我国西北局部地区存在放射性锶污染问题。本文以治理放射性锶(90Sr)污染土壤为目的,采用稳定性锶-88模拟放射性锶-90同位素的方法,砂培盆栽试验和土培盆栽试验相结合,系统研究了锶在麦类作物(6个小麦品种,4个大麦品种、8个皮燕麦品种和8个裸燕麦品种)中的吸收、分配、转运和积累的规律特征。本文旨在筛选出对锶具有吸收浓度高,生物量大,适应当地生态条件的作物品种,并为核素污染土壤的植物修复做好前期工作准备。主要结果如下：1.2008-2009年砂培盆栽试验对26个麦类作物品种(6个小麦品种,4个大麦品种、8个皮燕麦品种和8个裸燕麦品种)的锶富集特征以及锶在不同器官的分配规律进行比较。本试验结果表明在锶对麦类作物品种的生物量没有显著影响。不同作物的地上锶富集浓度之间相比,裸燕麦最高,大麦,皮燕麦次之,小麦最低。同种作物的不同器官的锶富集浓度相比,大麦的根部最高,而小麦、皮燕麦和裸燕麦则是叶片最高。不同作物的根冠转移系数(TLFs)相比,在100mgkg-1Sr处理中,裸燕麦最高(0.653～1.959),其次是皮燕麦(0.480～1.476),小麦(0.474～0.824)和大麦(0.286～0.574)最低。在500mgkg-1Sr处理中,裸燕麦最高(1.041-2.741),其次是皮燕麦(0.396～1.890),小麦(0.223～0.804)和大麦(0.303-0.798)最低。植物修复材料可以在裸燕麦中选择。其中,内蒙科艺1号(裸燕麦)的地上锶富集浓度和根冠转移系数在26个麦类作物品种中都是最高的。内蒙科艺1号(裸燕麦)的地上锶富集浓度在100和500mgkg-1Sr处理中分别为2213mgkg-1和7865mkg-1, TLF分别为1-959和2.741。裸燕麦内蒙科艺1号具备超富集植物的特征(TLF>1),显示出很强的锶富集能力,是潜在的锶污染土壤的植物修复材料。小麦的地上锶浓度和转移系数都是最低的,表现出金属排除型植物的特征,可以作为锶轻度污染地区食用的作物类型。2.2009-2010年砂培盆栽试验比较了两个裸燕麦基因型(坝莜3号和内蒙科艺1号)在锶处理下苗期的植物生长以及抗氧化酶系的生理响应。实验结果如下：(1)锶处理显著减少了坝莜3号生物量的积累,包括地上生物量(16%)、根部生物量(18%)、根长(26%)和根面积(23%)。低浓度锶处理没有减少内蒙科艺1号生物量的积累。内蒙科艺1号地上生物量在高浓度锶处理下有所减少,但高于对照11%。(2)根部和叶片的锶富集浓度随着处理中锶浓度的增加而增加。内蒙科艺1号的锶富集浓度在低浓度锶处理下(0.15和0.6mMSr)接近或高于坝莜3号。而在高浓度锶处理下(3和6mMSr),内蒙科艺1号的锶富集浓度显著(约2倍)高于坝莜3号。(3)TLFs随着处理中锶浓度的增加先升高后降低。内蒙科艺1号的TLFs(1.66～2.03)在所有锶添加处理中都高于坝莜3号的TLFs(0.87-1.63)。(4)叶片和根部应对锶诱导的氧化胁迫响应不同。叶片的MDA含量低于根部,叶片的SOD和POD活性比根部高。(5)内蒙科艺1号的叶片和根部的MDA含量低于坝莜3号,内蒙科艺1号的叶片和根部的SOD、POD和CAT活性高于坝莜3号。以上结果说明在植物内部不同抗氧化防御系统应对锶的压力在裸燕麦基因型间存在差异性。不同裸燕麦基因型间对金属锶富集能力的不同有可能源于其内部不同抗氧化防御系统应对锶的压力的差异。3.2010-2011年土培盆栽试验比较了成熟期四个裸燕麦基因型(坝莜3号,蒙麦8313,定莜6号和内蒙科艺1号)的不同器官的锶的富集浓度和分布特征,比较不同燕麦基因型的植物修复效果。结果表明,锶富集浓度随着锶处理的增加而升高。内蒙科艺1号的锶富集能力最强。四个基因型中内蒙科艺1号的地上锶富集浓度都是最高的。TLFs在所有锶处理中高于其它基因型,且在高浓度锶处理下最高(1.37)。内蒙科艺1号从土壤中清除锶的百分比在所有锶处理中高于其它基因型,且在高浓度锶处理下最高(3.34%)。内蒙科艺1号富集锶主要分布在地上部分,叶片的锶富集浓度最高,而籽粒的锶富集浓度最低。锶主要分布在燕麦的非食用部分。叶片锶分布比例范围为41%-55%,籽粒锶分布比例范围为3%～5%。内蒙科艺1号的平均EC值的范围为0.521-1.343,接近于在矿区发现的超富集植物的EC(0.33～1.38)。经土培盆栽试验再次验证,内蒙科艺1号显示出很强的锶富集能力,可以作为一种有效的理想的锶污染土壤的植物修复材料。此外,本试验比较了锶对土壤酶活性(脱氢酶、β-糖苷酶、脲酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶)以及微生物量碳氮的影响。结果发现锶显著影响了脲酶活性和微生物量碳氮,分别减少了39%,27%和40%。脲酶和微生物量碳氮对土壤锶污染较为敏感。脲酶和微生物量碳氮可以作为监测土壤锶污染程度的敏感指标。小麦的地上锶浓度最低,转移系数最低,可以考虑作为锶低度污染地区食用的作物品种。锶污染土壤的植物修复材料可以在裸燕麦中选择。内蒙科艺1号的地上锶富集含量最高,该基因型可以作为一种有效的理想的植物修复材料。脲酶和微生物量碳氮对土壤锶污染较为敏感。脲酶和微生物量碳氮可以作为监测土壤锶污染程度的敏感指标。本论文结果为农田核素污染土壤的植物医治做好前期准备工作。