微碱性土壤施用烟杆生物炭与磷酸盐可降低小麦籽粒镉积累

      根据 2014 年调查公报显示,  全国土壤总的超标率为 16.1%,  其中镉（Cd）以 7.0%的点位超标率排在无机污染物的首位,  土壤污染问题不容乐观。情况更糟糕的是,调查表明土壤 ω（Cd）仍以每年0.004 mg·kg^-1 的速度递增, 如果这个趋势保持不变, 仅需 50a就可使土壤平均 Cd 含量翻倍。Cd 通过植物进入食物链引起健康风险。Chaney于 1980 年提出了有毒元素进入食物链的“土壤-植物屏障”, 即元素本身的溶解性、向地上部分转运特性和植物毒性. 与其他元素相比，土壤中 Cd 有较高的溶解性和可移动性，在植物中向地上部转运活性较高和较低的植物毒性,  使得 Cd 非常容易穿越”土壤-植物屏障” 积累在作物可食部分, 造成健康风险。
      由于 Cd 不是植物的必需营养元素, 植物并没有进化出专门吸收Cd 的机制, Cd 以搭“顺风车”的方法进入植物体内。近年来引起广泛关注的“Cd 大米”和“Cd 小麦”就是 Cd 超标导致的。与水稻籽粒 Cd 超标问题同样值得关注的是，小麦向地上部分转运 Cd 的能力比水稻更高, 造成籽粒 Cd 容易超标。小麦对北方人群 Cd 暴露贡献较高, 达到 11.8%以上。对于非吸烟人群来说, 超过 90%的 Cd都是通过食物链进入人体，因此降低作物可食部分的 Cd 含量对保障人体健康意义重大。
      通过污染土壤修复安全利用是保障我国粮食和卫生安全的重要手段。 钝化剂修复具有较高的可操作性在 Cd 污染土壤修复中应用较好。常用的修复剂主要有生物炭、含磷修复剂和黏土矿物等材料。生物炭可以改善土壤结构, 增加土壤养分和微生物多样性, 还可以吸附固定重金属, 是一种最有潜力的改良剂。磷酸盐可以促进 Cd 从活性较高的弱酸提取态向活性低的残渣态转变,  增加 Cd 的固定, 减少植物吸收。生物炭和磷酸盐修复土壤重金属污染已有报道, 然而, 生物炭和磷酸盐对中国北方微碱性 Cd 污染土壤修复研究较少, 仍需加大研究力度. 本文在已有研究的基础上通过盆栽试验, 选用较为经济的烟杆生物炭（tobacco  stem  biochar,  TSB）和磷酸氢二铵（diammonium  hydrogen phosphate,  DHP）为钝化剂， 分析不同钝化剂对土壤 pH,  土壤有效态 Cd 含量, 小麦生物量及 Cd 含量的影响, 通过筛选出治理效果较好的改良剂, 以期为我国北方 Cd 污染土壤安全利用提供技术依据。

 结论 
     (1)TSB 和 DHP 对微碱性土壤 pH 影响不大,  但是可降低土壤交换态和碳酸盐结合态 Cd 含量, 提高氧化物结合态和有机结合态 Cd 含量, 降低土壤 Cd 的生物有效性. 
     (2)TSB 和 DHP 均可降低小麦籽粒 Cd 含量, 两者配施可在保证小麦产量不受影响.