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摘要：随着社会经济的发展，农田重金属污染的情况愈加严重，为了降低居民膳食中重金属含量，不仅要依靠土壤重金属污染修复技术，也要积极选育重金属低积累作物品种。通过筛选重金属低积累作物品种的方式，在不增加成本的同时，确保农产品的安全。因此，本文主要针对农田修复中重金属低积累作物的应用进行分析探讨。 关键词：农田修复；重金属低积累作物；重金属污染
1.
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低积累作物概述
现阶段，专家学者普遍认为地上部分重金属积累量比较低的作物属于低积累品种作物，但目前对于相应定义还没有统一意见[1]。在对相应作物进行筛选时，应确保作物食用部分的重金属积累量低于国家相关标准要求；作物体内富集系数不能大于1.0；具有良好的耐性，能够承受重金属的污染；吸收的相应物质主要积累在根部。除了满足这几点要求之外，还应确保作物可食部分能够至少三季表现出其低积累特性。 1.
作物积累重金属的品种差异
2.1种间差异
经过大量实践可以看出，对于重金属的吸收，作物种间存在一定差异[2]。相关专家学者根据植物体内对镉的积累将作物分为不同的类型，首先，萝卜和油茶等，可以将其归为高积累型；禾本科和伞形科等，其积累程度更低一些；而豆科积累程度最低。同时，不同蔬菜对的积累能力也存在一定差异，叶菜类对重金属的积累程度比较高，根菜类对重金属的积累程度更低一些，而豆科蔬菜的积累程度最低。
粉尘收集2.2种内差异
植物对于重金属的积累下种内也具有明显的差异。水稻糙米镉含量最低的为爪洼稻，最高的为特种稻[3]。相关专家学者选取了多个玉米品种进行试验，发现其茎叶和根部中重金属的含量和生物量、叶面积在品种间存在较大差异。不管是冬小麦，还是春小麦，通过分析其基因体，发现在重金属积累方面，其小麦子粒之间也存在一定差异[4]。因此，要想减
少进入食物链中重金属的含量，应根据作物品种的特性，合理对种植结构进行调整，科学选择品种。
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作物低积累重金属的机制
3.1防御机制
细胞壁具有抵御重金属毒害的作用，能够限制金属离子跨膜运输。液泡封存也能够限制重金属转运。相关研究表明，金属与胞质溶胶固定络合，能够限制重金属的转运，主要由于可能会将对细胞内游离重金属的水平。因此，通过液泡隔离与细胞壁的结合，可以增强植物的耐受性。相关研究表明，对于高、低镉积累品种的菜心来说，对镉的固定情况也不一致，后者主要将其固定到细胞壁。而对大豆镉积累进行分析，发现其主要都积累在根部。另外，植物的抗氧化防御机制也能够对抗金属诱导的氧化应激，高等植物对吸收有害金属的反应，可以通过过氧化酶的诱导表达体现出来，主要可能与氧化反应相关。根据玉米的生长特性，在其生长过程中，过氧化氢酶的活性会受到品种的影响，有的会明显增强，一
般情况下，其过氧化物酶的活性变化比较明显，已经发现相应规律，往往都是先升高，然后再降低。[5]。通过这样的方式，玉米幼苗可以来增强自身的抗氧化能力。抗氧化物质合成的情况，对植物生长也有一定影响，主要体现在其耐受性上。如类胡萝卜素，可以通过清除自由基来缓解重金属造成的损伤。相较于白菜型油菜来说，荠菜型油菜更加耐受重金属胁迫，主要由于其具有高抗氧化剂水平[6]ktkp-073。
3.2解毒机制
混凝土细骨料植物螯合肽能够与镉结合，相较于其它金属，结合的数量更多，速度也更快，能够起到解毒作用。其主要通过配合物的合成，起到解毒的作用。谷胱甘肽对于植物有重要影响，能够在相应作用下生成植物螯合肽，不仅能够与重金属络合，起到降低毒害的作用，还能消除植物内部的活性氧自由基。通过相关研究表明，如果增加还原型谷胱甘肽，对水稻也会产生一定影响，可以增强其耐镉能力。半胱氨酸能够执行催化作用，并且能够金属结合。金属硫蛋白能够参与金属稳态和解毒。相关专家研究表明，半胱氨酸的合成，能够促进作物镉耐受性的提升[7]。金属硫蛋白是一个含有金属结合的、具有多基因家族编码、并且富含半胱氨酸的结构域，具有体积小和剩余残基间并率高的特点[8]。
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低积累品种修复重金属污染的应用
4.1低积累品种修复重金属污染
根据大量研究表明，不同作物品种对重金属的积累存在一定差异，要想在重金属污染的土壤中种植出可以安全食用的产品，就要确保品种选择的合理性。因此，为了保障粮食安全，应合理对作物品种进行筛选。相关专家学者对玉米进行了深入研究，选择了四个玉米品种，并向其种植在污染农田中，发现对于重金属的积累量存在明显差异，主要由于品种之间的差异[9]。对于水稻种植进行同样的研究，发现一半的水稻品种中总汞的浓度比国家标准要低，即使食用含甲基汞浓度最高的水稻品种，也能确保人体的安全[10]。
4.2与超积累植物进行轮作
在我国传统农业发展的过程中，作物种间轮作是比较常见的耕作方式，能够实现对光与水等资源的充分利用。要想实现土壤重金属污染修复的目的，需要加强对植物的合理筛选，增强互相之间的影响作用，通过富集土壤的能力，能够在生产的过程中，逐渐减少土壤中
重金属的含量。现阶段，已经发现的超积累植物大多数为十字花科，并且高达400多种[11]。同时，一些超积累植物能够同时积累不同的重金属元素。相关研究证实，将玉米与超积累植物共同种植，能够减少玉米对镉的吸附，并且能够降低土壤溶液中的pH。在种植水稻之后，种植重金属高积累油菜，通过这样的方式，能够使得油菜镉的积累量提升，并且能够确保水稻镉的含量符合标准要求[12]。通过这样轮作的方式，能够起到良好的土壤重金属修复效果，并且能够提高农产品的安全性和可靠性。
4.3与农艺措施相联合
在筛选低积累作物品种的基础上，采用可行的调控措施，可以削弱重金属的影响，保障作物的健康生长。相关研究表明，水分处理、喷洒农药以及施肥等管理措施，能够增强土壤肥力，促进植物修复效率的提升。并且现阶段农业发展速度较快，农药喷洒技术也更加成熟，不会对土壤造成较大的影响，是比较有效的农业辅助措施。另外，也可以进行秸秆还田，在其分解的过程中，能够通过产生相应物质，减小重金属的影响作用，为农作物的正常生长带来保障。
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发展前景
现阶段，关于作物重金属低积累的研究有限。因此，需要进一步开展深入研究，积极进行试验，并建立相应的国家筛选标准。在实际种植作物的过程中，加强对分子生物技术的使用，能够减少重金属的不良影响，确保作物的可食用，但对于最终的结果，还需进行进一步探究，以保证筛选的正确率，提高整体工作效率和质量。同时，要根据当地的土壤情况，结合气候条件，合理进行栽培管理，确保重金属低积累品种能够充分发挥其作用。对于当前的研究人员来说，在今后的研究中应着重从基因层面敲除重金属调控基因。
结语
总之，对于农业领域的长远发展来说，筛选和培育低积累重金属的作物品种非常重要，不仅能够增强农产品的安全性和可靠性，也能在不改变当地耕作习俗的情况下，选择合适的重金属低积累作物品种，具有更高的经济性。
参考文献
1.
李松,孙向阳,李素艳,马其雪,刘源鑫,周文洁.改良剂对镉污染土壤上小白菜镉积累转运及生理特性的影响[J].农业环境科学学报,2021(06):1229-1235.
[2]刘维涛,周启星,孙约兵,刘睿.大白菜对铅积累与转运的品种差异研究[J].中国环境科学,2009(01):63-67.
[3]李婷,胡敏骏,徐君,蒋玉根,闫慧莉,虞轶俊,何振艳.镉低积累水稻品种选育研究进展[J].中国农业科技导报,2021(11):36-46.
[4]董欣欣,孙保亚,杨双,王月,郭志磊,刘彦,陈晔.镉低积累玉米水稻品种的筛选[J].农业与技术,2021(08):839-842.
[5]邓美华, 朱有为, 段丽丽,等. 农田土壤重金属污染"边生产边修复"综合防治技术模式解析[J]. 浙江大学学报：农业与生命科学版, 2020(2):16.
超滤膜壳[6] LAIBACH N, HILLEBRAND A, TWYMAN R M, et al. Identification of a Taraxacum brevicorniculatum rubber elongation factor protein that is localized on rubber particles and promotes rubber biosynthesis [J]. The Plant Journal, 2015, 82(4): 609-620.
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