植物修复重金属超标农田研究进展

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0100

农学学报 ›› 2022, Vol. 12 ›› Issue (8): 48-54.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0100

所属专题：生物技术；土壤重金属污染；耕地保护

• 土壤肥料/资源环境/生态 • 上一篇下一篇

植物修复重金属超标农田研究进展

聂雄峰(), 黄雁飞, 陈桂芬, 黄玉溢, 刘斌(), 刘永贤()

广西农业科学院农业资源与环境研究所,南宁 530007

收稿日期:2021-05-24 修回日期:2021-07-06 出版日期:2022-08-20 发布日期:2022-09-22
通讯作者: 刘斌,刘永贤 E-mail:1196220857@qq.com;gxliubin@126.com;46636049@qq.com
作者简介:聂雄峰,男,1995年出生,湖南永州人,研究实习员,硕士,研究方向：土壤环境修复。通信地址：530007 广西壮族自治区南宁西乡塘区大学路174号广西农业科学院农业资源与环境研究所,Tel：0771-3244194,E-mail： 1196220857@qq.com。
基金资助:
广西创新驱动发展专项资金项目“广西重金属中轻度污染农田安全利用关键技术集成与示范”(桂科AA20108002-3);中国农业科学院广西农业科学院科技创新工程协同创新任务“广西区域农业绿色发展关键技术集成与示范”(CAAS-GXAAS-XTCX2019026-3);广西农业科学院基本科研业务专项项目“土壤环境修复技术研究”(桂农科2021YT042);广西农业科学院科技发展基金(桂农科2022JM25)

Research Progress of Phytoremediation of Farmland with Excessive Heavy Metals

NIE Xiongfeng(), HUANG Yanfei, CHEN Guifen, HUANG Yuyi, LIU Bin(), LIU Yongxian()

Agricultural Resources and Environment Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, Guangxi, China

Received:2021-05-24 Revised:2021-07-06 Online:2022-08-20 Published:2022-09-22
Contact: LIU Bin,LIU Yongxian E-mail:1196220857@qq.com;gxliubin@126.com;46636049@qq.com

摘要/Abstract

摘要：

针对中国南方重金属超标农田污染治理技术特点作了简要分析与探讨,并收集汇总中国现有镉、砷、铜和铅的超积累植物40种,同时进行了分类与归纳。依据中国现有的重金属超积累植物,讨论了中国南方重金属超标农田修复植物的筛选和培育方向,分别给出对重金属镉、砷、铜和铅的污染修复超积累植物应用建议及相关理论依据。

关键词: 中国南方, 农田, 重金属超标, 植物修复, 超积累植物

Abstract:

This paper briefly analyzed the characteristics of the control technologies of heavy metal pollution in farmland in southern China. 40 species of hyperaccumulators for cadmium, arsenic, copper and lead in China were collected, classified and summarized. Based on the existing heavy metal hyperaccumulators in China, the selection and cultivation direction of remediation plants in farmland with excessive heavy metals in southern China were discussed. Suggestions for the application of hyperaccumulators in the remediation of farmland with heavy metal cadmium, arsenic, copper and lead pollution were put forward.

Key words: southern China, farmland, excessive heavy metals, phytoremediation, hyperaccumulators

中图分类号:

聂雄峰, 黄雁飞, 陈桂芬, 黄玉溢, 刘斌, 刘永贤. 植物修复重金属超标农田研究进展[J]. 农学学报, 2022, 12(8): 48-54.

NIE Xiongfeng, HUANG Yanfei, CHEN Guifen, HUANG Yuyi, LIU Bin, LIU Yongxian. Research Progress of Phytoremediation of Farmland with Excessive Heavy Metals[J]. Journal of Agriculture, 2022, 12(8): 48-54.

图/表 4

参考文献 58

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科	种	学名	植物特征	地上部含镉浓度/ (mg/kg)	富集系数	转运系数	文献来源
苋科	千穗谷	Amaranthus hypochondriacus L.	一年生草本高20~80 cm	179.1	29.7	1.8	[12]
苋科	繁穗苋	Amaranthus Paniculatus L..	一年生草本高20~80 cm	225.0	40.4	2.4	[13]
锦葵科	陆地棉	Gossypium hirsutum Linn.	一年生草本高0.6~1.5 m	22.1	2.3	9.2	[14]
锦葵科	圆叶锦葵	Malva rotundifolia Linn.	多年生草本高25~50 cm	219.2	1.6	7.37	[15]
茄科	龙葵	Solanum nigrum L.	一年生直立草本高25~100 cm	1.4	3.5	2.0	[16]
景天科	东南景天	Sedum alfredii	多年生草本高10~20 cm	9949.2	518.2	3.4	[17]
景天科	伴矿景天	Sedum plumbizincicola	多年生肉质草本高35 cm	424.0	27.7	—	[18]
十字花科	芸苔	Brassica campestris L.	二年生草本高30~90 cm	132.2	26.4	11.4	[19]
	圆锥南芥	Arabis paniculata	二年生草本高30~60 cm	3359.0	112.0	2.2	[20]
	风花菜	Rorippa globosa	一或二年生直立粗壮草本高20~80 cm	104.5	4.2	1.8	[21]
菊科	滇苦菜	Picris divaricata	二年生草本高15~40 cm	280.0	2.4	3.1	[22]
	黄鹌菜	Youngia japonica	一年生草本高10~100 cm	107.7	3.6	1.2	[23]
	红果黄鹌菜	Youngia erythrocarpa	一年生草本高50~100 cm	119.3	4.8	2.0	[24]
	豨莶	Siegesbeckia pubescens Makino	一年生草本高30~100 cm	117.4	4.2	1.5	[25]
	狼杷草	Bidens tripartita L.	一年生草本高20~150 cm	1.97	4.73	1.1	[16]
	多裂翅果菊	Pterocypsela laciniata	多年生草本高0.6~2 m	14.3	2.9	1.9	[26]
	鬼针草	Bidens pilosa L.	一年生草本高30~100 cm	38.6	4.8	1.5	[27]
	飞机草	Chromolaena odorata	多年生草本高1~3 m	102.3	204.6	0.07	[28]
商陆科	商陆	Phytolacca acinosa	多年生草本高0.5~1.5 m	123.7	24.8	3.0	[29]
莎草科	水葱	Scirpus validus	多年生宿根挺水草本植物高1~2 m	176.4	35.3	1.2	[30]
堇菜科	早开堇菜	Viola prionantha Bunge	多年生草本无地上茎	85.8	85.8	1.2	[31]
堇菜科	亮毛堇菜	Viola lucens	低矮小草本高5~7 cm	1038.0	5.22	1.26	[32]
伞形科	积雪草	Centella asiatica	多年生草本茎匍匐	187.5	187.5	0.96	[33]
夹竹桃科	蔓长春花	Vinca major L.	蔓性半灌木茎偃卧花茎直立	131.7	13.2	2.11	[34]
小二仙草科	粉绿狐尾藻	Myriophyllum aquaticum	多年生粗壮沉水草本	5786.7	578.6	—	[35]
水龙骨科	有翅星蕨	Microsorum pteropus	沉水植物高15~30 cm	166.0	166.0	—	[36]

科	种	学名	植物特征	地上部含镉浓度/ (mg/kg)	富集系数	转运系数	文献来源
苋科	千穗谷	Amaranthus hypochondriacus L.	一年生草本高20~80 cm	179.1	29.7	1.8	[12]
苋科	繁穗苋	Amaranthus Paniculatus L..	一年生草本高20~80 cm	225.0	40.4	2.4	[13]
锦葵科	陆地棉	Gossypium hirsutum Linn.	一年生草本高0.6~1.5 m	22.1	2.3	9.2	[14]
锦葵科	圆叶锦葵	Malva rotundifolia Linn.	多年生草本高25~50 cm	219.2	1.6	7.37	[15]
茄科	龙葵	Solanum nigrum L.	一年生直立草本高25~100 cm	1.4	3.5	2.0	[16]
景天科	东南景天	Sedum alfredii	多年生草本高10~20 cm	9949.2	518.2	3.4	[17]
景天科	伴矿景天	Sedum plumbizincicola	多年生肉质草本高35 cm	424.0	27.7	—	[18]
十字花科	芸苔	Brassica campestris L.	二年生草本高30~90 cm	132.2	26.4	11.4	[19]
	圆锥南芥	Arabis paniculata	二年生草本高30~60 cm	3359.0	112.0	2.2	[20]
	风花菜	Rorippa globosa	一或二年生直立粗壮草本高20~80 cm	104.5	4.2	1.8	[21]
菊科	滇苦菜	Picris divaricata	二年生草本高15~40 cm	280.0	2.4	3.1	[22]
	黄鹌菜	Youngia japonica	一年生草本高10~100 cm	107.7	3.6	1.2	[23]
	红果黄鹌菜	Youngia erythrocarpa	一年生草本高50~100 cm	119.3	4.8	2.0	[24]
	豨莶	Siegesbeckia pubescens Makino	一年生草本高30~100 cm	117.4	4.2	1.5	[25]
	狼杷草	Bidens tripartita L.	一年生草本高20~150 cm	1.97	4.73	1.1	[16]
	多裂翅果菊	Pterocypsela laciniata	多年生草本高0.6~2 m	14.3	2.9	1.9	[26]
	鬼针草	Bidens pilosa L.	一年生草本高30~100 cm	38.6	4.8	1.5	[27]
	飞机草	Chromolaena odorata	多年生草本高1~3 m	102.3	204.6	0.07	[28]
商陆科	商陆	Phytolacca acinosa	多年生草本高0.5~1.5 m	123.7	24.8	3.0	[29]
莎草科	水葱	Scirpus validus	多年生宿根挺水草本植物高1~2 m	176.4	35.3	1.2	[30]
堇菜科	早开堇菜	Viola prionantha Bunge	多年生草本无地上茎	85.8	85.8	1.2	[31]
堇菜科	亮毛堇菜	Viola lucens	低矮小草本高5~7 cm	1038.0	5.22	1.26	[32]
伞形科	积雪草	Centella asiatica	多年生草本茎匍匐	187.5	187.5	0.96	[33]
夹竹桃科	蔓长春花	Vinca major L.	蔓性半灌木茎偃卧花茎直立	131.7	13.2	2.11	[34]
小二仙草科	粉绿狐尾藻	Myriophyllum aquaticum	多年生粗壮沉水草本	5786.7	578.6	—	[35]
水龙骨科	有翅星蕨	Microsorum pteropus	沉水植物高15~30 cm	166.0	166.0	—	[36]

科	种	学名	植物特征	地上部含砷浓度/(mg/kg)	富集系数	转运系数	文献来源
凤尾蕨科	蜈蚣草	Pteris vittata L.	原变型高30~100 cm	1110.0	1.8	—	[37]
	凤尾蕨	Pteris cretica L.	高50~70 cm	258.0	6.6	1.4	[38]
	狭眼凤尾蕨	Pteris biaurita	高70~110 cm	>2000.0	>200.0	>10.7	[39]
	傅氏凤尾蕨	Pteris fauriei	高50~90 cm	>2600.0	>260.0	>7.7	[39]
	井栏边草	Pteris multifida Poir.	高30~45 cm	1010.0	1.7	2.5	[40]
	紫轴凤尾蕨	Pteris aspericaulis	高1~1.5 m	2385.0	47.7	12.7	[41]
	斜羽凤尾蕨	Pteris oshimensis	高50~80 cm	1340.0	6.7	5.6	[41]
裸子蕨科	粉叶蕨	Pityrogramme calomelanos	高25~90 cm	8350.0	4.4	—	[42]

科	种	学名	植物特征	地上部含砷浓度/(mg/kg)	富集系数	转运系数	文献来源
凤尾蕨科	蜈蚣草	Pteris vittata L.	原变型高30~100 cm	1110.0	1.8	—	[37]
	凤尾蕨	Pteris cretica L.	高50~70 cm	258.0	6.6	1.4	[38]
	狭眼凤尾蕨	Pteris biaurita	高70~110 cm	>2000.0	>200.0	>10.7	[39]
	傅氏凤尾蕨	Pteris fauriei	高50~90 cm	>2600.0	>260.0	>7.7	[39]
	井栏边草	Pteris multifida Poir.	高30~45 cm	1010.0	1.7	2.5	[40]
	紫轴凤尾蕨	Pteris aspericaulis	高1~1.5 m	2385.0	47.7	12.7	[41]
	斜羽凤尾蕨	Pteris oshimensis	高50~80 cm	1340.0	6.7	5.6	[41]
裸子蕨科	粉叶蕨	Pityrogramme calomelanos	高25~90 cm	8350.0	4.4	—	[42]

科	种	学名	植物特征	地上部含铜浓度/(mg/kg)	富集系数	转运系数	文献来源
菊科	假苍耳	Cyclachaena xanthiifolia	一年生草本高0.5~2 m	102.2	49.2	3.9	[43]
蓼科	虎杖	Reynoutria japonica Houtt.	多年生草本高1~2 m	1522.9	1.5	1.8	[44]
小二仙草科	粉绿狐尾藻	Myriophyllum aquaticum	多年生粗壮沉水草本	964.0	2.4	1.5	[45]

植物修复重金属超标农田研究进展

Research Progress of Phytoremediation of Farmland with Excessive Heavy Metals

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科				学名			富集系数	转运系数	文献来源
沙草科			小鳞苔草	Carex gentiles Franch.	多年生草本高30~60 cm	1834.2	3.1	1.3	[46]
菊科			密毛白莲蒿	Artemisia gmelinii	半灌木状草本高50~150 cm	2264.5	1.2	9.2	[47]
	白莲蒿			Artemisia sacrorum Ledeb.	半灌木状草本高50~150 cm	1511.9	0.7	3.7	[47]
	百日菊			Zinnia elegans	一年生草本高30~100 cm	1209.7	6.0	0.9	[48]
	飞机草			Chromolaena odorata	多年生草本高1~3 m	1720.7	172.1	0.03	[28]
秋海棠科		四季海棠		Begonia semperflorens	肉质草本高15~30 cm	1229.2	6.2	0.9	[48]
卷柏科		垫状卷柏		Selaginella pulvinata	旱生复苏植物高数厘米	1150.5	1.4	2.1	[49]

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