除了以上最基本的前提条件外，生物炭应用于植物修复还考虑到以下几点。一、强吸附性。这主要是指生物炭的物理特性。在日常生活中，我们都有在家中或冰箱里放置活性炭吸收异味的经历。类似的，生物炭由于特殊的孔隙结构，使其具有很高的比表面积，加上生物炭自身存在丰富的负电荷，就能在土壤中凭借高于其他区域的电位对土壤重金属进行物理吸附。这样一来，分散在土壤中的重金属离子，经过生物炭的初步吸附处理，形成了区域间的相对稀释或金属固定效果。二、离子交换。生物炭中除了主要的碳元素外，还有氧、硫、氮等元素。在土壤复杂环境下，这些有机元素转化为羰基、巯基等活性官能团，与重金属阳离子进行交换。三、土壤酸碱度的调控和微生物环境的营造。存在重金属污染的土壤往往会发生pH的变化，生物炭可以对土壤酸碱度进行部分修正，间接扩大了植物对土壤pH的接受范围，并且为微生物群落在重金属污染土壤中开辟了生存空间。

生物炭所具有的物理化学性质使它可以作为污染土壤的一种化学钝化剂，通过吸附、沉淀、络合、离子交换等一系列反应，使污染物向稳定化形态转化，以降低污染物的可迁移性和生物可利用性，从而达到污染土壤原位修复的目的[18]。就目前的研究来看，生物炭在协助植物对土壤污染物清除方面确有成效，但是在土壤整个的修复过程中，生物炭内部和土壤中具体的物理化学变化无法实时监测，整个污染物降害机制、迁移过程也就无法揭示。希望生物炭在植物修复方面的应用研究能在完成相关的理论基础后，更加具有针对性和实用性。

1.5本研究的意义

当前我国重金属污染形式，已经严重威胁到了生态大环境、粮食安全性、国民生命财产安全等诸多民生大计。而传统的物理、治理方法，受治理效果、投入成本、技术短板、治理范围等因素的制约，不能满足污染治理的需求。植物修复因其环境友好、成本低廉、大范围治理的可行性给当前的环境污染困局带去转机。

在植物选择方面，一是要考虑符合植物修复技术的基本要求，二是要考虑植物的生态安全，不能因治理需求而破坏我国的植物生态平衡。三是所选用植物在我国有广阔的生存空间。在以上基本考量条件下，本研究决定采用桑树来进行实验。我国不仅有着悠久的种桑历史，桑树分布范围更是广阔。而且作为传统经济作物，现在的桑树资源更是实现了多元利用。首先，桑叶可直接作为蚕业养殖的饲料，二是桑葚可以食用也能进行产品深加工，桑根还可以入药，三是桑树凭借发达的根，在水土保持方面有应用价值。所以选择桑树进行研究还有出于桑树有多方面经济效益层面的考虑。如果能在修复土壤污染的同时，桑树的一些经济效益得到保留，那将会是生态环境与经济收益的双赢局面。

本实验在土壤改良剂方面，由于生物炭来源丰富、制作工艺成熟、成本低廉、环保友好而且已有相关研究基础，决定采用生物炭作为土壤改良剂。

目前，有关生物炭与桑树协同修复土壤重金属的研究还很少。本实验希望通过盆栽实验，在模拟正常土壤与土壤铅污染胁迫两种情况下，对“鲜果一号”桑品种在有无生物炭协助下的生长及铅积累情况进行研究。希望能为未来有关桑树、生物炭在植物修复应用领域的深入研究提供参考。

第二章 材料与方法

2.1实验材料

“鲜果一号”，以草桑为砧木嫁接成苗

2.2实验器材

仪器：可见分光光度计、紫外分光光度计、原子吸收分光光度计、电热恒温鼓风干燥箱、电热恒温水浴锅、台式低速离心机、漩涡混匀器、电子精密天平、手持式叶绿素荧光测量仪、光合仪、根系分析仪、叶面积仪微波消解仪器具：分样筛、研钵、移液枪、25ml棕色容量瓶、漏斗、皮尺、手术剪、打孔器、比色皿耗材：塑料花盆、托盘、10mL塑料离心管、EP管、塑封带、滤纸试剂：见具体实验步骤