[发明专利]一种控制污染土壤上叶菜类蔬菜蓄积镉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护中土壤重金属污染的植物修复和农产品安全领域，具体为利用叶片数识别控制镉污染土壤上生菜蓄积镉的方法，用以确定蔬菜最佳取样或收获时间。

背景技术

随着工业“三废”和城市生活垃圾的排放，矿物的开采和冶炼，含重金属废水灌溉农田以及含重金属的农药、化肥的不合理使用，我国农田土壤中的重金属含量持续增加，蔬菜地土壤受重金属的污染日益严重。许多大、中城市的蔬菜重金属含量均出现了不同程度的超标，例如：广州、福州、呼和浩特等[文献1：邱孝煊，陈锋.2000.福州蔬菜污染及污染源调查和治理研究.福建农业学报.15：16-21；文献2：何江华，王少毅.2001.广州市蔬菜地土壤-蔬菜中重金属Hg的含量及变化趋势.土壤与环境.10：267-269]。在各种重金属污染中，镉(Cd)由于生物毒性高且分布范围广，其污染显得尤为严重。Zeng等[文献3：ZENG，X.，LI，L.，MEI，X.2008.Heavy Metal Content in Chinese VegetablePlantation Land Soils and Related Source Analysis.Agricultural Sciences in China.7：1115-1126]整理了1989年以来中国蔬菜地土壤重金属含量的数据和相关信息，结果显示，全国约24.1％的菜地土壤样本Cd含量超过国家土壤质量II级标准(GB15618-1995)。重金属进入土壤后因其具有隐蔽性、滞后性、累积性和不可逆转性等特点，已经严重影响了土壤环境质量和农业经济可持续健康发展，并且威胁着我国的农产品安全、生态安全和人类健康。

重金属污染土壤的修复已经引起世界各国科学家和决策者的高度重视，传统修复方法多利用物理和化学方法，这些方法都有明显的不足之处，如操作困难、修复成本高、难大面积推广、易产生二次污染等。相比较而言，具有修复费用低、效果好，可持续、破坏小等优点的植物修复技术作为新兴绿色生物技术已成为土壤重金属污染修复的研究热点[文献4：唐世荣.2006.污染环境植物修复的原理与方法.科学出版社]。植物修复技术是以植物忍耐和超量积累某种或某些污染物的理论为基础，利用植物及其共存微生物体系清除环境中污染物的一门环境环境污染治理技术。植物提取是目前研究较多且最有发展前途的一项植物修复技术，即利用金属积累植物或超积累植物将土壤中的金属提取出来，富集并搬运到植物根部可收割部分和植物地上的枝条部位。因此，植物修复必然涉及到积累植物、超积累植物和耐性植物的筛选以及植物对重金属的吸收、运输、积累和生理生化响应等内容。研究人员已经选了一些蔬菜(如印度芥菜、油菜等)来进行重金属污染土壤的植物修复[文献5：苏德纯，黄焕忠.2002.油菜作为超累积植物修复镉污染土壤的潜力.中国环境科学.22：48-51]。不同植物品种对同一重金属吸收各不相同[文献6：Fytianos，K.，Katsianis，G，Triantafyllou，P.，Zachariadis，G2001.Accumulation of heavy metals in vegetables gtwn in an industrial area in relation tosoil.Bulletin ofenvironmental contamination and toxicology.67：423-430]。不同品种蔬菜对重金属吸收同样表现出显著差异[文献7：Alexander，P.D.，Alloway，B.J.2006.Genotypic variations in theaccumulation of Cd，Cu，Pb and Zn exhibited by six commonly grown vegetables.EnvironmentalPollution.144：736-745；]。更为重要的是，同一品种植物在不同生长阶段其体内重金属含量也表现出显著差异[文献8：何昌福，蔡焕杰，王健.2008.小白菜在不同生长阶段对重金属Cd的敏感性研究.灌溉排水学报.27：14-17]。另外修复植物的种植茬数也是限制植物修复效率的一项重要因素。鉴于此，利用植物提取技术在重金属污染土壤上进行植物修复时，确定修复植物的收获时间将显得尤为重要。若能在植物体内重金属含量达到最大且具有较大生物量时收获，还能增加修复植物种植茬数，无疑将使得植物修复效率达到最佳。