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全国受工业和农业污染的耕地面积有1×1012 m2,Cd作为主要的重金属污染元素,在土壤中相对稳定,浓度过高时农作物容易发生毒害,造成粮食减产。目前,玉米和超富集植物的间作修复技术因经济、绿色、环保而备受关注,但相关技术研究较少,而且不成体系,无法很好的应用推广。本文主要研究不同生态位下玉米和超富集植物间作中的富集特征和根际互作对重金属镉竞争吸收的影响机制,以期为农田玉米和超富集植物间作修复治理提供理论依据。主要的研究结果和结论如下:（1）田间试验中设置7种种植模式,设置单作玉米（CK1）、单作龙葵（CK2）、玉米宽窄行宽行间作单行龙葵（T1）,玉米宽窄行宽行间作双行交错龙葵（T2）、玉米等行距间作单行龙葵（T3）、玉米等行距间作双行交错龙葵（T4）、玉米等4行距间作龙葵等4行距（T5）7种种植模式,研究间作模式下玉米和龙葵各器官生物量、土地当量比、Cd含量、富集系数和转运系数、总Cd提取量、根际土壤的pH和有效态Cd含量的变化。结果显示,5种间作模式的土地当量比均大于1。与CK1相比,T3间作模式玉米产量增加15.6%,T1、T4、T5间作模式玉米产量降低小于10%,T2间作模式玉米产量减少16.8%;与CK2相比,5种间作模式龙葵单株总生物量没有显著变化。5种间作模式没有显著改变玉米和龙葵各部位的Cd含量,以及生物富集系数和转运系数,但却显著提高了单位面积总Cd提取量,其中T4间作模式最高。除T5外,其他4种间作模式均显著降低了龙葵和玉米根际土壤pH,提高了龙葵根际土壤Cd有效态含量,却降低了玉米根际土壤Cd有效态含量。这表明玉米与龙葵表现为种间促进生长,T1、T3、T4、T5四种间作模式不仅可以保障玉米稳产,而且能显著提高修复效率,实现边生产边修复的目的,其中T4间作模式最优。另外,沈阳地区龙葵种子在湖南表现出不适应性,建议选用当地龙葵进行间作修复。（2）盆栽试验中设置3种种植模式,分别为塑料板分隔（SB）、尼龙网分隔（MB）和不分隔（NB）。结果表明:根部无阻隔处理显著降低了玉米根部Cd含量;16SrRNA基因测序中,在门分类水平上玉米和孔雀草的根际优势细菌群落组成相似,其中变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chioroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）具有较高相对丰度,但两者细菌群落相对丰度不同。PCoA表明,在OTU水平下,细菌群落组成有一定的迁移。组间差异性分析中,发现异根瘤菌属-Neorhizobium-Pararhizobium-根瘤菌属相对含量显著降低,可以抑制Cd进入玉米根系,从而降低转移到地上部Cd含量。芽胞杆菌属Methylobacillus增加植物根际重金属耐受性,并通过降低土壤中有效态Cd含量从而减少植物对重金属Cd的吸收。（3）利用LC-MS分析方法,发现根际互作中玉米根际检测27种代谢物被鉴定为的潜在生物标记物,孔雀草根际检测31种代谢物被鉴定为的潜在生物标记物。氨基酸和多糖在重金属吸附中扮演着十分重要的角色。植物根系分泌有机酸可以抵御环境毒害,提高植物的重金属抗性。氨基酸代谢中精氨酸生物合成和碳水化合物代谢中戊糖和葡萄糖醛酸相互转化对植物抵御重金属胁迫具有重要作用。Cd胁迫下,两种代谢途径产生的代谢物含有大量氨基和羟基官能团,能与Cd发生络合反应,降低Cd从玉米根系转移到植株地上部,通过这两种代谢途径调节分泌物及自身生命活动过程来积极抵抗Cd毒害。玉米根系对重金属Cd抵抗机制,主要通过糖代谢和氨基酸代谢,促进三羧酸循环,进而影响玉米根系内各种代谢通路。