重金属污染已经对农业生产构成了严重的威胁,由于重金属具有累积性,不仅影响作物的产量和品质,最终还会威胁人体健康。间作是我国重要的种植方式之一,作物通过根系分泌物的相互作用,可以在一定程度上影响土壤pH值、酶活性、微生物种群结构、重金属活性等,直接影响间作作物的生长、生理与生物量,进而影响作物对重金属吸收特征。本研究以辣椒为研究对象,以作物非必需、农田土壤污染比较普遍的Cd、Pb为重金属污染物,通过根箱模拟玉米间作试验,探索种间根际互作对辣椒吸收重金属的影响及其机理,以期找到降低中轻度污染土壤中重金属含量的更有效途径,实现辣椒等蔬菜作物食用安全。本研究以辣椒为研究对象,以玉米为其间作作物,分别设定Cd(0、0.5、1、4、16 mg·kg-1)、Pb(0、50、100、400、1600 mg·kg-1)各5个污染水平,以非间作为对照,在单一污染土壤中进行试验。实验结果如下:(1)在Cd、Pb胁迫下,辣椒与玉米间作,辣椒各部位吸收的重金属含量低于非间作。Cd(0.5~16 mg·kg-1)污染土壤中,间作、非间作辣椒土壤中可交换态及碳酸盐结合态Cd分别为0.12~3.82 mg·kg-1和0.10~3.51 mg·kg-1;Pb(50~1600mg·kg-1)污染土壤中,间作与非间作辣椒土壤中可交换态及碳酸盐结合态Pb分别为4.91~123.49 mg·kg-1和4.83~121.06 mg·kg-1。而残渣态,间作辣椒土壤中的Cd、Pb含量低于非间作辣椒土壤中的。表明间作辣椒植株各部位中Cd、Pb含量低,但间作辣椒土壤中可吸收Cd、Pb量略高。(2)随着Cd、Pb含量增加,辣椒的株高、茎粗、叶片数以及各部位干重均降低,其降低程度与重金属浓度呈正相关。辣椒与玉米间作后,缓解了重金属的毒害作用。其中辣椒根重增加了3.59%~5.82%,辣椒茎重增加了3.03%~18.59%,辣椒叶重增加了0.34%~17.93%,辣椒单果重、单株产量等生物量指标也有所增加。(3)重金属Cd、Pb抑制辣椒叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率以及叶绿素a和叶绿素b含量,当Cd的浓度为16 mg·kg-1、Pb的浓度为1600 mg·kg-1时,其抑制程度最大,与低浓度Cd、Pb相比达到显著性差异。间作玉米后,缓解了重金属对辣椒光合指标的抑制作用,光合作用指标有所增加。(4)重金属Cd、Pb对土壤中的H2O2酶和酸性磷酸酶活性也表现出抑制作用,而且Cd对H2O2酶和酸性磷酸酶活性的抑制程度强于Pb,辣椒与玉米间作后,H2O2酶和酸性磷酸酶活性提高。(5)宏基因组16sDNA测序结果可知,间作处理菌群数多。并且经过Cd处理土壤中的菌群数高于未经过Cd处理的土壤菌群数。通过归类分组,说明了重金属影响了作物根际微生物的组成。