土壤中重金屬的污染是直接影響到農(nóng)作物的成長(zhǎng),土壤Heavy metal pollution remediation已迫在眉睫。在中度和輕度污染土壤的修復(fù)中,間作系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)超富集植物和農(nóng)作物的生長(zhǎng)和發(fā)育,以促進(jìn)超富集植物根系中低分子量有機(jī)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(duì)重金屬的吸收,同時(shí)抑制作物根系LMWOA的分泌,減少作物對(duì)重金屬的吸收,增加其產(chǎn)量及質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)“生產(chǎn)中的修復(fù)”,提高土地利用率,增加經(jīng)濟(jì)效益。
一般來(lái)說(shuō),對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行超富集植物修復(fù)的原理是利用其根部選擇性吸收重金屬并將其運(yùn)輸?shù)降孛?。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(fù)效果。
根據(jù)郭思宇等人的實(shí)驗(yàn),在將高超鎘的四個(gè)植物變種麥登發(fā)(矮紅花,矮黃花,高紅花和高黃花)套種后,發(fā)現(xiàn)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(duì)超富集植物的生長(zhǎng)都有一定的“低促進(jìn)和高抑制”作用,當(dāng)砷和汞的濃度累積到一定值時(shí),它們會(huì)干擾植物的正常代謝,導(dǎo)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(jìn)而減少了對(duì)植物生理生化的負(fù)面影響。
土壤中的養(yǎng)分和生物多樣性對(duì)于植物的生存和維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。了解植物根系活動(dòng)(吸收和分泌)對(duì)土壤pH,氮,磷,有機(jī)質(zhì)含量和微生物的影響,土壤中重金屬形態(tài)的變化最終將影響植物對(duì)重金屬的吸收,遷移和富集過程,這對(duì)于評(píng)價(jià)土壤修復(fù)效果具有重要意義。
超級(jí)作物和農(nóng)作物之間的間作可以調(diào)節(jié)二者的生長(zhǎng)和發(fā)育,從而提高超級(jí)作物對(duì)重金屬的耐受性,增加其對(duì)重金屬的吸收和富集,同時(shí)提高某些作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。它是一種“互利雙贏”的模式,超級(jí)積累者主要利用增生物量,增強(qiáng)抗氧化酶活性,減少間作條件下MDA產(chǎn)生的機(jī)制來(lái)減少重金屬對(duì)植物生理生化過程的影響。并吸收更多的重金屬。