1.3桑树在植物修复中的应用

桑树为落叶乔木，自栽种后能长时间存活。在我国大部分地区，桑树作为经济植物被广泛种植，它的叶被作为蚕的养殖饲料，木制还能够被用来制造纸张。而且在生物制药、新能源开发这些新兴行业中，桑树也受到不少的关注。由于桑树的根系庞大、抗逆性强，除了作为经济植物外，许多地区还将其作为生态修复植物大力种植推广。随着对它的深入研究，桑树在生态修复方面，例如对荒漠、盐碱、矿坑等区域的治理修复，展现出越来越多的优势。

由于我国当前重金属污染形式严峻，而且桑树在经济效益与传统的生态修复方面的优势，研究人员希望能通过对桑树重金属耐受修复的实验来解开困局。研究桑树在植物修复方面的应用，是基于以下几点而来的。一、已有实验表明，在重金属环境中，桑树最基本的成活、生长发育是没有问题的。二、植物在食物链中往往作为生产者存在，如果它生长在富含重金属的环境中，以植物为生的动物包括人类将直接面对重金属的威胁。而且从植物进入到生物体的重金属无法由生理代谢过程排出，只会慢慢地在脏器中富集，持续地危害动物或人类。对桑树而言，目前除桑葚外，其他部位与人类的餐桌没有交集，而且出于经济活动的要求，桑树已经分化出许多专门产叶或产果的品种，这样就可以通过对品种的选择来规避环境重金属经由食物链造成的危害。三、植物修复技术大致的思路是通过植物吸收土壤重金属后，将其向地上部分转移，最终将富集重金属的地上部分统一收获处理。在我国分布的桑树品种，绝大多数每年都要对枝条进行剪伐，在气候适宜的地区，每年甚至可以进行三次伐条。这样的生活习性符合植物修复技术的要求。四、通过研究重金属环境下生长的桑葚、桑叶、以这种桑叶为食的蚕以及相应蚕丝制品的品质，来确定地上部分的处理方式。如果地上部分不会影响蚕及蚕丝品质，甚至连桑葚都可以食用，那么桑树在植物修复技术的应用将因为可观的经济效益而更具潜力。综合这几点来看，桑树在植物修复技术方面的应用是值得我们去下大力气进行研究的。

1.4生物炭在植物修复中的应用

生物炭是生物有机材料（生物质）在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物[15]。生物炭既可作为高品质能源、土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存剂等，已广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等，可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案[16,17]。与市面上的木炭、活性炭有所不同的是，生物炭中还有跟多的碳元素，而且制作生物炭的原料也以植物废料为主。

图1-1：生物炭微观结构

在微观结构上，生物炭具有大量的微小孔隙。农业生产用地中，生物炭凭借自身的结构特点，可以帮助土壤涵养水分、提高肥料利用效率。就整个土壤大环境而言，植物的生长不仅仅是靠根系和土壤间的物质交换活动，其中微生物群落的作用也不容忽视。生物炭帮助土壤留存养分元素时，也间接地营造了一个适宜微生物生存的环境。有了微生物的协同作用，土壤环境就能形成良性循环，持续保持高产状态。从植物修复技术的实际应用角度考虑，如果某种材料的协助修复效果很好，但成本高，基本就没有了实际应用的价值，而生物炭就没有这方面的顾虑。从它的生产材料来看，没有局限性，诸如各种作物的秸秆、粮食的外壳和种皮、甚至动物的固体排泄物都能用来生产生物炭。