浅谈植物修复技术与农业生物环境工程

敬宝红

摘 要：近年来，随着我国社会经济的不断发展，随之而来的环境污染问题也越来越严重，已经严重的制约了经济的发展，并影响了人们的日常生活。在治理环境污染的过程中，人们不断探索和创新环境污染治理技术，从而确保环境污染治理工作的有效性。植物修复技术作为一种具有良好治理效果的全新的环境治理技术应运而生。把植物修复技术应用于农业生物环境工程将会给农业污染的治理提供有效的解决方法，对提高农业产量，提升农业产品绿色度将会有巨大的作用。

关键词：植物修复技术;农业生物环境工程;环境污染;绿色治理

中图分类号：X173 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）07-0006-01

农业生物环境工程是调控农业生物环境因素的一项重要技术工程。植物修复技术是运用绿色植物及其根部微生物治理环境的新兴技术。近年来，植物修复技术在农业生物环境工程中得到了应用并取得了丰硕的成果。农业生物环境工程与植物修复技术结合在一起，构成农业工程的一个重要分支。两者的结合将给农业环境污染治理以及农业的其他方面带来不少的收益。

1 植物修复技术的优缺点

1.1 优点

（1）植物修复技术在农业生物环境工程中应用，对周边环境扰动少，不仅可以清楚土壤污染物，还可以吸收周边空气和水体中的污染物，具有较高的环境美化价值，易为社会所接受。（2）植物修复技术在农业生物环境中的应用花费相对于传统处理污染物的方法花费是很少的，并且技术要求相对低些，可以广泛推广。（3）植物修复技术在农业生物环境中的应用不仅会清除污染物，还会增加土壤中氧、氮等的含量，增加土壤肥力。（4）植物修复技术在农业生物环境中的应运中，在超积累植物吸收污染物，体内富集某种元素时可以回收植物，从而提取元素，增加植物附加值，增加产业链长度。

1.2 缺点

（1）用于治理不同污染状况的土壤的绿色植物，因吸收的重金属元素单一，不能通用，大大限制了植物修复技术的应用范围。（2）超积累植物往往具有生长周期长、生长缓慢等特点，并且应用于修复重金属污染土地需要较长的时间，从经济方面考虑，长期应用不一定合理。（3）对一些积累大量重金属污染的植物的再处理也是一个棘手的问题。

2 植物修复技术的原理

植物修复技术的本质就是针对环境污染治理修复的技术，植物修复主要是利用植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素的特性，或利用植物及其根系微生物与环境之间的相互作用，对污染物进行吸附、吸收、转移、降解、挥发，将有毒有害的污染物转化为无毒无害物质，最终使土壤功能得到恢复。植物的忍耐性就是绿色植物对周边环境因素的变化（比如污染情况的发生甚至严重污染）过程中产生的一种耐受和适应环境的能力。而超积累特性，就是绿色植物能够超量吸收和积累重金属的特性，超积累植物体内的超标元素可以达到一般植物的100倍以上。

超积累植物一般有以下三个重要特点：

（1）本身植物体体内的一种金属元素的浓度大大高于常规的临界值。因为不同种类的元素在土壤中的含量和在绿色植物体体内的含量大不相同，所以，临界值确定的依据要看绿色植物体内聚集了多少种类的元素。（2）绿色植物体内聚集的元素绝大部分是在茎叶果实等土壤之上的部分，所以它的茎叶果实中的元素含量与根部中所含的元素含量的差距就非常大。通常情况下，非超积累植物中的茎叶果实中的元素含量比根中的元素含量高10倍，但是超积累植物中的这个比例远远超过了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长。但是超积累植物就可以正常生长，甚至长势很好。

这就是植物修复技术为什么可以应用在农业生物环境中，这种吸收污染物能力强，影响小，投资小，可循环利用率高的技术在新时代下是值得推广发展的。

3 植物修复技术与农业生物环境工程

3.1 超积累植物的筛选育种

自然界中总是有各种各样的神奇植物，比如蜈蚣草中的砷元素含量竟然可以达到1～2%，并且大部分的砷元素都富集在土壤以上的部分，茎叶花果实中。这个特性就可以用做改良土质土壤，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。这就意味着他在一年中可以吸收三轮砷。所以中科院地理科学与资源研究所环境修复研究中心主任陈同斌带领他的研究团队在咱们国内砷元素土壤含量最富集的地区之一的广西环江地带，经过3年时间的找寻研究，科研人员终于在一座有着1500多年历史的石门矿中发现了一个经典的生态圈，并且该矿附近所有的100多种植物都进入了科研人员的视线中，在研究过程中，经过对优势品种中遗传基因的分析，研究人员确定了最适合吸收砷元素的特殊植物～蜈蚣草。

超积累植物的特性有：可以大量吸收某种元素、可以将吸收进体内的元素转移到植株上部。

根据超积累植物的特性，筛选方法有两种：

（1）从自然界中筛选：我们的研究人员可以在实践中根据当地的地理、气候和生物条件，以及文献参考，从已知的多种重金属超积累植物中进行筛选利用。该方法筛选到的超积累植物主要以筛选地的为主，不具有广泛性。此方法的开展主要集中在重金属污染严重的野外矿山开采区或者冶炼区。（2）利用技术培育：在现有的自然条件下，不能筛

选出满足要求的超积累植物时，我们可以在实验室培育需要的特性，将多种植株的优秀特性集合到一种植株上，通过基因工程和植株培育系统在实验室就培养出来满足需要的植株，继而在被污染地域大规模推广。该方法获得的超积累植物更具有针对性，研究周期相对短点。但该方法是建立在从自然界筛选工作的基础之上，需要大量的相关植物信息作为目标特性的来源。

超积累植物的筛选可以说是重金属污染土壤植物修复的基础和核心问题，同时也是重金属污染环境植物修复的难点及前沿，随着相关技术的不断发展，相信会有更多的筛选方法出现。

3.2 植物修复技术在农业生物环境工程中的应用

在农业生物环境工程中，利用植物修复技术，一方面可以有效减轻环境中的污染程度;另一方面，可以显著缓解逆境环境对植物生长带来的不利影响，从而更好地促进植物生长，这样使得植物生长与环境污染治理相互促进，最终全面提升污染治理的效果。当前，在农业生物环境工程中，植物修复技术的应用虽然得到了普及，并取得了一定的可喜成绩，但是仍然有一些尚未明确的现象存在，并且在一定程度上束縛了植物修复技术的应用。为了突破存在的局限性，在将来的农业生物环境工程中，要不断加强植物修复技术的应用并逐渐优化创新技术手段，切实的提升植物在污染治理中的修复作用。

3.3 植物修复技术的延伸发展

植物修复技术作用以后，超积累植物中蕴含的超量元素完全可以经过提取转变为经济价值，有些超积累植物吸收的还是贵重金属，完全具有重复再利用的价值。浅谈植物修复技术在农业生物环境工程中的应用就是一举两得的，既消除了污染、超积累植物生长完毕后又可以转变为经济价值。并且在植物修复技术的推广中我们还发现了很多问题，很多限制条件，这都是我们下一步研究的方向。

4 结语

在新的时代下，植物修复技术与农业生物环境工程的结合，减轻了污染程度，改善了土地种植条件，美化了污染地域的周边环境，降低了相关的投入。这项技术的效果是有目共睹的。但是我们在应用过程中发现还有很大局限性，今后我们要尽快解决这些问题，一步步让植物修复技术在农业生物环境工程中开出美丽的花朵，让这项技术趋于完美，为祖国农业的发展提供动力，为中国梦的实现砥砺前行。

参考文献

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