污水灌溉、化肥使用、废弃物处理等人类活动造成的土壤Cd污染已备受公众关注,如何治理和修复土壤Cd污染也是目前亟待解决的难题,而探明Cd在不同类型土壤-植物-动物的分布迁移规律及其影响因素是土壤Cd污染防治的基础。因此本论文分别以土柱实验和盆栽实验研究Cd的分布迁移:土柱实验以受Cd污染的河南潮土作为0-20 cm 土层,分别以未受污染的北京潮土、江西红壤和黑龙江黑土作为20-50 cm 土层构建土柱,研究不同类型土壤的MS-3系统(土壤-蚯蚓-小麦系统)中小麦和蚯蚓的生长状况、Cd的分布迁移规律及其影响因素等;盆栽实验主要研究外源施加生物炭对Cd污染土壤中两品种菜心生长、吸收Cd以及土壤理化特性等的影响。主要研究结果如下:(一)Cd在MS-3系统中的分布、迁移及其影响因素研究“河南潮土+北京潮土”土柱中种植的小麦地上部及地下部鲜重、干重均大于其它两种类型土柱中的小麦;各处理组蚯蚓的存活率和均体重均无显著性差异,但蚯蚓在种植小麦的土柱中主要分布在0-5 cm 土层,而在未种植小麦的土柱中主要分布在5-15 cm 土层中。添加蚯蚓可一定程度上减少小麦体内的Cd含量,北京潮土、江西红壤和黑龙江黑土三种土柱中有蚯蚓的处理组的小麦地上部Cd含量分别比无蚯蚓组的小麦减少了 4.22%,10.32%,5.88%,地下部Cd含量则分别减少了 13.48%,17.82%,15.49%;种植小麦也可减少蚯蚓组织中的Cd含量,三种类型土柱中种植小麦的处理组的蚯蚓体内Cd含量分别比未种植小麦处理组的蚯蚓减少了 10.53%,43.06%,54.48%。三种类型土柱0-20 cm层中的Cd含量均显著低于其实验前的总Cd含量,且20-50 cm 土层中的Cd含量均显著大于其实验前的对应背景值,说明上层污染土壤河南潮土中的Cd可往下层进行迁移,其迁移程度与土壤类型及动植物的作用有关。在不同动植物作用下,同一类型土柱0-5cm 土层土壤中的Cd含量各处理组间的大小顺序为:蚯蚓+小麦<小麦<蚯蚓<对照组;在种植小麦的实验组中,三种类型土柱20-50 cm 土层土壤中Cd含量的排列顺序为:黑龙江黑土<江西红壤<北京潮土。在0-20 cm 土层中,土壤水分随土柱深度的增加呈增加趋势,当土层深度为10-20cm,所测得的水分最高;在20-50cm 土层中,添加了蚯蚓和小麦的实验组的三种类型土柱含水量均表现为北京潮土高于江西红壤和黑龙江黑土;0-20cm层的河南潮土显著提高了三种类型土柱20-50 cm 土层土壤的pH,使北京潮土、江西红壤和黑龙江黑土实验后的土壤pH与实验前的对应背景值8.48、5.76和 7.96 相比增加了 0-2.59%、0-27.95%和 0-1.13%。(二)皇竹草生物炭对MS-3系统中Cd分布迁移的影响施加生物炭对蚯蚓的存活率和体重无明显影响,但可改变蚯蚓在各土层中的分布、增加其组织中的Cd含量,与未施加生物炭的相比,0-5 cm 土层中蚯蚓的条数增加了 19.36%,而5-15 cm 土层中的蚯蚓条数减少了 63.76%,蚯蚓组织中的Cd含量增加了 44.47%。施加生物炭对小麦地上部干重无明显影响,显著降低了其地下部干重达23.64%,对小麦地下部Cd含量无显著影响,但显著降低了小麦地上部Cd含量达 42.37%。施加生物炭可显著提高各土层土壤的pH和含水量,对0-20cm 土层中的总Cd含量无明显影响,但对Ca-Cd含量具有显著性差异。(三)皇竹草生物炭缓解菜地土壤Cd污染的效应研究施加皇竹草生物炭后可显著提高土壤pH和土壤水分含量,增加土壤有机质含量和土壤养分含量,三个施加了生物炭的处理组的土壤有机质含量分别比对照组提高了 27.99%、11.06%和15.19%,但对土壤水解性酸、盐基总量和CEC的影响不明显。施加皇竹草生物炭或种植菜心均可明显提高土壤中的细菌数量和放线菌数量,但对土壤中的真菌数量无明显影响;施加生物炭可一定程度上降低土壤蔗糖酶和中性磷酸酶的活性,提高土壤中的脲酶活性,如施加生物炭后种植特青迟心4号菜心,其土壤脲酶活性提高了 27.47%,相较于对照则提高了 197.44%。施加皇竹草生物炭可促进两品种菜心的生长,其株高、根长和地上部生物量均显著增加,其中碧绿粗苔和特青迟心4号菜心的株高与对照相比分别增加了48.19%和40.55%,地上部鲜重分别增加了 133.59%和139.45%。施加皇竹草生物炭后,两品种菜心地上部和地下部的Cd含量均显著降低,土壤中的Ca-Cd含量也显著降低,说明皇竹草生物炭可钝化土壤中Cd的活性,降低土壤中的可交换态Cd含量,从而减少菜心吸收积累Cd,缓解土壤Cd污染对菜心的毒害作用。综上,本研究结果表明:上层土壤中的Cd可迁移到下层土壤中,其迁移情况与动植物的活动有关;生物炭可通过改变土壤理化特性、土壤Cd的有效性、以及蚯蚓的活动范围等来影响Cd的分布与迁移,进而降低植物地上部对土壤Cd的吸收。