重金属低积累/低富集蔬菜品种的筛选方法技术

本发明专利技术公开了重金属低积累／低富集蔬菜品种的筛选方法，属于农产品质量安全技术领域。包括：１）在温室或大棚内，以盆栽方式进行；２）从叶菜、根茎、茄果、瓜四类蔬菜中筛选；３）按照国家对蔬菜重金属污染检测元素Ｈｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｃｄ的限量值，按０倍、０．５倍、１．５倍、４．５倍的浓度梯度，人工添加重金属至盆栽土壤中；４）蔬菜的育苗、栽培与管理；５）产品可食部分重金属含量及其产量的测定，将符合最高浓度处理的，平均每株产量比对照无显著性减少，重金属含量不超标的，入选为对重金属低积累／低富集的蔬菜品种。该方法操作简便、适用性广、经济高效。可在蔬菜布局、规划及生产部门推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农产品质量安全
，具体是涉及对重金属低积累/低富集 蔬菜品种的筛选方法。
技术介绍
随着城市化的发展，城市生活废弃物和工厂"三废"排放也日益增多，农 药、化肥的不合理使用以及污水、污泥的使用，严重污染了区域内的水、土、 气，致使蔬菜产地生态环境日益恶化，含重金属的污染物通过各种途径进入土 壤，进而污染蔬菜，导致生长在这些土壤上蔬菜的重金属污染。目前我国的蔬 菜产地的重金属污染状况不容乐观， 一项由国家环保总局牵头的，针对经济发 达地区的土壤调查结果初步显示珠三角近40%的农田菜地土壤重金属污染超 标，其中10%属"严重"超标，在这些土壤里生长的蔬菜，重金属超标现象时 有发生，按照国家无公害蔬菜重金属的限量标准，东莞、顺德和中山田地里的蔬菜重金属超标率，分别达到了31.2% 、 31%和22.8%。其中生菜、油麦菜、小 白菜等叶菜里含有的铅、镉较多。中科 院南京土壤研究所2004年底完成的一次调査显示，南京市的江心洲、八卦洲的 土壤镉污染严重，两地种植的农产品中发现镉、铅金属污染严重，已经出现危 害人体的可能。随着人们对食品安全的重视， 土壤重金属污染以及蔬菜的重金属污染已引起人们的极大关注。植物修复(Phytoremedition)是近20年来发展起来的环境污染治理技术， 广受关注。重金属污染土壤的植物修复是指利用植物及其根际微生物体系的提 取、挥发和转化固定作用，去除土壤中的重金属或将重金属稳定在污染现场，防止其对地下水及周围环境造成更大的污染。植物修复主要包括植物提取(Phytoextraction )、植物挥发(Phytovoltilization )、根际滤除 (Rhizofiltration)和植物稳定(Phytostablization)四种作用方式，其中 植物提取方面的研究日益受到人们的关注。植物提取，即利用重金属富集/积累特别是超富 集/超积累植物从污染土壤中超量吸收一种或几种重金属，并将其转移、贮存到 茎、叶等地上部器官，将植物整体收获并集中处理后再连续种植，以便使土壤 中重金属浓度降低到可以接受的水平。但植物修复也有其局限性，由于用于植物修复的富集植物的生长习性不同， 使一些富集植物的应用受到地域的限制；同时，植物修复要达到可接受的结果， 一般需要连续种植几季，目前许多富集植物多为一年生植物，因此需要连续种 植几年甚至十几年以上时间才能达到修复效果。如利用目前发现的超积累植物 野生遏蓝菜在修复Zn污染土壤时，将污染土壤从440mg/kg降低到300mg/kg需要 种植14茬，由于遏蓝菜是一年生植物，也就是说要将污染降低到土壤环境质量 要求至少需经过14年的修复才能再种植蔬菜。再如，以我国科学家发现的As超积累植物——蜈蚣草为例，根据陈同斌等人的研究结果，利用蜈蚣草将土壤中 的砷含量每降低5mg/kg需要7个月的生长期，即相当于蜈蚣草一年中的主要生长 期。如果按照这样的速度，将60mg/kg的土壤中的As修复到土壤环境二级标准 (pH: 6.5 7.5， 30mg/kg)需要6年的时间,按这样的植物修 复速度，在我国人多地少的国情下，是很难实施的。目前，国际上已报道的超 富集植物约为400多种，其中Ni超富集植物约300种，Co26种，Cu24种，Sel9种， Znl6种，Mnll种，Til种，Cdl种，从这些超富集植物所能富集的重金属而言，除了Cd之外，蔬菜中 需要严格控制的Hg、 As、 Pb等重金属还没有相应的超富集植物，而Cd也只发现了l种超富集植物，并且在实际应用中还会受地域限制，这也是植物修复的局限 性所在。另外，人们也通过产地环境的选择和产品认证等方式来控制蔬菜中的重金 属含量，分别采取的技术措施主要包括 一是对产地环境进行监测，通过检测 土壤、空气、灌溉水等环境要素的重金属含量，如果所有的环境要素满足国家 规定无公害蔬菜产地环境的要求，如《无公害食品蔬菜产地环境条件》(NY5010-2002)，则认为是适合蔬菜的种植，并能保障蔬菜的质量安全。二是对产品进行认证，通过检测蔬菜产品中的重金属含量，看是否达到国家或者农业行 业无公害食品标准的要求，对满足要求的产品给予无公害认证标志。这两种技 术措施在一定的程度上促进了农产品质量安全的提升，但随着经济社会的发展 也面临一些问题，首先，经济的发展和人类活动加剧，土壤重金属的污染呈扩大的趋势，因此，在有限的耕地面积前提下，满足无公害蔬菜生产的土壤会不断 縮小，选择的余地也将越来越小；其次，产品认证技术是蔬菜产品能否进入市 场的最后一道关卡，起到的作用只是将重金属含量超标的蔬菜产品阻挡在市场 之外进行销毁，而并不能改变蔬菜生产过程中其重金属的含量。但许多调査研究表明，不同种类的蔬菜对重金属的吸收/积累存在明显的差 异。 因此，我们认为只要找到对重金属低积累/低富集的蔬菜品种，即使是在重金属 含量超过污染临界值附近的土壤中，仍能生产出质量安全的蔬菜产品，这就为 解决土壤重金属污染与蔬菜质量安全之间的矛盾，提供了新的技术途径。
技术实现思路
本专利技术目的是，针对现有利用富集植物修复土壤重金属污染技术，所存在 的受到地域的限制及修复周期过长生产无法实施的缺陷；以及通过产地环境的选择和产品认证方法，所存在的环境选择余地越来越小及并不能直接改变蔬菜中重金属含量等的不足；提供一种标准明确、操作简便、适用性广、经济高效、 能从源头上将蔬菜产品重金属含量限制在安全范围以内的重金属低积累/低富 集蔬菜品种的筛选及推广种植的方法。本专利技术的基本原理是，在明确Hg、 As、 Pb、 Cd为当前蔬菜主要重金属污染 元素的基础上，利用蔬菜不同种类或相同种类不同品种之间，由于基因型差异 导致对重金属的吸收与积累规律存在有明显差异的特性，在可控的模拟重金属 自然污染环境条件下进行种植，从中筛选出对重金属具低积累/低富集特性，产 品达到食用安全标准的蔬菜种类与品种，并在重金属含量未超过污染临界值或 即使是在重金属含量超过污染临界值附近的土壤中推广种植，均能获得符合国 家无公害食品要求的蔬菜产品，以保证人们的食用安全。同时通过在土壤重金 属含量较高地区的蔬菜产地进行采样验证，以确保本专利技术的准确性。本专利技术目的通过以下技术方案得以实现。，该方法按以下步骤进行1) 试验装置在温室或大棚内，以盆栽方式进行；2) 筛选蔬菜种类以叶菜、根茎、茄果、瓜四类蔬菜为筛选对象；3) 盆栽污染土壤的配制按照《农产品质量安全无公害蔬菜产地环境要求》(GB/T 18407.1-2001)以及《农产品质量安全无公害蔬菜安全要求》(GB 18406.1-2001)，规定的蔬菜重金属污染检测元素Hg、 As、 Pb、 Cd及其相应的 标准限量值，在考虑基础土壤各元素含量值的基础上，通过添加相应重金属水 溶性分析纯化合物的水溶液，使配制土壤中的各相关重金属最终含量分别达到 标准限量值的O倍(对照，不添加重金属)、0.5倍、1.5倍及4.5倍，放置平衡一周后，备用；4) 筛选蔬菜的育苗、栽培与管理将步骤(2)四类蔬菜育苗后，选取长 势健壮的幼苗，栽入装有步骤(3)配制土壤的盆钵中，按常规管理至收获各类 蔬菜不同浓度处理的可食用部分；5) 产品测定与筛选入选标准通过对各类蔬菜不本文档来自技高网...

【技术保护点】
重金属低积累／低富集蔬菜品种的筛选方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：　１）试验装置：在温室或大棚内，以盆栽方式进行；　２）筛选蔬菜种类：以叶菜、根茎、茄果、瓜四类蔬菜为筛选对象；　３）盆栽污染土壤的配制：按照《农产品质量安全无公害蔬菜产地环境要求》（ＧＢ／Ｔ１８４０７．１－２００１）以及《农产品质量安全无公害蔬菜安全要求》（ＧＢ１８４０６．１－２００１），规定的蔬菜重金属污染检测元素Ｈｇ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｃｄ及其相应的标准限量值，在考虑基础土壤各元素含量值的基础上，通过添加相应重金属水溶性分析纯化合物的水溶液，使配制土壤中的各相关重金属最终含量分别达到标准限量值的０倍、０．５倍、１．５倍及４．５倍，放置平衡一周后，备用；　４）筛选蔬菜的育苗、栽培与管理：将步骤（２）四类蔬菜育苗后，栽入装有步骤（３）配制土壤的盆钵中，按常规管理至收获各类蔬菜不同浓度处理的可食用部分；　５）产品测定与筛选入选标准：通过对各类蔬菜不同浓度处理可食用部分的产量和重金属含量的测定后，将其中符合最高浓度处理的，其平均每株可食部分产量比对照无显著性减少，重金属含量不超标的，则入选为重金属低积累／低富集蔬菜品种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑纪慈，张永志，徐明飞，赵首萍，王钢军，
申请(专利权)人：浙江省农业科学院，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]