玉米與龍葵間作模式對植物生長及Cd富集特征的影響

閆仁俊，韓磊，趙亞萍，林大松，王雅君，徐應明，王瑞剛

（農業農村部環境保護科研監測所，天津300191）

據2014 年《全國土壤污染狀況調查公報》顯示，全國土壤總點位超標率達16.1%，土壤Cd 污染物點位超標率達到7.0%[1]。Cd 在土壤中具有水溶性和不可降解性，極易被農作物吸收，造成糧食減產和糧食污染。Cd 污染導致我國糧食產量每年損失超過1×107t，總經濟損失超過200億元[2-3]。Cd超標農產品中的Cd 經食物鏈傳遞進入動物或人體，嚴重危害人類身體健康[4-5]。植物修復具有操作簡單、修復成本低、綠色環保等特點，對中輕度Cd 污染土壤治理有較好的應用前景[6-7]。然而，修復植物替代農作物破壞了農業生產結構，導致糧食產量降低，影響農民經濟收入，不能滿足我國的農業生產需求。

低積累作物和超富集植物的間作修復模式，不僅可以保障糧食生產的相對穩定，而且能起到明顯的植物修復效果，實現邊生產邊修復目的，在耕地污染修復中越來越受重視。黃益宗等[8]采用盆栽實驗研究玉米（Zea mays L.）與羽扇豆和鷹嘴豆間作對Cd 吸收的影響，結果表明玉米與鷹嘴豆間作模式下玉米籽粒對Cd 的吸收顯著降低。Jiang 等[9]研究表明東南景天和玉米間作顯著提高東南景天地上部對Pb 的吸收，降低玉米體內Pb 含量。劉海軍等[10]采用盆栽實驗研究玉米與馬唐間作模式下玉米積累Cd 的變化，發現玉米與馬唐間作模式能降低玉米植株中的Cd 含量。良好的間作修復模式是在保證玉米產量穩定的情況下，提高超富集植物的提取效率。因此，篩選出較好的間作修復模式尤為重要。目前，大多研究是通過盆栽試驗研究間作模式下兩種植物吸收和富集重金屬的相關機理。而關于間作修復的田間試驗研究相對較少，也沒有真正形成可推廣的田間間作修復技術模式。近年來，少數研究開始關注間作模式的大田試驗和應用，如郭楠等[11]研究了5 種玉米與籽粒莧間作模式對單位面積玉米產量和修復效率的影響，并發現交錯寬窄行玉米寬行間作單行籽粒莧有助于玉米產量的提高，玉米與籽粒莧等4 行間作模式下籽粒莧Cd提取量最大。龍葵（Solanum nigrum L.）是在沈陽首先發現的一種Cd 超富集植物，具有生長適應性強且生物量大的特征，在農田重金屬修復實踐中具有很好的前景[12]。而關于玉米與龍葵間作修復的大田試驗還鮮見報道。

為此，本論文通過田間小區試驗，研究了玉米與龍葵不同間作模式下玉米和龍葵各器官生物量、土地當量比、Cd 含量、富集系數和轉運系數、總Cd 提取量、根際土壤pH 和有效態Cd 含量的變化，旨在探究玉米與龍葵的最優空間配置，篩選最優的間作修復模式，為受污染耕地邊生產邊修復提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 供試地點與材料

試驗地點位于湖南省長沙縣（28°45′N，113°07′E），具有典型亞熱帶季風區氣候，春季和夏季降水偏多，全年平均氣溫18 ℃，年均降水量1 358.6 mm，土壤發育于花崗巖母質麻沙泥[13]?；纠砘再|如下：pH 4.81，有機質25.93 g·kg-1，CEC 9.24 cmol·kg-1，全氮1.19 g·kg-1，全磷1.05 g·kg-1，全鉀42.59 g·kg-1，堿解氮88.40 mg·kg-1，有效磷53.53 mg·kg-1，速效鉀78.46 mg·kg-1，緩效鉀89.07 mg·kg-1，總Cd 0.64 mg·kg-1，有效態Cd 0.36 mg·kg-1。玉米品種為登海11 號，購自湖南田豐農資種業有限公司。龍葵品種為產于遼寧沈陽的野生型龍葵，購自中國科學院沈陽應用生態研究所。

1.2 試驗設計

在湖南省北山試驗基地進行大田試驗，共設7 個種植模式，每個模式重復4次，共28個小區，每個小區面積為7 m×7 m=49 m2。試驗小區種植模式見表1。

玉米在2018 年7 月20 日播種，龍葵7 月15 日開始育苗，8 月12 日移栽到大田；待玉米長出3 片葉子，進行間苗，每穴僅留1 株。玉米與龍葵均在2018 年10 月18 日收獲。在玉米整個生長期間，按當地農民的種植習慣來管理。

1.3 樣品采集和前處理

種植玉米成熟后，分別采集玉米和龍葵植株樣品，以及兩者的根際土壤樣品。每個小區隨機采集3株玉米和3 株龍葵植株樣品作為本小區的玉米和龍葵植株的混合樣品。利用抖根法采集相同植株的根際土壤，將其混合作為本小區玉米和龍葵的根際土壤樣品。將玉米和龍葵植株分根、莖、葉和籽粒4 部分，用自來水清洗干凈后，再用去離子水沖洗兩遍，然后在105 ℃烘箱中殺青30 min，70 ℃烘干至恒質量。用十分之一天平稱量兩種植株根、莖、葉各部分生物量和籽粒的產量，然后將根、莖、葉和籽粒分別粉碎，過100 目篩后用于組織中Cd 含量的測定。根際土壤樣品自然風干后，研磨，過20目篩后備用。

表1 試驗小區種植模式Table 1 Planting mode of test plot

1.4 植物Cd含量的測定

稱取過100 目篩的玉米或龍葵植株樣品0.250 0 g，加入10 mL 硝酸消解，放入電熱消解儀（ED54，LabTech，中國）進行消解，經過80 ℃消解1.5 h、120 ℃消解1.5 h、150 ℃消解2 h 后，升溫至175 ℃趕酸至約1 mL，用1% 硝酸多次沖洗消解管，將溶液移入25 mL容量瓶定容，4 ℃保存待測。用ICP-MS（iCAP Q，Thermo，美國）測定待測液中Cd的含量。

1.5 土壤pH和有效態Cd含量測定

土壤pH 測定：水土比2.5∶1混合，振蕩30 min，待溶液澄清后用pH計（PB-10，Sartorius，德國）測定。

有效態Cd 含量測定：取過20 目篩的風干土樣1.000 g放入50 mL離心管中，加入10 mL的0.1 mol·L-1鹽酸，在搖床上150 r·min-1振蕩2 h，然后3 000 r·min-1離心20 min，再將上清液用定量濾紙過濾，然后轉移到試管中待測。用ICP-MS測定待測液中Cd的含量。同時使用土壤標準物質GBW07452（GSS-23）和綠茶標準物質GBW10052進行質量控制，檢測數據控制在標準物質確定值與不確定度范圍內，回收率90%～110%。

1.6 計算方法

植物單株地上部Cd 提取量（g）=植物地上部Cd含量（μg·g-1）×植物地上部生物量（g）

單位面積植物地上部總Cd 提取量（g·m-2）=單株植物地上部Cd 提取量（g·plant-1）×小區植物株數/小區面積（m2）

不同種植模式單位面積地上部總Cd提取量（g）=單位面積玉米地上部總Cd提取量（g）+單位面積龍葵地上部總Cd提取量（g）

單位面積作物產量（g·m-2）=單株作物產量（g·plant-1）×小區植物株數/小區面積（m2）

富集系數（BCF）=不同部位Cd 含量（μg·g-1）/土壤Cd含量（μg·g-1）[14]

轉運系數（TF）=植物地上各部位Cd 含量（μg·g-1）/根Cd含量（μg·g-1）[15]

土地當量比（LER）=間作玉米地上部生物量（g）/單作玉米地上部生物量（g）+間作龍葵地上部生物量（g）/單作龍葵地上部生物量（g）[16]

1.7 數據處理

采用Excel 2007和SPSS 16.0軟件進行數據分析，利用單因素和Duncan法進行方差分析和多重比較（P＜0.05），用Origin 2019軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 玉米和龍葵各部位生物量

由表2 可知，與單作玉米相比，除葉生物量外，不同間作模式均不同程度地提高了單株玉米的根、莖、籽粒和總生物量，其中T3 和T4 間作模式增加幅度最大，且達到了顯著水平（除T4的籽粒外，P＜0.05）。

與單作龍葵相比，5 種間作模式的龍葵單株生物量沒有顯著變化。但5 種間作模式下龍葵各部位的生物量存在差異，與單作龍葵相比，T2 間作模式顯著降低龍葵根生物量，T3 模式顯著降低龍葵莖的生物量，T2、T4 和T5 間作模式顯著增加葉生物量，T5 間作模式顯著增加根的生物量，T2 間作模式顯著增加龍葵果生物量，其他間作模式的龍葵果生物量沒有顯著差異。

2.2 不同種植模式下玉米和龍葵單位面積地上部總生物量和土地當量比

由表3 可知，與單作玉米相比，玉米單位面積地上部總生物量在T3 間作模式下達到最大，在T5 模式卻顯著降低，在其他3 種模式下有降低，但沒有達到顯著水平。與單作龍葵相比，龍葵單位面積地上部總生物量在T2 間作模式下顯著增加，在其他4 種間作模式下均沒有顯著差異。5 種間作模式的土地當量比（LER）均大于1。

2.3 玉米與龍葵各部位的Cd含量

如表4 所示，玉米各部位Cd 含量分布為：根＞葉＞莖＞籽粒。與單作玉米相比，間作處理沒有顯著改變玉米籽粒中Cd 含量，且所有處理玉米Cd 含量均低于《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中Cd 的限值；除T4 間作模式顯著增加玉米莖和葉Cd 含量（P＜0.05），以及T5 間作模式顯著增加玉米葉Cd 含量（P＜0.05）外，其他間作處理對玉米各部位的Cd 含量沒有顯著影響。與單作龍葵相比，除T5間作模式顯著增加根、莖Cd 含量外（P＜0.05），其他間作處理沒有顯著改變龍葵根莖葉各部位的Cd 含量，但間作處理（除T5 外）顯著降低了其果實中Cd 的含量（P＜0.05）。

表3 不同種植模式下玉米和龍葵單位面積地上部總生物量和土地當量比Table 3 Aboveground total biomass per unit area and LER of Z. mays and S. nigrum in different planting modes

2.4 玉米與龍葵的富集系數和轉運系數

由表5可知，玉米各部位BCF呈現根＞地上部＞籽粒，其中籽粒的BCF最低，僅為0.02～0.03。除T5間作模式顯著降低玉米籽粒BCF、T4 模式顯著增加玉米地上部TCF外，其他間作處理并沒有顯著改變玉米根和地上部的BCF。龍葵根和地上部BCF 均大于1，且地上部＞根，地上部BCF 為7.06～11.16。與單作龍葵相比，除T5模式顯著增加根BCF 外，其他間作模式對龍葵根部和地上部BCF無顯著影響。

表2 不同種植模式下玉米和龍葵單株各部位的生物量（g·plant-1）Table 2 Biomass of different parts of Z. mays and S. nigrum in different planting modes（g·plant-1）

表4 不同種植模式下玉米和龍葵各部位Cd含量（μg·g-1）Table 4 Cd concentration of different parts of Z. mays and S. nigrum in different planting modes（μg·g-1）

表5 不同種植模式下玉米和龍葵的生物富集系數和轉運系數Table 5 BCF and TF of Z. mays and S. nigrum in different planting modes

玉米TF 地上部＞籽粒，籽粒TF 僅為0.02～0.03。與單作玉米相比，間作處理并沒有顯著改變玉米地上部和根的TF。龍葵地上部TF 為1.20～1.57。與單作龍葵相比，間作模式對龍葵地上部TF也無顯著影響。

2.5 不同種植模式下玉米單位面積產量

如圖1 所示，玉米單位面積產量的排序為T3＞CK1＞T1＞T4＞T5＞T2。與單作玉米相比，T3 處理顯著增加了玉米產量，增加幅度為15.6%；T2 處理顯著降低了玉米產量，降低幅度為16.8%；T1、T4、T5 間作模式下玉米產量稍微降低，降幅均在10% 以內，且沒有達到顯著水平。

2.6 不同種植模式單位面積地上部總Cd提取量

圖2 為玉米和龍葵單位面積總Cd 提取量的變化，不同種植模式下，T1～T5 間作模式單位面積總Cd提取量高于單作玉米和單作龍葵，其排序為T4＞T2＞T5＞T3＞T1＞CK1＞CK2，且除T1 外，其他4 種間作模式均達到了顯著水平（P＜0.05），其中T4 間作模式增加幅度最大，比單作玉米增加了150.5%，其次是T2間作模式，比單作玉米增加72.4%。

圖1 不同種植模式下玉米單位面積產量Figure 1 Yield of Z. mays in different planting modes

2.7 不同種植模式下玉米與龍葵根際土壤pH 和有效態Cd含量

不同種植模式下玉米根際土壤pH 的變化如圖3A 所示，與單作玉米相比，T2、T3和T4處理顯著降低了根際土壤的pH值（P＜0.05），而T1和T5沒有顯著改變根際土壤pH 值。與龍葵單作相比，除T5 沒有顯著改變龍葵根際土壤pH 值外，其他間作模式均顯著降低了龍葵根際土壤pH值（P＜0.05）（圖3B）。

圖2 不同種植模式單位面積地上部總Cd提取量Figure 2 The aboveground total Cd extraction amount per unit area in different planting modes

圖4 不同種植模式下玉米和龍葵根際土壤有效態Cd含量Figure 4 Available Cd content in rhizosphere soil of Z. mays and S. nigrum in different planting modes

圖3 不同種植模式下玉米和龍葵根際土壤pH值Figure 3 The pH value in rhizosphere soil of Z. mays and S. nigrum in different planting modes

不同間作模式下玉米根際土壤有效態Cd含量的變化如圖4A所示，與單作玉米相比，除T5顯著增加其根際土壤有效態Cd含量（P＜0.05）外，其他間作處理均顯著降低了根際土壤有效態Cd的含量（P＜0.05），其中T1降低幅度最大，達到19.07%。不同間作模式下龍葵根際土壤有效態Cd 含量的變化如圖4B 所示，與CK2相比，T1～T5間作模式下龍葵根際土壤有效態Cd含量均有不同程度增加，但未達到顯著水平。

3 討論

3.1 不同間作模式對玉米和龍葵生長的影響

間作條件下，植物既有種內相互作用又有種間相互作用，種間相互作用包括種間競爭、種間促進和種間補償，當種間競爭大于促進時，間作沒有優勢，相反才能表現出間作優勢[17]。本試驗結果顯示，玉米與龍葵5 種間作模式下，玉米單株各部位的生物量均高于單作玉米。一方面的原因是玉米與龍葵間作系統中玉米的行距增加，且龍葵植株矮小，未對玉米形成空間競爭關系，所以間作模式促進了玉米對光的利用，進而促進了玉米的生長。另一方面，間作模式可以通過改變根系分泌物的種類、數量以及微生物的種群，進而改變土壤養分的有效性，提高間作模式對養分的利用率來促進生長[18-19]。這與間作模式下的許多研究結果一致，如玉米與籽粒莧間作模式也不同程度地促進了玉米單株的生長[11]；玉米與續斷菊間作體系下，玉米生物量相比單作增加了29.02%[20]；玉米和東南景天間作，兩種植物單株生物量都有增加[21]。綜合玉米單株籽粒產量和種植密度，T3 間作模式下，玉米單位面積產量較單作增加15.6%，而T2間作模式玉米產量較單作減少16.8%，T1、T4、T5間作模式玉米產量基本穩定。間作修復的主要目的是在保障玉米不大幅度減產（減產幅度小于10%）條件下提高修復效率，實現邊生產邊修復，T1、T3、T4 和T5 間作模式能維持玉米產量穩定或增產，具有經濟可行性。

許多研究發現，和玉米間作的富集植物生長被抑制。如郭楠等[11]發現間作模式下籽粒莧單株生物量顯著降低，降幅達83.9%～96.9%。秦歡等[22]的研究也發現，間作模式下玉米對大葉井口邊草的生物量有一定的抑制作用。本試驗結果顯示，與單作龍葵相比，5種間作模式的龍葵單株總生物量沒有顯著變化。這說明玉米的生長沒有從光照和土壤營養方面影響到龍葵的生長。另外，原產于沈陽的龍葵在湖南出現不適應，植株比較矮小，其單株生物量遠低于沈陽種植的龍葵生物量[23]，可能與土壤和氣候條件變化有關，湖南為酸性土壤，而沈陽為堿性土壤，湖南炎熱多雨，沈陽冷涼干燥。進而推測，間作模式對龍葵生長的影響可能遠小于土壤和氣候條件的影響。

國際上通常用土地當量比（LER）來衡量間作后是否具有產量優勢，當LER＞1，表明有間作優勢，LER＜1 為間作劣勢[24]。農業生產上很多作物間作模式LER 都大于1，如玉米/大豆LER 為1.65～1.71[25]、玉米/蠶豆LER 為1.21～1.23[26]、玉米/小麥LER＞1[27]、玉米/煙草LER 為1.31～1.84[28]等。另外，郭楠等[11]研究也發現，玉米間作修復植物既能保證玉米的產量，又能增加修復植物的生物量。本試驗發現T1～T5 間作模式的土地當量比全部大于1，說明玉米與龍葵間作模式可以提高單位面積的總生物量，兩種植物表現為種間促進作用。

3.2 不同間作模式對玉米和龍葵累積轉運Cd的影響

在富集植物和作物的間作體系中，兩種植物通過根際分泌物相互作用，影響到根際土壤的pH 值和重金屬的有效性，進而改變兩種植物對重金屬的吸收和富集能力。間作體系中的植物種類、土壤類型、間作方式等都會影響到間作植物對重金屬的吸收和富集。許多研究發現，間作體系不僅能促進富集植物對重金屬的富集，同時還能減少作物對重金屬的富集。如郭楠等[11]發現，籽粒莧和玉米間作，不僅可以減少玉米籽粒對Cd 的富集，同時還增加了籽粒莧對Cd 的富集，可能與間作體系導致籽粒莧根系分泌大量草酸，增加了根際土壤Cd 的活性有關。李凝玉等[29]、Zhao等[30]也得出相似的結果。這種間作模式是最理想的間作模式。但有些間作模式正好相反，抑制富集植物對Cd 的富集，促進作物對Cd 的富集；還有一些間作模式導致富集植物和作物富集Cd同時增加或者同時減少[11，29-30]。本研究結果顯示，5 種間作處理沒有顯著改變玉米籽粒和其他各部位的Cd 含量（除T4 間作模式顯著增加地上部含量外），以及龍葵各部位Cd的含量（除T5 間作模式顯著增加根Cd 含量外）。但值得注意的是，5種間作模式單位面積地上部總Cd提取量顯著高于單作玉米和單作龍葵，說明間作體系總體上促進了兩種作物對Cd 的吸收和富集，這可能與間作導致根際環境改變有關，特別是根際土壤的pH 和Cd 的生物有效性[31-32]。另外，所有種植模式玉米Cd含量均顯著低于《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中Cd 的限值，說明玉米和龍葵間作模式可以實現玉米安全生產。

許多研究發現，間作體系中，植物根系交叉在一起，富集植物根系分泌大量的有機酸，有機酸與Cd離子形成螯合物，降低土壤的pH，提高Cd 的生物有效性，進而促進富集植物對Cd 的吸收和富集[33-36]。本研究表明，與單作玉米相比，T2、T3、T4間作模式下玉米根際土壤pH顯著降低（P＜0.05）。與單作龍葵相比，T1、T2、T3、T4 間作模式龍葵根際土壤pH 顯著降低（P＜0.05），而T5 間作模式未顯著改變龍葵根際土壤的pH。這可能與T1～T4 間作模式中玉米和龍葵的根系充分交叉、根系相互作用增強，進而引起龍葵根系分泌有機酸增加有關；而T5 模式中僅有少部分根系交叉、根系相互作用較弱，未能引起根系大量分泌有機酸。另外，本研究還發現，與單作龍葵相比，各間作模式龍葵的根際有效態Cd含量都呈增加趨勢。這進一步說明，T1～T4 間作模式可能引起根系分泌的有機酸等含量增加，導致根際土壤pH 降低，pH 的降低促進了根際土壤中Cd 離子的釋放，進而促進了根際土壤Cd 生物有效性的增加。Lin 等[37]也發現了相似的結果，龍葵與櫻桃間作增加了龍葵根際土壤Cd 的生物有效性，提高了龍葵對Cd 的提取量。值得注意的是，與玉米單作相比，T1～T4 間作模式雖然降低了根際土壤pH，卻也顯著降低了根際土壤中Cd 的有效性（P＜0.05），這可能與龍葵和玉米根系對有效態Cd的競爭吸收有關，龍葵對Cd 的吸收和轉運能力顯著高于玉米，使得玉米根際土壤中有效態Cd 大量向龍葵根際轉移，被龍葵根系吸收，進而引起了玉米根際土壤Cd有效性的降低。Wu等[38]在玉米和東南景天間作模式中也得出相同的結論。Tang 等[39]也得出相似的結論。而T5 模式由于玉米和龍葵根系互作較弱，導致根際土壤Cd的有效性無顯著變化。

富集系數（BCF）是指植物地上部Cd 含量與土壤中Cd 含量之比，能夠直觀反映植物地上部Cd 的富集能力[40]。轉移系數（TF）能反映植物根系轉運Cd 到地上部的能力[41]。本試驗結果顯示，無論單作還是間作模式，龍葵地上部BCF 和TF 均大于1；與單作模式相比，間作模式對龍葵地上部的BCF和TF無顯著影響。這說明龍葵體內的Cd 主要存在于地上部，與居述云等[42]的研究結果相似，間作模式并沒有顯著促進Cd向地上部轉運和富集，可能與間作模式未對龍葵的生長產生抑制有關。與霍文敏等[43]的研究結果相似，間作模式增加了龍葵對Cd 的吸收。郭楠等[11]研究結果發現間作模式導致籽粒莧BCF 和TF 增加，可能與間作模式抑制富集植物籽粒莧生長導致Cd濃度在其體內產生富集效應有關。與單作玉米相比，T4 模式顯著增加了玉米地上部BCF，但未顯著改變其TF，其他4 種間作模式對玉米地上部的BCF 和TF 均沒有顯著影響。這說明T4 間作模式能更有效地促進Cd 在玉米地上部的富集，可能與T4 間作模式玉米和龍葵的根系的交互作用更充分有關，因為T4 間作模式玉米和龍葵的行株距最小。目前，關于間作模式對富集植物和作物富集轉運Cd 的影響機制尚不清楚，還需要進一步研究。

植物提取量由植物地上部的重金屬含量和生物量兩個因素決定[44]。衛澤斌等[45]研究表明間作模式可以提高富集植物對Cd的提取效率。但也有研究發現，修復植物單作總Cd的提取量高于間作模式，如郭楠等[11]研究發現，各間作模式Cd 的單位面積提取總量均高于單作玉米且均低于單作籽粒莧，主要原因是玉米間作籽粒莧顯著抑制了籽粒莧的生長，致使間作模式顯著降低籽粒莧對Cd 的提取，進而減少間作模式單位面積Cd 的提取量。本試驗的結果則不同，與單作玉米相比，5種間作模式單位面積總Cd的提取量顯著增加，其中T4 間作模式增幅最大，其次是T2 間作模式。這表明間作模式能顯著提高植物修復的效率，主要的原因是間作模式在玉米地上部總Cd 提取量沒有下降的情況下增加了龍葵的提取量。值得注意的是，單作龍葵總Cd提取量反而最低，可能與龍葵的生態型不適應湖南氣候有關，本試驗所用的龍葵種子來自沈陽，氣候條件對龍葵生長的抑制作用遠大于間作玉米對龍葵生長的影響。同樣的現象也發生在廣東韶關的試驗中，而利用韶關當地的龍葵生態型，其生長狀態良好，因此建議在龍葵修復試驗中選擇當地的生態型。

3.3 不同間作模式的綜合分析

最優的間作修復模式是在保證作物產量不顯著降低和作物可食部位Cd 含量不變或降低的同時，最大限度地提高單位面積總Cd 的提取量，進而實現邊生產邊修復的目的。就作物可食部位Cd含量而言，5種間作模式均沒有顯著改變玉米籽粒中Cd 含量，且所有種植模式玉米Cd 含量均顯著低于《食品安全國家標準 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中Cd的限值；就單位面積玉米產量而言，T3＞CK1＞T1＞T4＞T5＞T2，T3 處理顯著增加了玉米產量；T1、T4、T5 間作模式下玉米產量稍微降低，降幅均在10% 以內，且沒有達到顯著水平；就總Cd 提取量而言：T4＞T2＞T5＞T3＞T1＞CK1＞CK2，且T4 模 式 相 比 單 作 玉 米 提 高150% 以上。綜上所述，T4 間作模式既保證了玉米的籽粒Cd 含量達標和基本穩產，又最大限度地增加了單位面積總Cd 的提取量。T4 間作模式的行距均為100 cm，保證了玉米行與行的通風透光，同時，該模式間作雙行龍葵，使玉米和龍葵根系相互促進作用增強，進而提升了玉米單株的產量，雖然單位面積種植數量降低，但產量沒有顯著變化；同時，由于玉米和龍葵根系更充分的相互作用，降低了玉米根際土壤的pH，促進了Cd 向玉米莖和葉中轉移富集，進而提高了整個間作系統的修復效率。與本試驗玉米和龍葵的間作模式不同，玉米和籽粒莧T1 間作模式有助于提高玉米產量，T5 間作模式有助于單位面積Cd 提取量的最大化[11]。間作模式的差異不僅與間作植物地上部與地下部的相互作用有關，而且與間作修復植物的氣候適應性有關，相關的機理還需要進一步研究。

4 結論

（1）除寬窄行玉米寬行間作雙行交錯龍葵模式（T2）外，其他4 種間作模式單位面積玉米產量無顯著降低，其中等行距單行玉米間作單行龍葵模式（T3）玉米產量還增加15.6%。間作模式對玉米籽粒及各部位的Cd 含量和龍葵各部位的Cd 含量無顯著影響，卻顯著提高了單位面積總Cd 提取量，其中等行距單行玉米間作雙行交錯龍葵模式（T4）最高。

（2）除玉米/龍葵等4 行距間作模式（T5）外，其他4種間作模式顯著降低了龍葵和玉米根際土壤pH，增加了龍葵根際土壤Cd 的有效性，相反卻降低了玉米根際土壤Cd 的有效性，可能與龍葵根系的競爭吸收有關。

（3）等行距單行玉米間作雙行交錯龍葵（T4）模式既保證了玉米的籽粒Cd 含量達標和基本穩產，又最大限度地增加了單位面積總Cd 的提取量，是最優的玉米與龍葵的間作修復模式。