廖曼玲 張洪良 林麗華

摘 要 綜述鎘污染稻田安全利用主要技術(shù)措施的研究進(jìn)展。以廣西某地的試驗(yàn)示范數(shù)據(jù)為樣本，討論并分析優(yōu)化技術(shù)措施，篩選安全且便于農(nóng)戶操作的鎘污染農(nóng)用地安全利用農(nóng)藝技術(shù)。試驗(yàn)示范結(jié)果表明，應(yīng)用“葉面阻控+水分調(diào)控”技術(shù)措施的稻米合格率為89.29%，應(yīng)用“葉面阻控”技術(shù)措施的稻米合格率為86.05%，“水分調(diào)控+葉面阻控”降低稻米鎘含量效果優(yōu)于“葉面阻控”。示范區(qū)稻米總合格率為87.32%，技術(shù)措施效果明顯。提出建議：進(jìn)一步優(yōu)化安全利用技術(shù)參數(shù)，制訂安全利用技術(shù)模式的實(shí)施規(guī)程，加強(qiáng)宣傳和培訓(xùn)。

關(guān)鍵詞 鎘污染稻田;安全利用;技術(shù)措施;成效;建議

中圖分類號(hào)：S19 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.03.015

首次全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查（2005年4月至2013年12月）結(jié)果顯示，全國(guó)土壤總的點(diǎn)位超標(biāo)率為16.1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。耕地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，其中鎘污染物點(diǎn)位超標(biāo)率為7.0%，是所有重金屬污染超標(biāo)率最高的[1]。有研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)受到重金屬鎘污染的耕地面積達(dá)1 300萬(wàn)hm2。從污染分布情況來看，南方土壤重金屬污染重于北方[2]，多項(xiàng)研究表明，稻米等農(nóng)產(chǎn)品中普遍存在鎘的污染，在南方酸性紅壤地區(qū)尤為突出[3]。

近年來，為提升耕地質(zhì)量，筑牢國(guó)家糧食安全防線，切實(shí)貫徹習(xí)近平總書記“綠水青山就是金山銀山”生態(tài)文明理念，國(guó)家出臺(tái)的《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》明確要求，至2020年，受污染耕地安全利用率達(dá)到90%左右，2030年受污染耕地安全利用率達(dá)到95%以上。依據(jù)《中華人民共和國(guó)土壤污染防治法》，國(guó)家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、生態(tài)環(huán)境部印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步做好受污染耕地安全利用工作的通知》，把土壤污染治理任務(wù)落到了實(shí)處。

本文綜述鎘污染稻田安全利用主要技術(shù)措施的研究進(jìn)展。以廣西某地試驗(yàn)示范數(shù)據(jù)為樣本，討論并分析優(yōu)化技術(shù)措施，篩選安全且便于農(nóng)戶操作的鎘污染農(nóng)用地安全利用農(nóng)藝技術(shù)，為解決鎘污染耕地安全利用問題提供決策參考。

1? 鎘污染農(nóng)用地安全利用農(nóng)藝技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

作物對(duì)重金屬的吸收積累，不僅與作物的基因、生育期和組織部位有關(guān)，還與土壤及其他環(huán)境要素緊密相關(guān)。國(guó)內(nèi)外研究表明，對(duì)于重金屬污染較輕的土壤，可以通過低積累品種替換、水肥管理優(yōu)化、改變耕作制度等農(nóng)藝調(diào)控措施，降低土壤重金屬的生物有效性，減少作物可食部分的重金屬積累。

1.1? 低積累農(nóng)作物種類、品種

不同作物類型對(duì)鎘的積累能力不一樣，研究顯示，常見的食用農(nóng)產(chǎn)品中，糧食類作物的鎘積累能力普遍高于蔬菜類[4]，研究普遍認(rèn)為，蔬菜對(duì)鎘的積累能力：葉菜類>根莖類>瓜果類[5]。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)開展了水稻等農(nóng)作物的鎘低積累品種的篩選試驗(yàn)，其中以水稻品種的篩選研究最多，已有研究發(fā)現(xiàn)，不同水稻品種的稻米鎘含量差異極其顯著[6]，晚稻對(duì)鎘的富集能力顯著大于早稻[7]。

1.2? 土壤水分管理

淹水狀況下土壤Eh值發(fā)生變化，長(zhǎng)期淹水會(huì)形成厭氧環(huán)境，可促進(jìn)土壤中產(chǎn)生H2S，與Cd2+形成CdS沉淀，達(dá)到降低作物鎘吸收的目的。李海龍等對(duì)水稻進(jìn)行長(zhǎng)期淹水和干濕交替處理，結(jié)果表明，長(zhǎng)期淹水能夠顯著降低土壤有效鎘含量[8]。有研究表明，全生育期淹水管理，可有效降低水稻莖葉、糙米中的鎘積累量[9]。

1.3? 優(yōu)化施肥

一般認(rèn)為硅對(duì)植物重金屬脅迫具有一定的緩解作用，基施硅肥是鎘污染農(nóng)田稻米安全生產(chǎn)的重要技術(shù)措施;鉀硅肥施用可顯著降低水稻莖葉和籽粒中鎘含量[10]。研究顯示，有機(jī)肥可有效控制土壤中鎘在作物中的積累和富集[11];施用磷酸二氫鉀、磷酸氫鈣等堿性磷肥時(shí)，土壤pH值升高，鎘的生物有效性降低。

1.4? 葉面阻控

葉面阻控技術(shù)是通過在農(nóng)作物細(xì)胞壁上螯合或沉淀重金屬，以及提高作物對(duì)重金屬抗逆性等手段來減少、阻斷重金屬在可食部分的積累[12]。研究表明，葉面噴施硅肥有利于提高水稻產(chǎn)量，顯著降低糙米鎘含量[13]。在水稻不同生育期噴施生根粉可抑制鎘在植株內(nèi)的轉(zhuǎn)移[14]。

1.5? 土壤調(diào)理劑

土壤改良劑通過改變表層土壤pH 值、氧化還原電位等理化性質(zhì)，使土壤重金屬發(fā)生氧化、還原、吸附、沉淀等作用，減少重金屬在農(nóng)作物可食部位的累積。含石灰的材料[15]、磷酸鹽[16]、有機(jī)廢棄物料[17]、黏土礦物[18]、含鐵氧化物材料等被廣泛應(yīng)用于農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)研究中。土壤調(diào)理劑主要通過提高土壤pH值、降低土壤鎘有效態(tài)、絡(luò)合鎘離子，減少作物可食部分鎘含量。

2? 項(xiàng)目示范區(qū)實(shí)施情況

2.1? 項(xiàng)目實(shí)施地點(diǎn)和時(shí)間

“鎘污染稻田安全利用技術(shù)措施”項(xiàng)目實(shí)施地點(diǎn)為廣西某地，實(shí)施時(shí)間為2020年8—12月。

2.2? 示范區(qū)土壤和稻米超標(biāo)情況

項(xiàng)目實(shí)施農(nóng)田土壤及稻米超標(biāo)情況見表1。

篩選值、管制值按《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB15618-2018）的標(biāo)準(zhǔn)。

2.3? 項(xiàng)目材料與方法

2.3.1? 水稻品種

示范區(qū)的水稻品種為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶習(xí)慣種植的水稻品種。

2.3.2? 技術(shù)措施與材料

本項(xiàng)目技術(shù)措施及材料見表2。

2.4? 樣品采集、檢測(cè)與評(píng)估方法

稻谷樣品采集：按照《耕地污染治理效果評(píng)價(jià)準(zhǔn)則》（NY/T 3343-2018）規(guī)定進(jìn)行，調(diào)查點(diǎn)位密度為每公頃采集1個(gè)水稻樣品。

稻谷樣品檢測(cè)：招標(biāo)有資質(zhì)且有豐富經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)。樣品檢測(cè)分析按照國(guó)家和地區(qū)相關(guān)耕地環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。

效果評(píng)估：按《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB2762-2017）為稻米中鎘含量的限量標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算樣品合格率，項(xiàng)目區(qū)農(nóng)產(chǎn)品合格率大于85%。

3? 項(xiàng)目效果分析

安全利用集成技術(shù)示范區(qū)共5個(gè)，面積總計(jì)為71.06 hm2，總采樣數(shù)為71個(gè)。根據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB2762-2017） 判定稻米重金屬鎘是否超標(biāo)，計(jì)算樣品合格率。示范區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品合格率統(tǒng)計(jì)見表3。

根據(jù)2020年廣西的農(nóng)用地安全利用集成技術(shù)治理效果，要求示范區(qū)稻米總體合格率達(dá)到85%即視為技術(shù)措施有效。檢測(cè)結(jié)果表明，根據(jù)各示范區(qū)的水稻樣品合格率高于85%，可以認(rèn)為“葉面阻控+水分調(diào)控”“葉面阻控”技術(shù)措施使該區(qū)域鎘污染稻田實(shí)現(xiàn)安全利用?！叭~面阻控+水分調(diào)控”技術(shù)措施（示范區(qū)1、4）的平均樣品合格率為89.29%，“葉面阻控”技術(shù)措施（示范區(qū)2、3、5）的平均樣品合格率為86.05%，說明“葉面阻控”“葉面阻控+水分調(diào)控”技術(shù)降低稻米鎘含量效果明顯，“葉面阻控+水分調(diào)控”技術(shù)措施的效果優(yōu)于“葉面阻控”技術(shù)措施的效果。

總體而言，安全利用集成技術(shù)示范區(qū)總的樣品合格率為87.32%，“葉面阻控+水分調(diào)控”“葉面阻控”安全利用集成技術(shù)降低鎘污染稻田的稻米鎘含量效果明顯。

4? 建議

本項(xiàng)目在示范區(qū)應(yīng)用的“水分調(diào)控+葉面阻控”“葉面阻控”等技術(shù)措施，缺少多層次的技術(shù)組合，缺少施用參數(shù)優(yōu)化及模式優(yōu)化。為此，提出以下建議。

4.1? 進(jìn)一步優(yōu)化安全利用技術(shù)參數(shù)

1）篩選更多的適合當(dāng)?shù)氐闹亟饘俚头e累水稻品種。2）針對(duì)堿性條件下砷超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)增加的情況，應(yīng)選擇中性土壤調(diào)理劑，優(yōu)化其施用參數(shù)。3）進(jìn)一步選出降鎘效果更好的葉面阻控劑，確定其無人機(jī)施用參數(shù)和施用時(shí)期，以提高降鎘的效果。

4.2? 制訂安全利用技術(shù)模式的實(shí)施規(guī)程

在獲得各安全利用技術(shù)最優(yōu)施用參數(shù)后，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)赝寥览砘卣骱蜌夂蛱攸c(diǎn)，制訂安全利用技術(shù)模式的實(shí)施規(guī)程，提高其可操作性，以利于大面積推廣應(yīng)用。

4.3? 加強(qiáng)宣傳和培訓(xùn)

加強(qiáng)宣傳和培訓(xùn)，使農(nóng)戶真正掌握并在日常耕作中自覺應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，真正做到全面保障稻米的質(zhì)量安全。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）

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