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大量施用磷肥直接造成磷矿资源逐渐消耗,导致农田土壤磷过剩,引发潜在的资源与环境问题。利用磷富集植物提取磷过剩土壤中的磷是一种经济有效的措施。磷富集植物收获后可作为绿肥资源,减缓过量施用化肥造成资源浪费与环境污染。针对磷富集植物的富磷特征及机理还缺乏系统研究,本文通过盆栽试验和野外小区定位试验,以前期筛选获得的磷富集植物矿山生态型水蓼为研究对象,探讨其在高磷环境下的磷富集特征及机理。主要研究结果如下:（1）随磷处理浓度升高,矿山生态型水蓼根系磷吸收速率逐渐增大,非矿山生态型在2 mmol L-1时最大。与非矿山生态型相比,矿山生态型水蓼对磷吸收较快,最大磷吸收速率为0.023 mmol g-1 h-1。矿山生态型水蓼总根长、根表面积、根体积和比根长在高浓度磷酸盐和植酸磷处理下均显著高于对照,但非矿山生态型根系形态参数受高磷抑制。在4 mmol L-1和8 mmol L-1磷处理时,矿山生态型水蓼≤0.15 mm和0.150.45 mm径级根长和根表面积显著大于非矿山生态型,其更多细根是高效吸收磷的基础。随磷酸盐处理浓度升高,矿山生态型水蓼伤流液量显著增加,非矿山生态型显著降低,但均在4 mmol L-1植酸磷处理时最高。矿山生态型水蓼伤流液量和伤流液中磷含量显著高于非矿山生态型,其根系活力和向地上部转运磷的能力更强。（2）随磷处理浓度升高,矿山生态型水蓼对高磷的耐性更强,其地上部生物量在3周和5周时分别为非矿山生态型的1.12.3倍和1.02.7倍。在8 mmol L-1磷酸盐处理时,矿山生态型水蓼叶片解剖结构完好,而非矿山生态型叶片栅栏组织和海绵组织部分变形,表皮细胞部分塌陷。矿山生态型和非矿山生态型水蓼地上部磷积累量在8 mmol L-1和4 mmol L-1处理时分别为16.42 mg plant-1和9.26 mg plant-1。水蓼根系、叶片增加细胞壁对磷的固持和可溶部分（液泡）对磷的区隔化能有效保护细胞器免受高磷毒害。高磷处理显著增加了水蓼体内各形态磷含量,尤其是无机磷。与非矿山生态型相比,矿山生态型水蓼叶片较低的无机磷、较高的核酸态和酯磷有利于维持叶片代谢活跃的磷库含量,保证叶片生理功能;而根系较高的无机磷有利于磷向地上部转运。（3）随磷酸盐处理浓度升高,矿山生态型水蓼地上部和地下部生物量增加;随植酸磷处理浓度升高,矿山生态型和非矿山生态型水蓼地上部生物量分别在1600 mg kg-1和800 mg kg-1处理时显著降低。高磷处理下,矿山生态型水蓼地上部磷积累量显著高于非矿山生态型,在1600 mg kg-1磷酸盐处理时达76.1 mg plant-1。与非根际土相比,矿山生态型根际pH降低0.150.45个单位,而非矿山生态型根际降低0.040.14个单位。高磷处理下,正磷酸盐是水蓼根际和非根际土壤最丰富的磷组分。土壤焦磷酸盐和磷酸二酯含量较低且变幅较小,分别介于5.514.0 mg kg-1和6.122.1 mg kg-1。矿山生态型水蓼根际正磷酸盐、磷酸单酯和磷酸二酯含量大幅降低,且降幅大于非矿山生态型。水蓼根际甘油磷酸和肌醇磷酸含量在植酸磷处理下高于非根际土,且矿山生态型根际高于非矿山生态型。矿山生态型水蓼根际酸性磷酸酶、碱性磷酸酶和植酸酶活性显著高于非矿山生态型。通过改变根际化学性质,矿山生态型水蓼比非矿山生态型获取土壤磷的能力更强。（4）水蓼根际微域土壤细菌群落多样性与非根际土壤无显著差异,但细菌群落组成与非根际土壤差异较大。高通量测序共检测到49个门,其中变形菌门Proteobacteria相对丰度最高。矿山生态型和非矿山生态型水蓼根表和根际土壤细菌群落组成的相似度均高于与非根际的相似度。门分类水平上,矿山生态型水蓼根际微域土壤变形菌Proteobacteria、拟杆菌Bacteroidetes和厚壁菌Firmicutes相对丰度均高于非矿山生态型。属分类水平上,矿山生态型水蓼根际微域土壤盐单胞菌属Halomonas、Flavisolibacter、类似牙球菌属Blastocatella、硫杆菌属Thiobacillus、鞘氨醇单胞菌属Sphingomona和芽孢杆菌属Bacillus相对丰度均高于非矿山生态型,且与土壤有效磷含量显著正相关。水蓼根际微域土壤细菌群落多样性与土壤有机质含量正相关;而根际微域土壤细菌群落组成在门分类水平上变化的主要驱动因子为土壤pH、有效磷、碱解氮、速效钾和距根面距离。（5）矿山生态型水蓼体内共分离获得35株耐高磷(800 mg P L-1)内生细菌,可鉴定为10个属,其中有芽孢杆菌属Bacillus 8株、假单胞菌属Pseudomonas 9株、节细菌属Arthrobacter 4株、葡萄球菌属Staphylococcus 4株、泛菌属Pantoea 3株、微球菌属Micrococcus 3株、不动杆菌属Acinetobacter、拉恩氏菌属Rahnella、短杆菌属Brevibacterium和考克氏菌属Kocuria各1株。30株耐高磷细菌能产吲哚乙酸,11株能分泌铁载体且能溶解固体培养基中的磷酸三钙和植酸钙镁。在液体培养中,所有菌株均具有溶解磷酸三钙和矿化植酸钙镁的能力,其溶磷量分别介于11.2166.2μg mL-1和9.7141.6μg mL-1。Pseudomonas putida SLr12溶磷酸三钙能力最强,而Pseudomonas plecoglossicida SLr02溶植酸钙镁能力最强。在磷酸三钙培养液中,内生细菌溶磷量与pH降低和有机酸含量高低密切相关;在植酸钙镁培养液中,内生细菌溶磷量与pH降低和磷酸酶、植酸酶活性高低密切相关。其中,6株耐高磷内生细菌产IAA、铁载体、溶磷酸三钙和植酸钙镁能力较强,可作为潜在的促生菌剂。（6）高磷条件下,接种成团泛菌Pantoea hericii SLr10、考克氏菌属Kocuria sp.SLr15、节细菌Arthrobacter koreensis SLs08、芽孢杆菌Bacillus subtilis SLs13后,矿山生态型水蓼根干重显著高于不接种处理;接种考克氏菌属Kocuria sp.SLr15、芽孢杆菌B.subtilis SLs13、节细菌A.koreensis SLs18和假单胞菌Pseudomonas plecoglossicida SLr02显著提高矿山生态型水蓼茎和叶干重。接种假单胞菌P.plecoglossicida SLr02显著提高矿山生态型水蓼茎部磷积累量,但大幅降低磷富集系数和转运系数。接种考克氏菌属Kocuria sp.SLr15、芽孢杆菌B.subtilis SLs13和节细菌属Arthrobacter sp.SLs18显著提高矿山生态型水蓼地上部磷积累量,且能促进根系形态建成,使其总根长和根表面积显著增加。因此,考克氏菌属Kocuria sp.SLr15、芽孢杆菌B.subtilis SLs13和节细菌属Arthrobacter sp.SLs18可作为促生菌,用于促进水蓼提取土壤过量磷。（7）在畜禽粪便堆场土壤上连续3年种植矿山生态型水蓼,其干重每年介于14.730.8 Mg ha-1,磷含量介于4.15.6 g kg-1,磷积累量介于62.7150.3 kg ha-1。猪粪、牛粪堆场土壤上的矿山生态型水蓼生长和磷积累优于鸡粪堆场土壤和耕作土壤。种植矿山生态型水蓼后,第一年畜禽粪便堆场土壤水溶性磷含量大幅增加,第二年和第三年有所降低;连续种植矿山生态型水蓼后,耕作土壤、猪粪、牛粪和鸡粪堆场土壤表层（0-10 cm）有效磷含量分别降低15.9%26.5%、10.9%23.8%、13.2%25.2%和1.6%9.2%。在猪粪、牛粪堆场土壤上,矿山生态型水蓼地上部有效数相对较低,仅为2.53.2;其对猪粪、牛粪堆场土壤0-20 cm土层磷的移除量和提取率高于鸡粪堆场土壤,分别介于42.756.3 mg kg-1和3.6%15.6%。种植矿山生态型水蓼可高效提取畜禽粪便堆场土壤中的磷,有效降低土壤易溶性磷含量。