專(zhuān)利名稱(chēng)：一種篩選重金屬低積累作物品種的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污染環(huán)境的作物安全生產(chǎn)技術(shù)，具體地說(shuō)是一種篩選重金屬低積累作
物品種的方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，特別是采礦業(yè)、冶金業(yè)以及交通運(yùn)輸業(yè)的蓬勃發(fā)展 以及含重金屬化肥、農(nóng)藥的施用，土壤重金屬污染日益嚴(yán)重。據(jù)報(bào)道，全國(guó)受重金屬污染的 耕地多達(dá)2000萬(wàn)公頃，每年出產(chǎn)重金屬污染的糧食多達(dá)120億公斤，極大的損害了我國(guó)農(nóng) 村的可持續(xù)發(fā)展，也對(duì)人民的健康安全構(gòu)成極大威脅(文獻(xiàn)1 :朱蔭湄，周啟星.土壤污染 與我國(guó)農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)的現(xiàn)狀、理論和展望[J]. 土壤通報(bào)，1999，30(3) :65 71.)。而沈陽(yáng) 作為我國(guó)的以機(jī)械加工為主的重工業(yè)城市，城郊農(nóng)田的重金屬污染已經(jīng)引起人們廣泛的關(guān) 注。 土壤重金屬污染具有以下幾個(gè)特征1)隱蔽性和滯后性，即土壤重金屬污染難以 肉眼觀察，一旦發(fā)現(xiàn)異常，可能已達(dá)到嚴(yán)重污染的水平；2)累積性和地域性，即重金屬可在 植物體內(nèi)累積，并可通過(guò)食物鏈傳遞，從而在人體和動(dòng)物體內(nèi)富集；另外重金屬污染也與各 地土壤的背景值、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況等因素密切相關(guān)，具有一定的地域分布性；3)不可逆性 和長(zhǎng)期性，即一旦發(fā)生重金屬污染，其污染就難逆轉(zhuǎn)且具有長(zhǎng)期性；4)治理難和周期長(zhǎng)，即 重金屬污染的治理具有相當(dāng)?shù)碾y度，重金屬難以生物降解，傳統(tǒng)的治理手段成本高且難以 實(shí)際操作，徹底治理重金屬污染需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。 據(jù)報(bào)道，沈陽(yáng)地區(qū)土壤已經(jīng)受到了不同程度的重金屬污染，農(nóng)產(chǎn)品中主要超標(biāo)元 素為鉛，沈陽(yáng)郊區(qū)的白菜超標(biāo)率100%，超標(biāo)倍數(shù)3. 9 ;且土壤中的重金屬Cd、 Pb等重金屬 含量有明顯的逐年增加趨勢(shì)(文獻(xiàn)2:張勇.沈陽(yáng)郊區(qū)及農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染的現(xiàn)狀評(píng)價(jià) [J]. 土壤通報(bào)，2001，32(4) 182 186.)。污染土壤中過(guò)量的鎘不僅直接威脅人類(lèi)的生存 環(huán)境和食品安全，還可以通過(guò)直接接觸或者通過(guò)食物鏈在人體中富集，產(chǎn)生慢性中毒，影響 體內(nèi)鈣和磷的代謝，引起腎、骨、肝的病理變化，誘發(fā)骨骼、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)的多種疾病， 并可導(dǎo)致惡性腫瘤。重金屬Pb可通過(guò)食物鏈或身體接觸進(jìn)入人體的鉛會(huì)對(duì)中樞神經(jīng)、紅血 球細(xì)胞、腎臟、心血管及男女的生殖系統(tǒng)等多種器官有毒害作用，尤其是兒童。長(zhǎng)期試驗(yàn)表 明妊娠期及幼兒期接觸較低劑量的Pb (血液Pb濃度為10-20ug/dl)，會(huì)對(duì)兒童的中樞神 經(jīng)系統(tǒng)造成不可逆轉(zhuǎn)、不可治療及伴隨終身的損害，導(dǎo)致兒童智力下降，反應(yīng)慢及注意力不 集中等，24個(gè)月大的幼兒血鉛含量偏高，到IO周歲時(shí)仍表現(xiàn)智力缺陷；國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu) (International Agency forResearch on Cancer)將Pb列為對(duì)人類(lèi)可會(huì)鵬至文癌物質(zhì)(2B 組)。 當(dāng)前用于修復(fù)治理土壤重金屬污染的技術(shù)很多，主要包括各種物理、化學(xué)、物理化 學(xué)治理技術(shù)和生物修復(fù)技術(shù)。其中，物理、化學(xué)治理技術(shù)主要是指一類(lèi)基于機(jī)械物理和化學(xué) 原理的工程技術(shù)，常見(jiàn)的有客土法、固化法、冰凍法、化學(xué)淋洗法、螯合法和離子交換法等。 這些物理、化學(xué)治理技術(shù)各有其優(yōu)點(diǎn)，盡管在治理小范圍污染土壤以及處理嚴(yán)重突發(fā)污染
3事故中作用較大，治理周期短等，但是一般存在著價(jià)格昂貴、工程量較大以及易造成二次污
染等問(wèn)題，一般很難在面積大、程度輕的污染土壤修復(fù)治理中實(shí)際推廣應(yīng)用。 與這些傳統(tǒng)的治理技術(shù)相比，植物修復(fù)作為一種新興的原位綠色修復(fù)技術(shù)，具有
費(fèi)用低廉、不破壞環(huán)境、易于為人們所接受等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用熱
點(diǎn)[文獻(xiàn)3 :周啟星，宋玉芳.污染土壤修復(fù)原理與方法[M]北京科學(xué)出版社，2004.]，但
是植物修復(fù)也存在以下缺點(diǎn)超積累植物生物量較小且具有明顯的地域分布，修復(fù)周期過(guò)
長(zhǎng)，通常需要上百年，目前尚難以實(shí)際推廣(文獻(xiàn)4:劉維濤，張銀龍，陳喆敏，等.礦區(qū)綠化
樹(shù)木對(duì)鉛和鋅的吸收與分布[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，19(4) :752 756.)。鑒于我國(guó)實(shí)際
國(guó)情，將大面積中輕度污染農(nóng)田停止農(nóng)作，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的植物修復(fù)或采用價(jià)格昂貴的工程
技術(shù)手段修復(fù)顯然是不現(xiàn)實(shí)的。因此，利用排異和低積累土壤鉛等有害元素的農(nóng)作物基因
型，從而保證農(nóng)產(chǎn)品的安全生產(chǎn)是當(dāng)前最為有效和合理的途徑之一。 植物對(duì)重金屬的吸收不僅存在顯著的種間差異，也存在顯著的種內(nèi)差異，從而使篩選具有低積累重金屬特性的作物和作物基因型成為可能。當(dāng)前，具有重金屬低積累潛力的作物和作物基因型的篩選和培育研究已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究的一個(gè)熱點(diǎn)，眾多研究結(jié)果表明水稻(Oryza sativa L.)、小麥(Triticum aestivum L.)、大麥(Horde咖vulgare L.)、玉米(Zea mays L.)和花生(Arachis hypogaea L.)等作物不同基因型積累與分布重金屬存在顯著差異，并篩選出了相應(yīng)的重金屬低積累基因型(文獻(xiàn)5 :Arao T， Ae N. Genotypicvariations in cadmium levels of rice grain[J].SoilScience and Plant Nutrition, 2003， 49 (4) :473 479 ;文獻(xiàn)6 :Zhang G P， Fukami M，Sekimoto H. Genotypicdifferences in effects of cadmium on growth and nutrientcompositions in wheat[J]. Journal of Plant Nutrition,2000，23 :1337 1350;文獻(xiàn)7 :Tiryakioglu M， Eker S， 0zkutlu F， et al.Antioxidant defense system andcadmium uptake inbarley genotypes differing in cadmium tolerance[J]. Journalof Trace Elementsin Experimental Medicine,2006，20 (3) :181 189 ;文獻(xiàn)8 :KurzH， Schulz R， Romheld V. Selection of cultivars to reduce the concentration ofcadmium aridthallium in food arid fodder plants [J]. Journal of Plant Nutrition aridSoilScience， 1999， 162(3) :323 328 ;文獻(xiàn)9 :McLaughlin M J，Bell M J， Wright GC， etal.Uptake and partitioning of cadmium by cultivars of peanut(ArachishypogaeaL.) [J] .Plant and Soil, 2000， 222 (1-2) :51 58.)。然而，對(duì)于重金屬低積累作物的篩選研究，國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界還沒(méi)有形成一套科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)和方法，尚且存在一定的爭(zhēng)議。因此，本發(fā)明通過(guò)具體的試驗(yàn)研究以及結(jié)合前人的研究成果，制定出了合理有效的篩選標(biāo)準(zhǔn)和方法。鑒于我國(guó)的實(shí)際國(guó)情，本發(fā)明具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義，也可為今后篩選其它低積累重金屬植物提供必要的參考價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種準(zhǔn)確、生態(tài)安全、簡(jiǎn)潔實(shí)用、費(fèi)用低廉、適用性廣及可操作性強(qiáng)的重金屬低積累作物以及其他相關(guān)植物的篩選方法，利用該方法篩選到相應(yīng)的重金屬低積累的作物品種，從而可在污染環(huán)境中進(jìn)行安全農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為
篩選重金屬低積累作物品種的方法盆栽試驗(yàn)將將不同作物或者同一作物不同品種培養(yǎng)于不同含量的重金屬處理土壤中，作物生長(zhǎng)溫度為5-4(TC，土壤含水量為田間持水量的40-90%，自然光下培養(yǎng)50-170天，收獲植株，進(jìn)行可食部分重金屬含量測(cè)定，收集其可食部位中的重金屬含量低于作物傳統(tǒng)品種可食部位重金屬含量的30%的作物，待用；
野外污染土壤篩選，將上述篩選出的作物種籽直接穴播于野外污染土壤中，每穴3-6粒種籽，穴間距10-60cm，壟間距10-60cm，待植株成熟后，收獲植株，進(jìn)行可食部分重金屬含量測(cè)定，若其可食部位中的重金屬含量低于作物傳統(tǒng)品種可食部位重金屬含量的30%，即為低積累重金屬作物。 所述篩選出具有低積累重金屬的作物在污染土壤中能夠正常生長(zhǎng)，與對(duì)照相比，其產(chǎn)量和品質(zhì)無(wú)明顯降低，食用該農(nóng)作物對(duì)人體無(wú)害，該農(nóng)作物將重金屬主要積累在非食用部位。而且，所述篩選出具有低積累重金屬的作物對(duì)重金屬元素的富集系數(shù)小于1.0，即地上部重金屬含量與土壤重金屬含量的比值小于1. 0 ;同時(shí)作物對(duì)重金屬元素的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)小于1. 0，即地上部重金屬含量與根部重金屬含量的比值小于1. 0。 將上述初篩的作物進(jìn)行驗(yàn)證，種籽直接穴播于野外污染土壤中，每穴3-6粒種籽，穴間距10-60cm，壟間距10-60cm，待植株成熟后，收獲植株，進(jìn)行可食部分重金屬含量測(cè)定，仍然符合上述條件，即為低積累重金屬作物。 所述盆栽篩選時(shí)重金屬投加的濃度設(shè)為低、中、高3個(gè)處理。以當(dāng)?shù)厍鍧嵧寥罏樵耘嘟橘|(zhì)做土培試驗(yàn)，按低、中、高3種處理濃度投加一種或幾種重金屬，加入重金屬試驗(yàn)的土壤平衡8-12周；以不投加重金屬的處理為對(duì)照，于作物開(kāi)始生長(zhǎng)的季節(jié)，從溫室育苗盆移苗進(jìn)行盆栽篩選試驗(yàn)，每盆幼苗數(shù)2-6株，在成熟期測(cè)定供試植物生物量、植物體內(nèi)重金屬含量，由此檢驗(yàn)植物對(duì)重金屬的低積累潛力及耐性。盆栽試驗(yàn)中具有低積累重金屬潛力農(nóng)作物以及其他相關(guān)植物的初步篩選標(biāo)準(zhǔn)該農(nóng)作物以及其他相關(guān)植物在污染土壤中能夠正常生長(zhǎng)，與對(duì)照相比，其產(chǎn)量和品質(zhì)無(wú)明顯降低；食用該農(nóng)作物以及其他相關(guān)植物對(duì)人體無(wú)害，其可食部位中的重金屬含量低于傳統(tǒng)作物的重金屬含量的30% ;該農(nóng)作物以及其他相關(guān)植物將重金屬主要積累在非食用部位。 所述野外污染土壤篩選時(shí)將盆栽試驗(yàn)中篩選到的具有低積累重金屬潛力的作物以及其他相關(guān)植物的種籽，根據(jù)土壤肥力狀況，施用促進(jìn)該作物生長(zhǎng)的氮、磷和鉀肥，使土壤含水量保持在田間持水量的40-90 % 。 所述植株要求試驗(yàn)地點(diǎn)適合該農(nóng)作物以及其他相關(guān)植物的生長(zhǎng)，試驗(yàn)地點(diǎn)的氣象條件及土壤水文環(huán)境有利于農(nóng)作物以及其他相關(guān)植物的栽培，并且該農(nóng)作物以及其他相關(guān)植物在實(shí)驗(yàn)地區(qū)具有普遍種植和分布。 所述野外污染土壤的確定根據(jù)當(dāng)?shù)匚廴厩闆r(例如，遼寧地區(qū)主要重金屬污染為鎘、鉛、銅、鋅、砷、鎳等)或根據(jù)國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄(如鈹、鉻，銅、鋅、砷、硒、鎘、銻、碲、汞、鉈和鉛等(國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、外經(jīng)貿(mào)委、公安部于1998年1月4日頒布(環(huán)[1998]89號(hào))，自1998年7月1日施行))確定。 本發(fā)明的原理如下不同種類(lèi)植物對(duì)土壤中重金屬元素都要一定程度的吸收和積累。眾多研究都表明植物種間和植物種內(nèi)(基因型間)存在顯著的重金屬吸收和積累差異，從而為篩選和培育具有低積累重金屬潛力的作物品種以及其他相關(guān)植物提供了可能。
本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)
5
1.具有系統(tǒng)性，本發(fā)明利用盆栽篩選試驗(yàn)和大田驗(yàn)證試驗(yàn)相結(jié)合的系統(tǒng)篩選方法，逐步縮小篩選范圍，有望篩選到切實(shí)可靠的農(nóng)作物品種。 2.方法簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)。本發(fā)明盆栽篩選方法可以人為控制污染條件，使參試植物都處于相對(duì)一致的生長(zhǎng)環(huán)境，植物之間對(duì)重金屬的耐性及低積累特征有一定的可比性，同時(shí)可以根據(jù)試驗(yàn)條件確定試驗(yàn)規(guī)模，增加或減少參試植物種的數(shù)量，減少很多不確定性因素，這正是本發(fā)明的關(guān)鍵之所在；先通過(guò)土培的方法研究植物對(duì)重金屬的富集、積累特點(diǎn)，然而再利用野外大田試驗(yàn)加以驗(yàn)證，方法簡(jiǎn)單，可操作性較強(qiáng)。 3.費(fèi)用較低。本發(fā)明先通過(guò)針對(duì)性較強(qiáng)的篩選試驗(yàn)找到具有低積累特征的作物，然后再到受重金屬污染的實(shí)際環(huán)境中測(cè)試這種植物的低積累特征，針對(duì)性強(qiáng)，減少一些浪費(fèi)，相應(yīng)的費(fèi)用較低。且所需藥品都是實(shí)驗(yàn)室常規(guī)藥品，成本較低。 4.具有生態(tài)安全性，本發(fā)明篩選試驗(yàn)全過(guò)程始終處于人為控制之下，試驗(yàn)后的污染物可以集中處理而不對(duì)周?chē)h(huán)境造成二次污染。 5.適用性廣，本發(fā)明對(duì)試驗(yàn)條件要求不高，凡適于植物生長(zhǎng)的環(huán)境一般均可以進(jìn)行，而且試驗(yàn)均在室外進(jìn)行，盆栽植物生長(zhǎng)的環(huán)境條件與自然生長(zhǎng)植物的環(huán)境條件比較相似，較容易反應(yīng)植物在污染條件下的真實(shí)情況。


圖1為3種Cd處理下40種大白菜地上部Cd濃度分布圖。 圖2為不同Cd處理下7種大白菜地上部生物量圖(其中圖中同一字母表示大白
菜在不同Cd處理下生物量的差異不顯著(P > 0. 05))。 圖3為大田試驗(yàn)中7種大白菜的Cd濃度、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和富集系數(shù)圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 :盆栽試驗(yàn)，以大白菜為例，進(jìn)行低積累鎘作物品種的篩選。
盆栽實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)生態(tài)站內(nèi)，該站地處下遼河平原的中心地帶，距沈陽(yáng)市區(qū)約35km，屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性氣候。實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地周?chē)鷽](méi)有污染源，是重金屬未污染區(qū)。盆栽試驗(yàn)土壤采自中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)生態(tài)站內(nèi)無(wú)污染區(qū)的表層土壤(0-20cm)，土壤類(lèi)型為草甸棕壤，土壤中重金屬Cd含量為0. 17mg/kg。 本實(shí)驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，投加的Cd濃度(mg/kg)分別為0 (CK，未投加)、1 (T》、2. 5 (T2)和5 (T3)。實(shí)驗(yàn)投加的Cd為優(yōu)級(jí)純的CdCl2 *2. 5H20，并施入一定濃度的氮、磷、鉀肥作為底肥0. 25g/kgN(C0(NH2)2) 、0. 065g/kg P和O. 124g/kg K(K2HP04)。將供試土壤風(fēng)干過(guò)4mm篩后，以固體形式拌入鎘和底肥，充分混勻后裝入塑料盆(0=20 cm,H=15cm)中，每盆裝土2.5kg，平衡8-12周待用。將大白菜籽直接播種于盆內(nèi)，每盆播種3-6粒，待發(fā)芽一周后間苗，根據(jù)白菜幼苗長(zhǎng)勢(shì)每盆留兩株。每日根據(jù)盆中土壤水分狀況，澆入適量自來(lái)水，使土壤含水量經(jīng)常保持在田間持水量的40-90 %左右。
植物生長(zhǎng)60-85天后收獲植株。將收獲樣品分為根和地上部?jī)刹糠郑謩e用自來(lái)水充分沖洗以去除粘附于植物樣品上的泥土和污物，然后再用去離子水沖洗，瀝去水分，在105t:殺青1小時(shí)；然后在65t:下烘干至衡重，稱(chēng)量干重后粉碎備用。植物樣品采用HN03-HC104法消化(二者體積比為87 : 13)，用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定其中的Cd含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下 圖l給出了在上述不同濃度的Cd處理下40種大白菜地上部的Cd含量，不同品種大白菜對(duì)Cd的吸收量存在顯著差異。本次試驗(yàn)中白菜測(cè)得的平均含水量為90%，根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無(wú)公害蔬菜安全要求(GB 18406. 1-2001)Cd最大容許含量(MPC)為0. 05mg/kg鮮重，白菜地上部Cd含量超過(guò)0. 50mg/kg干重即認(rèn)為Cd超標(biāo).按此標(biāo)準(zhǔn)，在低Cd處理0\)下，有16種大白菜未超標(biāo)(參見(jiàn)表l所示)。另外，兩種傳統(tǒng)大白菜品種北京小雜56和酸菜王的Cd含量均很高，故在大田試驗(yàn)中進(jìn)一步驗(yàn)證。按照低積累作物的Cd含量小于傳統(tǒng)作物的30X這一標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步縮小篩選范圍，通過(guò)T2和T3處理下大白菜的Cd含量，初步認(rèn)定北京新3號(hào)、賽新5號(hào)、豐源新3號(hào)、遼科秋抗和水師營(yíng)91-12具有一定的Cd低積累潛力(參見(jiàn)表1所示)。 通過(guò)對(duì)比不同Cd處理下大白菜地上部生物量的變化，可以得出大白菜對(duì)Cd的耐性強(qiáng)弱，如隨著投加Cd濃度的增加，大白菜地上部的生物量顯著降低，則說(shuō)明該大白菜對(duì)Cd的耐性差；反之則說(shuō)明其具有較高的Cd耐性。參見(jiàn)圖2可知，除賽新5號(hào)外其它6種大白菜的生物量隨著投加Cd濃度的升高，其生物量未見(jiàn)顯著降低，表明這6種大白菜具有較強(qiáng)的Cd耐性。 表1盆栽試驗(yàn)中18種大白菜在三種Cd處理下的地上部Cd濃度(mg/kg)
白菜品種CKTi丁2T3
北京新3號(hào)0.08±0.010.22±0.02a0.90±0.103.15±0.24
賽新5號(hào)0.07±0.010.23±0.031.18土0.103.78士0.31
豐源新3號(hào)0.07±0.010.25±0.031.30±0.113.80±0.35
水師營(yíng)91-120.09±0.010.28士0.031.35土0.123.84±0.35
遼科秋抗O.ll士O.Ol0.29±0.031.83±0.154.26±0.35
秋抗多寶3號(hào)0.09±0.010.30±0.031.28±0.135.10±0.41
秋冠0.12±0.010.31±0.031.45逸144.68士0.40
晉抗2號(hào)0.15±0.010.33±0.041.50±0,165.55±0.46
綠星800.16±0.020.34士0.041.43±0.146.82±0.53
沈農(nóng)超級(jí)6號(hào)0.18±0.020.35±0.042.08±0.195.90±0.51
北京-120.11±0.020.35±0.041.76±0.184.68±0.39
全盛0.16±0.020.36±0.042.14±0.196.89士0.55
綠星大棵菜0.18±0.020.39±0.042.31±0.185.98±0.53
福星800.19±0.020.40±0.041.42±0.116.76±0.59
天綠600.21±0.020.40±0.042.08±0.178.61±0.66
北京大包心0.15±0.010.40±0.041.28±0.095.10±0.44
酸菜王0.45±0.063.98±0.2910.2±0.7518.0±3.15
北京小雜560.49±0.074.22±0.558.07±0.8517.9±2.17 注a平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(n = 3) 實(shí)施例2 :大田試驗(yàn)，沈撫灌區(qū)重金屬低積累大白菜的確認(rèn) 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在沈陽(yáng)市東陵區(qū)的沈撫灌區(qū)試驗(yàn)田進(jìn)行，該地的氣象條件與沈陽(yáng)生態(tài)站比較相差不大。土壤類(lèi)型為黃棕壤，其理化性質(zhì)為pH值8. 5，有機(jī)質(zhì)18. 32mg/kg，全N
71.27mg/kg，全P 1. 42mg/kg，速效K 145. 68mg/kg，總Cd 1. 25mg/kg。將上述篩選出的7種具 有較強(qiáng)的Cd耐性大白菜籽直接穴播于鉛污染土壤中，每穴3-6粒白菜籽，穴間距10-60cm， 壟間距10-60cm。根據(jù)土壤水分豐缺狀況，不定期用井水澆水(水中未檢出Cd)，使土壤含 水量經(jīng)常保持在田間持水量的40-90%左右；為促進(jìn)豐源生長(zhǎng)，按照300kg/公頃的用量施 入尿素。待生長(zhǎng)60-85天以后收獲大白菜，樣品處理同實(shí)施例1。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下 圖3給出了大田試驗(yàn)中7種大白菜對(duì)Cd的吸收量、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和富集系數(shù)。按照重 金屬低積累作物的篩選標(biāo)準(zhǔn)，即對(duì)Cd具有較強(qiáng)的耐性、地上部Cd濃度小于0. 5mg/kg、轉(zhuǎn)運(yùn) 系數(shù)小于1和富集系數(shù)小于l，可以篩選出北京新3號(hào)和豐源新3號(hào)為Cd低積累大白菜品 種。而賽新5號(hào)因?yàn)槟托圆?，水師營(yíng)91-12和遼科秋抗則因?yàn)镃d濃度大于0. 5mg/kg而被排 除。酸菜王和北京小雜56在大田中其Cd含量超過(guò)0. 5mg/kg，并且具有較高的富集系數(shù)和 轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，建議不可作為蔬菜繼續(xù)種植食用。盆栽試驗(yàn)和大田試驗(yàn)證明，北京新3號(hào)和豐源 新3號(hào)具有低積累特征，在低重金屬污染土壤(Cd濃度< 1. 25mg/kg)種植這2種大白菜， 可以滿(mǎn)足無(wú)公害蔬菜國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)對(duì)人畜造成危害。
權(quán)利要求
一種篩選重金屬低積累作物品種的方法，其特征在于盆栽試驗(yàn)將作物培養(yǎng)于不同含量的重金屬處理土壤中，作物生長(zhǎng)溫度為5-40℃，土壤含水量為田間持水量的40-90％，自然光下培養(yǎng)50-170天，收獲植株，進(jìn)行可食部分重金屬含量測(cè)定，收集其可食部位中的重金屬含量低于作物傳統(tǒng)品種可食部位重金屬含量30％的作物或其種籽，待用；田間污染土壤篩選將上述篩選出的作物種籽直接穴播于野外污染土壤中，每穴3-6粒種籽，穴間距10-60cm，壟間距10-60cm，待植株成熟后收獲植株，進(jìn)行可食部分重金屬含量測(cè)定，若其可食部位中的重金屬含量仍低于作物傳統(tǒng)品種可食部位重金屬含量的30％，而且其對(duì)重金屬元素的富集系數(shù)小于1.0，即地上部重金屬含量與土壤重金屬含量的比值小于1.0，同時(shí)作物對(duì)重金屬元素的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)小于1.0，即地上部重金屬含量與根部重金屬含量的比值小于1.0，即為低積累重金屬作物。
2. 按權(quán)利要求1所述的篩選重金屬低積累作物品種的方法，其特征在于所述初篩出 的作物在污染土壤中能夠正常生長(zhǎng)，與對(duì)照相比，其產(chǎn)量和品質(zhì)無(wú)明顯降低，食用該農(nóng)作物 對(duì)人體無(wú)害，該農(nóng)作物將重金屬主要積累在非食用部位。
3. 按權(quán)利要求1所述的篩選重金屬低積累作物品種的方法，其特征在于所述盆栽試 驗(yàn)作物可為不同作物、同一作物不同品種；所述土壤為清潔土壤中投加一種或幾種重金屬， 使其分為低、中和高等不同含量的重金屬處理土壤，平衡8-12周后備用，并且盆栽每盆幼 苗數(shù)2-6株。
4. 按權(quán)利要求1所述的篩選重金屬低積累作物品種的方法，其特征在于所述野外污 染土壤篩選時(shí)根據(jù)土壤肥力狀況，施用促進(jìn)該作物生長(zhǎng)的氮、磷和鉀肥，使土壤含水量保持 在田間持水量的40-90%。
全文摘要
本發(fā)明涉及污染環(huán)境的作物安全生產(chǎn)技術(shù)，具體地說(shuō)是一種篩選重金屬低積累作物品種的方法，以盆栽試驗(yàn)方式將作物培養(yǎng)于重金屬處理土壤中，其溫度為5-40℃，土壤含水量為田間持水量40-90％，自然光下培養(yǎng)50-170天，收獲植株，進(jìn)行可食部分重金屬含量測(cè)定；將上述篩選出的、其可食部位中重金屬含量低于作物傳統(tǒng)品種可食部位重金屬含30％的作物種籽，直接穴播于田間污染土壤中，每穴3-6粒種籽，穴間距10-60cm，壟間距10-60cm，待植株成熟后收獲植株，進(jìn)行可食部分重金屬含量測(cè)定，若該作物對(duì)重金屬的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均小于1.0，即為低積累重金屬作物。本發(fā)明經(jīng)濟(jì)、生態(tài)安全性高、適用性廣、使用方法簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)A01H1/04GK101743905SQ200810229329
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者劉維濤, 周啟星, 魏樹(shù)和 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所