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随着人类对矿产资源的开发与利用急剧增加,大量的镉(Cd)随工业废弃物进入土壤,对土壤生态系统、农产品安全构成潜在危害。富集植物与作物间作技术因兼顾生产与修复,成本低且易操作而被广泛关注。然而,富集植物与作物间作系统中植物间相互作用复杂,揭示其根际环境、微生物群落结构和重金属的生物利用率之间的相互关系具有重要的理论与实践意义。本研究以富集植物、小麦单间作方式为基础,从植物Cd吸收转运差异、根际土壤环境及细菌群落结构的变化、小麦生长及根尖细胞超微结构特征多个方面来研究小麦与富集植物间作对植物Cd吸收转运的影响,为建立高效的Cd污染土壤植物修复技术、开发利用Cd污染农田和作物安全生产模式奠定理论基础。主要研究结果如下:(1)与苋菜、黑麦草相比,龙葵具有较强的Cd吸收转运能力,可以作为中轻度Cd污染土壤修复的理想植物材料,与小麦间作促进了富集植物各部分生长且龙葵、苋菜、黑麦草地上部Cd累积量增加了23.4%~69.9%,从而提高了三种富集植物的Cd提取效率。与三种富集植物间作促进了小麦地上部对Cd的吸收,增加了小麦Cd含量超标的风险。(2)龙葵、小麦单间作根际土壤各个菌门的相对丰度有差异,但各处理的优势菌门是类似的。各处理根际土壤75.0%以上的细菌序列属于酸杆菌门(Acidobacteria),变形菌门(Proteobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes),放线菌门(Actinobacteria),绿弯菌门(Chloroflexi)。Alpha多样性和主成分(PCA)分析表明,间作龙葵根际土壤细菌群落总数、种多样性无显著变化。与龙葵间作改变了小麦根际环境,显著影响了小麦根际土壤细菌群落结构,小麦根际土壤细菌的总数和多样性减少,导致脲酶(UA)、碱性磷酸酶(ALP)、过氧化氢酶活性(CAT)降低。(3)在龙葵与小麦间作的水培模拟试验中,与单作小麦相比,20,40,60μmol·L-1 Cd处理的间作小麦根部Cd含量下降了28.3%~47.2%,Cd累积量下降了10.1%~32.4%,但单间作小麦地上部的Cd累积量无明显差别。与龙葵间作抑制小麦对Cd的吸收,根细胞中Cd形成的致密电子颗粒减少,减轻Cd对小麦根尖细胞的毒害作用并促进小麦根系生长。综上所述,在水培模拟系统中,与龙葵间作抑制了小麦根系对溶液中Cd的吸收并减轻根系Cd毒害作用。在小麦-龙葵间作土培系统中,小麦根际土壤细菌的总数和多样性减少,小麦的Cd累积量增加,龙葵的Cd提取效率也增加。