王風(fēng)，王夢(mèng)露，許堃，董旭，虞娜，張玉龍，黨秀麗

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院，土壤肥料資源高效利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部東北耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽 110866）

生物炭施用對(duì)棕壤重金屬鎘賦存形態(tài)及油菜吸收鎘的影響

王風(fēng)，王夢(mèng)露，許堃，董旭，虞娜，張玉龍，黨秀麗*

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院，土壤肥料資源高效利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部東北耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽 110866）

以受鎘（Cd）單一污染的棕壤為供試土壤，分別添加不同用量（0、1%、3%和5%）的稻殼生物炭進(jìn)行土壤培養(yǎng)試驗(yàn)，通過測(cè)定不同形態(tài)重金屬Cd含量及土壤pH的變化，研究生物炭施用對(duì)棕壤中Cd賦存形態(tài)的影響；將培養(yǎng)后的土壤繼續(xù)進(jìn)行盆栽油菜的種植，測(cè)定不同時(shí)期油菜地上部及地下部的Cd含量，并計(jì)算其根富集系數(shù)及地上部轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，旨在探明生物炭的施用對(duì)油菜吸收Cd的影響。結(jié)果表明，隨生物炭施用量的增加，活性較強(qiáng)的交換態(tài)Cd的含量顯著降低，而活性較弱的有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)Cd的含量顯著增加（P＜0.05）；3%、5%的生物炭施用量提高了土壤pH，可交換態(tài)Cd與土壤pH存在極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），有機(jī)結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)Cd與土壤pH存在顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05）。與對(duì)照相比，不同生物炭施用量（1%、3%和5%）處理的油菜地上部Cd含量分別降低了18.86%、64.22%、68.40%，地下部Cd含量分別降低了11.03%、57.93%、60.62%；油菜全生育期根富集系數(shù)減小值在0.01～1.26范圍內(nèi)，地上部轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)減小值在0.22～0.32范圍內(nèi)，其中以生物炭施加量為5%的處理效果最佳。

生物炭；Cd；賦存形態(tài)；富集系數(shù)；轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)

隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的持續(xù)推進(jìn)，農(nóng)田重金屬累積和超標(biāo)等環(huán)境問題日益突出，重金屬污染問題已受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，特別是2013年湖南等地的“鎘大米”事件發(fā)生以來，對(duì)重金屬問題的重視更是提到了前所未有的高度。環(huán)保部2014年公布的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》結(jié)果顯示，與“七五”時(shí)期相比，土壤中重金屬的含量在全國(guó)范圍內(nèi)普遍增加，其中鎘（Cd）污染點(diǎn)位超標(biāo)率達(dá)7.0%[1-2]，給糧食安全和人體健康帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染在某些典型區(qū)域的表現(xiàn)程度已經(jīng)不適宜耕作，但從全國(guó)范圍來看，中度污染和輕度污染面積所占的比例較大。對(duì)于不能被棄耕或者改變農(nóng)作物種植屬性的耕地，如何做到“邊利用、邊修復(fù)”，通過調(diào)控土壤重金屬的賦存形態(tài)進(jìn)而阻控其由土壤向植物體遷移，已經(jīng)成為土壤學(xué)、環(huán)境學(xué)研究的熱點(diǎn)。

生物炭是生物質(zhì)在厭氧或缺氧條件下，經(jīng)高溫?zé)峤猱a(chǎn)生的一種固態(tài)物質(zhì)[3]，由于具有孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、陽離子交換量高等特性[4-5]，其作為一種新的土壤原位鈍化修復(fù)劑引起了諸多研究者的關(guān)注[6-8]。生物炭的施用效果與炭的來源和土壤性質(zhì)有關(guān)。蔣田雨等[9]將生物炭添加到紅壤中發(fā)現(xiàn)，生物炭的添加可以中和土壤酸度，提高土壤pH，并增強(qiáng)土壤吸附和固定Pb的能力。李建宏等[10]的研究表明，椰纖維生物炭添加到磚紅壤中有長(zhǎng)期吸附固定重金屬Pb的作用，同時(shí)可降低重金屬的移動(dòng)性和生物有效性。

棕壤是東北地區(qū)典型的地帶性土壤，由于受老工業(yè)基地“三廢”排放影響，重金屬Cd污染較為嚴(yán)重，而有關(guān)生物炭修復(fù)棕壤重金屬污染的研究報(bào)道并不多。本研究選用水稻稻殼為原材料制備生物炭，以受重金屬Cd污染的棕壤為研究對(duì)象，研究不同生物炭施用量條件下棕壤中重金屬Cd賦存形態(tài)的變化，并分析Cd賦存形態(tài)與pH之間的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上探討生物炭對(duì)Cd在油菜體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響，為生物炭修復(fù)重金屬Cd污染土壤提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試土壤采自沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)后山科研基地旱地0～20 cm表層棕壤，基本理化性質(zhì)如表1所示。

生物炭由水稻稻殼在缺氧條件下，經(jīng)500℃高溫裂解制備而成。供試生物炭過孔徑為0.15mm的尼龍篩后保存?zhèn)溆?。生物炭基本理化性質(zhì)如表2所示。

供試作物為油菜，品種為青縣鈺禾蔬菜育種中心研發(fā)的綠秀雜交油菜F1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 土壤培養(yǎng)試驗(yàn)

向試驗(yàn)土壤中加入一定量的Cd（NO3）2·4H2O，使Cd2+濃度達(dá)到5mg·kg-1，形成以Cd為單一污染源的污染土壤。調(diào)節(jié)污染后的土壤含水量，使其保持在田間持水量的60%，室溫下穩(wěn)定兩周后將生物炭以0 （CK）、1%（BC-1）、3%（BC-3）、5%（BC-5）的施加量（質(zhì)量比）與Cd污染土樣混合，每個(gè)處理3次重復(fù)。在室溫條件下進(jìn)行培養(yǎng)，調(diào)節(jié)土壤含水量使其保持在田間持水量的60%，每隔1 d用去離子水給土壤補(bǔ)充水分，培養(yǎng)30 d后進(jìn)行土壤樣品的采集。

表1 供試土壤的基本理化性質(zhì)Table 1 Physicaland chemicalpropertiesof the tested soils

表2 生物炭的基本理化性質(zhì)Table 2 Physicaland chemicalpropertiesof thebiochar

1.2.2 盆栽試驗(yàn)

將上述培養(yǎng)30 d后的土壤以每盆2.276 kg的用量裝入聚乙烯材料盆中（按照土壤容重1.3 g·cm-3計(jì)），并基施一定量的底肥（尿素1.064 1 g·kg-1，二銨0.96 g·kg-1，硫酸鉀0.817 4 g·kg-1），每個(gè)處理3次重復(fù)，調(diào)節(jié)土壤含水量使其保持在田間持水量的60%，每隔1 d用去離子水給土壤補(bǔ)充水分。土壤穩(wěn)定一周后進(jìn)行播種，每盆播種10粒，出苗后每盆保留5株生長(zhǎng)一致的幼苗。利用稱重法控制油菜生長(zhǎng)過程中土壤的含水量，并保持其他生長(zhǎng)條件一致。每隔10 d采集油菜地上部及地下部樣品，共采集5次。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 土壤培養(yǎng)試驗(yàn)

培養(yǎng)30 d后的土樣自然風(fēng)干，分別過孔徑為0.83mm和0.15mm的尼龍篩，保存?zhèn)溆?。土壤全鎘采用HCl-HNO3-HClO4體系消化；鎘賦存形態(tài)采用Tessier五步連續(xù)提取法[11]浸提，利用CCD Simultane ous ICP-OES測(cè)定Cd全量及各形態(tài)的Cd含量，其中殘?jiān)鼞B(tài)含量通過差減法求得。土壤pH值采用EUTECH pH510測(cè)定，水∶土比為2.5∶1。

1.3.2 盆栽試驗(yàn)

在油菜生長(zhǎng)的第10、20、30、40、50 d采集油菜樣品，用自來水和去離子水洗凈，將地上部和地下部分別裝入紙質(zhì)信封并編號(hào)，置于105℃烘箱內(nèi)殺青30 min，再調(diào)節(jié)溫度至65℃，烘至恒重。將烘干后的植物樣品粉碎保存?zhèn)溆?。植株地上部和地下部全Cd含量采用HNO3-HClO4體系消化、利用CCD Simultaneous ICP-OES測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

采用Excel2013軟件和Origin 8.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與圖表的繪制，利用SPSS 19.0進(jìn)行顯著性分析（Duncan）及Pearson相關(guān)性分析。

根富集系數(shù)=植物根內(nèi)的重金屬含量/土壤中重金屬含量

地上部轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)=地上部重金屬含量/地下部重金屬含量[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物炭施用對(duì)棕壤重金屬Cd賦存形態(tài)的影響

生物炭施用量對(duì)土壤重金屬Cd賦存形態(tài)的影響如圖1所示。與對(duì)照相比，向土壤中添加不同用量的生物炭時(shí)，土壤中交換態(tài)Cd和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd含量隨施用量的增加而逐漸降低，碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd含量則顯著增加（P＜0.05），但是不同生物炭施用量對(duì)碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd含量的影響差異并不顯著，有機(jī)結(jié)合態(tài)Cd和殘?jiān)鼞B(tài)Cd含量隨生物炭施用量的增加而增加。與未施用生物炭的處理相比，添加1%、3%、5%生物炭處理的交換態(tài)Cd含量分別降低了12.00%、27.81%和35.35%，碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd含量分別增加了1.86%、1.74%和1.41%，鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd含量分別降低了1.76%、4.91%和5.25%，有機(jī)結(jié)合態(tài)Cd含量分別增加了28.38%、44.86%和80.32%，殘?jiān)鼞B(tài)Cd含量分別增加了1.24倍、3.08倍和3.80倍。由此可知，生物炭的添加能夠促進(jìn)土壤Cd由活性較強(qiáng)的交換態(tài)向穩(wěn)定的有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化，而且這種促進(jìn)作用隨生物炭施用量的增加而增加。

2.2 生物炭施用對(duì)棕壤pH的影響

生物炭施用對(duì)棕壤pH的影響如圖2所示。添加1%、3%、5%生物炭處理的土壤pH分別為5.92、6.09 和6.16，與未添加生物炭的處理相比，pH值分別增加了0.01、0.18、0.25個(gè)單位，且1%的生物炭添加量未使土壤pH的變化達(dá)到顯著水平（P＞0.05），而3%、5%的生物炭施用量可以使土壤pH顯著提高。

2.3 棕壤重金屬Cd賦存形態(tài)與pH的相關(guān)性

圖1 生物炭施用對(duì)棕壤重金屬Cd賦存形態(tài)的影響Figure 1 Effectsofbiocharapplication on soilCd fractions

圖2 生物炭施用對(duì)棕壤pH的影響Figure 2 Effectsofbiocharapplication on brown soilpH

圖3 棕壤重金屬Cd賦存形態(tài)與pH的相關(guān)性Figure 3 Correlation between Cd fractionsand pH in brown soil

土壤中重金屬Cd的某種賦存形態(tài)與土壤pH之間存在一定的相關(guān)關(guān)系。由圖3可知，土壤中可交換態(tài)Cd含量與土壤pH呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），有機(jī)結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)Cd與土壤pH存在顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），而碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd含量與土壤pH無顯著相關(guān)關(guān)系。

2.4 生物炭施用對(duì)油菜地上部、地下部Cd含量的影響

如圖4所示，油菜地上部和地下部的Cd含量隨生物炭施用量的不同而產(chǎn)生顯著性差異，整體表現(xiàn)為Cd含量隨生物炭施用量的增加而減少，且生長(zhǎng)后期Cd的減量更顯著。在油菜生長(zhǎng)的前期，植物的根系處于發(fā)育不完整時(shí)期，從土壤中吸收的各類物質(zhì)都比較少，因而油菜地上部及地下部的Cd含量也較少，生長(zhǎng)第10 d時(shí)，1%、3%、5%處理的油菜地上部Cd含量分別為0.95、0.85、0.85mg·kg-1，與對(duì)照相比，分別降低了8.69%、18.60%、18.60%，地下部與對(duì)照相比分別降低了0.43%、4.62%、3.13%。隨著時(shí)間的推移，油菜植株逐漸發(fā)育，從土壤中吸收的Cd量逐漸增加，但施用生物炭處理植株Cd含量始終低于對(duì)照。生長(zhǎng)第20 d時(shí)，1%、3%、5%處理的油菜地上部及地下部Cd含量與對(duì)照相比明顯下降，地上部分別降低了14.23%、43.29%、60.59%，地下部分別降低了11.55%、35.35%、50.52%。直到成熟期，油菜植株發(fā)育完整，1%、3%、5%處理的油菜地上部和地下部Cd含量仍低于對(duì)照，第50 d時(shí)，地上部Cd含量下降百分比分別為18.86%、64.22%、68.40%，地下部下降百分比分別為11.03%、57.93%、60.62%。

圖4 生物炭施用對(duì)油菜地上部、地下部Cd含量的影響Figure4 Effectsofbiocharapplication on Cd contents in underground and aboveground ofbaby Bokchoi

通過對(duì)油菜根富集系數(shù)和地上部轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（表3、表4）的分析可知，同一時(shí)期油菜的根富集系數(shù)和地上部轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)隨生物炭施用量的增加均呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，其中根富集系數(shù)減幅在0.01～1.26范圍內(nèi)，地上部轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)減幅在0.22～0.32范圍內(nèi)。

3 討論

本文通過土壤培養(yǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，生物炭的添加使土壤重金屬Cd由交換態(tài)向鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化，從而降低重金屬Cd的生物有效性，且不同生物炭施用量對(duì)土壤重金屬Cd賦存形態(tài)的影響差異顯著（圖1）。曹瑩等[13]的研究結(jié)果與本試驗(yàn)相似，即生物炭的施用可以促使水溶態(tài)鎘向其他各形態(tài)鎘轉(zhuǎn)化，從而降低鎘的有效性。Houben等[14]的研究表明，生物炭在砂質(zhì)壤土中的施用可以通過直接吸附作用，或?qū)ν寥澜M分和性質(zhì)的間接改變，來影響重金屬在土壤中的賦存形態(tài)，進(jìn)而影響重金屬在土壤中的遷移及生物有效性。本研究發(fā)現(xiàn)，添加生物炭的三個(gè)處理之間碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd含量變化不顯著（P＜0.05），可能是由于生物炭與土壤的培養(yǎng)時(shí)間較短，土壤中碳酸鹽與鐵錳氧化物在短期內(nèi)相對(duì)較為穩(wěn)定[15]。進(jìn)入土壤中的重金屬通過溶解、沉淀、凝聚、絡(luò)合吸附等反應(yīng)，在土壤中形成不同的賦存形態(tài)，其中pH值是決定土壤重金屬賦存形態(tài)的關(guān)鍵因素[16]。Méndez等[17]研究結(jié)果表明，生物炭的添加使黏土土壤pH增加的同時(shí)改變了重金屬的賦存形態(tài)，且能夠有效削減土壤重金屬在植株中的累積能力及遷移能力。本文通過分析土壤重金屬Cd賦存形態(tài)與土壤pH的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，交換態(tài)Cd和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd含量與土壤pH存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，有機(jī)結(jié)合態(tài)Cd和殘?jiān)鼞B(tài)Cd含量與土壤pH存在顯著正相關(guān)關(guān)系（圖3）。本研究發(fā)現(xiàn)，較高用量的生物炭提高了土壤pH（圖2），可能是由于生物炭表面存在能與H+結(jié)合的有機(jī)酸根-COO-和-O-基團(tuán)，另外，生物炭中含有一定的灰分，施加到土壤中后會(huì)中和土壤的酸度，從而使土壤pH提高[18-20]。本研究使用的稻殼生物炭的灰分含量較高，對(duì)土壤pH的提高有一定的作用。土壤pH的提高會(huì)增加土壤膠體上的負(fù)電荷，促進(jìn)土壤對(duì)Cd的吸附，同時(shí)也會(huì)促進(jìn)CdCO3和Cd（OH）2沉淀的生成，使污染土壤中的Cd由活性較高的可交換態(tài)向活性較低的形態(tài)轉(zhuǎn)化[21-22]，以達(dá)到固定土壤中重金屬Cd的目的。

根系是植物吸收養(yǎng)分及各種元素的重要器官，也是有毒物質(zhì)進(jìn)入植株的最后一道屏障，重金屬Cd主要在蔬菜的根部富集[23]，因此植物對(duì)重金屬的積累能力取決于根系對(duì)重金屬的吸收能力[24]。土壤中不同形態(tài)的重金屬對(duì)植物具有不同的生物有效性和毒性：可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)是植物可以直接吸收的形態(tài)；鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)重金屬由于專性吸附或共沉淀存在于土壤中，成為植物的潛在可利用形態(tài)，一般情況下不易被植物吸收利用；有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)屬于植物的難利用態(tài)；殘?jiān)鼞B(tài)與土壤結(jié)合最牢固，生物活性最低[25]。本試驗(yàn)通過分析油菜各生長(zhǎng)時(shí)期、各部位Cd的積累量發(fā)現(xiàn)，各個(gè)時(shí)期植株地上部和地下部的Cd累積量隨生物炭施用量的增加而降低，與毛懿德等[26]、Park等[27]、王艷紅等[28]研究結(jié)果一致。這說明添加生物炭在一定程度上能夠通過改變土壤中Cd的賦存形態(tài)，尤其是土壤中可交換態(tài)Cd、殘?jiān)鼞B(tài)Cd的比例及作物根系中Cd的含量，從而阻控Cd在土壤-植物體系內(nèi)的遷移。

表3 生物炭施用對(duì)油菜根富集系數(shù)的影響Table 3 Effectsofbiocharapplication on rootbioaccumulation factorsofbaby Bokchoi

表4 生物炭對(duì)油菜地上部轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)的影響Table4 Effectsofbiocharapplication on translocation factorsofbaby Bokchoi

根富集系數(shù)和地上部轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)分別代表根從土壤中吸收重金屬的能力和重金屬由植物根部向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)的能力[29]，是評(píng)價(jià)植物吸收重金屬狀況的重要指標(biāo)之一，系數(shù)越大代表該種元素越容易遷移[30]。通過對(duì)本試驗(yàn)的根富集系數(shù)和地上部轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)的分析可知，隨生物炭施用量的增加油菜根部從土壤中吸收Cd的能力逐漸減弱，且Cd從根部向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)的遷移量也相應(yīng)降低（表3、表4），說明生物炭的添加可以通過改變土壤重金屬Cd的形態(tài)，有效控制土壤重金屬Cd在油菜根系中的積累及向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)的能力。本研究結(jié)果表明，施用3%、5%生物炭處理的油菜鮮樣中鎘的含量分別為0.17、0.14mg·kg-1，與我國(guó)食品安全標(biāo)準(zhǔn)中新鮮葉菜蔬菜鎘限量[31]（≤0.2mg·kg-1）相比，均未超標(biāo)。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，生物炭本身所含的大量元素及微量元素在土壤微生物及水分子的交互作用下會(huì)有一定程度的釋放，為土壤及作物補(bǔ)充一定的養(yǎng)分，改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤肥力，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，從而提高作物產(chǎn)量，對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展有一定的積極意義。但是目前多數(shù)研究者的研究周期較短，而且針對(duì)不同土壤類型和作物種類如何施用不同類型和用量的生物炭尚未統(tǒng)一。因此，還需在室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上開展大量的生物炭長(zhǎng)期田間試驗(yàn)研究。

4 結(jié)論

（1）生物炭的施用改變了土壤中Cd的形態(tài)分布，使活性較強(qiáng)的交換態(tài)Cd含量降低，而不易被植物吸收利用的有機(jī)結(jié)合態(tài)Cd和殘?jiān)鼞B(tài)Cd含量增加。

（2）較高用量的生物炭施用提高了土壤pH，且可交換態(tài)Cd含量與土壤pH存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），有機(jī)結(jié)合態(tài)Cd、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd及殘?jiān)鼞B(tài)Cd含量與土壤pH存在顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05）。

（3）生物炭施用降低了油菜根富集系數(shù)和地上部轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，有效阻控重金屬Cd進(jìn)入植株中，5%的生物炭施用量作用效果顯著。

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Effectsofbiochar application on cadm ium transformation in brown soiland uptakeby baby bokchoi

WANGFeng,WANGMeng-lu,XUKun,DONGXu,YUNa,ZHANGYu-long,DANGXiu-li*
（College of Land and Environment,Shenyang Agricultural University,National Engineering Laboratory for Efficient Utilization of Soil and Fertilizer Resources,Northeast Key Laboratory of Conservation and Improvement of Cultivated Land,Ministry of Agriculture,Shenyang 110866,China）

An incubation experimentwas conducted to investigate the effects ofbiochar derived from rice husk on cadmium（Cd）transformation in brown soil.Biocharwasapplied at four rates（0,1%,3%,and 5%m/m）to the soil.The effectofbiochar application on Cd uptake by baby bokchoiwas studied bymeasuring the Cd contentsunderground and aboveground ofbaby bokchoiplantsevery 10 days in a potexperiment.The bioaccumulation factor of Cd underground and the translocation factor of Cd from underground to aboveground were also calculated.Results showed that the contents of the exchangeable fraction of Cd significantly decreased and the organically bound fraction of Cd significantly increased,with the increase of biochar application（P＜0.05）.Compared with no biochar addition,3%and 5%biochar application increased the soil pH.Therewas negative correlation between soil pH and the exchangeable form of Cd（P＜0.01）.Therewas positive correlation between soil pH and the organically bound form of Cd,the Fe and Mn oxide bound forms of Cd,and the residual form of Cd（P＜0.05）.The Cd contents aboveground of the baby bokchoi plants for the 1%,3%,and 5%biochar application decreased 8.86%,64.22%, and 68.40%,respectively,compared with no biochar addition,and the Cd contents underground decreased 11.0%,57.9%,and 60.6%,respectively.The Cd bioaccumulation factor underground decreased 0.01～1.26 and the Cd translocation factor from underground to aboveground decreased 0.22～0.32.Thus,5%biocharapplication should be considered a suitable soilamendment for Cd.

biochar;Cd;transformation;bioaccumulation factor;translocation factor

X53

A

1672-2043（2017）05-0907-08

10.11654/jaes.2016-1599

2016-12-13

王風(fēng)（1990—），女，碩士研究生，主要從事土壤重金屬的生態(tài)修復(fù)研究。E-mail：ailang25@163.com

*通信作者：黨秀麗E-mail：dangxiuli@163.com

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41301530）；農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所開放基金項(xiàng)目；農(nóng)業(yè)部東北耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金

Project supported：The NationalNaturalScience Foundation ofChina（41301530）；The Key Laboratory ofAgro-EnvironmentalProtection Institute，Ministry of Agriculture；The Key LaboratoryofNortheastConservation and ImprovementofCultivated Land，Ministry ofAgriculture

王風(fēng)，王夢(mèng)露，許堃，等.生物炭施用對(duì)棕壤重金屬鎘賦存形態(tài)及油菜吸收鎘的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2017,36（5）：907-914.

WANG Feng,WANGMeng-lu,XU Kun,etal.Effectsof biochar application on cadmium transformation in brown soiland uptakeby baby bokchoi[J].Journal ofAgro-EnvironmentScience,2017,36（5）:907-914.