淺談植物修復技術與農業生物環境工程

敬寶紅

摘 要：近年來，隨著我國社會經濟的不斷發展，隨之而來的環境污染問題也越來越嚴重，已經嚴重的制約了經濟的發展，并影響了人們的日常生活。在治理環境污染的過程中，人們不斷探索和創新環境污染治理技術，從而確保環境污染治理工作的有效性。植物修復技術作為一種具有良好治理效果的全新的環境治理技術應運而生。把植物修復技術應用于農業生物環境工程將會給農業污染的治理提供有效的解決方法，對提高農業產量，提升農業產品綠色度將會有巨大的作用。

關鍵詞：植物修復技術;農業生物環境工程;環境污染;綠色治理

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

農業生物環境工程是調控農業生物環境因素的一項重要技術工程。植物修復技術是運用綠色植物及其根部微生物治理環境的新興技術。近年來，植物修復技術在農業生物環境工程中得到了應用并取得了豐碩的成果。農業生物環境工程與植物修復技術結合在一起，構成農業工程的一個重要分支。兩者的結合將給農業環境污染治理以及農業的其他方面帶來不少的收益。

1 植物修復技術的優缺點

1.1 優點

（1）植物修復技術在農業生物環境工程中應用，對周邊環境擾動少，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，具有較高的環境美化價值，易為社會所接受。（2）植物修復技術在農業生物環境中的應用花費相對于傳統處理污染物的方法花費是很少的，并且技術要求相對低些，可以廣泛推廣。（3）植物修復技術在農業生物環境中的應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）植物修復技術在農業生物環境中的應運中，在超積累植物吸收污染物，體內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，增加產業鏈長度。

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技術的應用范圍。（2）超積累植物往往具有生長周期長、生長緩慢等特點，并且應用于修復重金屬污染土地需要較長的時間，從經濟方面考慮，長期應用不一定合理。（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 植物修復技術的原理

植物修復技術的本質就是針對環境污染治理修復的技術，植物修復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境之間的相互作用，對污染物進行吸附、吸收、轉移、降解、揮發，將有毒有害的污染物轉化為無毒無害物質，最終使土壤功能得到恢復。植物的忍耐性就是綠色植物對周邊環境因素的變化（比如污染情況的發生甚至嚴重污染）過程中產生的一種耐受和適應環境的能力。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，超積累植物體內的超標元素可以達到一般植物的100倍以上。

超積累植物一般有以下三個重要特點：

（1）本身植物體體內的一種金屬元素的濃度大大高于常規的臨界值。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的含量大不相同，所以，臨界值確定的依據要看綠色植物體內聚集了多少種類的元素。（2）綠色植物體內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。

這就是植物修復技術為什么可以應用在農業生物環境中，這種吸收污染物能力強，影響小，投資小，可循環利用率高的技術在新時代下是值得推廣發展的。

3 植物修復技術與農業生物環境工程

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境修復研究中心主任陳同斌帶領他的研究團隊在咱們國內砷元素土壤含量最富集的地區之一的廣西環江地帶，經過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現了一個經典的生態圈，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，經過對優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、可以將吸收進體內的元素轉移到植株上部。

根據超積累植物的特性，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當地的地理、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或者冶煉區。（2）利用技術培育：在現有的自然條件下，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，將多種植株的優秀特性集合到一種植株上，通過基因工程和植株培育系統在實驗室就培養出來滿足需要的植株，繼而在被污染地域大規模推廣。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。但該方法是建立在從自然界篩選工作的基礎之上，需要大量的相關植物信息作為目標特性的來源。

超積累植物的篩選可以說是重金屬污染土壤植物修復的基礎和核心問題，同時也是重金屬污染環境植物修復的難點及前沿，隨著相關技術的不斷發展，相信會有更多的篩選方法出現。

3.2 植物修復技術在農業生物環境工程中的應用

在農業生物環境工程中，利用植物修復技術，一方面可以有效減輕環境中的污染程度;另一方面，可以顯著緩解逆境環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，在農業生物環境工程中，植物修復技術的應用雖然得到了普及，并取得了一定的可喜成績，但是仍然有一些尚未明確的現象存在，并且在一定程度上束縛了植物修復技術的應用。為了突破存在的局限性，在將來的農業生物環境工程中，要不斷加強植物修復技術的應用并逐漸優化創新技術手段，切實的提升植物在污染治理中的修復作用。

3.3 植物修復技術的延伸發展

植物修復技術作用以后，超積累植物中蘊含的超量元素完全可以經過提取轉變為經濟價值，有些超積累植物吸收的還是貴重金屬，完全具有重復再利用的價值。淺談植物修復技術在農業生物環境工程中的應用就是一舉兩得的，既消除了污染、超積累植物生長完畢后又可以轉變為經濟價值。并且在植物修復技術的推廣中我們還發現了很多問題，很多限制條件，這都是我們下一步研究的方向。

4 結語

在新的時代下，植物修復技術與農業生物環境工程的結合，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境，降低了相關的投入。這項技術的效果是有目共睹的。但是我們在應用過程中發現還有很大局限性，今后我們要盡快解決這些問題，一步步讓植物修復技術在農業生物環境工程中開出美麗的花朵，讓這項技術趨于完美，為祖國農業的發展提供動力，為中國夢的實現砥礪前行。

參考文獻

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