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1 实验部分
1.1 材料与方法
1.1.1 实验材料
1.1.2 实验设计
Table 1 Physical and chemical properties of the tested soil
pH | 有机质/(g·kg−1) | 全钾/(g·kg−1) | 全磷/(g·kg−1) | 全氮/(g·kg−1) | 阳离子交换量/(cmol·kg−1) | Pb全量/(mg·kg−1) |
7.68 | 30.14 | 20.28 | 0.58 | 3.24 | 12.08 | 10.56 |
1.1.3 分析方法
1.1.4 数据处理
η=C乙醇+C水+C氯化钠+C醋酸+C盐酸+C残渣C全Pb
| (1) |
R富集=C植物中PbC土壤中Pb
| (2) |
R转运=C地上部PbC根Pb
| (3) |
R有效转运=C地上部Pb·C地上部生物量C根部Pb·C根部生物量
| (4) |
2 结果与讨论
2.1 Pb胁迫下间作体系对小花南芥和玉米生物量的影响
处理浓度/(mg⋅kg−1) | 模式 | 小花南芥/(g⋅株−1) | 玉米/(g⋅株−1) | |||
地下部 | 地上部 | 地下部 | 地上部 | |||
0 | 单作 | 0.44±0.11b | 2.00±0.49b | 18.49±2.82b | 47.39±3.61b | |
间作 | 0.62±0.18a | 2.38±0.55a | 24.76±2.41a | 56.20±3.91a | ||
400 | 单作 | 0.96±0.095b | 4.03±0.28b | 26.21±2.58b | 50.77±4.15b | |
间作 | 1.54±0.29a | 4.94±0.41a | 32.67±2.30a | 60.69±4.52a | ||
1 000 | 单作 | 0.59±0.095b | 2.33±0.39b | 21.65±3.53b | 35.38±4.86b | |
间作 | 1.01±0.24a | 3.51±0.49a | 30.59±3.01a | 49.36±6.43a | ||
2 000 | 单作 | 0.37±0.12b | 2.18±0.87b | 15.50±4.02b | 29.56±4.47b | |
间作 | 1.04±0.05a | 3.86±0.52a | 23.17±3.62a | 39.83±4.57a |
2. Pb胁迫下间作体系对植物不同Pb化学形态含量及分配比率的影响
2.2.1 Pb胁迫下间作体系对小花南芥组织中Pb含量的影响
P处理浓度/(mg·L−1) | 部位 | Pb不同化学形态含量/(g⋅株−1) | 总量/(mg·kg−1) | 提取率/% | ||||||
模式 | 乙醇提取态 | 水提取态 | 氯化钠态 | 醋酸提取态 | 盐酸提取态 | 残渣态 | ||||
0 | 根 | 单作 | 8.14±3.42a | 2.24±1.76a | 8.67±3.16a | 49.50±5.47a | 6.95±2.67b | 7.56±1.67a | 89.15 | 93.66 |
间作 | 9.73±3.10a | 3.14±2.28a | 6.34±2.28a | 45.11±7.09a | 24.90±13.4a | 10.21±1.08a | 105.97 | 94.67 | ||
茎叶 | 单作 | 20.34±3.24a | 1.74±0.43a | 20.45±7.35a | 39.57±9.57b | 6.96±3.45a | 16.84±8.67a | 110.90 | 95.64 | |
间作 | 14.45±4.47b | 1.03±0.17a | 18.34±4.77a | 64.21±10.88a | 12.19±4.28a | 25.68±27.11a | 147.57 | 92.31 | ||
400 | 根 | 单作 | 51.66±4.23a | 19.05±1.93a | 26.55±5.35b | 193.28±7.35b | 21.97±3.54b | 260.09±27.84a | 585.18 | 97.85 |
间作 | 37.04±6.02b | 18.21±1.39a | 50.96±4.43a | 218.51±25.99a | 145.24±30.99a | 213.53±18.52b | 691.61 | 98.93 | ||
茎叶 | 单作 | 23.60±4.78b | 7.37±0.67b | 107.33±25.76b | 215.84±40.04b | 269.18±45.32b | 253.33±40.13a | 892.08 | 98.27 | |
间作 | 63.24±6.39a | 11.24±1.15a | 152.57±16.94a | 319.33±35.51a | 385.99±25.16a | 179.93±21.28b | 1 151.57 | 96.59 | ||
1 000 | 根 | 单作 | 79.80±3.19a | 44.00±9.31a | 106.85±40.06b | 172.42±17.38b | 96.20±15.74b | 204.38±26.11b | 712.63 | 98.74 |
间作 | 22.52±2.94b | 45.50±4.73a | 199.81±23.35a | 224.21±25.86a | 135.36±22.27a | 313.69±50.66a | 1 037.47 | 90.71 | ||
茎叶 | 单作 | 110.44±25.19a | 39.31±6.81b | 239.43±39.29b | 324.62±37.62b | 172.21±29.64b | 236.74±38.10a | 1 200.03 | 93.56 | |
间作 | 59.57±10.36b | 45.92±5.27a | 355.65±36.11a | 419.06±32.07a | 255.83±36.14a | 321.67±33.00a | 1 568.13 | 92.32 | ||
2 000 | 根 | 单作 | 102.72±24.45a | 40.06±8.72b | 158.87±25.68b | 526.88±63.22a | 269.27±31.18b | 248.88±67.68a | 1 395.52 | 96.5 |
间作 | 70.71±12.58b | 95.06±20.32a | 243.16±37.61a | 405.68±46.54a | 508.36±86.39a | 239.67±66.64a | 1 670.77 | 93.49 | ||
茎叶 | 单作 | 99.09±18.60a | 49.85±10.21b | 194.05±39.63b | 673.45±87.02b | 243.41±32.18a | 257.41±45.71b | 1 853.51 | 82.6 | |
间作 | 56.35±15.09b | 109.09±33.25a | 308.31±45.48a | 867.91±39.65a | 181.72±14.95b | 452.65±86.24a | 2 108.41 | 93.72 |
2.2.2 Pb胁迫下间作对小花南芥组织中不同Pb形态分配比率
Fig. 1 Proportion of Pb fractions in the tissue of A. alpine on plant model and Pb stress
Fig. 1 Proportion of Pb fractions in the tissue of A. alpine on plant model and Pb stress

2.2.3 Pb胁迫下间作体系对玉米组织中Pb含量的影响
Table 4 Contents of different extract Pb form in the tissue of maize
Pb处理浓度/(mg. L−1) | 部位 | Pb不同化学形态含量/(g⋅株−1) | 总量/(mg·kg−1) | 提取率/% | ||||||
模式 | 乙醇提取态 | 水提取态 | 氯化钠态 | 醋酸提取态 | 盐酸提取态 | 残查态 | ||||
0 | 根 | 单作 | 1.16±0.04a | 0.005±0.003a | 1.03±0.17b | 7.23±0.62a | 2.76±0.37a | 16.85±4.55a | 32.72 | 89.28 |
间作 | 0.84±0.03b | 0.008±0.004a | 1.74±0.43a | 4.83±0.59b | 1.01±0.29b | 9.77±1.36b | 19.78 | 93.61 | ||
茎叶 | 单作 | 1.34±0.06a | 0.43±0.05a | 0.17±0.0.08b | 2.04±0.01a | 5.68±0.15a | 8.16±0.10a | 18.41 | 91.38 | |
间作 | 0.35±0.04b | 0.36±0.08a | 0.22±0.06a | 1.82±0.01a | 2.21±0.11b | 4.53±0.13b | 9.79 | 95.92 | ||
400 | 根 | 单作 | 43.71±6.09a | 27.11±5.88a | 18.2±3.67b | 19.70±8.73a | 74.74±6.15a | 22.10±3.83b | 215.86 | 95.23 |
间作 | 31.44±3.66b | 14.27±4.54b | 16.81±2.95a | 17.02±5.39a | 50.68±4.69b | 30.86±3.98a | 183.50 | 89.96 | ||
茎叶 | 单作 | 5.70±0.58a | 7.30±0.82a | 5.83±2.04b | 8.00±1.51a | 54.53±6.57a | 37.92±6.67a | 146.79 | 81.94 | |
间作 | 3.34±0.81b | 4.88±1.12b | 7.78±2.53a | 10.81±1.22a | 31.90±7.85b | 25.71±3.14a | 93.43 | 88.22 | ||
1 000 | 根 | 单作 | 29.7±12.66a | 75.66±16.19a | 51.84±15.18b | 56.66±14.25b | 115.96±34.37a | 98.41±19.25a | 474.70 | 90.21 |
间作 | 16.69±8.12b | 33.47±15.36b | 69.95±11.82a | 86.10±20.06a | 73.01±28.41b | 47.23±14.81b | 342.26 | 95.38 | ||
茎叶 | 单作 | 9.7±2.54a | 11.67±2.71a | 6.97±3.06b | 55.71±24.87b | 96.35±42.75a | 88.76±22.39a | 292.75 | 93.4 | |
间作 | 7.69±3.11b | 7.56±4.41b | 14.24±6.41a | 87.17±31.39a | 42.92±43.02b | 24.77±12.25b | 186.60 | 97.58 | ||
2 000 | 根 | 单作 | 38.96±3.54a | 20.44±4.79a | 46.35±12.72b | 139.08±22.26b | 168.08±44.76a | 126.31±34.26a | 608.45 | 92.22 |
间作 | 29.91±3.13b | 14.27±3.54b | 58.07±20.81a | 150.88±20.98a | 98.32±26.98b | 60.28±23.05b | 458.67 | 87.21 | ||
茎叶 | 单作 | 18.78±7.56a | 58.68±18.61a | 56.72±7.69b | 35.26±13.12a | 87.65±21.37a | 109.63±32.70a | 431.80 | 89.56 | |
间作 | 12.57±5.23b | 46.97±12.31b | 76.64±5.31a | 28.56±9.82a | 53.21±15.63b | 89.65±19.84b | 314.45 | 91.46 |
2.2.4 Pb胁迫下间作体系对玉米组织中不同Pb形态分配比率
Fig. 2 Proportion of Pb fractions in the tissue of maize on plant model and Pb stress
Fig. 2 Proportion of Pb fractions in the tissue of maize on plant model and Pb stress

2.3 Pb胁迫下间作体系对pH的影响
2.3.1 Pb胁迫下间作体系对根际土壤溶液和小花南芥体内pH的影响
Table 5 Effects of intercropping of A. alpine and rhizosphere soil and pH under Pb stress
处理浓度/(mg·kg−1) | 种植模式 | pH | ||||
土壤溶液 | 根 | 茎叶 | ||||
0 | 单作 | 7.27±0.11a | 6.90±0.13a | 6.94±0.20a | ||
间作 | 6.88±0.12b | 6.82±0.20a | 6.62±0.23a | |||
400 | 单作 | 8.06±0.17a | 7.00±0.14a | 7.20±0.17a | ||
间作 | 7.28±0.27b | 6.48±0.20b | 6.61±0.32b | |||
1 000 | 单作 | 7.42±0.25a | 7.08±0.32a | 7.40±0.29a | ||
间作 | 6.73±0.34b | 6.59±0.38a | 6.55±0.21b | |||
2 000 | 单作 | 7.70±0.21a | 7.83±0.29a | 7.70±0.34a | ||
间作 | 6.91±0.28b | 7.08±0.32b | 6.58±0.36b |
2.3.2 Pb胁迫下间作体系对根际土壤溶液和玉米体内pH的影响
Table 6 Effects of intercropping of maize rhizosphere soil and pH under Pb stress
处理浓度/(mg·kg−1) | 种植模式 | pH | ||||
土壤溶液 | 根 | 茎叶 | ||||
0 | 单作 | 6.65±0.30a | 6.93±0.17a | 6.66±0.21b | ||
间作 | 6.88±0.12a | 6.66±0.31a | 7.12±0.11a | |||
400 | 单作 | 6.35±0.17b | 6.14±0.22b | 6.59±0.27b | ||
间作 | 7.28±0.27a | 6.71±0.26a | 7.17±0.23a | |||
1 000 | 单作 | 7.59±0.18a | 7.14±0.19a | 7.37±0.31a | ||
间作 | 6.73±0.34b | 6.54±0.21b | 6.56±0.37b | |||
2 000 | 单作 | 8.02±0.32a | 7.22±0.25a | 7.63±0.35a | ||
间作 | 6.91±0.28b | 6.37±0.20b | 6.29±0.24b |
2.3.3 不同Pb化学形态对pH的响应
植物 | 种植模式 | 部位 | 乙醇提取态 | 水提取态 | 氯化钠提取态 | 醋酸提取态 | 盐酸提取态 | 残查态 | 总量 |
玉米 | 单作 | 根 | 0.847* | 0.057 | 0.454 | 0.590 | 0.909* | 0.431 | 0.652 |
茎叶 | 0.816* | 0.089 | 0.875* | 0.304 | 0.649 | 0.891* | 0.866* | ||
间作 | 根 | 0.097 | 0.654 | 0.963 | 0.908* | 0.611 | 0.899* | 0.903* | |
茎叶 | 0.907* | 0.679 | 0.906* | 0.951** | 0.652 | 0.655 | 0.880* | ||
小花南芥 | 单作 | 根 | 0.648 | 0.377 | 0.972** | 0.863* | 0.758 | 0.245 | 0.878* |
茎叶 | 0.889* | 0.287 | 0.636 | 0.874* | 0.284 | 0.657 | 0.829* | ||
间作 | 根 | 0.653 | 0.987** | 0.954** | 0.962** | 0.529 | 0.341 | 0.958** | |
茎叶 | 0.976** | 0.901* | 0.921** | 0.983** | 0.847* | 0.589 | 0.957** |
Table 8 Stepwise regression equations on contents of Pb with pH
植物 | 部位 | 种植模式 | 逐步回归方程 | F | r | P |
玉米 | 根 | 单作 | Y=7.355−0.031X1 | 11.058 | 0.921 | 0.079 |
间作 | Y=6.630−0.004X4+0.00006X7 | 249 999 | 1.000 | 0.001 | ||
茎叶 | 单作 | Y=6.416+0.011X3 | 18.140 | 0.949 | 0.050 | |
间作 | Y=7.246−0.077X1 | 19.559 | 0.953 | 0.048 | ||
小花南芥 | 根 | 单作 | Y=6.897−0.004X3+0.003X4 | 17.316 | 0.968 | 0.031 |
间作 | Y=6.860+0.003X4 | 56.387 | 0.983 | 0.017 | ||
茎叶 | 单作 | Y=6.983−0.012X1+0.003X4 | 27.943 | 0.986 | 0.045 | |
间作 | Y=6.675+0.006X3−0.001X7 | 37.656 | 0.999 | 0.041 |
2.4 Pb胁迫下植物富集特征
2.4.1 Pb胁迫下间作小花南芥富集特征
Pb处理浓度/(mg·L−1) | 种植模式 | 富集系数 | 转运系数 | 有效转运系数 |
0 | 单作 | 1.38 | 1.24 | 5.65 |
间作 | 2.27 | 1.39 | 6.01 | |
400 | 单作 | 1.68 | 1.52 | 6.40 |
间作 | 3.24 | 1.66 | 5.34 | |
1 000 | 单作 | 1.56 | 1.68 | 6.65 |
间作 | 3.14 | 1.51 | 5.25 | |
2 000 | 单作 | 1.77 | 1.32 | 7.82 |
间作 | 2.46 | 1.26 | 4.68 |
2.4.2 Pb胁迫下玉米富集特征
Table 10 Characteristics of enriching Pb in maize under intercropping system
Pb处理浓度/(mg·L−1) | 种植模式 | 富集系数 | 转运系数 | 有效转运系数 |
0 | 单作 | 0.86 | 0.56 | 1.44 |
间作 | 0.64 | 0.49 | 1.12 | |
400 | 单作 | 0.76 | 0.68 | 1.32 |
间作 | 0.51 | 0.51 | 0.95 | |
1 000 | 单作 | 0.73 | 0.62 | 0.99 |
间作 | 0.43 | 0.55 | 0.89 | |
2 000 | 单作 | 0.89 | 0.71 | 1.22 |
间作 | 0.54 | 0.69 | 1.31 |