伴随我国工业化和城市化进程不断加快,重金属已成为农业土壤的主要污染源之一。重金属在蔬菜中累积,严重影响我国设施蔬菜的品质以及安全性。为此,本论文通过胱胺对生物炭表面改性,提高对重金属镉的特异吸附能力,并以‘富兰德里’生菜为试验材料,研究了改性生物炭缓解镉胁迫的可能机制,以期为重金属污染设施土壤的蔬菜安全种植提供理论指导。主要研究结果如下:1.对来自山东8个设施蔬菜产区的表层土壤进行测定发现,除铅以外,镉、镍、铬、砷、铜的含量均高于背景值,其中镉的平均含量是土壤背景值的2.78倍,深层土的重金属含量低于表层土;通过内梅罗综合指数和潜在生态风险指数对重金属污染情况进行评估,2个产区样品属于清洁土壤,2个产区达到警戒水平,4个产区属于轻度污染土壤;在镉、镍、铬、砷、铜、铅中,镉的环境生态风险贡献最大,占总生态风险的53.7%。2.胱胺改性生物炭C_0.75对镉的吸附性能最好,属于单分子层吸附,生物炭表面存在饱和吸附位点;改性生物炭通过表面多亲和位点的离子交换、静电作用以及配位作用吸附镉离子;胱胺改性生物炭提高了对镉选择性及吸附量(48.87 mg.g^-1),富集因子为7.0;胱胺改性生物炭具备良好的化学（pH值和离子强度）和物理（温度）稳定性。3.改性生物炭可以缓解镉毒害,促进生菜生长,地上和地下部分鲜重较镉胁迫生菜分别提高了40.54%⁴4.95%和37.54%⁴7.44%,根系长度、直径、表面积、总体积及根尖数增加;添加改性生物炭的生菜光合色素含量增加,光合作用增强,叶绿素a含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率分别比镉胁迫生菜提高39.31⁹1.02%、14.09³7.93%、13.69³4.77%和13.69³4.77%;添加改性生物炭显著降低生菜体内的丙二醛和过氧化氢含量,以根系降低最显著,分别达55.28%和56.52%,显著提高了生菜地上和地下部分抗氧化系统活性,SOD、POD和CAT活性分别提高73.83%和99.39%、64.37%和70.42%、86.30%和71.52%;添加改性生物炭可以促进生菜体内抗坏血酸-谷胱甘肽循环,叶片和根系谷胱甘肽还原酶活性分别提高67.17%和70.42%,还原性谷胱甘肽和半胱氨酸含量分别是镉胁迫生菜的1.30和13.85倍。4.胱胺改性生物炭能够将土壤中弱酸提取态和可还原态镉转化为残渣态镉,从而显著降低有效镉含量及生物可利用性;原始生物炭主要通过提高土壤pH值降低土壤有效镉含量,而改性生物炭则主要通过提高土壤阳离子交换量降低土壤有效镉含量;改性生物炭降低生菜根系对镉的吸收速率,并抑制镉从根系向叶片转移。5.添加原始生物炭、改性生物炭均可以提高镉污染土壤的微生物多样性,以改性生物炭效果更显著;添加改性生物炭使镉污染土壤微生物的Shannon指数、Chao1指数和ACE指数分别提高12.81%、14.48%和17.15%;添加改性生物炭;可显著提高镉污染土壤中硝化螺旋菌门（Nitropirae）-硝化螺旋菌纲（Nitrospira）-硝化螺旋菌目（Nitrospirates）-硝化螺旋菌科（Nitrospiraceae）-硝化螺旋菌属（Nitrospiraceae）丰度,但降低植物病原菌小球腔菌属（Leptosphaeria）的相对丰度。