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土壤重金属污染已经成为全球性环境问题，其中镉污染是最为广泛、危害性最大的类型之一。重金属污染土地的植物修复技术以其原位、成本低、潜力大等特点受到广泛重视。目前大多数超积累植物生长缓慢、生物量小，修复效率并不高，而有一些植物拥有大生物量且有较高的重金属吸收量，比如玉米、油菜等作物，它们地上部分可观的生物量能够补偿其相对较低的重金属吸收量，且易于栽培。本论文选择了对重金属镉有富集作用的农作物玉米来进行研究，通过对间作豆科植物的比较、肥料的使用、玉米收获时间等方面的实验，评估了玉米用于治理土壤镉污染的潜力。主要研究结果如下:
1、间作不同豆科作物对玉米吸收镉的影响试验。以玉米maize(Zea mays L.)为主栽作物，将其它6种豆科作物与其间作，包括:眉豆cowpea(Vignaunguiculata subsp.cylindrica)、豌豆garden pea(Pisum sativum L.)、玉豆kidneybean(Phaseolus vulgaris L.)、紫花苜蓿alfalfa(Medicago sativa L.)、大豆soybean(Glycine max Merrill)、花生peanut(Arachis hypogaea L.)。实验采用盆栽，人工污染土壤至Cd5mg kg-1水平，以玉米单作和玉米与其它植物间作进行。分四次收获玉米及间作作物，每次收获不同处理的玉米及间作作物中的四个重复。实验在玻璃温室中进行，不作施肥处理。主要实验结果如下:
1)玉米作为Cd污染土壤修复植物，在其生长约75天时收获效果最好。此时玉米刚进入生殖期，大部分生物量仍然集中于茎和叶上，且间作的豆科作物对玉米吸收Cd的促进作用较明显。随玉米生长时间的增加，豆科植物间作提高了玉米茎Cd浓度，在玉米生长到95天时，所有间作条件下的玉米的茎镉浓度都要高于单作下的玉米，其中眉豆间作下的玉米茎Cd浓度是最高的，为28.73mg kg-1，比单作条件下玉米茎镉浓度(18.54 mg kg-1)高55％。间作豆科植物一般导致玉米叶中Cd浓度下降，但豌豆、大豆却影响较小，甚至可使其浓度高于玉米单作的值。在生长时间95天时，豌豆间作的玉米的叶中镉浓度为35.81mg kg-1，比单作条件下的玉米浓度(27.08 mg kg-1)高32％。
2)间作植物的种植密度对玉米生物量及吸收Cd能力影响很大，过于密集的间作植物导致玉米生长由于营养竞争而受到抑制，影响了玉米吸收Cd的能力。6种间作植物自身对土壤中Cd有不同的吸收水平，在这6种豆科植物中花生地上部分吸收Cd量最高，在95天时达到940.71μg Pot-1;而花生和玉米共同的地上部吸收Cd量在95天时达到1231.01μg pot-1，比单作下玉米地上部分吸收Cd量(696.35μg pot-1)高77％。
2、施肥与间作条件下玉米吸收镉特征。以玉米为主栽作物，将其它9种作物与其间作，包括:豌豆、紫花苜蓿、大豆、花生、鹰嘴豆chickpea(Cicerarietinum L.)、饭豆adzuki beans(V.angularis(Willd.) Ohwi et Ohashi)、苋菜amaranth(Amaranthus mangostanus L.)、小白菜Chinese mustard(Brassicachinensis)以及菜心flowering Chinese cabbage(Brassica campestrisL.)。三个施肥水平分别为:不施肥(no fertilizer)，施加PK肥（磷酸钙和硫酸钾）和施加NPK肥（尿素、磷酸钙和硫酸钾）。主要实验结果如下:
1)相对于其它科属的植物，大部分豆科植物与玉米间作时，可以增加玉米地上部对土壤中Cd的吸收。在无施肥情况下，饭豆间作提高了玉米茎镉浓度到28.76 mg kg-1，约为玉米单作(14.73 mg kg-1)的2倍。在施PK肥情况下，饭豆提高了玉米茎镉浓度到21.54 mg kg-1，约为玉米单作(16.30 mg kg-1)的1.3倍。在施NPK肥情况下，饭豆间作下玉米茎镉浓度为30.45 mg kg-1，高于玉米单作(26.39 mg kg-1)。在无施肥情况下，饭豆间作提高了玉米叶镉浓度到30.89mg kg-1高于玉米单作(28.81 mg kg-1)。在施PK肥情况下，豌豆提高了玉米叶镉浓度到30.82 mg kg-1，约为玉米单作(20.87 mg kg-1)的1.5倍。在施NPK肥情况下，鹰嘴豆间作下玉米叶镉浓度为34.43 mg kg-1，高于玉米单作(26.77 mgkg-1)。
2)豆科植物在一定条件下促进了玉米吸收Cd的量。施PK肥时，豌豆间作下玉米地上部镉吸收量是所有条件下最大的，此时玉米吸收了1224.8μgplant-1并且转移了925.9μg plant-1到地上部分，而相对的无肥料单作玉米的吸收Cd量则为1087.7μg plant-1和750.7μg plant-1，以及施PK肥时单作玉米吸收Cd量只有970.8μg plant-1和638.5μg plant-1。
3)将种植的植物按盆为单元来整体考虑，在不同施肥条件下吸收Cd总量最高的情况分别为:在无施肥条件下，苋菜间作玉米单元地上部分吸收Cd总量2073.1μg pot-1，所有部分吸收Cd总量2667.32μg pot-1;在施PK肥条件下，苋菜间作玉米单元地上部分吸收Cd总量1953.6μg pot-1，所有部分吸收Cd总量2592.27μg pot-1;在施NPK肥条件下，白菜间作玉米单元地上部分吸收Cd总量1892.24μg pot-1，所有部分吸收Cd总量2122.42μg pot-1。