[发明专利]一种筛选重金属低积累作物品种的方法

说明书

技术领域

本发明涉及污染环境的作物安全生产技术，具体地说是一种筛选重金 属低积累作物品种的方法。

背景技术

随着我国工农业的快速发展，特别是采矿业、冶金业以及交通运输业 的蓬勃发展以及含重金属化肥、农药的施用，土壤重金属污染日益严重。据 报道，全国受重金属污染的耕地多达2000万公顷，每年出产重金属污染的 粮食多达120亿公斤，极大的损害了我国农村的可持续发展，也对人民的 健康安全构成极大威胁(文献1：朱荫湄，周启星.土壤污染与我国农业环境 保护的现状、理论和展望[J].土壤通报，1999，30(3)：65～71.)。而沈阳作为我 国的以机械加工为主的重工业城市，城郊农田的重金属污染已经引起人们 广泛的关注。

土壤重金属污染具有以下几个特征：1)隐蔽性和滞后性，即土壤重金 属污染难以肉眼观察，一旦发现异常，可能已达到严重污染的水平；2)累 积性和地域性，即重金属可在植物体内累积，并可通过食物链传递，从而 在人体和动物体内富集；另外重金属污染也与各地土壤的背景值、工农业 生产状况等因素密切相关，具有一定的地域分布性；3)不可逆性和长期性， 即一旦发生重金属污染，其污染就难逆转且具有长期性；4)治理难和周期 长，即重金属污染的治理具有相当的难度，重金属难以生物降解，传统的 治理手段成本高且难以实际操作，彻底治理重金属污染需要相当长的时间。

据报道，沈阳地区土壤已经受到了不同程度的重金属污染，农产品中 主要超标元素为铅，沈阳郊区的白菜超标率100％，超标倍数3.9；且土壤 中的重金属Cd、Pb等重金属含量有明显的逐年增加趋势(文献2：张勇. 沈阳郊区及农产品重金属污染的现状评价[J].土壤通 报，2001，32(4)182～186.)。污染土壤中过量的镉不仅直接威胁人类的生存环 境和食品安全，还可以通过直接接触或者通过食物链在人体中富集，产生 慢性中毒，影响体内钙和磷的代谢，引起肾、骨、肝的病理变化，诱发骨 骼、消化系统、泌尿系统的多种疾病，并可导致恶性肿瘤。重金属Pb可通 过食物链或身体接触进入人体的铅会对中枢神经、红血球细胞、肾脏、心 血管及男女的生殖系统等多种器官有毒害作用，尤其是儿童。长期试验表 明：妊娠期及幼儿期接触较低剂量的Pb(血液Pb浓度为10-20ug/dl)，会对 儿童的中枢神经系统造成不可逆转、不可治疗及伴随终身的损害，导致儿 童智力下降，反应慢及注意力不集中等，24个月大的幼儿血铅含量偏高， 到10周岁时仍表现智力缺陷；国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer)将Pb列为对人类可能的致癌物质(2B组)。

当前用于修复治理土壤重金属污染的技术很多，主要包括各种物理、 化学、物理化学治理技术和生物修复技术。其中，物理、化学治理技术主 要是指一类基于机械物理和化学原理的工程技术，常见的有客土法、固化 法、冰冻法、化学淋洗法、螯合法和离子交换法等。这些物理、化学治理 技术各有其优点，尽管在治理小范围污染土壤以及处理严重突发污染事故 中作用较大，治理周期短等，但是一般存在着价格昂贵、工程量较大以及 易造成二次污染等问题，一般很难在面积大、程度轻的污染土壤修复治理 中实际推广应用。

与这些传统的治理技术相比，植物修复作为一种新兴的原位绿色修复 技术，具有费用低廉、不破坏环境、易于为人们所接受等优点，逐渐成为环 境科学领域的研究与应用热点[文献3：周启星，宋玉芳.污染土壤修复原理 与方法[M]北京：科学出版社，2004.]，但是植物修复也存在以下缺点：超积 累植物生物量较小且具有明显的地域分布，修复周期过长，通常需要上百 年，目前尚难以实际推广(文献4：刘维涛，张银龙，陈喆敏，等.矿区绿化树 木对铅和锌的吸收与分布[J].应用生态学报，2008，19(4)：752～756.)。鉴于我 国实际国情，将大面积中轻度污染农田停止农作，进行长时间的植物修复 或采用价格昂贵的工程技术手段修复显然是不现实的。因此，利用排异和 低积累土壤铅等有害元素的农作物基因型，从而保证农产品的安全生产是 当前最为有效和合理的途径之一。