萬物土中生，有土斯有糧。但是在快速發(fā)展中，我們的土地母親卻面臨著重金屬污染等種種問題，不但破壞了生態(tài)環(huán)境平衡，而且給農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全帶來很大危害。特別是重金屬鎘，幾年來被頻頻曝光，讓人們“談鎘色變”。目前，可持續(xù)發(fā)展的理念深入人心，耕地質(zhì)量提升行動正在加緊推進(jìn)，不過，治理土壤鎘污染也是一個長期復(fù)雜的過程，當(dāng)前有沒有一種更為有效的方式來為人們“舌尖上的安全”撐把傘呢？答案就是低鎘育種。 ——編者
選育品種應(yīng)對鎘污染
本報記者繆翼
“水稻籽粒鎘積累程度在不同品種間存在很大的差異，篩選一批籽粒鎘積累相對較低的水稻品種，積極引導(dǎo)農(nóng)民種植低鎘水稻品種，是解決稻米鎘污染的重要途徑，對穩(wěn)定發(fā)展水稻生產(chǎn)意義重大。”湖南省農(nóng)科院水稻所副所長張玉燭說，“目前，項目組已經(jīng)從251個已經(jīng)審定的水稻品種中初步篩選出了‘湘早秈32號’、‘株兩優(yōu)819’、‘湘晚秈12號’和‘湘晚秈13號’等4個低鎘品種，這些品種在湖南已種植了幾百萬畝，未來幾年還將有幾個全新的水稻和蔬菜品種投入實際生產(chǎn)。”
當(dāng)前，土壤重金屬污染已經(jīng)是一個不能不正視的問題。受工業(yè)“三廢”、城市垃圾污染、畜禽糞便堆積等影響，我國耕地污染面積較大。據(jù)環(huán)保部調(diào)查，目前受污染的耕地約有1.5億畝，耕地質(zhì)量堪憂，主要是重金屬和有機物污染。耕地污染不僅導(dǎo)致土壤理化性狀變差，影響作物發(fā)育，降低耕地生態(tài)功能和生產(chǎn)能力，而且在土壤中積累、在作物中殘留，也影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。
幾年前，湖南的“鎘大米”事件曾經(jīng)震驚一時。全國約有60%的人口以大米為主食,“鎘大米”事件暴發(fā)之后，相關(guān)地區(qū)的有些市民“封殺”了本地大米，改為選擇價格相對偏高的東北大米或者進(jìn)口米，更有甚者將水果和蔬菜也算到了“封殺”之列。
在去年底的中央農(nóng)村工作會議上，轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式成為一個重要的主題，人們強烈地意識到，必須由過去相對粗放的發(fā)展方式，轉(zhuǎn)向可持續(xù)發(fā)展；必須對耕地質(zhì)量進(jìn)行“挽救式”保護(hù)，把重金屬超標(biāo)的污染耕地治理好、保護(hù)好，實現(xiàn)資源的再生與更新。
以鎘為例，據(jù)了解土壤鎘污染危害程度取決于土壤中鎘總量及其生物有效性、環(huán)境-生物系統(tǒng)特別是環(huán)境-植物系統(tǒng)的遷移轉(zhuǎn)化以及生物對鎘的積累程度。鎘及其化合物具有相對較強的水溶性和脂溶性，在土壤有很強的遷移能力，具有很強的生物活性，有向生物體積累的趨勢。因而，開展糧食作物收獲部位低鎘積累品種的篩選和降低糧食作物鎘吸收積累的農(nóng)作技術(shù)措施研究意義重大。
“鎘污染是有應(yīng)急解決辦法的，選育低鎘品種就是行之有效的措施。”就當(dāng)人們“談鎘色變”的時候，湖南省鎘低積累農(nóng)作物品種篩選與選育科技攻關(guān)項目首席專家、湖南省農(nóng)科院黨委書記柏連陽的話可謂一劑強心針，引起了人們的高度關(guān)注。
據(jù)悉，根據(jù)農(nóng)業(yè)部、財政部對湖南重金屬污染耕地修復(fù)及農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整試點工作整體部署，和湖南省委省政府關(guān)于進(jìn)一步加強該省試點工作中科研協(xié)作攻關(guān)要求，去年啟動了“湖南省鎘低積累農(nóng)作物品種篩選與選育項目”。該項目由省農(nóng)科院牽頭，聯(lián)合了中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所等58家單位，擬篩選和選育一批鎘低積累作物品種，進(jìn)一步探明相關(guān)農(nóng)作物對鎘的吸收規(guī)律和機理，為治理稻田鎘污染提供科技支撐，最終達(dá)到全面控制稻田鎘污染的目的。
“研究發(fā)現(xiàn)，在中、重度鎘超標(biāo)土壤種植的西瓜、葡萄、獼猴桃，其果實的鎘含量都低于國家標(biāo)準(zhǔn)；在鎘重度超標(biāo)耕地種植的桑樹、苧麻生長良好，并篩選了一批鎘高積累的桑樹、苧麻品種，且桑葉作為飼料的鎘含量遠(yuǎn)低于飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中鎘的含量值。”柏連陽說，“在推廣鎘低積累水稻品種的同時，加快農(nóng)作物的結(jié)構(gòu)調(diào)整，進(jìn)行低積累農(nóng)作物替代種植也不失為治理鎘等重金屬污染之道。”
治鎘有方
多管齊下尋求突破
湖南省鎘低積累農(nóng)作物品種篩選與選育科技攻關(guān)項目首席專家、湖南省農(nóng)科院黨委書記柏連陽介紹，通俗來說，治理鎘主要有“拿出來”、“鈍化”、選育鎘低積累農(nóng)作物品種3種方式。
所謂“拿出來”，即將鎘從土壤中提取出來，這是治理鎘污染的根本性方法，但難度較大。治理方法主要有物理、化學(xué)和生物法3種。
生物法，即種植油菜、苧麻等對鎘吸附能力強的植物，將鎘吸附出土壤。但這種方法存在兩個弊端，一是吸出來的鎘仍留在植物中，可能以其他形式回到土壤；二是生物法吸收效率低，見效慢。
相對生物修復(fù)，物理和化學(xué)修復(fù)見效更快。柏連陽透露，由國家“千人計劃”專家奉向東研發(fā)的“森美思”技術(shù)，運用納米技術(shù)吸附土壤中的鎘并資源化，已在衡陽某地進(jìn)行了試驗，從目前看效果不錯，能將土壤中的活性鎘拿出來80%再變成鎘資源。
所謂“鈍化”，則指當(dāng)鎘不適于從土壤中“拿出來”時，就讓其活性降低，使其不利于作物吸收。我國已大力研發(fā)土壤調(diào)理劑“鈍化”技術(shù)，即通過提高土壤ph值，來降低土壤中鎘的活性。研究表明，ph值每升高一個單位，重金屬鎘的活性就可降低10倍。據(jù)悉，土壤調(diào)理劑的使用，可基本解決中度、輕度鎘污染土地的農(nóng)作物鎘吸收問題。
第三則是鎘低積累農(nóng)作物品種的篩選與選育，也是解決之道。 俞慧友
階段成果
稻米鎘含量降三成
湖南“鎘大米”事件后，國家在長沙、株洲和湘潭（以下簡稱長株潭）3市投入了10多億元資金，開展170萬畝土壤治污試點項目，該項目被視為國家修復(fù)治理重金屬耕地的探路之舉。據(jù)了解，該試點根據(jù)污染輕重程度將土地劃分為3類，包括污染較輕的“達(dá)標(biāo)生產(chǎn)區(qū)”、中度污染的“管控生產(chǎn)區(qū)”以及嚴(yán)重污染的“替代種植區(qū)”。
如今，治理階段性成果已經(jīng)出爐。不久前，湖南省人民政府網(wǎng)公布《2014年湖南省農(nóng)業(yè)委員會重點工作完成情況公示》，公示內(nèi)容顯示，長株潭3市19縣（市、區(qū)）耕地試點修復(fù)工程取得初步成效。從早稻分析結(jié)果看，達(dá)標(biāo)生產(chǎn)區(qū)、管控專產(chǎn)區(qū)、替代種植區(qū)早稻達(dá)標(biāo)（米鎘≤0.2mg/kg）的比例分別提高了53.1%、44.8%、20.3%，可使早稻米鎘含量平均降低3成左右。推廣低鎘水稻品種、施用“金無蹤”生物菌肥制劑等對早稻米鎘含量降低以及對土壤的修復(fù)也有明顯的效果。
湖南省農(nóng)業(yè)廳一位官員表示，上述農(nóng)業(yè)委員會公布的早稻檢測結(jié)果，是針對去年7月中下旬采樣的稻谷分析所得，目前已經(jīng)完成了早稻和晚稻的采樣工作，在試點收集采樣之后，將把樣本移交專業(yè)檢測機構(gòu)，檢測結(jié)果由農(nóng)業(yè)部、財政部公布。 陳鵬麗
農(nóng)民撒石灰降低土壤鎘活性
一天下來，手被燒破一層皮
湖南省株洲市茶陵縣是產(chǎn)糧大縣，也是震驚全國的“鎘大米”的“重災(zāi)區(qū)”。
2014年的秋日里，茶陵縣思聰街道華隆村綠油油的晚稻田長勢喜人。農(nóng)戶老劉正戴著口罩，往稻田里撒石灰。
老劉說，石灰能殺蟲、殺菌和疏松土壤，在20年前，種水稻都是要撒石灰的，后來大家偷懶，就沒有人撒了。
當(dāng)年5月開始，鎮(zhèn)上的農(nóng)技站給每位農(nóng)戶配發(fā)4袋50公斤的石灰，讓他們?nèi)鲈诘咎锢?。起初農(nóng)戶們都不愿意撒，因為把100斤石灰均勻地撒到一畝地里要整整一天，并且還不能戴手套，因為“戴手套撒不均勻”。
“一天下來，手都被石灰燒破了一層皮。”老劉說，“如果請人來撒，一天的人工費還要100元。”直到農(nóng)技員告訴老劉，這樣做是為降低稻田酸性，種的水稻重金屬含量低，老劉的積極性才高了些。
“以前莊稼人都不知道鎘是啥玩意，2013年該地區(qū)的大米經(jīng)過鎘風(fēng)波，才知道田里種的水稻重金屬超標(biāo)。”老劉說，“那時水稻5毛錢一斤都沒人要，后來只好賣去做豬飼料。”
肖歡歡王重遠(yuǎn)
研究成果
同田種植，不同品系水稻的糙米含鎘量差別大
云南省農(nóng)業(yè)生物技術(shù)重點實驗室對40份來源不同雜交組合的育種高代水稻品系同田進(jìn)行種植，收獲后測定其糙米的鎘含量，結(jié)果表明，不同品系之間存在顯著差異，其中鎘含量最低的為0.008毫克，最高的達(dá)到0.073毫克。
水稻籽粒重金屬積累量存在顯著的基因型差異，因而，可以通過篩選和培育低重金屬積累的品種達(dá)到生產(chǎn)安全稻米的目的，從而為輕、中度重金屬污染土壤上持續(xù)生產(chǎn)安全稻米提供一條經(jīng)濟(jì)、有效的途徑。
——摘編自《水稻鎘積累基因型差異及其對鎘脅迫的反應(yīng)》
不少的水稻基因型品種鉛、鎘、砷的含量很低
通過對239份源于不同地區(qū)的不同水稻基因型品種進(jìn)行同地繁殖，測定其精米的鉛、鎘、砷等微量元素含量和氨基酸含量，結(jié)果顯示，精米中鉛、鎘、砷含量存在極顯著的基因型差異，有不少的水稻基因型品種鉛、鎘、砷的含量很低，說明在已掌握的水稻資源中，通過遴選低鉛、低鎘、低砷的水稻品種，從而緩解環(huán)境污染給人帶來的危害，是切實可行的。
——摘編自《水稻鎘積累基因型差異及其對鎘脅迫的反應(yīng)》
小麥對鎘的積累濃度可能高于土壤中的鎘濃度
小麥很容易從土壤中積累鎘導(dǎo)致面粉品質(zhì)下降，進(jìn)而危害人健康。試驗結(jié)果顯示，小麥對鎘的積累濃度可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出土壤中的鎘的濃度，由此可推測，即使在污染不嚴(yán)重的土壤環(huán)境中，小麥籽粒鎘的含量也可能超出世界衛(wèi)生組織（WHO）提出的0.2毫克的安全食用上限，從這個角度上看，選育出低積累品種推廣應(yīng)用勢在必行。
——摘編自《小麥基因型間籽粒鎘積累及低積累資源篩選》
鏈接
鎘為何物？鎘，一種有光澤銀白色重金屬，原子序數(shù)48，化學(xué)符號Cd，為已知的Ⅰ類人類致癌物。鎘從何處來？
遍地開花的開礦、加工等行為，使得原本以化合物形式存在的鎘，通過廢水排入溝渠河流，再通過灌溉進(jìn)而污染農(nóng)作物，水稻是典型的“受害作物”。鎘之危害？
長期食用“鎘大米”或其他含鎘的東西，容易造成慢性鎘中毒，它的癥狀被命名為“痛痛病”。研究表明，痛痛病主要是由鎘對腎臟和骨骼的破壞造成的。
