“出污泥而不染”的大米

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照片由中国视觉提供

7月初，中国科学院亚热带农业生态研究所研究员黄道友带着团队的研究成果飞抵云南，在一次学术交流会议上解释了如何利用“VIP+N技术模式”实现重金属超标农田水稻安全生产的愿景。

这个团队自20世纪90年代以来一直专注于农田污染和粮食安全，十多年来一直在湖南和其他地方整合技术，慢慢让数百万英亩被污染的农田生产出安全的粮食。

被污染的土地

2014年4月，当时的环境保护部和国土资源部联合发布了《中国土壤污染调查公报》(以下简称《公报》)。

经过8年的调查，《公报》公布说，对630万平方公里土壤的实地调查表明，全国土壤环境不容乐观，部分地区土壤污染严重，耕地土壤环境质量令人担忧，工矿废弃地土壤环境问题突出。中国土壤点超标率为16.1%，耕地和林地土壤点超标率达到两位数。

来自湖南高校和企业界的许多环境专家指出，长江以南地区的镉、汞和砷污染严重，湖南也不例外。广东省生态环境技术研究所研究员陈能昌表示，中国土壤中的镉含量从1990年的算术平均值0.097毫克/千克增加到2014年的0.3毫克/千克，这表明大量污染物镉已经进入土壤。

土壤中的镉污染来自哪里？陈能昌写道，中国作为多年的“世界工厂”，金属冶炼领域广泛，以煤为主要能源，污染防治法律措施落实不到位，导致整个土壤镉污染超标率突出。从空的角度来看，中国每年向大气排放的镉高达2186吨，据估计，每年进入农田的镉高达1417吨，其中178吨每年以各种方式被带走，其余87%滞留在农田土壤中。

据了解，当环境被镉污染时，镉会在生物体中富集，并通过食物链进入人体，造成慢性中毒。镉损伤患者易患糖尿病、蛋白尿和氨基酸尿。然而，镉的吸收会阻碍骨骼的新陈代谢，导致骨质疏松、萎缩和变形等一系列症状，从而导致全身骨软化和疼痛，这被称为“疼痛性疾病”。此外，慢性镉中毒也会影响人类的生育能力。它会严重损害Y因子，使大多数婴儿出生时是女性。

探索解决方案

国家科技支撑计划“重金属超标农田的安全利用”首席专家黄道友告诉《中国青年报》和中青在线记者，早在20世纪90年代，农田就有重金属污染的迹象。但是，由于问题不是很突出，国内当时关心的是食物是否够吃，污染问题没有被提上日程。

新世纪以来，马家河株洲镉污染事件、凤凰铅锌矿镉铅污染事件、郴州陶家河流域镉铅砷污染事件、浏阳镇头镉污染事件以及湖南一系列环境保护事件，引发了一系列农产品质量安全问题，耕地重金属污染成为公众和政府关注的焦点。全国每年仅重金属污染的粮食就达1200万吨，直接经济损失超过200亿元。

湖南微生物研究所研究员郭表示，湖南省重金属中镉和砷含量较高，国家对此高度重视。连续三年，它在长沙、株洲和湘潭投资超过40亿元，希望找到一种控制它的方法，并在全国推广。

他指出，在治理农业领域的重金属污染时，由于高频率的土地耕种和粮食生产的压力，土壤不能长时间闲置处理。因此，关键是在一定的可控程度下减少金属的吸附。中国现有耕地分为重点保护区、安全利用区和严格控制区。前者是安全可靠的粮食主产区，严格控制的区域只能通过调整植物品种来控制。安全使用区是国家期望突破的方向。

据悉，该计划的要求是在“保持现有作物种植制度不变、保证农民种植习惯不变、保证耕地利用不变”的“三不变”条件下，优先采取农艺调控和钝化处理等技术措施，降低土壤中重金属的有效性和食用农产品中重金属的含量。

为此，湖南省农业厅组织国内外企业和科研机构，建立了几十个试验区。“每个人都展示了自己的能力。关键是要降低稻米中的镉含量。”郭说，最终的结果是VIP+N的集成技术模式脱颖而出。

vip+n

该项技术的首席专家黄道友介绍说，所谓VIP+N技术是:中国科学院亚热带农业生态研究所、湖南农业大学、湖南农业科学院、湖南农业资源与环境保护管理站等单位联合研究了污染稻田镉形态变化特征，并构建了“低镉品种)+全生育期漫灌+施用生石灰调节土壤酸碱度+辅助。

起初，研究者们注重确定生物防治方法，即利用作物吸收和积累的重金属种类或品种的差异，在重金属轻度和中度污染的土壤中，采用重金属积累量低的作物进行农业生产。

有一些水稻品种镉积累量较低，但面对镉污染土壤，研究人员进一步考虑灌溉和土壤酸碱度试验，希望探索有效的经验参数。

“吸收尽可能少，一是钝化重金属的活性。就像给牛牵一根绳子，让它跑或慢下来，失去活力。二是做好农艺调控，从灌溉和ph调节入手，使镉的运动环境恶化。”黄道友说，水稻整个生育期的淹水灌溉会使镉反应生成硫化镉沉积物。他们分别选择早稻嘉玉948号和晚稻钟繇218号，通过常规处理、全生育期淹水和干旱后孕穗期中期复水的联合试验，发现不同田块的水分管理措施对水稻镉的积累有很大影响。

研究人员还发现，土壤ph农田的广泛实施取决于农民的能力和积极性

记者了解到，农业部和财政部启动的“长株潭重金属污染耕地恢复和产业结构调整试点工程”已于2014年正式实施。那一年，湖南省各地建立了vip+n试验区。

“一开始，这是一个社区测试。我们专家亲自到现场去做，控制效果。”黄道友表示，2015年，该项目开始扩展到长株潭19个县区，建立了50个100亩示范场；总面积超过60万亩。2016年，湖南省农业委员会和湖南省财政厅下发文件，在全省推广这类标准化示范电影。在26个县市共安排180万亩，其中示范片2.6万亩，示范片1万亩。

他说，多年的实践结果表明，水稻中的镉含量平均可降低60%以上，特别是在轻度镉污染的酸性水稻田，水稻的达标率达90%以上。

太谷集团总裁郭帅在接受《中国青年报》和中青在线记者采访时表示，国务院已于2016年5月正式公布了重金属污染耕地的修复治理项目，该项目涉及长株潭19个项目县和湘江上、中、下游7个项目县。《土壤污染防治行动计划》提出了污染耕地的安全利用，要求在2017年底前出台污染耕地安全利用技术指南；到2020年，4000万亩轻度和中度污染耕地将得到安全利用。从他们多年的经验来看，这种技术模式是在准确弄清土壤污染情况和农产品超标情况的基础上应用的，实战效果很好。如果辅以土壤改良剂和有机肥，效果可以进一步提高。但在运行中，也受到少数品种镉积累量低、农田降水时间不均匀、季节性干旱严重等因素的影响。

郭指出，国家标准中大米中的镉含量低于0.2毫克/千克，远远高于欧盟标准0.4毫克/千克，且强于邻国日本。

据悉，在2015年长株潭推广中，100亩示范场采用政府购买服务的方式，即企业利用技术组织农业生产，政府测试结果后支付费用。

郭指出，vip+n技术模式对于控制水稻镉污染是比较成熟和有效的。然而，它在农田中被广泛实施，大量的实验样本表明，效果取决于“负责任的主体”农民的能力和积极性。(记者洪克飞)

编者:张嘉诚