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重金属进入土壤会破坏土壤生态结构,妨碍土壤可持续发展,影响人类健康安全。基于此,本文以江西省铜业公司城门山铜矿区污染土壤为修复对象,选用香根草(Vetiveria zizanioides(L.)Nash,Vetiver grass)作为植物修复材料,向污染土壤施加生物质炭,通过室内盆栽试验,设置7个处理,分别为SG(香根草+未污染土壤,对照处理)、SG+C4(香根草+未污染土壤+添加4%生物质炭)、KG(香根草+矿区土壤)、KG+C1(香根草+矿区土壤+添加1%生物质炭)、KG+C2(香根草+矿区土壤+添加2%生物质炭)、KG+C4(香根草+矿区土壤+添加4%生物质炭)、KG+C10(香根草+矿区土壤+添加10%生物质炭),每个处理设4个重复。通过室内分析,研究施用不同剂量生物质炭对土壤中铜(Cu)、镉(Cd)、铅(Pb)三种重金属含量与形态、香根草叶片及根部重金属含量、土壤理化性质、土壤微生物活性、香根草生理生化指标及生物量的影响,分析生物质炭辅助香根草对铜矿区重金属Cu、Cd、Pb复合污染土壤的修复效果,以期为重金属复合污染土壤修复提供理论依据。主要研究结果如下:(1)处理KG+C1、KG+C4和KG+C10的Cu含量显著减少了18.73%、9.35%和21.44%,处理KG+C1和KG+C2的Cd含量显著减少了9.68%和24.51%。总的来说,与处理KG相比,处理KG+C10的土壤水溶态、弱酸态、可还原态Cu含量显著减少,可氧化态、残渣态Cu含量显著增加,处理KG+C2的土壤残渣态Cu含量最高。处理KG+C4和KG+C10的土壤弱酸态、可还原态、可氧化态Cd的含量均显著增加,而残渣态Cd的含量分别显著减少了51.11%和61.88%。处理KG+C10的土壤水溶态Pb含量显著减少了69.01%,其他形态均无显著性差异。(2)各处理香根草不同部位重金属分布为:根部﹥叶片。处理KG+C2、KG+C4和KG+C10的香根草根部Cu含量分别比处理KG显著减少了19.48%、45.94%和64.95%,即生物质炭含量越高,香根草根部吸收的Cu含量越少。处理KG+C1和KG+C2的香根草根部Cd含量分别是处理KG的2.37和2.33倍。添加生物质炭对香根草根部Pb含量无显著影响,处理KG+C1、KG+C2、KG+C4和KG+C10的香根草叶片Pb含量比对照处理SG显著减少了58.41%、59.92%、67.00%和74.68%。(3)生物质炭含量越高,土壤pH越大,Eh越小。处理KG+C4和KG+C10的土壤pH比处理KG显著增加了1.03和2.45个单位,与处理KG相比,处理KG+C1、处理KG+C2和处理KG+C4的土壤Eh分别显著增加了4.07%、8.60%和2.71%,而处理KG+C10显著降低了12.62%。(4)处理KG+C4的土壤微生物活性高于其他处理。矿区处理的土壤微生物基础呼吸强度表现为:KG+C10﹥KG+C4﹥KG+C2﹥KG+C1。根据土壤重金属与酶活性回归分析发现,重金属Cu抑制蔗糖酶活性(p<0.05),处理KG+C4的土壤脲酶活性以及处理KG+C1、KG+C2和KG+C4的土壤蔗糖酶活性显著高于处理KG。(5)处理KG+C2的香根草生长状况最佳。生物质炭含量越高,矿区处理的香根草叶片丙二醛(MDA)含量越多,处理KG+C10的香根草叶片MDA含量是对照处理的4.53倍。根据香根草叶片重金属含量与香根草生理生化指标回归分析发现,重金属Cd抑制可溶性蛋白含量(p<0.01),而Pb促进可溶性蛋白含量(p<0.01)。试验期间,处理SG+C4、KG+C2、KG+C4和KG+C10的香根草叶片可溶性蛋白含量显著提高,分别是对照处理SG的3.41、4.21、3.57和3.69倍。与对照处理SG相比,添加生物质炭显著增加了香根草叶片的SOD活性,而对POD活性无显著影响。