生菜是叶用莴苣的俗称,属菊科莴苣属,为一年生或二年生草本作物,是四川地区叶菜类蔬菜的常见代表。已经有研究证实生菜在重金属污染的土壤上生长时对重金属镉具有一定的积累量,这直接影响到了生菜的品质与产量。由此,本试验针对菜地的镉污染修复问题,通过将两种生态型的镉超富集植物牛膝菊(农田生态型和矿山生态型)进行嫁接,分别得到矿砧(矿山生态型牛膝菊作为砧木的嫁接后代)、矿穗(矿山生态型牛膝菊作为接穗的嫁接后代)、农砧(农田生态型牛膝菊作为砧木的嫁接后代)和农穗(农田生态型牛膝菊作为接穗的嫁接后代);再将农田生态型牛膝菊不嫁接后代(农田CK)和矿山生态型牛膝菊不嫁接后代(矿山CK)作为对照,来研究两种生态型牛膝菊正反嫁接后代的镉积累特性;再将牛膝菊正反嫁接后代与生菜混种,研究混种对生菜的生理生态特性及镉积累特性的影响,以期筛选出能显著降低生菜镉含量且能使生菜稳产或高产的牛膝菊嫁接后代植株。该研究对生菜和其它菜地镉污染修复具有重大的科学意义和应用价值。主要研究结果如下:1.在镉胁迫条件下,矿穗的根系、叶片、地上部分的生物量和根冠比较矿山(CK)均有所提高。农田(CK)茎秆、叶片和地上部分的生物量较其他处理均有所提高。矿穗的抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性均显著高于其它处理。矿穗的根系镉含量、茎秆镉含量、叶片镉含量和地上部分镉含量均显著高于其他处理,矿穗的叶片和地上部分的镉含量分别较矿山(CK)提高了 2.18%(P<0.05)和7.96%(P<0.05);农穗的茎秆、叶片和地上部分的镉含量均显著高于农田(CK)。在镉积累量方面,矿穗根系和整株的镉积累量均显著高于其他处理;并且矿穗的根系、茎秆、叶片、地上部分和整株的镉积累量分别较矿山(CK)提高了 119.48%(P<0.05)、4.90%(P<0.05)、13.81%(P<0.05)、9.24%(P<0.05)和 28.27%(P<0.05)。2.在镉胁迫条件下,生菜分别混种两种生态型牛膝菊正反嫁接后代后,与生菜单种相比,生菜(混矿穗)的生物量和抗氧化酶活性以及光合色素含量均有所提高,说明混种矿穗后生菜在生理生长以及抗性方面都表现为混种优势。从镉含量上看,混种农砧和农田能够显著提高生菜根系的镉含量,降低生菜地上部分的镉含量。混种矿穗、矿山和矿砧均能够降低生菜根系镉含量和地上部分镉含量,而生菜(混矿穗)的地上部分镉含量最低,较生菜(单种)降低了 29.16%(P<0.05)。生菜混种矿穗相较于生菜单种还降低了土壤pH,提高了土壤养分有效性和土壤有效镉含量以及土壤酶活性,改善了土壤环境。3.与生菜混种后,就牛膝菊地上部分而言,矿穗(混生菜)生物量、镉含量和镉积累量均显著高于矿山(混生菜),农穗(混生菜)的生物量和镉积累量显著高于农田(混生菜)。牛膝菊的根系方面,矿穗(混生菜)的生物量和镉积累量均显著高于矿山(混生菜),农穗(混生菜)的镉含量和镉积累量则显著高于农田(混生菜),农砧(混生菜)的生物量、镉含量和镉积累量均显著高于农田(混生菜)。4.综上所述,两种生态型牛膝菊正反嫁接后代矿穗的根系、地上部分和整株的镉含量较其他处理均显著增加,农穗的茎秆、叶片和地上部分的镉含量均显著高于农田(CK),这说明嫁接能够提高牛膝菊后代的镉修复能力,并且接穗对嫁接后代镉含量的影响要大于砧木。生菜混种两种生态型牛膝菊正反嫁接后代矿穗的方式最有可能达到修复镉污染土壤的同时又降低生菜镉吸收量并提高其生物量的目的。