在耕地面积日益减少、重金属污染不断加剧的今天，重金属污染土壤修复与治理研究显得尤为重要。国内外对此进行了大量研究，取得系列成果，但现有研究多限于轻中度污染土壤的修复与治理，忽视了重度污染土壤的修复研究。有专家提出，在重度污染地区应实行弃耕休耕;但也有人提出反对意见，认为在人多地少的我国实行弃耕休耕并不可行。在现实生产中，因缺乏适耕地，人们也不得不在重度重金属污染耕地上继续从事农业生产，这对我国粮食安全和社会稳定带来极大威胁。本研究在明确酒糟生物炭理化性质与吸附性能的基础之上，通过盆栽实验研究了酒糟生物炭对重度重金属复合污染土壤理化性质、土壤酶活性、细菌多样性、土壤重金属赋存形态等方面的影响，分析了酒糟生物炭输入对重度重金属复合污染下水稻生理、生化特性，以及水稻吸收、转运和积累土壤重金属的影响，并分析了水稻成熟期土壤理化性质、土壤酶活性、细菌多样性与土壤可交换态重金属含量，以及成熟期土壤可交换态重金属与糙米重金属含量间的相关性，以期揭示酒糟生物炭修复重度重金属复合污染土壤的机理，为利用酒糟生物炭修复重度重金属复合污染土壤提供理论依据。通过研究，获得以下研究结果：　　1、酒糟生物炭制备与吸附性能研究　　热解温度对酒糟生物炭理化性质影响较大。随着热解温度升高，酒糟生物炭产率不断下降，灰分含量以及pH值不断增加。当热解温度为600℃时，酒糟生物炭具有最大的比表面积、微孔体积和总孔体积，酒糟生物炭表面具有大量酚羟基、醇羟基等基团。当热解温度达到700℃时，酒糟生物炭表面部分微孔已破碎，比表面积、微孔体积等有所降低，生物炭表面酚羟基、醇羟基等基团有所减少。　　通过吸附实验，构建了酒糟生物炭对重金属pb2+的吸附模型。实验结果显示:(1)溶液初始pH值在3-6时，酒糟生物炭对pb2+的吸附量随pH值增加而增加;尤其是在pH值5-6范围内时，500℃、600℃、700℃温度下制备的酒糟生物炭(C500、C600、C600)对pb2+的吸附量增加显著。当溶液初始pH超过6时，300℃、400℃温度下制备的酒糟生物炭(C300、C400)吸附量趋于稳定，C500、C600吸附量显著下降。(2)等温吸附实验表明，酒糟生物炭对pb2+的吸附为多层吸附，Freundich模型比Langmuir模型能更好地描述其等温吸附行为，并可以通过提高溶液pb2+初始浓度来提高酒糟生物炭的平衡吸附量。(3)吸附动力学实验结果显示，酒糟生物炭对重金属pb2+的吸附速度较快，C500、C600、C700对pb2+吸附平衡时间仅需30min，C300、C400也只需要60min。(4)利用Lagergren动力学方程对酒糟生物炭吸附实验结果进行拟合，研究发现准二级动力学方程可以更好地反应酒糟生物炭对pb2+的吸附过程。　　2、酒糟生物炭对重度重金属复合污染土壤理化性质的影响　　(1)施用酒糟生物炭可提高土壤水分含量、pH值、电导率、CEC等;且土壤水分含量、pH值、电导率、CEC等随酒糟生物炭施用量增加而增加。但在水稻不同生育期，各处理含水量、pH值、电导率、CEC等差异较大。(2)酒糟生物炭可有效提高土壤速效养分含量，且土壤速效磷、速效钾含量随酒糟生物炭施用量增加而增加，但施用2％酒糟生物炭对土壤碱解氮的促进作用在水稻生育中后期不及施用1％酒糟生物炭。　　3、酒糟生物炭对重度重金属复合土壤细菌多样性及土壤酶活性的影响　　(1)适量施用酒糟生物炭可提高供试土壤细菌群落数。施用1％酒糟生物炭处理土壤细菌群落数最高，在水稻整个生育期共含有42547个OTU，施用0.5％酒糟生物炭处理土壤次之，施用2％酒糟生物炭处理土壤细菌群落数最低。(2)适量酒糟生物炭(1％)可有效提高供试土壤细菌门类数和丰度，过量(2％)施用则会降低土壤细菌门、纲、目数量，但会增加细菌科、属数量;但在水稻不同生育期，各处理土壤细菌门、纲、目、科、属数量以及细菌丰度差异较大。(3)在水稻全生育期中，施用1％酒糟生物炭处理土壤细菌ACE指数、Chao1指数、Shannon指数、Simpson指数平均值均高于对照处理;施用0.5％、2％酒糟生物炭处理均低于对照，尤其是施用2％酒糟生物炭处理与对照处理差异明显。(4)酒糟生物炭可提高土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶以及蛋白酶活性，但2％酒糟生物炭对土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、蛋白酶活性的促进作用低于1％酒糟生物炭，且在水稻不同生育期，各施用酒糟生物炭处理间土壤酶活性差异较大。　　4、酒糟生物炭对供试土壤重金属赋存形态的影响　　(1)酒糟生物炭可明显降低供试土壤可交换态重金属含量，促进可还原态铬、镍、铜、锌、砷、汞、铅以及氧化态铬、镍、砷、铅向残渣态转化;并且，随着酒糟生物炭施用量增加，供试土壤可交换态重金属含量逐渐降低、残渣态含量逐渐增加;但当酒糟生物炭施用量超过1％时，酒糟生物炭对供试土壤重金属赋存形态的影响作用明显减弱。(2)相关性分析得知，成熟期土壤容重与土壤可交换态重金属含量成正相关，土壤水分含量、有机质含量、pH值、电导率、CEC与土壤可交换态重金属含量成负相关;过氧化氢酶与可交换态锌、汞含量成正相关，与可交换态铬、镍、铜、镉、砷、铅含量均成负相关;土壤脲酶、蔗糖酶以及蛋白酶活性与可交换态重金属含量负相关;可交换态铬、镍、铜、镉、砷、铅含量与ACE指数、Chao1指数、Shannon以及Simpson指数成正相关;可交换态锌、汞含量与ACE指数、Chao1指数成正相关，但与Shannon以及Simpson指数呈负相关。根据相关性分级标准（当r值介于0.5-1.0时为强相关），成熟期土壤理化性质与土壤可交换态重金属含量成强相关;土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶与土壤可交换态重金属含量间相关性为强相关;可交换态铬、铅与ACE、Chao1指数为强相关。　　5、酒糟生物炭对水稻生理生化及重金属积累的影响　　(1)酒糟生物炭可提高水稻根系活力，提高水稻生物量与产量，但在水稻不同生育期差异较大。高酒糟生物炭施用量(2％)在水稻生育前期作用明显，在水稻生育后期则低于施用1％酒糟生物炭。酒糟生物炭对水稻产量影响显示，施用2％酒糟生物炭处理水稻产量、穗长、每穗粒数、有效穗数、结实率以及千粒质量虽然高于对照，但低于施用1％酒糟生物炭处理。(2)施用酒糟生物炭可促进水稻叶片光合作用，提高叶片光合有效辐射(PAR)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)等光合参数，但2％酒糟生物炭对水稻叶片光合参数的促进作用不及1％酒糟生物炭。(3)施用酒糟生物炭可以提高水稻叶片荧光参数Fv/Fm、光化学猝灭参数(qP)、非光化学猝灭参数(qN)以及相对光合电子传递速率(ETR)，并降低叶片初始荧光(F0)，但施用2％酒糟生物炭处理植株叶片荧光参数的作用不及1％酒糟生物炭。(4)施用酒糟生物炭可降低水稻叶片SOD、POD、CAT、MDA以及Pro含量，但2％酒糟生物炭对土壤逆境胁迫的缓解作用不及1％酒糟生物炭。(5)对水稻各部位重金属含量分析得知，施用酒糟生物炭整体上可降低水稻根、茎、叶以及糙米中铬、镍、铜、锌、砷、镉、汞、铅含量，减少水稻根系重金属向地上部位迁移，降低水稻对土壤重金属的富集系数，但所得糙米中重金属镉、汞、铬含量仍超过《食品安全国家标准》(GB2762-2012)中的相关限值，仍为污染糙米。(6)土壤可交换态重金属与糙米重金属含量相关性分析得知，糙米中铬、镍、铜、锌、汞、镉、铅等重金属与土壤可交换态铬、镍、铜、锌、汞、镉、铅含量呈正相关关系，尤其是重金属镍、铜、汞、镉的相关系数r达0.9以上。　　综上所述，适宜热解温度利于酒糟生物炭微孔结构形成，并提高酒糟生物炭对 pb2+的吸附量。向重度重金属复合污染土壤中施用适量酒糟生物炭，可有效改善土壤理化性质，提高土壤酶活性，增加土壤细菌多样性，促进供试土壤可交换态重金属向残渣态转化，缓解土壤重金属对水稻的胁迫作用，降低糙米重金属含量。但是，单施酒糟生物炭所得糙米中重金属镉、汞、铬含量仍超过《食品安全国家标准》(GB2762-2012)中的相关限值。由此表明，施用酒糟生物炭可降低重度污染土壤重金属活性，降低农产品重金属富集量，但应适量施用，且最好与其它修复措施配合使用，从而进一步提高修复效果，实现农产品的安全生产。