近年来,大气03浓度升高逐年升高,影响了稻麦生态系统中农作物的生长状况,从而间接或直接地影响了土壤中微量营养元素的形态转化和生物有效性。关于土壤微量元素生物有效性的研究已然成为农业生态和环境科学等领域关注的焦点。稻麦轮作是我国南方大部分地区主要的水旱种植模式。明确并揭示臭氧胁迫对稻麦土壤中微量元素生物有效性的影响程度可为未来农业生产和农田水肥管理提供理论依据。因此,本文采用开顶式熏气室(OTCs)设有正常大气对照和O3浓度升高(比对照约高40nmol·mol-1)处理,开展稻麦盆栽试验探究了 O3浓度升高条件下稻麦土壤中微量元素不同形态变化、有效态含量、根际环境变化及植株生长变化情况,并分析了其影响因素,探讨了稻麦土壤中微量元素生物有效性对臭氧污染的响应机制,得到的主要结果如下:(1)臭氧胁迫显著降低了成熟期小麦根系、秸秆和籽粒的生物量,降幅分别为16.35%(P<0.05)、13.57%(P<0.01)和 14.63%(P<0.01)。臭氧胁迫降低了水稻成熟期植株不同器官的生物量,但仅在籽粒部分达到显著水平,降幅为17.22%(P<0.05)。臭氧处理显著降低了小麦和水稻的千粒重,造成稻麦产量下降。(2)03浓度升高显著降低了小麦抽穗期和成熟期的总根长和根总表面积,而有增加根平均直径的趋势。臭氧胁迫对水稻根系指标的影响均不显著,根平均直径的变化与麦季结果一致。(3)臭氧浓度升高促进了小麦植株根系对土壤中微量元素的吸收,显著提高了小麦籽粒中Fe、Mn和Cu的含量,而显著降低了地上部分Zn的含量。臭氧胁迫显著降低了水稻根和秸秆中Fe的含量,显著增加了秸秆中Mn的含量,显著增加了各器官中Cu的含量,而显著降低了各器官中Zn的含量。(4)臭氧浓度升高处理提高了麦季耕层土壤中Fe、Mn和Cu的生物有效性,降低了 Zn的生物有效性。各深度土壤变化趋势一致,且表现出一定的垂直分布规律,自上而下缓慢递减。BCR法和DTPA法在表征微量元素的生物有效性上具有相似的规律。(5)臭氧熏蒸显著增加了水稻成熟期DTPA-Cu的含量和拔节期WAS-Mn的含量,降低了成熟期WAS-Fe和拔节期WAS-Zn的含量。BCR和DTPA法均表明大气臭氧浓度升高有提高稻季土壤系统中微量元素Mn和Cu生物有效性,而降低Fe和Zn生物有效性的趋势,各深度土壤表现出的规律一致,且在生育中后期不同处理间差异更显著。(6)臭氧胁迫降低了小麦不同生育期根际土壤的pH、电导率、总碳和总氮含量,均在成熟期达到显著水平(P<0.05),但却提高了其氧化还原电位。臭氧胁迫显著提高了水稻成熟期根际土壤的pH和总N,显著增加了分蘖期和抽穗期的电导率,显著降低了抽穗期的Eh,对总C的增幅不显著。(7)从BCR的结果来看,臭氧胁迫显著增加麦季根际土壤中WAS-Fe、Mn、Cu占总量的比例,促进了 Fe、Mn、Cu向生物有效性更高的形态转化,而降低了 WAS-Zn和RED-Zn的占比,降低了 Zn的有效性。对稻季根际土壤而言,O3降低了 WAS-Fe、Mn、Zn的占比,而提高了 WAS-Cu和RED-Cu的占比。03胁迫显著提高了麦季成熟期根际土壤中DTPA-Fe、Mn、Cu的含量,却显著降低了 DTPA-Zn。03胁迫显著增加了稻季抽穗期根际土壤中DTPA-Fe、Mn、Cu、Zn的含量。03胁迫显著增加了麦季成熟期根际土壤中DGT-Fe、Mn、Cu的含量,而显著降低了 DGT-Zn。03胁迫显著增加了稻季成熟期根际土壤中DGT-Mn、Cu的含量,而显著降低了 DGT-Zn,对DGT-Fe影响不显著。(8)在稻麦根际土壤中,臭氧浓度升高均不同程度地提高了成熟期土壤脱氢酶、过氧化氢酶、转化酶和多酚氧化酶的活性。根际土壤中有机酸含量高低次序为:草酸>苹果酸>柠檬酸,臭氧浓度升高促进了小麦根际有机酸的分泌,臭氧胁迫对稻季根际土壤中有机酸含量的影响不显著。