《表4 不同提取剂提取土壤中Cd含量及其与油菜地上部分富集Cd含量的相关性分析》

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《小麦秸秆生物质炭对碱性土壤中油菜生长和镉吸收的影响》

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注：同列不同字母表示差异显著（P<0.05）。

生物质炭对溶液中Cd具有较强的吸附能力（图2和表3），而且Cd在生物质炭上的吸附等温线非线性较强（n=0.351<1，表3），表明生物质炭在Cd吸附过程中表面吸附占主要作用。研究表明生物质炭可通过离子交换作用、配位作用、Cd-π等作用吸附溶液中的Cd[7，19-20]。但生物质炭添加到土壤后，可提高混合体系（S0-BC）对低浓度Cd的吸附能力，而降低对高浓度Cd的吸附能力（表3）。假设生物质炭和土壤混合后不发生相互作用，混合体系对Cd的吸附作用应该是土壤和生物质炭对Cd吸附作用的加和。由表3可以看出，当生物质炭与土壤不发生相互作用时，Cd在混合体系（S0+BC）上的分配系数（Kd）的预测值，在低浓度时（如0.1 mg·L-1）低于实测值，而在高浓度时（如10 mg·L-1）高于实测值，这可能是由于生物质炭与土壤混合后发生了相互作用，而且这种相互作用可促进生物质炭-土壤混合体系对低浓度Cd的吸附，但可抑制对高浓度Cd的吸附。预测土壤中Cd生物有效性的提取剂能够较好反映植物利用Cd的难易程度，也可在一定程度上反映根际溶液中Cd的可能浓度。结合表4，不同提取剂提取出的土壤中Cd的量均超过0.4 mg·L-1，而在该平衡浓度下，Cd在S0上的Kd值高于Cd在S0-BC上的Kd值，表明与未添加生物质炭的土壤相比，生物质炭-土壤体系中油菜吸收Cd的量降低，并不是由于生物质炭添加促进了土壤对Cd吸附能力。此外，由表2可以看出，生物质炭添加到Cd污染土壤中不同程度地降低了土壤的p H值。由于碳酸盐结合态对土壤p H值变化敏感，降低土壤p H可导致该部分重金属重新释放而被作物吸收[21]。因此，生物质炭降低碱性土壤中油菜吸收Cd的量并非通过提高土壤p H值和吸附能力实现的，这与文献中报道的生物质炭降低中性或酸性土壤中Cd有效性的作用机理不同[2，6]。