土壤中重金屬的污染是直接影響到農(nóng)作物的成長(zhǎng),土壤重金屬污染修復(fù)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。

一般來說,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)降孛妗耐寥乐腥コ闹亟饘倏偭渴侵参锝M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。