本研究以生物炭和天然沸石为原料,以生物炭投加量、天然沸石投加量、环境温度、土壤p H为影响因子,设计单因素土壤培养试验,研究各影响因子对土壤有效态镉的影响。并根据试验结果设计四因素五水平中心组合土壤培养试验,筛选出最优组合方案。并从生物炭、天然沸石结构和表面性质及配施后与环境因素的交互关系入手,探讨生物炭、沸石对重金属镉的作用机制。获得主要研究结果如下:(1)本试验通过扫描电镜,对供试生物炭和天然沸石横断面和纵切面进行观察,生物炭表面管束结构丰富,空隙结构发达,天然沸石表面呈鳞片状层状晶体结构,表面粗糙不平,间隙当中孔道和空洞之间纵横交错。通过能谱分析发现,生物炭被高度碳化,元素构成较单一,主要有C、O、Cl、K四种元素,C在其中所占比例最高。天然沸石主要元素为C、O、Al、Si。(2)单因素试验结果表明:当生物炭投加量为2%～2.5%时,土壤中有效态镉含量最低,与CK相比,降低了58.75%;当天然沸石投加量为1.5%～2%时,土壤有效态镉同CK比降低了46.22%;当环境温度在25℃～30℃时,有利于重金属镉在土壤中的形态转化;土壤在中偏碱性的环境下,能够降低镉离子在土壤中的生物有效性。(3)本试验通过Design-Expert软件,采用CCD设计进行响应面法优化,以生物炭投加量(A)、天然沸石投加量(B)、环境温度(C)、土壤p H(D)为影响因子,土壤镉的赋存率为响应值。拟合所得二次回归方程,模型拟合较好。交互作用项中BC极显著,温度对沸石的吸附性能起着重要作用。模型预测最佳试验条件为:生物炭投加量为1.75%、天然沸石投加量1.25%、环境温度为25℃、土壤p H为7,预测土壤镉赋存率响应值为64.61%。模型准确可靠,能够真实准确地拟合实际情况,可为实际农田重金属污染提供参考。