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随着经济社会的快速发展，人们生活水平不断提高，集约化畜禽养殖业得到迅猛发展。与此同时，大量未经妥善处理的畜禽粪便作为肥料施入农田。畜禽粪便中重金属和抗生素随之进入农田，造成了农田土壤复合污染，给农业生产及生态环境造成了严重的威胁。污染物进入土壤环境并通过食物链等途径进入人体后，通过生物放大效应在体内积累必然造成严重后果。因此，探索经济型、环境友好型、高效型的土壤污染修复技术迫在眉睫。本研究以常见的超积累植物紫茉莉、孔雀草和紫花苜蓿为供试材料，以重金属Cd、Cu和四环素类抗生素(四环素、土霉素、金霉素)为外源污染物，通过盆栽模拟实验研究不同修复方式对复合污染土壤的修复效果，探讨物种及种植模式(单作、间作)对根际重金属形态的影响机制和污染物去除机制。主要研究结果如下：
(1)在复合污染处理中，低浓度重金属胁迫(Cd 2.5mg/kg、Cu200mg/kg)，紫茉莉生长受抑制，而中浓度(Cd 5mg/kg、Cu400mg/kg)和高浓度(Cd 10mg/kg、Cu600mg/kg)重金属胁迫，紫茉莉生长受到促进，但随TCs浓度升高促进作用逐渐减弱。孔雀草与紫花苜蓿间作修复，TCs胁迫抑制孔雀草生长，促进紫花苜蓿生长；而重金属胁迫抑制孔雀草生长，紫花苜蓿生长在低浓度受促进，高浓度抑制；在复合污染胁迫下，孔雀草和紫花苜蓿生长均受抑制。孔雀草间作生物量显著低于单作，与单作相比分别降低了67.16%、49.20%、79.34%和43.75%，而紫花苜蓿生物量间作高于单作。
(2)紫茉莉Cd、Cu含量和积累量在复合污染胁迫下高于单一重金属污染胁迫，在C1T2(Cd 2.5mg/kg、Cu 200mg/kg、TCs 2.0mg/kg)处理，紫茉莉根、茎、叶Cd含量与C1T0(Cd 2.5mg/kg、Cu200mg/kg、TCs 0mg/kg)相比分别升高55.97%、10.21%、13.37%。说明四环素与重金属复合污染，能够促进紫茉莉对重金属吸收积累。孔雀草间作重金属含量高于单作，且Cd转运能力高于单作，但由于其生物量明显低于单作，因此积累量低于单作；紫花苜蓿Cd、Cu含量为单作高于间作，重金属含量和积累量为根部>地上部，且根部富集系数(BCFr)显著大于地上部富集系数(BCFs)，间作在一定程度降低其对重金属富集能力。孔雀草对重金属的富集和转运能力高于紫花苜蓿，且在低浓度重金属胁迫下富集能力强于高浓度，而四环素复合污染促进孔雀草对重金属Cd转运能力。
(3)紫茉莉根际重金属有效态含量高于CK组(空白对照)，且复合污染高于单一重金属污染，说明紫茉莉修复能活化根际重金属，且四环素与重金属络合能进一步提升重金属有效态浓度。紫茉莉能吸收土壤溶液中自由溶解态Cd使之低于CK组，在C2(Cd 5mg/kg、Cu400mg/kg)处理，自由溶解态Cd与CK组相比分别降低27.57%、9.11%、5.68%、14.69%。紫茉莉修复能改善土壤环境质量和重金属有效态含量，最终影响后茬玉米生物量和重金属含量。孔雀草-紫花苜蓿间作同样能活化根际土壤重金属，提高其生物有效态含量。Cu自由溶解态浓度顺序为：单作＞间作＞CK。植物间作对Cd活化能力强于单作，且对Cd和Cu的活化能力存在显著差异。
(4)紫茉莉组织重金属含量与土壤重金属有效态、自由溶解态、弱酸可提取态和可还原态具有显著正相关关系，且与Cd的相关系数大于Cu的相关系数。孔雀草地上部Cd含量与土壤重金属有效态、自由溶解态和可氧化态呈现显著正相关关系(p＜0.01)，地上部Cd含量与根部Cd含量同样具有显著正相关关系(p＜0.01)。紫花苜蓿组织重金属含量与重金属有效态和弱酸可提取态含量相关性最高，且地上部重金属含量与根部重金属含量具有显著正相关关系。
(5)本实验条件下，TCs去除率均高于98%，其根际残留量大小顺序依次为：四环素(TC)＞土霉素(OTC)＞金霉素(CTC)。在低浓度TCs复合污染中，紫茉莉对TC的去除具有促进作用；在高浓度TCs复合污染中，紫茉莉对TC的去除具有抑制作用。紫茉莉修复抑制根际OTC、CTC去除。孔雀草单作促进根际TC和CTC的去除。紫花苜蓿对TCs去除效果单作优于间作。孔雀草-紫花苜蓿间作修复能促进根际TC和OTC去除，抑制根际CTC的去除。根际TCs残留量在复合污染处理低于单一TCs污染处理。
(1)在复合污染处理中，低浓度重金属胁迫(Cd 2.5mg/kg、Cu200mg/kg)，紫茉莉生长受抑制，而中浓度(Cd 5mg/kg、Cu400mg/kg)和高浓度(Cd 10mg/kg、Cu600mg/kg)重金属胁迫，紫茉莉生长受到促进，但随TCs浓度升高促进作用逐渐减弱。孔雀草与紫花苜蓿间作修复，TCs胁迫抑制孔雀草生长，促进紫花苜蓿生长；而重金属胁迫抑制孔雀草生长，紫花苜蓿生长在低浓度受促进，高浓度抑制；在复合污染胁迫下，孔雀草和紫花苜蓿生长均受抑制。孔雀草间作生物量显著低于单作，与单作相比分别降低了67.16%、49.20%、79.34%和43.75%，而紫花苜蓿生物量间作高于单作。
(2)紫茉莉Cd、Cu含量和积累量在复合污染胁迫下高于单一重金属污染胁迫，在C1T2(Cd 2.5mg/kg、Cu 200mg/kg、TCs 2.0mg/kg)处理，紫茉莉根、茎、叶Cd含量与C1T0(Cd 2.5mg/kg、Cu200mg/kg、TCs 0mg/kg)相比分别升高55.97%、10.21%、13.37%。说明四环素与重金属复合污染，能够促进紫茉莉对重金属吸收积累。孔雀草间作重金属含量高于单作，且Cd转运能力高于单作，但由于其生物量明显低于单作，因此积累量低于单作；紫花苜蓿Cd、Cu含量为单作高于间作，重金属含量和积累量为根部>地上部，且根部富集系数(BCFr)显著大于地上部富集系数(BCFs)，间作在一定程度降低其对重金属富集能力。孔雀草对重金属的富集和转运能力高于紫花苜蓿，且在低浓度重金属胁迫下富集能力强于高浓度，而四环素复合污染促进孔雀草对重金属Cd转运能力。
(3)紫茉莉根际重金属有效态含量高于CK组(空白对照)，且复合污染高于单一重金属污染，说明紫茉莉修复能活化根际重金属，且四环素与重金属络合能进一步提升重金属有效态浓度。紫茉莉能吸收土壤溶液中自由溶解态Cd使之低于CK组，在C2(Cd 5mg/kg、Cu400mg/kg)处理，自由溶解态Cd与CK组相比分别降低27.57%、9.11%、5.68%、14.69%。紫茉莉修复能改善土壤环境质量和重金属有效态含量，最终影响后茬玉米生物量和重金属含量。孔雀草-紫花苜蓿间作同样能活化根际土壤重金属，提高其生物有效态含量。Cu自由溶解态浓度顺序为：单作＞间作＞CK。植物间作对Cd活化能力强于单作，且对Cd和Cu的活化能力存在显著差异。
(4)紫茉莉组织重金属含量与土壤重金属有效态、自由溶解态、弱酸可提取态和可还原态具有显著正相关关系，且与Cd的相关系数大于Cu的相关系数。孔雀草地上部Cd含量与土壤重金属有效态、自由溶解态和可氧化态呈现显著正相关关系(p＜0.01)，地上部Cd含量与根部Cd含量同样具有显著正相关关系(p＜0.01)。紫花苜蓿组织重金属含量与重金属有效态和弱酸可提取态含量相关性最高，且地上部重金属含量与根部重金属含量具有显著正相关关系。
(5)本实验条件下，TCs去除率均高于98%，其根际残留量大小顺序依次为：四环素(TC)＞土霉素(OTC)＞金霉素(CTC)。在低浓度TCs复合污染中，紫茉莉对TC的去除具有促进作用；在高浓度TCs复合污染中，紫茉莉对TC的去除具有抑制作用。紫茉莉修复抑制根际OTC、CTC去除。孔雀草单作促进根际TC和CTC的去除。紫花苜蓿对TCs去除效果单作优于间作。孔雀草-紫花苜蓿间作修复能促进根际TC和OTC去除，抑制根际CTC的去除。根际TCs残留量在复合污染处理低于单一TCs污染处理。