重金属在超富集植物与作物间作系统中的植物吸收和富集

间作是一种常见的作物种植和农田管理方式。间作，是利用生态学生物多样性原理来调整种间关系以达到农作物增产提质的目的。合理选用植物组合，可以实现提升土壤肥力、减少病虫害发生等功能。农田重金属污染威胁着食品安全和人体健康，农田重金属问题在中国尤为严重。采用重金属超富集植物和农作物的间作来减少农田作物对重金属的富集，是一种潜在的简便的生物修复方法。目前，对这种方法的研究和应用仍不多。

重金属在土壤中有着不同的价态和复合物形式，这些不同形式有着不同的可溶性，影响着植物对他们的吸收。理论上，重金属超富集植物可以有效吸收土壤中的可溶性重金属化合物，降低可被植物吸收的重金属的浓度，如果能够使可溶性重金属浓度接近或者低于农作物的吸收阈值，则可有效降低农作物对土壤重金属的富集。例如，在重金属富集植物花叶滇苦菜和玉米的套作实验中，两种植物的生物量均上升，花叶滇苦菜对重金属Cd的富集能力得到一定提升，同时玉米中的重金属Cd含量下降^[1]。因为玉米被广泛应用于重金属Cd修复，相关间作的研究也比较多^[2]。但是，在大葱和龙葵^[3]、玉米和东南景天^[4]的套作系统中，农作物没有减少对重金属的富集，也没有增加生物量，不过重金属超富集植物依旧能够超富集重金属，这种间作还是值得推广的。

同时，另一方面，重金属超富集植物及其携带的微生物都有可能活化土壤重金属，使其转化为可溶性状态，可能提升土壤中可被植物吸收的重金属浓度，农作物吸收增加，一些应用套作增加作物微量元素的吸收也是利用了类似的原理。一些间作组合能够增加重金属的生物富集，这些组合可被应用于土壤修复^[5,6]。

此外，间作对农作物重金属富集的影响还受作物类型^[7]、土壤属性^[8]等因素的影响。因此，利用这种套作方式，作物重金属富集存在一定不确定性，需要通过试验合理选择植物搭配，也可以先通过文献调研（如meta分析）寻找规律以指导下一步的试验和实践。

 

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