土壤重金属污染是一个严重的全球性问题,对农作物生产和人类健康造成了严重安全隐患。为了提供一种能够高效固定土壤重金属且具有肥力效应的成本较低的土壤修复剂,本研究选取玉米秸秆生物质、硅藻土、重过磷酸钙和尿素为原料,在不同热解温度（300℃、450℃和600℃）和混合比例（5:1:1:x和10:1:1:x）下制得3种单一生物炭（Bx）和6种新型的生物炭复合肥料（BCF）。通过小麦田间试验研究4种施肥量下(450 kg?ha^-1、900 kg?ha^-1、1800 kg?ha^-1和无施加处理（CK）),10种不同施肥处理（3种单一生物炭（Bx）、6种BCF和N-P-K化肥（FK））对农田土壤-小麦系统的重金属生物有效性及小麦生长发育的影响。研究了在施加不同肥料后土壤的p H、CEC和有机质等土壤理化性质的变化。并结合Boehm酸性官能团滴定法、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、傅里叶变换红外光谱分析仪（FTIR）和比表面积及孔隙度分析仪表征分析生物炭复合肥料的理化性质并对其钝化机理进行探索分析。研究结果如下:（1）生物炭材料的比表面积及总孔隙体积均随着热解温度的升高而显著增加,表面结构的破碎程度也随温度升高而逐渐增强,而表面的酸性官能团含量和平均孔径均显著降低。相比于单一生物炭,经硅藻土、重过磷酸钙等改性处理之后的BCF表面上出现了一些新官能团,如N-H、PO₄^3-、Si-O-Si和Si-H等官能团。经过改性处理之后,BCF的比表面积、总孔隙体积以及酸性官能团含量相比于同一热解温度制备的单一生物炭均显著增加,并呈现出更多的微孔结构。（2）通过小麦大田研究可知,在单一生物炭和生物炭复合肥料的改良下,农田土壤的基本理化性质得到了显著改善。单一生物炭（Bx）和生物炭复合肥料（BCF）都可以起到提高和改善土壤p H、CEC、SOM的作用。生物炭肥料对土壤基本理化性质的提升效果随着施加量增加和热解温度的升高而提高。当B600的施肥量为1800 kg·ha^-1时,该处理下的土壤p H和SOM含量具有最大的提升效果,相比于CK和FK组土壤p H分别提高了0.235和0.535个单位,土壤的SOM含量分别提高了23.01%和29.50%。当施肥量为1800 kg·ha^-1时,添加生物炭复合肥料B5PN600对土壤SOM含量也具有显著的提升的作用,相比于CK组和FK组土壤SOM含量分别提高了8.68%和14.42%。此外,B5PN600在1800 kg·ha^-1的施肥水平下对土壤CEC含量的提升效果最为显著,相比于CK组和FK组分别提高了14.59%和14.61%。（3）Bx和BCF都可以有效的降低农田土壤中Cd、Zn、Pb有效态的占比。在450kg·ha^-1～1800 kg·ha^-1的施肥条件下,B5PNx系列生物炭复合肥料对土壤Cd、Zn、Pb均具有最显著的钝化效果,且其钝化重金属的效果随着施肥量的增加和自身热解温度的升高而不断提高。在1800 kg·ha^-1的施肥条件下,经B5PN600处理的土壤Cd、Zn、Pb有效态占比最低,分别显著低于CK组和FK组的16.16%和16.24%、9.13%和9.47%以及11.24%和11.66%。（4）通过小麦大田研究可知,单一生物炭（Bx）和生物炭复合肥料（BCF）作为外源营养源,提供了小麦生长所需的Si、P、N等外源营养物质,促进了小麦的生长发育,显著提高了小麦产量。在所有施肥处理中,B5PNx系列的生物炭复合肥料对小麦的生长促进效果最为显著,其促进效果随着热解温度和施加量的增长而不断提高。当B5PN600的施加量为1800 kg·ha^-1时,该处理下的小麦籽粒重、小麦千粒重及生物量均为最大值,相比于CK组和FK组分别增加了38.11%和16.22%、10.96%和6.38%、32.52%和24.58%。（5）施加BCF和单一生物炭均显著降低了小麦各组织重金属的含量（p<0.05）,在各处理中以B5PNx系列的钝化效果最为显著,其降低小麦各组织富集重金属的能力也表现出随着施加量的增加而提升的趋势。与CK组相比,当B5PNx系列生物炭复合肥料的施肥量为1800 kg·ha^-1时,该处理下的小麦根部Cd、Zn、Pb含量分别显著降低了43.19%、22.03%和48.63%,该处理下的小麦籽壳Cd、Zn、Pb含量分别显著降低了24.30%、36.59%和14.01%,并且该处理下的小麦籽粒含量分别显著降低了26.58%、18.10%和34.27%。与FK组相比,当B5PNx系列生物炭复合肥料的施肥量为1800 kg·ha^-1时,该处理下的小麦根部Cd、Zn、Pb含量分别显著降低了32.21%、18.44%和33.63%,该处理下的小麦籽壳Cd、Zn、Pb含量分别显著降低了17.50%、32.22%和13.79%,并且该处理下的小麦籽粒含量分别显著降低了26.52%、15.26%和31.08%。同时,Bx和BCF也显著降低小麦各部位的重金属生物富集系数,在各处理中仍以B5PNx系列的钝化效果最为显著。当施肥量为1800 kg·ha^-1时,经B5PN600处理的小麦根部、籽壳和籽粒的重金属富集系数均为各组间的最低值。小麦根部Cd、Zn、Pb的生物富集系数相对于CK组和FK组分别降低了37.46%和35.84%、29.58%和33.00%以及21.91%和26.14%。小麦籽壳Cd、Zn、Pb的生物富集系数相对于CK组和FK组分别降低了25.70%和24.49%、45.37%和46.72%以及18.85%和20.87%。小麦籽粒Cd、Zn、Pb的生物富集系数相对于CK组和FK组分别降低了25.62%和20.11%、25.87%和28.59%以及35.98%和37.70%。可见,BCF可以通过降低农田土壤Cd、Zn、Pb的生物有效性和迁移性,进而降低小麦根部对重金属的吸收和小麦可食部位重金属积累的风险。本研究表明,B5PN600在1800 kg·ha^-1施加量下对土壤的改良效果、小麦生长的促进作用和小麦各部位的重金属含量与生物富集系数的抑制更加有效,是一种能够高效固定土壤重金属且具有肥力效应的成本较低的土壤修复剂。