淺談植物修復(fù)技術(shù)與農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程獲獎科研報告

淺談植物修復(fù)技術(shù)與農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程獲獎科研報告摘

要：近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，隨之而來的環(huán)境污染問題也越來越嚴重，已經(jīng)嚴重的制約了經(jīng)濟的發(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

農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程是調(diào)控農(nóng)業(yè)生物環(huán)境因素的一項重要技術(shù)工程。植物修復(fù)技術(shù)是運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

1.1優(yōu)點

（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)用花費相對于傳統(tǒng)處理污染物的方法花費是很少的，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)運中，在超積累植物吸收污染物，體內(nèi)富集某種元素時可以回收植物，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

（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，并且應(yīng)用于修復(fù)重金屬污染土地需要較長的時間，從經(jīng)濟方面考慮，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)。

超積累植物一般有以下三個重要特點：

（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。因為不同種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等土壤之上的部分，所以它的莖葉果實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比例遠遠超過了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，影響小，投資小，可循環(huán)利用率高的技術(shù)在新時代下是值得推廣發(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，莖葉花果實中。這個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)他的研究團隊在咱們國內(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)了一個經(jīng)典的生態(tài)圈，并且該礦附近所有的100多種植物都進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踐中根據(jù)當?shù)氐牡乩?、氣候和生物條件，以及文獻參考，從已知的多種重金屬超積累植物中進行篩選利用。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，我們可以在實驗室培育需要的特性，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)在實驗室就培養(yǎng)出來滿足需要的植株，繼而在被污染地域大規(guī)模推廣。

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，同時也是重金屬污染環(huán)境植物修復(fù)的難點及前沿，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，從而更好地促進植物生長，這樣使得植物生長與環(huán)境污染治理相互促進，最終全面提升污染治理的效果。當前，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，超積累植物中蘊含的超量元素完全可以經(jīng)過提取轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟價值，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)濟價值。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