淺談植物修復(fù)技術(shù)與農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程

敬寶紅

摘 要：近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，隨之而來的環(huán)境污染問題也越來越嚴(yán)重，已經(jīng)嚴(yán)重的制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并影響了人們的日常生活。在治理環(huán)境污染的過程中，人們不斷探索和創(chuàng)新環(huán)境污染治理技術(shù)，從而確保環(huán)境污染治理工作的有效性。植物修復(fù)技術(shù)作為一種具有良好治理效果的全新的環(huán)境治理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。把植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程將會給農(nóng)業(yè)污染的治理提供有效的解決方法，對提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)品綠色度將會有巨大的作用。

關(guān)鍵詞：植物修復(fù)技術(shù);農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程;環(huán)境污染;綠色治理

中圖分類號：X173 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）07-0006-01

農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程是調(diào)控農(nóng)業(yè)生物環(huán)境因素的一項(xiàng)重要技術(shù)工程。植物修復(fù)技術(shù)是運(yùn)用綠色植物及其根部微生物治理環(huán)境的新興技術(shù)。近年來，植物修復(fù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程中得到了應(yīng)用并取得了豐碩的成果。農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程與植物修復(fù)技術(shù)結(jié)合在一起，構(gòu)成農(nóng)業(yè)工程的一個(gè)重要分支。兩者的結(jié)合將給農(nóng)業(yè)環(huán)境污染治理以及農(nóng)業(yè)的其他方面帶來不少的收益。

1 植物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 優(yōu)點(diǎn)

（1）植物修復(fù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程中應(yīng)用，對周邊環(huán)境擾動(dòng)少，不僅可以清楚土壤污染物，還可以吸收周邊空氣和水體中的污染物，具有較高的環(huán)境美化價(jià)值，易為社會所接受。（2）植物修復(fù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生物環(huán)境中的應(yīng)用花費(fèi)相對于傳統(tǒng)處理污染物的方法花費(fèi)是很少的，并且技術(shù)要求相對低些，可以廣泛推廣。（3）植物修復(fù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生物環(huán)境中的應(yīng)用不僅會清除污染物，還會增加土壤中氧、氮等的含量，增加土壤肥力。（4）植物修復(fù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生物環(huán)境中的應(yīng)運(yùn)中，在超積累植物吸收污染物，體內(nèi)富集某種元素時(shí)可以回收植物，從而提取元素，增加植物附加值，增加產(chǎn)業(yè)鏈長度。

1.2 缺點(diǎn)

（1）用于治理不同污染狀況的土壤的綠色植物，因吸收的重金屬元素單一，不能通用，大大限制了植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用范圍。（2）超積累植物往往具有生長周期長、生長緩慢等特點(diǎn)，并且應(yīng)用于修復(fù)重金屬污染土地需要較長的時(shí)間，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，長期應(yīng)用不一定合理。（3）對一些積累大量重金屬污染的植物的再處理也是一個(gè)棘手的問題。

2 植物修復(fù)技術(shù)的原理

植物修復(fù)技術(shù)的本質(zhì)就是針對環(huán)境污染治理修復(fù)的技術(shù)，植物修復(fù)主要是利用植物忍耐和超量積累某種或某些化學(xué)元素的特性，或利用植物及其根系微生物與環(huán)境之間的相互作用，對污染物進(jìn)行吸附、吸收、轉(zhuǎn)移、降解、揮發(fā)，將有毒有害的污染物轉(zhuǎn)化為無毒無害物質(zhì)，最終使土壤功能得到恢復(fù)。植物的忍耐性就是綠色植物對周邊環(huán)境因素的變化（比如污染情況的發(fā)生甚至嚴(yán)重污染）過程中產(chǎn)生的一種耐受和適應(yīng)環(huán)境的能力。而超積累特性，就是綠色植物能夠超量吸收和積累重金屬的特性，超積累植物體內(nèi)的超標(biāo)元素可以達(dá)到一般植物的100倍以上。

超積累植物一般有以下三個(gè)重要特點(diǎn)：

（1）本身植物體體內(nèi)的一種金屬元素的濃度大大高于常規(guī)的臨界值。因?yàn)椴煌N類的元素在土壤中的含量和在綠色植物體體內(nèi)的含量大不相同，所以，臨界值確定的依據(jù)要看綠色植物體內(nèi)聚集了多少種類的元素。（2）綠色植物體內(nèi)聚集的元素絕大部分是在莖葉果實(shí)等土壤之上的部分，所以它的莖葉果實(shí)中的元素含量與根部中所含的元素含量的差距就非常大。通常情況下，非超積累植物中的莖葉果實(shí)中的元素含量比根中的元素含量高10倍，但是超積累植物中的這個(gè)比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了10倍。（3）在被污染的土地上，一般的植物都不能存活或者不能正常生長。但是超積累植物就可以正常生長，甚至長勢很好。

這就是植物修復(fù)技術(shù)為什么可以應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生物環(huán)境中，這種吸收污染物能力強(qiáng)，影響小，投資小，可循環(huán)利用率高的技術(shù)在新時(shí)代下是值得推廣發(fā)展的。

3 植物修復(fù)技術(shù)與農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程

3.1 超積累植物的篩選育種

自然界中總是有各種各樣的神奇植物，比如蜈蚣草中的砷元素含量竟然可以達(dá)到1～2%，并且大部分的砷元素都富集在土壤以上的部分，莖葉花果實(shí)中。這個(gè)特性就可以用做改良土質(zhì)土壤，清除土壤中的污染物。并且蜈蚣草在一年中可以收割三次之多。這就意味著他在一年中可以吸收三輪砷。所以中科院地理科學(xué)與資源研究所環(huán)境修復(fù)研究中心主任陳同斌帶領(lǐng)他的研究團(tuán)隊(duì)在咱們國內(nèi)砷元素土壤含量最富集的地區(qū)之一的廣西環(huán)江地帶，經(jīng)過3年時(shí)間的找尋研究，科研人員終于在一座有著1500多年歷史的石門礦中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)經(jīng)典的生態(tài)圈，并且該礦附近所有的100多種植物都進(jìn)入了科研人員的視線中，在研究過程中，經(jīng)過對優(yōu)勢品種中遺傳基因的分析，研究人員確定了最適合吸收砷元素的特殊植物～蜈蚣草。

超積累植物的特性有：可以大量吸收某種元素、可以將吸收進(jìn)體內(nèi)的元素轉(zhuǎn)移到植株上部。

根據(jù)超積累植物的特性，篩選方法有兩種：

（1）從自然界中篩選：我們的研究人員可以在實(shí)踐中根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩怼夂蚝蜕飾l件，以及文獻(xiàn)參考，從已知的多種重金屬超積累植物中進(jìn)行篩選利用。該方法篩選到的超積累植物主要以篩選地的為主，不具有廣泛性。此方法的開展主要集中在重金屬污染嚴(yán)重的野外礦山開采區(qū)或者冶煉區(qū)。（2）利用技術(shù)培育：在現(xiàn)有的自然條件下，不能篩

選出滿足要求的超積累植物時(shí)，我們可以在實(shí)驗(yàn)室培育需要的特性，將多種植株的優(yōu)秀特性集合到一種植株上，通過基因工程和植株培育系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室就培養(yǎng)出來滿足需要的植株，繼而在被污染地域大規(guī)模推廣。該方法獲得的超積累植物更具有針對性，研究周期相對短點(diǎn)。但該方法是建立在從自然界篩選工作的基礎(chǔ)之上，需要大量的相關(guān)植物信息作為目標(biāo)特性的來源。

超積累植物的篩選可以說是重金屬污染土壤植物修復(fù)的基礎(chǔ)和核心問題，同時(shí)也是重金屬污染環(huán)境植物修復(fù)的難點(diǎn)及前沿，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，相信會有更多的篩選方法出現(xiàn)。

3.2 植物修復(fù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程中的應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程中，利用植物修復(fù)技術(shù)，一方面可以有效減輕環(huán)境中的污染程度;另一方面，可以顯著緩解逆境環(huán)境對植物生長帶來的不利影響，從而更好地促進(jìn)植物生長，這樣使得植物生長與環(huán)境污染治理相互促進(jìn)，最終全面提升污染治理的效果。當(dāng)前，在農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程中，植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用雖然得到了普及，并取得了一定的可喜成績，但是仍然有一些尚未明確的現(xiàn)象存在，并且在一定程度上束縛了植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用。為了突破存在的局限性，在將來的農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程中，要不斷加強(qiáng)植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用并逐漸優(yōu)化創(chuàng)新技術(shù)手段，切實(shí)的提升植物在污染治理中的修復(fù)作用。

3.3 植物修復(fù)技術(shù)的延伸發(fā)展

植物修復(fù)技術(shù)作用以后，超積累植物中蘊(yùn)含的超量元素完全可以經(jīng)過提取轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)價(jià)值，有些超積累植物吸收的還是貴重金屬，完全具有重復(fù)再利用的價(jià)值。淺談植物修復(fù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程中的應(yīng)用就是一舉兩得的，既消除了污染、超積累植物生長完畢后又可以轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)價(jià)值。并且在植物修復(fù)技術(shù)的推廣中我們還發(fā)現(xiàn)了很多問題，很多限制條件，這都是我們下一步研究的方向。

4 結(jié)語

在新的時(shí)代下，植物修復(fù)技術(shù)與農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程的結(jié)合，減輕了污染程度，改善了土地種植條件，美化了污染地域的周邊環(huán)境，降低了相關(guān)的投入。這項(xiàng)技術(shù)的效果是有目共睹的。但是我們在應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)還有很大局限性，今后我們要盡快解決這些問題，一步步讓植物修復(fù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程中開出美麗的花朵，讓這項(xiàng)技術(shù)趨于完美，為祖國農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供動(dòng)力，為中國夢的實(shí)現(xiàn)砥礪前行。

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