大米是许多国家的主食,地球上一半以上的人口都以大米为主食。尽管水稻农业生产活动对人类的生存和经济发展负有责任,但没有多余的土地可以种植水稻。水稻种植面临着被重金属污染的风险。在现代农业中,许多导致农产品和土壤受到污染的重金属已被列为致癌物,这成为引起人们关注的严重问题。重金属的修复对于健康和可持续的作物生产是必不可少的,但大多数过程漫长而昂贵。研究发现,施用生物炭可提高土壤肥力,增强养分保持力,增加养分吸收,从而提高作物产量。因此,本研究“镉和生物炭对水稻的影响及交互作用”着重于评估单独的镉和生物炭及其交互作用对水稻植物的生长、产量、养分吸收以及土壤特性的影响。并且研究了玉米秸秆生物炭的使用减缓这些影响的潜力。本研究的土壤样品取自吉林大学植物科学学院的实验田,在进行土壤处理前对土壤的一些物理和化学性质进行了测定。盆栽实验设计了4种浓度水平的镉(0mg,20mg,40mg和1000mg)以及六种浓度水平的生物炭(0吨/公顷、5吨/公顷、10吨/公顷、20吨/公顷、40吨/公顷、80吨/公顷)。移栽后一周监测株高等生长参数直到收割。收割后测定生物量、籽粒产量和植株养分浓度。收获后对剩余土壤进行分析。研究结论如下:1.仅添加生物炭的土壤中的植物通常在八周内记录到较高的植物高度,而掺有镉(无生物炭)的土壤中的植物高度最低。在一定范围内,水稻植株的高度随着生物炭含量的增加而增加,表明添加生物炭有利于增大水稻的株高。2.在相同镉污染土壤中添加生物炭使得水稻茎高增加380.98%,水稻植株叶片的重量和植株根重随着土壤镉含量的增加而降低,在土壤中添加生物炭有利于增加水稻植株叶片和根的重量。与添加生物炭的情况相比,在不同含量的镉加标土壤中(20、40、100mg/盆),水稻穗粒质量分别降低了67.7%、92.8%和92.5%。3.在镉污染土壤中添加生物炭增加了水稻的穗粒数、籽粒重量以及产量。土壤中镉含量为20mg/盆时,每盆产量分别增加121.60、90.16、115.32、107.63和141.39g;土壤中镉含量为40mg/盆时,每盆产量分别增加124.08、92.97、103.97、113.33和88.77g;土壤中镉含量为100mg/盆时,每盆产量分别增加了41.74、51.55、70.98、48.14和79.58g。4.在土壤含镉量分别为20、40和100mg/盆时,分别添加生物炭20、5和5吨/公顷,该条件下水稻植株对氮的吸收值最低,分别为66.45mg、8.62和47.80mg/盆,均高于没有生物炭改良剂时的吸收值。5.在镉含量为20、40和100mg/盆的土壤中分别添加40、80和20吨/公顷的生物炭,水稻籽粒中镉含量分别降低了10.62%、16.41%和33.16%。6.最后,在不添加镉污染的土壤中施用80吨/公顷生物炭时,总氮增加至1.85g/kg。与没有经过任何处理的土壤相比,差异为45.03%。与含20、40和100mg/盆镉的土壤相比,分别有50.27%,61.17%和50.02%的差异。