 kg，生物炭复配调理剂的用量分别为0（对照）、80、160、240 g，对应4个处理分别用H0、H1、H2和H3表示，每处理4次重复。供试土壤与生物炭复配调理剂混匀后装盆，加水至田间持水量的70%左右，平衡3 d后直播小白菜种子，15 d后定苗，每盆3穴，每穴3棵。试验期间根据天气和作物生长情况适当浇水，按N 0.20 g/kg、P2O5 0.08 g/kg和K2O 0.16 g/kg的施肥量施用尿素、磷酸氫二铵和硫酸钾。整个生育期追肥3次，先后按肥料总用量的30%、35%和35%溶于水后浇施。待蔬菜可上市后收割，同时采集盆栽土壤（部分保存于4 ℃的冰箱），以便进行各项指标的测定。

1. 3 测定项目及方法

植物样品测定：小白菜的生物量采用直接称重法、丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法、超氧化歧化酶（SOD）活性采用NBT光化学还原法、过氧化物酶（POD）活性采用愈创木酚法、过氧化氢酶（CAT）活性采用紫外吸收法（邹琦，2000）、小白菜的Cd含量采用HNO3-HClO4消解—石墨炉原子吸收分光光度法进行测定。

土壤样品测定：微生物碳、氮采用氯仿熏蒸—硫酸钾浸提法（吴金水等，2006）、土壤有效态Cd采用DTPA浸提火焰原子吸收分光光度法、脲酶及酸性磷酸酶活性采用靛酚蓝比色法和磷酸苯二钠比色法（严昶升，1988）进行测定。

1. 4 统计分析

采用Excel 2010进行数据整理，使用SPSS 19.0进行统计分析（LSD法），使用Origin 9.1制图。

2 结果与分析

2. 1 生物炭复配调理剂对土壤pH和DTPA-Cd的影响

从图1-A可以看出，土壤pH随着生物炭复配调理剂用量的增加而上升，并在H3处理达最高值，较对照上升3.35。各处理间土壤的pH差异显著（P<0.05，下同），表明生物炭复配调理剂对土壤pH有很好的提升效果。从图1-B可以看出，随着生物炭复配调理剂用量的增加，土壤DTPA-Cd含量明显下降，在H2处理达最佳钝化效果，与对照相比下降37.1%；H1、H2和H3处理均显著低于对照，但H3处理与H2处理的差异不显著（P>0.05，下同）。

2. 2 生物炭复配调理剂对土壤酶活性及微生物碳氮的影响

2. 2. 1 对脲酶活性和酸性磷酸酶活性的影响 从图2-A可以看出，土壤脲酶活性随着生物炭复配调理剂用量的增加而明显上升；对照的土壤脲酶活性较低，其他3个处理的土壤脲酶活性分别较对照提高了40%、200%和470%，且各处理间均达显著差异水平。从图2-B可以看出，各处理间土壤酸性磷酸酶活性的变化规律与脲酶活性相反，随着生物炭复配调理剂用量的增加而逐渐下降，且各处理间均达显著差异水平。

2. 2. 2 对土壤中微生物碳（MBC）和微生物氮（MBN）含量的影响 从图3-A和图3-B可看出，MBC含量随着生物炭复配调理剂用量的增加而下降，并呈极显著负相关（n=16，r=-0.941，P<0.01，下同），H1、H2和H3处理与对照相比分别下降36.6%、50.0%和76.7%，达显著差异水平。MBN含量的变化规律与MBC相反，其与生物炭复配调理剂的用量呈极显著正相关（n=16，r=0.838），H2和H3处理的MBN含量与对照相比分别提高9.5和24.9 mg/kg，达显著差异水平。

2. 3 生物炭复配调理剂对小白菜生物量及其Cd含量的影响

2. 3. 1 对小白菜生物量的影响 从图4-A可看出，H0～H3处理的小白菜生物量随生物炭复配调理剂用量的增加呈先上升后下降的变化趋势，其中H1处理的生物量最高，比对照提高38.8%，且差异显著，H2和H3处理与对照相比无显著差异。

2. 3. 2 对小白菜Cd含量的影响 从图4-B可看出，H1、H2和H3处理小白菜的Cd含量均显著低于对照，其中H2和H3处理的小白菜Cd含量分别为0.15和0.10 mg/kg，符合国家食品安全标准（GB 2762-2012）。

2. 4 生物炭复配调理剂对小白菜生理特性的影响

2. 4. 1 对MDA含量的影响 从图5-A可以看出，各处理小白菜的MDA含量随生物炭复配土壤调理剂用量的增加呈下降趋势，其中，H3处理的MDA含量下降至0.37 μmol/gFW，比对照下降21.3%，且差异显著。

2. 4. 2 对SOD活性的影响 从图5-B可以看出，各处理小白菜的SOD活性随生物炭复配土壤调理剂用量的增加呈下降趋势，H1、H2和H3处理分别比对照下降20.0%、23.5%和41.7%，且差异显著。

2. 4. 3 对POD活性的影响 从图5-C可以看出，各处理小白菜的POD活性随生物炭复配土壤调理剂用量的增加呈下降趋势，其中，H1处理的POD活性比对照下降156.50 U/gFW（23.3%），且差异显著；H2、H3与H1处理的POD活性差异不显著。

2. 4. 4 对CAT活性的影响 从图5-D可以看出，各处理小白菜的CAT活性与POD活性变化规律相似，均随生物炭复配土壤调理剂用量的增加呈下降趋势，其中，H1处理的CAT活性比对照下降2.51 U/gFW（13.5%），且差异显著，H2处理比H1处理的CAT活性略有下降，H3处理比H2处理的CAT活性略有上升，但差异均不显著。

2. 5 小白菜Cd、DTPA-Cd含量与其他因素的相关性分析

对小白菜Cd、DTPA-Cd含量分别与调理剂用量、小白菜生物量、SOD活性、CAT活性、POD活性、MDA含量、pH、土壤脲酶活性、酸性磷酸酶活性、MBC及MBN含量等指标进行相关性分析。从表2可看出，小白菜Cd含量与调理剂用量、pH、脲酶活性、MBN含量呈显著（P<0.05，下同）或极显著（P<0.01，下同）负相关，但与DTPA-Cd含量、SOD活性、CAT活性、POD活性、MDA含量、酸性磷酸酶活性、MBC含量呈显著或极显著正相关；DTPA-Cd与调理剂用量、pH、脲酶活性、MBN含量呈显著或极显著负相关，但与小白菜Cd含量、SOD活性、CAT活性、POD活性、MDA含量、土壤酸性磷酸酶活性、MBC呈显著或极显著正相关。

3 讨论

本研究结果表明，随着生物炭复配调理剂用量的增加，调理剂中的生物炭、泥炭、石灰等碱性材料使土壤的pH明显上升，从而使土壤中阳离子与氢氧根离子的积增大，更容易形成Cd的碳酸盐结合态、铁锰结合态及氢氧化物沉淀，降低Cd在土壤中的有效性和迁移能力，与陈宏（2003）的研究结果一致。同时，生物炭和泥炭均含有大量的有机官能团（羰基、羟基和醌基），可提高土壤阳离子交换量（陈红霞等，2011）；土壤阳离子交换量越大，对Cd2+的静电吸附作用也越强（宁皎莹等，2016），且活性官能团可与Cd2+发生络合作用，形成有机结合态Cd，增加Cd2+的专性吸附，使其更多地被吸持在颗粒表面而存留在土壤中，起到降低Cd有效性的作用（陈同斌和陈志军，2002）。此外，生物炭对Cd2+有吸附、固持作用（张振宇，2013），石灰中Ca2+的离子半径与Cd2+相近，容易发生同晶代替作用（吴烈善等，2015）。这些因素均对生物炭复配调理剂钝化土壤Cd起到重要作用，但生物炭、泥炭、石灰三者混合时，起主导作用的钝化机理尚未明确，仍需进一步研究。

土壤DTPA-Cd的下降对土壤酶活性有显著影响。土壤酶活性可反映土壤重金屬污染程度（和文祥等，2000），其中脲酶活性可作为评定土壤Cd污染和制定临界含量的指标（华银锋和陆贻通，2003；陆文龙和李春月，2010）。孟庆峰等（2012）指出Cd对脲酶的活性有较大影响，两者呈显著负相关。在本研究中，脲酶的活性随生物炭复配调理剂用量的增加而上升，与DTPA-Cd呈极显著负相关（n=16， r=-0.728， P<0.01），各处理均达显著差异水平，与上述研究结果一致。生物炭复配调理剂对土壤中的Cd起钝化作用，减少重金属对土壤微生物的胁迫，促进土壤微生物的生长和繁殖，增加体内酶的合成与分泌，最终导致脲酶活性上升（于寿娜等，2008）。因此，脲酶活性的增强间接表明生物炭复配调理剂对土壤Cd有明显的钝化效果。也有学者提出，酸性磷酸酶的活性与铅、锌、铜、Cd的含量间存在显著或极显著相关（滕应等，2008）；崔红标等（2011）利用纳米羟基磷灰石修复土壤重金属污染土壤，证实土壤中Cd与酸性磷酸酶的活性呈负相关。但本研究中的酸性磷酸酶活性却与DTPA-Cd呈显著正相关，可能与生物炭造成酸性磷酸酶的活性下降有关。赵军等（2016）指出，生物炭会提高耕层土壤的水含率，使土壤的透气性变差，进而造成土壤碱性磷酸酶活性下降；另一方面，酸性土壤环境更利于酸性磷酸酶的酶促反应，但土壤pH随着生物炭复配调理剂用量的上升而上升，抑制了酸性磷酸酶的活性（战厚强等，2015），也可能是磷酸酶活性下降所致。

土壤MBC和MBN作为土壤养分转化的活性库，可部分反映土壤微生物活动的强弱和养分转化速率的快慢，是土壤微生物活动变化的灵敏指标之一。本研究中DTPA-Cd随着调理剂用量的增加而下降，MBN含量则随之上升，与王秀丽（2003）和陈承利（2006）的研究结果一致；MBC却随着调理剂用量上升而下降，二者呈负相关，与王秀丽（2003）和陈承利（2006）的研究结果不一致。黄超等（2011）指出，过量的生物炭会固定土壤中的低分子有机物质，降低土壤的微生物碳含量，因此在其生物质炭对黑麦草生长的影响试验中，添加200 g/kg生物炭的处理出现MBC下降的结果；游东海（2012）研究指出，高用量的生物炭会降低土壤MBC含量的水平。本研究结果与上述结果一致，可能是土壤被氯仿熏蒸后释放出来的小分子有机碳被生物炭吸持，因此出现测定的MBC偏小，且随着生物炭复配调理剂用量的上升而下降。这部分研究结果还需进一步试验证实。

植物在重金属胁迫下其体内的活性氧（ROS）会大量增加，导致代谢紊乱，植物体细胞出现脂质过氧化损伤，产生大量的MDA。植株为防止脂质过氧化损伤，体内一些应对机制会被激活，通过加速生理生化活动，产生大量的代谢物与重金属缔结以达到解毒效果（雷冬梅等，2009），SOD、POD、CAT等各种抗氧化酶的活性会明显提高，以保证植物体内ROS产生和清除的动态平衡（王志坤等，2006；刘硕和周启星，2008）。本研究中，生物炭复配调理剂对土壤中Cd的钝化效应使土壤DTPA-Cd含量下降，植株遭受的Cd胁迫有所缓解，可减少小白菜细胞的脂化过氧化损伤，植株的MDA含量及SOD、CAT、POD活性均随之下降。同时，生物炭复配调理剂中的石灰含有大量的Ca2+，可促进植物体合成氨基酸和多胺（Gao et al.，2011）；氨基酸和多胺等可直接清除ROS或通过调节植物体内抗逆酶活性清除ROS，从而缓解渗透胁迫引起的膜脂过氧化（Fiscaletti et al.，2013），也可能是MDA含量及SOD、CAT、POD活性等指标下降所致。

本研究中，H1处理的小白菜生物量较对照明显上升，除与Cd的钝化效果有关外，也与土壤的保水性、透气性等因素有关。王浩等（2015）研究表明，随生物炭添加比例增加，土壤吸湿系数、凋萎湿度、田间持水量、饱和水含量、土壤毛管孔隙和总孔隙度呈增加趋势；勾芒芒和屈忠义（2013）也指出添加生物炭可使土壤的毛细持水量增大，可促进番茄根系的发展和产量的提高。但本研究结果表明，随着生物炭复配调理剂用量进一步增加，小白菜的生物量反而下降，可能是土壤养分变化所导致。李昌见等（2014）指出土壤中碱解氮、速效钾、速效磷含量均随生物炭施用量的增加而呈先增大后减小的趋势，故本研究中的H2和H3处理的土壤养分可能因为生物炭复配调理剂添加量过高而导致养分下降，进而导致生物量下降。

4 结论

生物炭复配调理剂可有效钝化土壤重金属Cd，改善土壤生化性状，显著减少小白菜对Cd的吸收，可应用于中低Cd污染农田土壤的修复，其最佳施用量宜为20～40 g/kg。

参考文献：

陈承利. 2006. 重金属Cd、Pb、Hg污染对土壤微生物及其活性影响研究[D]. 杭州：浙江大学.

Chen C L. 2006. Effects of admium， lead and mercury pollution on soil microorganisms and the activities[D]. Hangzhou：Zhejiang University.

陈宏， 陈玉成， 杨学春. 2003. 石灰对土壤中Hg Cd Pb的植物可利用性的调控研究[J]. 农业环境科学学报， 22（5）： 549-552.

Chen H， Chen Y C， Yang X C. 2003. Regulation of phyto-avai-

lability of Hg， Cd， Pb in Soil by limestone[J]. Journal of Agro-Environment Science， 22（5）： 549-552.

陈红霞， 杜章留， 郭伟， 张庆忠. 2011. 施用生物炭对华北平原农田土壤容重、阳离子交换量和颗粒有机质含量的影响[J]. 应用生态学报， 22（11）： 2930-2934.

Chen H X， Du Z L， Guo W， Zhang Q Z. 2011. Effects of biochar amendment on cropland soil bulk density cation exchange capacity，and particulate organic matter content in the North China Plain[J]. Chinese Journal of Applied Ecology， 22（11）： 2930-2934.

陈同斌， 陈志军. 2002. 水溶性有机质对土壤中镉吸附行为的影响[J]. 应用生态学报， 13（2）： 183-186.

Chen T B， Chen Z J. 2002. Cadmium adsorption in soil influenced by dissolved organic matter derived from rice straw and sediment[J]. Chinese Journal of Applied Ecology， 13（2）： 183-186.

崔红标， 田超， 周静， 范玉超， 司友斌， 杜志敏. 2011. 納米羟基磷灰石对重金属污染土壤Cu/Cd形态分布及土壤酶活性影响[J]. 农业环境科学学报， 30（5）： 874-880.

Cui H B， Tian C， Zhou J， Fan Y C， Si Y B， Du Z M. 2011. The effects of nano-scale hydroxyapatite on the speciation of Cu and Cd and enzymatic activities in soils[J]. Journal of Agro-Environment Science， 30（5）： 874-880.

勾芒芒， 屈忠义. 2013. 土壤中施用生物炭对番茄根系特征及产量的影响[J]. 生态环境学报， 22（8）： 1348-1352.

Gou M M， Qu Z Y. 2013. Effect of biochar on root distribution and yield of tomato in sandy loam soil[J]. Ecology and Environmental Sciences， 22（8）： 1348-1352.

郭利敏， 艾绍英， 唐明灯， 李盟军， 姚建武， 王艳红， 曾招兵. 2010. 不同改良剂对镉污染土壤中小白菜吸收镉的影响[J]. 中国生态农业学报， 18（3）： 654-658.

Guo L M， Ai S Y， Tang M D， Li M J， Yao J W， Wang Y H， Zeng Z B. 2010. Effect of amendment on Cd uptake by Brassia chinensis in Cd-contaminated soils[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture， 18（3）： 654-658.

和文祥， 朱铭莪， 张一平. 2000. 土壤酶与重金属关系的研究现状[J]. 土壤与环境， 9（2）： 139-142.

He W X， Zhu M E， Zhang Y P. 2000. Recent advance in relationship between soil enzymes and heavy metals[J]. Soil and Environmental Sciences， 9（2）： 139-142.

华银锋， 陆贻通. 2003. 脲酶抑制法检测环境样品中重金属离子研究[J]. 上海环境科学，22（12）： 939-942.

Hua Y F， Lu Y T. 2003. Study on detecting heavy metal ions in environmental samples with urease inhibition method[J]. Shanghai Environmental Sciences， 22（12）： 939-942.

黄超， 刘丽君， 章明奎. 2011. 生物质炭对红壤性质和黑麦草生长的影响[J]. 浙江大学学报（农业与生命科学版）， 37（4）： 439-445.

Huang C， Liu L J， Zhang M K. 2011. Effects of biochar on properties of red soil and ryegrass growth[J]. Journal of Zhejiang University（Agriculture & Life Sciences）， 37（4）： 439-445.

Iksong Ham，胡林飞，吴建军，徐建明. 2009. 泥炭对土壤镉有效性及镉形态变化的影响[J]. 土壤通报，40（6）： 1436-1441.

Ham I， Hu L F， Wu J J， Xu J M. 2009. Effects of peat application on the DTPA extractable Cd and Cd fractions in two contaminated soils[J]. Chinese Journal of Soil Science， 40（6）： 1436-1441.

雷冬梅， 段昌群， 张红叶. 2009. 矿区废弃地先锋植物齿果酸模在Pb、Zn污染下抗氧化酶系统的变化[J]. 生态学报， 29（10）： 5417-5423.

Lei D M， Duan C Q， Zhang H Y. 2009. Lead and zinc induced changes in activity of antioxidant enzymes of Rumex dentatus， a kind of pioneer plant growing on mine tailings[J]. Acta Ecologica Sinica， 29（10）： 5417-5423.

李昌见， 屈忠义， 勾芒芒， 高文慧， 孙贯芳. 2014. 生物炭对土壤水肥热效应的影响试验研究[J]. 生态环境学报， 23（7）：1141-1147.

Li C J， Qu Z Y， Gou M M， Gao W H， Sun G F. 2014. The research of biochars effect on soil humidity， fertility and temperature[J]. Ecology and Environmental Sciences， 23（7）： 1141-1147.

李有兵， 把余玲， 李碩， 田霄鸿. 2015. 作物残体与其生物炭配施对土壤有机碳及其自身矿化率的提升[J]. 植物营养与肥料学报， 21（4）： 943-950.

Li Y B， Ba Y L， Li S， Tian X H. 2015. Combined addition of crop residues and their biochar increase soil organic C content and mineralization rate[J]. Plant Nutrition and Ferti-

lizer Science， 21（4）： 943-950.

刘硕， 周启星. 2008. 抗氧化酶诊断环境污染研究进展[J]. 生态学杂志， 27（10）： 1791-1798.

Liu S， Zhou Q X. 2008. Research advances in antioxidant enzymes for diagnosing environmental contamination[J]. Chinese Journal of Ecology， 27（10）： 1791-1798.

陆文龙， 李春月. 2010. 重金属镉对土壤酶活性影响的研究[J]. 吉林化工学院学报， 27（3）： 24-26.

Lu W L， Li C Y. 2010. Influence of heavy metal cadmium on the soil enzyme activity[J]. Journal of Jilin Institute of Chemical Technology， 27（3）： 24-26.

孟庆峰， 杨劲松， 姚荣江， 余世鹏， 张春银， 吉荣龙. 2012. 单一及复合重金属污染对土壤酶活性的影响[J]. 生态环境学报， 21（3）： 545-550.

Meng Q F， Yang J S， Yao R J， Yu S P， Zhang C Y， Ji R L. 2012. Influence of single and combined pollutions of heavy metal on soil enzyme activity[J]. Ecology and Environmental Sciences， 21（3）： 545-550.

闵海丽， 蔡三娟， 徐勤松， 施国新. 2012. 外源钙对黑藻抗镉胁迫能力的影响[J]. 生态学报. 32（1）： 256-264.

Min H L， Cai S J， Xu Q S， Shi G X. 2012. Effects of exogenous calcium on resistance of Hydrilla verticillata（L. f.） Royle to cadmium stress[J]. Acta Ecologica Sinica. 32（1）： 256-264.

宁皎莹， 周根娣， 周春儿， 和苗苗. 2016. 农田土壤重金属污染钝化修复技术研究进展[J]. 杭州师范大学学报（自然科学版）， 15（2）： 156-162.

Ning J Y， Zhou G D， Zhou C E， He M M. 2016. Researches on the passivation of heavy metals in agricultural soils： a review[J]. Journal of Hangzhou Normal University（Natural Science Edition）， 15（2）： 156-162.

蘇天明， 李杨瑞， 江泽普， 韦广泼， 蒙炎成. 2008. 泥炭对菜心—土壤系统中重金属生物有效性的效应研究[J]. 植物营养与肥料学报， 14（2）： 339-344.

Su T M， Li Y R， Jiang Z P， Wei G P， Meng Y C. 2008. Effect of peat on heavy metal bioavailability in soil system and flowering Chinese cabbage[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science， 14（2）： 339-344.

滕应， 骆永明， 李振高. 2008. 土壤重金属复合污染对脲酶、磷酸酶及脱氢酶的影响[J]. 中国环境科学， 28（2）： 147-152.

Teng Y， Luo Y M， Li Z G. 2008. Kinetics characters of soil urease， acid phosphatase and dehydrogenase activities in soil contaminated with mixed heavy metals[J]. China Environmental Science， 28（2）： 147-152.

王浩， 焦晓燕， 王劲松， 武爱莲， 丁玉川， 董二伟， 王立革. 2015. 生物炭对土壤水分特征及水胁迫条件下高粱生长的影响[J]. 水土保持学报， 29（2）： 253-257.

Wang H， Jiao X Y， Wang J S， Wu A L， Ding Y C， Dong E W， Wang L G. 2015. Effect of biochar on water characteristics of soil and sorghum growth under conditions of soil water stress[J]. Journal of Soil and Water Conservation， 29（2）： 253-257.

王秀丽， 徐建民， 姚槐应， 谢正苗. 2003. 重金属铜、锌、镉、铅复合污染对土壤环境微生物群落的影响[J]. 环境科学学报， 23（1）： 22-27.

Wang X L， Xu J M， Yao H Y， Xie Z M. Effects of Cu， Zn， Cd and Pb compound contamination on soil microbial community[J]. Acta Scientiae Circumstantiae， 23（1）： 22-27.

王艳红， 李盟军， 唐明灯， 艾绍英， 余丹妮. 2013. 石灰和泥炭配施对叶菜吸收Cd的阻控效应[J]. 农业环境科学学报，32（12）： 2339-2344.

Wang Y H， Li M J， Tang M D， Ai S Y， Yu D N. 2013. Combined application of lime and peat reduced cadmium uptake by leafy vegetables[J]. Journal of Agro-Environment Science， 32（12）： 2339-2344.

王志坤， 廖柏寒， 黄运湘， 曾清如. 2006. 镉胁迫对大豆幼苗生长影响及不同品种耐镉差异性研究[J]. 农业环境科学学报， 25（5）： 1143-1147.

Wang Z K， Liao B H， Huang Y X， Zeng Q R. 2006. Effects of Cd on growth of Glycine max seedlings and Cd-tolerance differences of different varieties of Glycine max[J]. Journal of Agro-Environment Science， 25（5）： 1143-1147.

吴金水， 林启美， 黄巧云， 肖和艾. 2006. 土壤微生物生物量测定方法及其应用[M]. 北京： 气象出版社： 54-79.

Wu J S， Lin Q M， Huang Q Y， Xiao H A. 2006. Determination Method of Soil Microbial Biomass and Its Application[M]. Beijing： China Meteorological Press： 54-79.

吴烈善， 曾东梅， 莫小荣， 吕宏虹，苏翠翠， 孔德超. 2015. 不同钝化剂对重金属污染土壤稳定化效应的研究[J]. 环境科学， 36（1）： 309-313.

Wu L S， Zeng D M， Mo X R， Lü H H， Su C C， Kong D C. 2015. Immobilization impact of different fixatives on heavy metals contaminated soil[J]. Environment Science， 36（1）： 309-313.

严昶升. 1988. 土壤肥力研究法[M]. 北京：农业出版社：141-147.

Yan C S. 1988. Study of Soil Fertility[M]. Beijing： Agricultural Press： 141-147.

游東海. 2012. 秸秆直接还田效果及秸秆热解制成生物炭还田模拟研究[D]. 西北农林科技大学.

You D H. 2012. The study of straw and biochar returning on soil quilaty and soil carbon content in Guanzhong Plain[D]. Yangling： Northwest A & F University.

于寿娜， 廖敏， 黄昌勇. 2008. 镉、汞复合污染对土壤脲酶和酸性磷酸酶活性的影响[J]. 应用生态学报， 19（8）：1841-1847.

Yu S N， Liao M， Huang C Y. 2008. Effects of cadmium and mercury combined pollution on soil urease and acid phosphatase activities[J]. Chinese Journal of Applied Ecology， 19（8）： 1841-1847.

战厚强， 颜双双， 王家睿， 马春梅， 龚振平， 董守坤， 张钦文. 2015. 水稻秸秆还田对土壤磷酸酶活性及速效磷含量的影响[J]. 作物杂志，（2）： 78-83.

Zhan H Q， Yan S S， Wang J R， Ma C M， Gong Z P， Dong S K， Zhang Q W. 2015. Effects of rice straw returning on activities of soil phosphatase and available P values in soil[J]. Crops，（2）： 78-83.

章家恩. 2007. 我国水稻安全生产存在的问题及对策讨论[J]. 北方水稻， 4（6）： 1-7.

Zhang J E. 2007. The issues and countermeasures for safe production of rice in China[J]. North Rice， 4（6）： 1-7.

张振宇. 2013. 生物炭对稻田土壤镉生物有效性的影响研究[D]. 沈阳：沈阳农业大学.

Zhang Z Y. 2013. Effect of biochar on cadmium bio-availability in paddy soil[D]. Shenyang： Shenyang Agricultural University.

赵军， 耿增超， 尚杰， 耿荣， 王月玲， 王森， 赵宏飞. 2016. 生物炭及炭基硝酸铵对土壤微生物量碳、氮及酶活性的影响[J]. 生态学报， 36（8）： 1-8.

Zhao J， Geng Z C， Shang J， Geng R， Wang Y L， Wang S， Zhao H F. 2016. Effects of biochar and biochar based ammonium nitrate fertilizers on soil microbial biomass carbon and nitrogen and enzyme activities[J]. Acta Ecologica Sinica， 36（8）： 1-8.

邹琦. 2000. 植物生理学实验指导[M]. 北京：中国农业出版社.

Zou Q. 2000. Plant Physiology Experimental Instruction[M]. Beijing： China Agriculture Press.

Anderson C R， Hamonts K， Clough T J， Condron L M. 2014. Biochar does not affect soil N-transformations or microbial community structure under ruminant urine patches but does alter relative proportions of nitrogen cycling bacteria[J]. Agriculture Ecosystems & Environment， 191（1）： 63-72.

Beesley L， Moreno-Jiménez E， Gomez-Eyles J L. 2010. Effects of biochar and greenwaste compost amendments on mobility， bioavailability and toxicity of inorganic and organic conta-

minants in a multi-element polluted soil[J]. Environmental Pollution， 158（6）： 2282-2287.

Chen B L， Yuan M X， Qian L B. 2012. Enhanced bioremediation of PAH-contaminated soil by immobilized bacteria with plant residue and biochar as carriers[J]. Journal of Soil & Sediments Protection Risk Assessment & Rem， 12（9）： 1350-1359.

Fiscaletti D， Angeli D， Tarozzi L，Barozzi G S. 2013. Plant polyamines in abiotic stress responses[J]. Acta Physiologiae Plantarum， 35（7）： 2015-2036.

Gao H B， Jia Y X， Guo S R， Lü G Y， Wang T， Juan L. 2011. Exogenous calcium affects nitrogen metabolism in root-zone hypoxia-stressed muskmelon roots and enhances short-term hypoxia tolerance[J]. Journal of Plant Physiology， 168（11）： 1217-1225.

Jiang J， Xu R K， Jiang T Y， Li Z. 2012. Immobilization of Cu（II）， Pb（II） and Cd（II） by the addition of rice straw derived biochar to a simulated polluted Ultisol[J]. Journal of Hazardous Materials， 229-230（5）： 145-150.

（責任编辑 邓慧灵）