土壤重金属污染已在世界范围内被视为最难治理的环境问题之一。其中,砷(As)和铅(Pb)是我国土壤污染中较为普遍的两种(类)重金属元素。近几十年来,我国农业和畜牧业得到快速发展,每年产生大量的农业和畜牧业有机废弃物。这些废弃物如若处置不当,必然会产生一系列生态环境以及食品安全方面的问题。通过高温热解的方式将农林废弃物制成生物质炭,不仅可以实现废弃物资源化利用,还可降低其对环境的潜在危害。生物质炭作为一种环境友好型的土壤改良剂,因其具有丰富的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的官能团,可吸附固定土壤中的重金属,降低其生物有效性和生态毒性,从而提高土壤质量。然而,由于原始生物质炭自身性质制约,影响了其实际修复效果。通过负载铁氧化物、针铁矿等铁基材料制成的铁改性生物质炭可提高生物质炭的修复效果。因此,本研究选用典型园林废弃物法国梧桐修剪枝及畜牧业废弃物病死猪作为原材料制备原始生物质炭,并通过FeCl₃浸渍再热解的方式对原始生物质炭进行改性,制成铁改性生物质炭。通过培养试验,探究施用3%原始及铁改性生物质炭对不同水分管理(长期淹水和干湿交替)和不同培养时间条件下(30 d和120 d)水稻土中As和Pb的赋存形态及生态毒性的影响,并探讨了其土壤理化性质和微生物活性的影响,为利用生物质炭及铁改性生物质炭修复砷铅复合污染土壤提供了数据支持和理论依据。主要研究结果如下:1.FeCl₃改性改变了生物质炭的pH、EC、CEC和灰分含量,其铁含量显著增加,这表明将铁负载到生物质炭表面具有一定的可行性。原始生物质炭显著(P<0.05)提高了土壤的pH,铁改性生物质炭显著(P<0.05)降低了pH,而土壤EC在铁改性生物质炭的处理下有显著提高。同时,所有生物质炭处理均能提高土壤有效磷、速效钾和TOC的含量。在提高有效磷和速效钾方面,猪炭的效果更为显著,而在提高TOC含量方面,法国梧桐炭的效果较为显著。2.铁改性生物质炭显著(P<0.05)降低土壤中有效As的含量,而原始生物质炭更有利于降低土壤中有效Pb的含量。同时,干湿交替水分管理模式有助于降低土壤中有效As和有效Pb的含量。生物质炭的应用加速了As和Pb从不稳定形态向相对稳定形态的转变。其中,铁改性生物质炭可以有效地将As的不稳定形态转化为相对稳定的形态,而原始生物质炭可以有效地将Pb从不稳定形态转化为相对稳定的形态。3.原始生物质炭可以提高土壤中生物酶的活性,而铁改性生物质炭降低了酸性磷酸酶的活性。在干湿交替条件下,所有生物质炭处理均显著(P<0.05)提高了细菌的基因拷贝数。而在长期淹水条件下,所有生物质炭处理均显著(P<0.05)降低了细菌的基因拷贝数。无论是在长期淹水条件下还是干湿交替条件下,生物质炭处理均未提高土壤真菌的基因拷贝数。此外,长期淹水条件下酶活性及细菌真菌的基因丰度均低于干湿交替条件下的土壤。综上所述,生物质炭施入土壤后可以增强土壤对As和Pb的固定能力,降低土壤中As和Pb在土壤中的移动性和生态毒性。其中,原始生物质炭更适用于Pb污染土壤的修复,而铁改性生物质炭则更适用于修复As污染的土壤。此外,干湿交替的水分管理模式有助于减少土壤中As和Pb的有效性,还利于微生物的生长,可以为田间水分管理提供理论依据。