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土壤重金属镉（Cd）污染已成为世界广泛关注的环境问题之一，利用环境友好型技术—植物修复技术清除环境Cd污染已取得了重大进展，寻找有经济价值的Cd污染修复新植物仍是科学家孜孜追求的目标。美人蕉属植物对Cd耐受性强，生物量大，生长速度快，可用于土壤Cd污染的原位修复。同属植物芭蕉芋是一种新型能源观赏植物，其根茎可用于工业酒精的生产。但芭蕉芋对重金属Cd的吸收积累特性未见报道，对Cd污染的修复能力缺少评价。本研究选用我国主栽的3个芭蕉芋品种（PLRF、Xingyu-1和Xingyu-2）为试材，以大花美人蕉品种Australia为对照，利用盆栽实验研究了芭蕉芋和大花美人蕉Cd积累特征及Cd对芭蕉芋及大花美人蕉生长的影响；并从光合生理、逆境氧化胁迫、根际土壤微环境变化及矿质元素吸收与分配4大部分探讨了美人蕉属植物对Cd的忍耐和解毒机制。主要获得的结果如下：1.美人蕉属植物生物量大，生长速度快，对Cd具有一定的富集作用，可作为Cd污染土壤修复的候选植物，但美人蕉属植物不符合Cd超富集植物的标准，不属于Cd超富集植物。美人蕉属植物种间对Cd的富集能力存在差异，芭蕉芋对Cd的富集效率高于大花美人蕉，且生物量大于大花美人蕉，因此，芭蕉芋的Cd修复效果优于大花美人蕉。芭蕉芋种内不同品种间对Cd的富集也存在差异，‘Xingyu-1’的富集作用最大，‘Xingyu-2’的富集作用最小，‘PLRF’介于二者之间，用于土壤Cd修复选择‘Xingyu-1’或‘PLRF’效果较好。3个芭蕉芋品种间，‘Xingyu-2’为Cd低富集品种，作为粮食作物种植安全性较高。2. Cd在美人蕉属植物体内分配不均匀，70%~80%的Cd存在于地下器官（根和根茎）中，美人蕉属植物根系对Cd的固定和截留是降低Cd毒害的一种适应机制。3.低浓度Cd促进了苗期美人蕉属植物生长，高浓度Cd对苗期美人蕉属植物生长具有抑制作用；成龄期美人蕉属植物生长受Cd胁迫影响小于苗期。Cd对美人蕉属植物生长的影响存在种间差异，对大花美人蕉的影响大于对芭蕉芋的影响。4. Cd胁迫降低了美人蕉属植物叶片光合色素含量和净光合速率（Pn）。Cd降低芭蕉芋Pn的同时，伴随着对气孔导度（Gs）和胞间二氧化碳浓度（Ci）的抑制作用；Cd胁迫导致了大花美人蕉Pn的下降，对Gs和Ci无显著影响。因此，芭蕉芋Pn的下降既存在气孔限制因素，又存在非气孔限制因素，而Cd对大花美人蕉Pn的降低作用主要由非气孔限制因素导致的。Cd胁迫显著降低了美人蕉属植物叶片蒸腾速率，减小植物的蒸腾拉力，从而限制了Cd从地下器官向地上器官的转移，这是美人蕉属植物降低Cd毒害的另一种保护机制。5.低浓度的Cd处理未导致美人蕉属植物叶片光系统Ⅱ（PSⅡ）的损伤，但高浓度Cd显著降低了美人蕉属植物最大量子产量（Fv/Fm）和实际量子产量（Yield），损伤光合器官PSⅡ，减少光能捕获，阻断光合电子传递速度，降低了参与光化学反应的能量，导致光合速率降低。大花美人蕉通过提高热耗散（qN）的方式降低高浓度Cd对其产生的伤害，而在芭蕉芋中不存在这种保护机制。6.外施Cd处理对美人蕉属植物叶片和根系产生了不同程度的氧化胁迫，Cd对过氧化氢（H2O2）含量的影响强于（或早于）对相对电导率（REC）和丙二醛（MDA）含量的影响，对根系的氧化胁迫程度强于对叶片的，大花美人蕉的胁迫程度强于芭蕉芋的。美人蕉属植物同时启动了抗氧化酶保护系统和非酶抗氧化系统应对Cd胁迫，耐Cd毒害强的种（芭蕉芋）或品种‘Xingyu-1’的保护系统活性或含量较高，耐性差的种（大花美人蕉）和品种‘Australia’的保护系统活性或含量较低，过氧化物酶（POD）负责大花美人蕉根系内过氧化物的解毒作用，过氧化氢酶（CAT）则负责芭蕉芋根系过氧化物的清除。7. Cd处理改变了根际土壤微环境，提高了微生物的数量，降低了根际土壤酶活性，影响了根际土壤矿质元素的活化和利用。低浓度Cd对根际土壤微生物影响较小，高浓度Cd胁迫增加了根际土壤真菌和放线菌数量，但对细菌数量影响较小。Cd胁迫降低了美人蕉属植物根际土壤脲酶、蛋白酶和蔗糖酶活性，蛋白酶的下降幅度最大，其次是脲酶，蔗糖酶的降幅最小；且苗期的抑制作用小于成龄期。Cd胁迫提高了土壤过氧化氢酶的活性。8.低浓度Cd处理促进了芭蕉芋对矿质营养元素和氮素的吸收，改变了地上部和地下部矿质的分配比例，而高浓度的Cd处理则抑制了芭蕉芋对矿质元素的吸收和运转。但不同的元素在不同品种之间存在差异，Cd对芭蕉芋大量元素的影响小于对微量元素的影响；Cd胁迫明显抑制大花美人蕉对矿质元素的积累。Cd对芭蕉芋矿质元素吸收的促进作用与对根际土壤微环境的改变有关，而对矿质元素吸收和运转的抑制作用则主要是由于高浓度Cd胁迫抑制了矿质元素的主动吸收（降低光合能量的产生或降低了代谢过程中的酶活性）和被动吸收（破坏离子通道和转运蛋白），降低了蒸腾拉力，减少了矿质从地下部向地上部的转运。从矿质元素含量变化来看，美人蕉属植物叶绿素降低和叶片黄化不是由于Fe、Mg、Cu、Mn、Ca和K等矿质元素的亏缺造成的。