土壤中重金屬的污染是直接影響到農作物的成長,土壤重金屬污染修復已迫在眉睫。在中度和輕度污染土壤的修復中,間作系統用于調節超富集植物和農作物的生長和發育,以促進超富集植物根系中低分子量有機酸的分泌,減少改變根際土壤的pH值,增加重金屬的活性,從而增加高積累植物對重金屬的吸收,同時抑制作物根系LMWOA的分泌,減少作物對重金屬的吸收,增加其產量及質量,實現“生產中的修復”,提高土地利用率,增加經濟效益。

一般來說,對重金屬污染土壤進行超富集植物修復的原理是利用其根部選擇性吸收重金屬并將其運輸到地面。從土壤中去除的重金屬總量是植物組織中金屬含量乘以生物量的乘積,更高的生物量意味著隨著土壤中更多的重金屬被去除,可以獲得更好的恢復效果。

根據郭思宇等人的實驗,在將高超鎘的四個植物變種麥登發(矮紅花,矮黃花,高紅花和高黃花)套種后,發現了其根系。與單作相比,地上部分和地上部分生物量顯著增加,增幅分別為57.4%-89.9%和39.2%-57.5%。砷和汞脅迫對超富集植物的生長都有一定的“低促進和高抑制”作用,當砷和汞的濃度累積到一定值時,它們會干擾植物的正常代謝,導致植物葉片壞死和枯萎,而生物量減少甚至死亡。間作增加了植物的地上生物量,可以為重金屬提供更多的積累部位,從而避免了某些部位重金屬的過量積累,進而減少了對植物生理生化的負面影響。

土壤中的養分和生物多樣性對于植物的生存和維持生態系統的穩定性至關重要。了解植物根系活動(吸收和分泌)對土壤pH,氮,磷,有機質含量和微生物的影響,土壤中重金屬形態的變化最終將影響植物對重金屬的吸收,遷移和富集過程,這對于評價土壤修復效果具有重要意義。

超級作物和農作物之間的間作可以調節二者的生長和發育,從而提高超級作物對重金屬的耐受性,增加其對重金屬的吸收和富集,同時提高某些作物的產量和質量。它是一種“互利雙贏”的模式,超級積累者主要利用增生物量,增強抗氧化酶活性,減少間作條件下MDA產生的機制來減少重金屬對植物生理生化過程的影響。并吸收更多的重金屬。