[发明专利]一种减少土壤重金属镉、铅污染菜心的方法

说明书

技术领域

本发明属于植物修复土壤重金属污染技术领域，具体涉及一种减少土壤重金属镉、铅污染菜心的方法。

背景技术

近年来，由于采矿冶炼、大气沉降、生活污水排放、污水灌溉、农药化肥的大量使用等原因，土壤污染尤其是重金属污染状况日趋严重。

目前中国受污染的耕地面积近2000万hm²，约占耕地总面积的1/5，其中工业“三废”污染1000万hm²，农田污灌面积130多万hm²。土壤重金属的污染常为二个或多个重金属的复合污染，它具有普遍性、复杂性等特点，复合污染比单一效应更接近实际情况。

我国城郊土壤和农产品(尤其是蔬菜)受到的重金属污染以Pb、Cd和Hg这3种元素为主。据农业部稻米及其制品质量监督检验测试中心2002年对全国市场稻米安全性抽检结果，稻米中超标最严重的是Pb，超标率为28.4％，其次是Cd，超标率为10.3％，As和Hg超标率相对较低，超标率为2.8％和3.4％，并呈现一定的复合污染。土壤重金属复合污染已经引起国内外学者的广泛关注，复合污染研究也逐渐成为环境科学的重要发展方向之一。

土壤的重金属污染严重威胁到农产品特别是蔬菜的产量和质量，最终蔬菜中超标的镉、铅等重金属又通过食物链进入人体并逐渐富集。铅和镉是FAO/WHO公布的对人体毒性最强的3种重金属(铅、镉、汞)中的两种。Pb可引起人体内几乎所有重要器官的功能紊乱，长期暴露在铅污染的环境中还可导致人痴呆、免疫力减弱、衰老加快。Cd能通过食物链进入人体而慢慢积累，在肾脏和骨骼中会取代骨中的钙，使骨骼严重软化，骨头寸断。震惊世界的日本“痛痛病”就是Cd污染所致。

当前土壤重金属污染防治领域最受关注的方法是生物修复，尤其是植物修复，其研究的热点主要集中在重金属超富集植物，全世界大约发现了接近500种超富集植物，其中大部分是Ni超积累植物。由于目前已知的超富集植物普遍生物量较低，生长缓慢，且受气候、土壤等环境条件的限制，植物修复效率有限，修复年限较长，制约了大规模的应用。更为重要的是，超积累植物的专一性强，往往只对某种特定的重金属表现出超富集能力，从而限制了植物修复技术在复合污染土壤治理方面的应用。

农作物吸收和积累重金属的种间及品种内差异的存在，为有效降低农作物受重金属污染风险提供了新的思路。Arthur等(Arthur E，Crews H，Morgan C.Optimizing plant genetic strategies for minimizingenvironmental contamination in the food chain.Interna Jphytoremedi，2000，21：1-21)根据体内Cd的积累量，把植物分为低积累型(如豆科)、中等积累型(如禾本科)和高积累型(如十字花科)。李博文等(李博文，谢建治，郝晋珉.不同蔬菜对潮褐土镉铅锌复合污染的吸收效应研究.农业环境科学学报，2003，22(3)：286-288)在对褐潮土上蔬菜重金属复合污染的研究中也发现：胡萝卜、茄子、芥菜、丝瓜、番茄、辣椒等为低度积累型；白萝卜、菜花、莴苣、大葱、小白菜、韭菜等为中度积累型；芹菜、茴香、香菜、圆白菜、蓬蒿为重度积累型；白菜、油菜属极重度积累型。

目前对水稻、小麦、玉米、马铃薯、苋菜、菠菜和小白菜的研究发现，植物吸收累积重金属不仅体现在种间差异上，而且在同一种内的不同品种间也有明显差异。Wang等(Wang J，Fang W，Yang Z，YuanJ，Zhu Y，Yu H.Inter-and intraspecific variations of cadmiumaccumulation of 13 leafy vegetable species in a greenhouse experiment.J.Agric.Food Chem.2007，55：9118-9123)通过对多种叶用蔬菜种间和种内镉积累的差异研究发现，镉积累的品种间差异甚至大于品种间差异。

污染对策品种(Pollution-safe cultivar，简称PSC)是指在一定污染条件下种植可食部位重金属含量符合安全食用标准的品种，这一概念的提出为开发“减重金属农产品(即相同条件下积累某种或多种重金属相对较少的农产品)”提供了有效的技术手段。PSC的筛选、应用和研究对于降低人类通过食物链摄取重金属的数量有重要的意义和广阔的推广应用前景。