“南方稻區(qū)重金屬鎘污染綜合防控協(xié)同創(chuàng)新”行動(dòng)取得進(jìn)展——

為水稻安全生產(chǎn)探路子

 

    本報(bào)記者楊娟張振中

 

    “我們村旁是涓水河，環(huán)境美，灌溉條件好，周邊也沒有廠礦企業(yè)，可沒想到的是，一些田塊種出來的稻谷卻遭受著看不見的鎘污染。”湖南省湘潭縣河口鎮(zhèn)楊基村村支書馮正坤說，一直以來，村民都盼著讓土壤中長出安全糧。

 

    這也是農(nóng)業(yè)科技工作者亟待解決的問題。隨著去年3月，南方地區(qū)稻米重金屬鎘污染綜合防控協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目的啟動(dòng)，這項(xiàng)由中國農(nóng)科院7個(gè)研究所11個(gè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)百名專家聯(lián)手合作的科研行動(dòng)在湖南省長株潭地區(qū)拉開序幕。

 

    部分南方稻田為什么會鎘超標(biāo)？超標(biāo)稻田能生產(chǎn)出安全糧？一年多以來，協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目獲得了哪些新進(jìn)展？帶著這些思考，跟隨著專家的視線，記者來到“南方地區(qū)稻米重金屬鎘污染綜合防控協(xié)同創(chuàng)新技術(shù)示范基地”——湖南省湘潭縣河口鎮(zhèn)楊基村實(shí)地采訪，探究以鎘為重點(diǎn)的重金屬污染源從哪里來？拿什么來為水稻安全生產(chǎn)護(hù)航？

 

    問題一

 

    稻米鎘污染從哪里來？

 

    ——是由土壤環(huán)境、農(nóng)業(yè)投入品等多因素造成的

 

    “萬物土中生，稻米鎘元素主要來源是土壤，但是一年時(shí)間以來，我們發(fā)現(xiàn)除土壤環(huán)境外，農(nóng)業(yè)投入品、大氣沉降、品種、灌溉水等很多因素綜合在一起造成的稻米鎘超標(biāo)。”據(jù)“南方地區(qū)稻米重金屬鎘污染綜合防控”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所研究員劉仲齊介紹，任何一個(gè)因素都不能有效解釋大米鎘污染重金屬超標(biāo)問題，必須多個(gè)因素綜合起來考慮，示范基地開展了定位監(jiān)測，設(shè)立了源解析專題項(xiàng)目，目的是要搞清楚稻米鎘污染從哪里來。

 

    湖南是有色金屬之鄉(xiāng)，由于歷史原因，長期工業(yè)“三廢”排放，污水灌溉，造成了局部稻田土壤污染。稻田污染與稻米鎘超標(biāo)有很大相關(guān)性。但稻米鎘超標(biāo)影響因素是多方面的。劉仲齊舉例道，比如品種，有的品種能夠富集大量重金屬，并把它轉(zhuǎn)運(yùn)到籽粒中去，而有的品種雖然富集重金屬，但不往籽粒中轉(zhuǎn)運(yùn)。所以，即使生產(chǎn)環(huán)境一模一樣，不同水稻品種稻米里面的鎘含量也千差萬別，甚至可以相差20~30倍。所以，只有將環(huán)境因素和品種因素結(jié)合在一塊，才能保證以后我們生產(chǎn)的大米是安全的。

 

    劉仲齊告訴記者，正因?yàn)橹亟饘冁k的來源復(fù)雜，所以，治理鎘污染就不能再走以往單打獨(dú)斗、就土治土的路子，必須將研究土壤、品種、灌溉水等各領(lǐng)域的科學(xué)家聯(lián)合起來攜手攻堅(jiān)克難。

 

    目前，中國農(nóng)科院協(xié)同創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在湘潭縣河口鎮(zhèn)楊基村建立了全國唯一一個(gè)開放型的鎘污染綜合防控示范基地，面積達(dá)100畝，任何科研單位和企業(yè)只要有好的想法和技術(shù)，都能在基地開展試驗(yàn)和示范。

 

    問題二

 

    耕地中的鎘等于大米中的鎘嗎？

 

    ——通過有效阻鎘后，農(nóng)田中的“鎘”污染不等于稻谷有污染

 

    “一年的研究中，我們找到重金屬鎘從土壤進(jìn)入到籽粒到底經(jīng)過了哪些路，也就是發(fā)現(xiàn)了鎘在水稻中的遷轉(zhuǎn)規(guī)律。”劉仲齊介紹，水稻體內(nèi)廣泛存在的非選擇性陽離子通道，這是影響大多數(shù)水稻品種鎘吸收轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵路徑。

 

    劉仲齊進(jìn)一步解釋說，水稻體內(nèi)對元素的運(yùn)輸有主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸兩種方式。如鉀、鈣離子等作物生長必需元素，它們有專門的通道主動(dòng)進(jìn)入，就好比乘坐專車進(jìn)入水稻體內(nèi)；而對于鎘這類非必須元素，就從非選擇性陽離子通道被動(dòng)進(jìn)入，這類似于乘公交車進(jìn)入水稻體內(nèi)。

 

    “所以我們要控制重金屬鎘，不能依靠單一途徑，而是要加強(qiáng)整個(gè)公用通道的安保措施去管控。”劉仲齊介紹，基于以上研究，協(xié)同創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)提出一個(gè)理論：以調(diào)動(dòng)水稻本身的阻控機(jī)制為核心，來控制稻米里面的鎘含量。

 

    “研究還發(fā)現(xiàn)，低鎘農(nóng)田能保證多數(shù)品種的稻米鎘含量不超標(biāo)，但部分鎘超標(biāo)的農(nóng)田也能產(chǎn)生出低鎘稻米。而且，通過有效阻鎘后，即使是農(nóng)田有一定的“鎘”污染，也不等于稻谷有污染，污染的土壤上也能長出安全的稻米。”劉仲齊說，只要通過適當(dāng)?shù)淖杩胤椒?，不讓土壤中的鎘進(jìn)入稻米中，就達(dá)到了生產(chǎn)安全稻米的目標(biāo)。

 

    問題三

 

    如何綜合防控鎘污染？

 

    ——形成了以“凈源”、“失活”、“減量”、“低吸”為主打的技術(shù)途徑

 

    那么，如何將鎘污染阻止在稻米之外？

 

    “單一的方法解決不了復(fù)雜的問題。”劉仲齊說，一年多來，項(xiàng)目組從重金屬鎘污染特征與遷轉(zhuǎn)規(guī)律、稻米重金屬污染過程防控、稻米重金屬鎘污染末端治理、稻米重金屬鎘污染綜合防控技術(shù)示范等4個(gè)方面研究，全面鋪開綜合防控鎘污染之“網(wǎng)”，形成了以“凈源”就是控制外源污染進(jìn)入、“失活”就是重金屬元素失去活性、“減量”就是減少進(jìn)入農(nóng)產(chǎn)品的量、“低吸”就是低吸收品種或技術(shù)為主打的技術(shù)途徑。

 

    根據(jù)鎘元素在水稻植株中的遷轉(zhuǎn)規(guī)律，項(xiàng)目組試圖在鎘在水稻植株內(nèi)運(yùn)輸過程中設(shè)置三道關(guān)卡，以達(dá)到層層遏制重金屬鎘污染的目的：在土壤層，通過添加一些肥料和鈍化劑，降低鎘從土壤進(jìn)入植物根系的比重；在根部，從根系微生物的層面使用一些產(chǎn)品，讓進(jìn)入根系的鎘不再向植物葉片里面轉(zhuǎn)運(yùn)；在葉面部分，可以使用葉面調(diào)理劑，把植物營養(yǎng)體里面的鎘控制住，不讓它往籽粒里面繼續(xù)擴(kuò)散。

 

    中國農(nóng)科院麻類所研究員王玉富的團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，麻類植物對鎘都具有很強(qiáng)的富集能力，可用于鎘污染土壤的修復(fù)；水稻研究所則篩選出了部分鎘積累相對較低的水稻品種，并初步得出結(jié)論：早熟品種鎘積累普遍較低；秈粳雜交稻糙米鎘含量普遍較高；粳稻鎘積累整體上并不比秈稻低。灌溉所開展了鎘污染稻田灌溉水鎘消減技術(shù)，并初步篩選吸附材料，明確了不同吸附材料最佳吸附條件。

 

    經(jīng)過層層防控之后，稻谷鎘污染仍超標(biāo)怎么辦？湖南采取臨田檢測，對未達(dá)標(biāo)的稻谷轉(zhuǎn)為非食用用途，實(shí)行專倉貯存、專企收購、專項(xiàng)補(bǔ)貼、專用處置和封閉運(yùn)行的“四專一封閉”。這是政策措施，那么有沒有科技手段呢？中國農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所研究員郭波莉告訴記者。“稻谷（谷粒）是農(nóng)產(chǎn)品，流通的大米是商品，稻谷轉(zhuǎn)化為大米，還要經(jīng)過收儲、加工、銷售等中間環(huán)節(jié)。”郭波莉介紹說，目前，他們的團(tuán)隊(duì)通過開展稻米安全加工技術(shù)研究確定了水稻籽粒中鎘元素的富集部位，得到了不同碾米時(shí)間和碾米精度對精白米中鎘含量的影響，以及鎘元素在稻米籽粒不同營養(yǎng)組分中的分布，證明了蛋白質(zhì)是稻米中鎘元素最重要的結(jié)合物質(zhì)。

 

    “依托已有研究成果，我們開發(fā)出了一種新型脫鎘米制品——脫鎘再造米，通過脫鎘精加工，把稻米富集鎘部位去除，從而達(dá)到食品安全標(biāo)準(zhǔn)。”郭波莉說。