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        廣西某地鎘污染稻田安全利用技術(shù)示范成效及建議

        2022-03-15 06:22:18廖曼玲張洪良林麗華
        南方農(nóng)業(yè)·上旬 2022年2期
        關(guān)鍵詞:技術(shù)措施成效建議

        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。

        參考文獻(xiàn):

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        (責(zé)任編輯:丁志祥)

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