【摘 要】
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针对我国农田镉（Cd）污染范围广、面积大、程度深的现状,对Cd污染农田土壤进行修复刻不容缓。近几年来,植物修复作为一种新型污染修复技术,具有投资少、环境友好、不破坏土壤结构、不引发二次污染等优点,是环境修复领域的研究热点。外来入侵植物紫茉莉（Mirabilis jalapa L.）具有较强的耐Cd性、Cd富集能力和良好的观赏性,对修复Cd污染土壤具有潜在用途。欲将紫茉莉用于Cd污染农田土壤的植物修
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针对我国农田镉（Cd）污染范围广、面积大、程度深的现状,对Cd污染农田土壤进行修复刻不容缓。近几年来,植物修复作为一种新型污染修复技术,具有投资少、环境友好、不破坏土壤结构、不引发二次污染等优点,是环境修复领域的研究热点。外来入侵植物紫茉莉（Mirabilis jalapa L.）具有较强的耐Cd性、Cd富集能力和良好的观赏性,对修复Cd污染土壤具有潜在用途。欲将紫茉莉用于Cd污染农田土壤的植物修复实践,一般会将紫茉莉与本地种间套作,以达到边修复边生产的目的。由于紫茉莉具有入侵性,为了防止其排挤本地种,需要深入研究Cd胁迫下紫茉莉与本地种的竞争关系,以及不同季节、不同土壤养分供给水平以及土壤不同Cd浓度下紫茉莉与本地种之间的响应规律。本文采用室内盆栽实验,选用入侵植物紫茉莉和常见的本地种番茄（Lycopersicon esculentum）、青麻叶（Brassica rapa var.Chinensis）为实验材料。通过取代系列实验方法,研究不同Cd污染水平（0、1、3、5、10 mg/kg）下,紫茉莉与本地种的生长状况及种内、种间关系的变化。同时,探明Cd胁迫下紫茉莉与不同本地种共存时的光合特性,最后弄清不同营养水平下紫茉莉对本地种的竞争优势变化。论文主要研究结果表明:1.在不同Cd浓度水平下紫茉莉和本地种竞争关系的研究中发现,Cd胁迫会改变紫茉莉的竞争能力。当土壤Cd浓度超过5 mg/kg时,和青麻叶混种的紫茉莉竞争能力变弱,但和番茄混种的紫茉莉的竞争能力变强。在相同Cd浓度处理下,不同种植模式之间,紫茉莉的竞争能力均小于青麻叶,但强于番茄,且与番茄种植比例为2∶2时,紫茉莉的竞争力最强。2.对Cd胁迫下紫茉莉和本地种混种时紫茉莉光合特性的研究中,当Cd浓度为0和1 mg/kg时,种间竞争显著影响紫茉莉的光合色素含量,紫茉莉与青麻叶混种时,紫茉莉叶片的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量随着紫茉莉种植比例的增加而增加;紫茉莉与番茄混种时,混种比例为2∶2的情况下,叶绿素a、叶绿素b含量最高。当Cd浓度增加至3 mg/kg及以上时,随着Cd处理浓度的增加,紫茉莉叶片的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量降低;最大光化学效率Fv/Fm、实际光化学效率Fv′/Fm′、光淬灭系数Qp显著降低,非化学淬灭系数NPQ显著增加。3.在春冬季不同营养水平下紫茉莉和本地种的混种实验中发现,低营养水平下紫茉莉的相对产量（relative yield,RY）均大于1,紫茉莉的种间竞争力达到最强。对比春冬两季,春季紫茉莉的攻击力系数（aggressivity,A）大于冬季,表明春季紫茉莉竞争能力强于冬季。在两个种植模式间比较,紫茉莉和青麻叶混种时,春冬季的紫茉莉的A值均在-0.26～-1.76,紫茉莉的竞争力小于青麻叶;紫茉莉和番茄混种时,春季紫茉莉的A值在0.49～1.14,紫茉莉竞争力更强,而冬季紫茉莉的A值在-0.11～-0.81,番茄的竞争力更强。4.季节显著影响了紫茉莉的生物量分配。春季紫茉莉的地上部生物量比（0.632～0.833）显著高于冬季（0.177～0.551）;地下部生物量比（0.167～0.303）显著低于冬季（0.685～0.823）;根冠比（0.201～0.615）显著低于冬季（0.815～3.816）。冬季青麻叶的地上部生物量比显著高于春季,地下部生物量比和根冠比显著低于春季。冬季番茄的地上部生物量显著低于春季,地下部生物量和根冠比显著高于春季。综上所述,紫茉莉与本地种的竞争关系受土壤Cd浓度、营养水平、季节及本地种种类影响。中、低Cd污染农田适合优先推广紫茉莉和青麻叶混种,并适当施加肥料,不仅可以防止紫茉莉疯长,提高青麻叶产量,还可以边修复边生产。
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