專利名稱：一種減少土壤重金屬鎘污染蕹菜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎘污染治理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種 減少土壤重金屬污染蕹菜的方法。
背景技術(shù)：
隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，環(huán)境污染加劇，加之含重金屬的農(nóng)藥、 除草劑和化肥的不合理施用，以及農(nóng)田污灌等農(nóng)業(yè)措施，導(dǎo)致重金屬 對土壤和農(nóng)作物的污染問題越來越突出。在中國，由于歷史和某些現(xiàn) 實(shí)方面的原因，土壤重金屬污染問題尤顯嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前中國受
污染的耕地面積近2000萬hm2，約占耕地總面積的1/5，其中工業(yè)"三 廢"污染1000萬hm2，農(nóng)田污灌面積130多萬hm2 (韋朝陽、陳同 斌，2001)。如此大范圍的污染對我國的生態(tài)安全和食品安全構(gòu)成了 極大的威脅，我國每年約有1000萬t的糧食重金屬含量超標(biāo)，因土 壤污染而損失的糧食產(chǎn)量亦達(dá)1000萬t，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)100多億元。 每年生產(chǎn)的Cd超標(biāo)農(nóng)產(chǎn)品達(dá)14.6億kg。
由于人類食用的絕大多數(shù)植物和動(dòng)物產(chǎn)品都是"土壤一植物"系 統(tǒng)的初級或次級產(chǎn)品，農(nóng)產(chǎn)品污染導(dǎo)致重金屬通過食物鏈進(jìn)入人體。 近年來農(nóng)作物重金屬污染問題日益受到關(guān)注，UNDP、 FAO、 WHO等 國際組織把蔬菜等食物中重金屬污染作為全球食物污染監(jiān)測計(jì)劃中 的重要項(xiàng)目之一 (覃志英等，2003)，很多閨家和地區(qū)都對農(nóng)作物的 重金屬污染情況進(jìn)行了研究。研究表明，人類攝取的Cd總量的83
%來源于蔬菜(Oskarssonetal.， 2004)。重金屬污染對人類健康造成 嚴(yán)重威脅。Cd對人體毒害常見的病癥有肺障礙病和腎功能不良，長 期攝入微量Cd，通過器官組織中的積累還可引起骨痛病，日本神通 川流域由于Cd污染引起的骨痛病是舉世皆知的。
目前治理土壤重金屬污染的修復(fù)方法主要有化學(xué)固化法、土壤 淋洗法、電動(dòng)修復(fù)法和生物修復(fù)技術(shù)。將前三種方法與植物修復(fù)技術(shù) 進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，前三種方法具有投資成本太高，只能用于污染非 常嚴(yán)重地點(diǎn)等共同缺點(diǎn)，且操作繁瑣，甚至有時(shí)需破壞土層結(jié)構(gòu)，對 大面積土壤污染難以改良(周東美等，2003)。
生物修復(fù)，尤其是植物修復(fù)，是當(dāng)前土壤重金屬污染防治領(lǐng)域最 受關(guān)注的方法，其研究的熱點(diǎn)主要在于尋找和發(fā)現(xiàn)重金屬超富集植 物，并研究其應(yīng)用方法。其中，生物量較大的蜈蚣草(i^n、v故flto) 作為As超富集植物的應(yīng)用，為As污染土壤的植物修復(fù)提供了重要 的手段。但是，目前己知的超富集植物，普遍存在著生物量小、生長 速度慢的特點(diǎn)，許多種類目前尚難以在實(shí)際植物修復(fù)中有效應(yīng)用 (Cunninggham et al. ， 1995 )。
近年來，國內(nèi)外已經(jīng)有一些研究關(guān)注到農(nóng)作物吸收和積累重金屬 的品種間差異，試圖從一個(gè)完全不同的視角探討農(nóng)作物重金屬污染防 治方法。這些研究主要是對農(nóng)作物吸收積累重金屬能力的種間以及品 種間差異進(jìn)行探討。Martin等(2001)從被子植物系統(tǒng)發(fā)生學(xué)的角度 論述了重金屬積累的種間差異。Athur等根據(jù)體內(nèi)Cd的積累量，把 植物分為低積累型(如豆科)、中等積累型(如禾本科)和高積累型
(如十字花科)。對農(nóng)作物種間差異的大量研究成果也都證明了利用 重金屬吸收和積累的種間差異可以有效降低農(nóng)產(chǎn)品受重金屬污染的 風(fēng)險(xiǎn)和程度。在此基礎(chǔ)上， 一些研究者將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向農(nóng)作物吸收積
累重金屬能力的品種間差異研究，主要包括了對玉米(Z^mawL.)、 萵苣 (LacfMCG v aftVa L.)、 菜心(jBmsw'Cfl / arac/H'打e打w's)、 馬《令—薯 (iSWa打M附/M辦emyMm L.)、 小麥(7Wric鵬wriv鵬)、大麥(T/orafe, v"/gaw L)和水稻((9n'zfl ^riwz L.)的研究，其中對水稻的研究比較 集中。Yuetal. (2006)、 Zhu et al. (2007)將具有重金屬低量積累的 農(nóng)作物品種歸納為"污染對策品種(Pollution-safe cultivar，簡稱 PSC)"，即在一定污染條件下種植時(shí)可食部位重金屬含量符合安全食 用標(biāo)準(zhǔn)的品種。研究、篩選和應(yīng)用PSC對-f降低人類通過食物鏈攝 取重金屬的數(shù)量有重要的意義和廣闊的推廣應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有對蕹菜鎘(Cd)污染的治理主要是利用植物修復(fù)的方法， 即是利用能富集Cd的植物吸收提取土壤中的Cd，凈化土壤后再種植 蕹菜。本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有蕹菜Cd污染治理上存在的問題， 提供一種治理蕹菜Cd污染的新方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明轉(zhuǎn)換思路，創(chuàng)造性地提出了如下技術(shù)
方案
一種減少土壤重金屬Cd污染蕹菜的方法，先篩選Cd低量積累 的蕹菜品種，再在土壤中種植Cd低量積累的蕹菜品種。
上述篩選Cd低量積累蕹菜品種的方法包括如下步驟在受Cd 污染的土壤中種植蕹菜，在采收期收割蕹菜，通過分析蕹菜莖葉中 Cd的含量，篩選出Cd低量積累的蕹菜品種。具體的步驟為
(1) 從各地收集蕹菜的主要栽培品種；
(2) 在未受污染的土壤中加入受Cd污染的土壤，配成Cd污染 土壤，施入基肥；在蕹菜種植期，播入蕹菜種子，在采收期收割蕹菜， 通過分析蕹菜莖葉中Cd的含量，篩選那些對Cd的積累量比其他品
種的平均Cd含量低40X以上的品種，即可認(rèn)定為Cd低量積累的蕹
菜品種。
鎘污染土壤可參照如下標(biāo)準(zhǔn)
a. 土壤Cd<0.20 mg kg-1 (達(dá)到《國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 156182-1995)》I類土壤)
b. 土壤0.20 mg kg-^Cd0.60 mg kg"(達(dá)到《國家土壤環(huán)境質(zhì)量 標(biāo)準(zhǔn)》II類土壤)
c. 土壤0.6011^]^-1^^<1.001^1^-1 (達(dá)到《國家土壤環(huán)境質(zhì)量
標(biāo)準(zhǔn)》m類土壤)
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果現(xiàn)有蕹菜Cd污染
的治理主要采用植物修復(fù)的方法，該方法需時(shí)較長，費(fèi)用高，難以大
規(guī)模應(yīng)用。本發(fā)明提供的新的蕹菜Cd污染治理方法能直接、快速、 有效地解決我國農(nóng)田土壤Cd污染問題，針對性強(qiáng)、操作簡單、費(fèi)用
低廉、安全、適合廣泛地應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:蕹菜Cd低量積累品種的盆栽篩選試驗(yàn) 本試驗(yàn)在中山大學(xué)校園內(nèi)進(jìn)行，土壤Cd污染水平為輕度脅迫
(0.593 mg.kg—1)和中度脅迫(1.091 mg.kg-1)。從各地購得蕹菜 (//wwoefl ^船rica 品種30個(gè)。試驗(yàn)時(shí)間為2005年6月。從
供試蕹菜品種中各挑選健康均一的IO粒種子播入盆中。待幼苗長到 5片真葉時(shí)，間苗，每盆保留6株。試驗(yàn)期間根據(jù)天氣和植物生長情 況定時(shí)澆水。生長40天后取樣，此為第一茬樣品；繼續(xù)生長30天后， 再次取樣，此為第二巷樣品。
試驗(yàn)結(jié)果顯示，Cd輕度脅迫下，96.7%的供試蕹菜品種第一茬樣 品可食部分Cd含量在國際法典委員會標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；Cd中度脅迫下， 80%的供試蕹菜品種第一茬可食部分Cd含量超過國際法典委員會的 0.2 mg.kg—1最高限值，僅6個(gè)蕹菜品種可食部分Cd含量在標(biāo)準(zhǔn)范圍 內(nèi)。初步篩選獲得了6個(gè)Cd低量積累的蕹菜品種。
采集初步篩選得到的供試蕹菜典型品種第二茬樣品進(jìn)行分析，結(jié) 果表明初步篩選獲得的6個(gè)Cd低量積累蕹菜品種在兩個(gè)Cd脅迫濃 度下可食部分Cd含量均在國際法典委員會標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，可確認(rèn)為較 為穩(wěn)定的蕹菜Cd低量積累典型品種。
實(shí)施例2:篩選獲得的Cd低量積累蕹菜典型品種的大田驗(yàn)證試
驗(yàn)
本實(shí)驗(yàn)在廣東省鶴山市進(jìn)行，對實(shí)施例1獲得的1個(gè)Cd低量積
累蕹菜典型品種和若干個(gè)當(dāng)?shù)仄贩N進(jìn)行了大田比較試驗(yàn)，證明了該 Cd低量積累蕹菜典型品種對Cd的積累量比若千個(gè)當(dāng)?shù)仄贩N的平均 Cd含量低40X以上，確認(rèn)為Cd低量積累的蕹菜品種，可在大田推 廣應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種減少土壤重金屬鎘污染蕹菜的方法，其特征是先篩選鎘低量積累的蕹菜品種，再在土壤中種植鎘低量積累的蕹菜品種。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述篩選鎘低量積累蕹菜品種的方法包括如下步驟在受鎘污染的土壤中種植蕹菜，在采收期收割蕹菜，通過分析蕹 菜莖葉中鎘的含量，篩選出鎘低量積累的蕹菜品種。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于包括如下步驟(1) 從各地收集蕹菜的主要栽培品種；(2) 在未受污染的土壤中加入受鎘污染的土壤，配成鎘污染土 壤，施入基肥；在蕹菜種植期，播入蕹菜種子，在采收期收割蕹菜， 通過分析蕹菜莖葉中鎘的含量，篩選那些對鎘的積累量比其他品種的平均鎘含量低40%以上的品種，即可認(rèn)定為鎘低量積累的蕹菜品種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種減少土壤重金屬鎘污染蕹菜的方法，其在受Cd污染的土壤中種植蕹菜，在采收期收割蕹菜，通過分析蕹菜莖葉中Cd的含量，篩選出Cd低量積累的蕹菜品種，再在土壤中種植Cd低量積累的蕹菜品種?，F(xiàn)有蕹菜Cd污染的治理主要采用植物修復(fù)的方法，該方法需時(shí)較長，費(fèi)用高，難以大規(guī)模應(yīng)用。本發(fā)明提供的新的蕹菜Cd污染治理方法能直接、快速、有效地解決我國農(nóng)田土壤Cd污染問題，針對性強(qiáng)、操作簡單、費(fèi)用低廉、安全、適合廣泛地應(yīng)用。
文檔編號B09C1/10GK101104176SQ20071002973
公開日2008年1月16日 申請日期2007年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月16日
發(fā)明者周春燕, 周軼慧, 李兆雄, 李海軍, 楊中藝, 王俊麗, 袁劍剛, 辛俊亮, 黃白飛, 龔玉蓮 申請人:中山大學(xué)