土壤重金属污染严重威胁人类和生态系统健康,研发有效的土壤修复技术是科技前沿热点之一。无毒性土壤改良剂原位稳定技术是减少作物对重金属吸收和积累的重要策略,其中改良剂的研发一直备受关注。生物炭是一种重要的土壤改良剂,然而原始生物炭对重金属的吸附量往往有限,如何通过改性方法强化生物炭对重金属的吸附固持能力是当前的一个研究热点。含硫和氮元素的基团可与重金属形成稳定的化合物,进而削减其污染风险。如何将两种元素同时引入到改性生物炭中,土壤中添加改性生物炭如何影响土壤性质、作物的生长和土壤微生物的结构和功能,这都需要系统的解答。然而针对这方面的研究较少,急需开展进一步的深入探讨。本研究以硫脲为改性剂,通过共热解的方法成功研发了硫脲改性生物炭材料,结合批量吸附试验探明了硫脲改性生物炭对Cd2+的吸附性能及机理,通过盆栽实验厘清了硫脲改性生物炭的添加对Cd污染土壤性质和重金属赋存形态以及Cd污染土壤微生物群落结构和组成的影响,有助于Cd污染土壤的生物炭修复技术开发与应用。主要结果如下:（1）利用硫脲和杨树皮共热解方法成功制备了硫脲改性生物炭。能量色散X射线光谱和X射线光电子能谱结果证明氮硫元素成功引入到生物炭中。硫脲改性杨树皮生物炭的p H值和灰分含量分别增加到10.85和47.71%,比表面积和平均孔径较改性前分别增加了2.93 m~2·g-1和1.48 nm。（2）硫脲改性杨树皮生物炭对Cd2+的吸附速率明显提升,吸附能力约提高2倍,达20.00 mg·g-1,且不易被解吸下来。Langmuir模型和准二级动力学模型符合硫脲改性生物炭对Cd2+的吸附行为。傅里叶变化红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）分析显示硫脲改性杨树皮生物炭吸附Cd2+机制主要是形成了稳定的镉硫化合物和Cd CO3化合物。（3）盆栽实验显示,在Cd污染土壤中添加硫脲改性杨树皮生物炭显著提高了土壤p H值、有机质、全氮、铵态氮、硝态氮、有效钾、有效磷和有效硫含量。硫脲改性生物炭能有效降低土壤中Cd有效态含量,最大降幅达82.86%。另外,残渣态镉的比例也显著增加;我们观察到硫脲改性生物炭能将酸溶态镉和还原态镉向氧化态镉和残渣态镉转化,从而有效降低土壤Cd的生物利用度。添加硫脲改性杨树皮生物炭有效降低小白菜根部和地上部的Cd含量,最大降幅为60.32%和67.10%。但添加硫脲改性杨树皮生物炭对小白菜生物量没有显著的提升。（4）在Cd污染土壤中添加硫脲改性杨树皮生物炭显著提高了土壤细菌群落的Shannon,Inv-Simpson,Simpson-evenness和Pielou-evenness指数,对真菌群落的α多样性指数影响不大。添加硫脲改性杨树皮生物炭显著提高了土壤细菌群落丰富度,其中变形菌门为最优势菌门,同时显著提高了土壤真菌群落丰富度,其中球囊菌门为最优势菌门,约占84.4%。