“镉米”认知与区域优质稻产业发展对策

曾文伟，石 柱

(1 邵阳市农业科学研究所，湖南邵阳 422000； 2 长沙县农业局，湖南长沙 410100)

“镉米”认知与区域优质稻产业发展对策

曾文伟1，石 柱2

(1 邵阳市农业科学研究所，湖南邵阳 422000； 2 长沙县农业局，湖南长沙 410100)

针对2013年广东市场上检测出大米镉超标所引发的“镉米”事件，剖析了“镉米”的产生与危害，阐述了“镉污染”耕地的治理技术，并以邵阳市为个案，从创新农耕新技术、更新水稻品种、革新管理措施等方面探讨了“镉米”事件后区域优质稻产业发展对策。

镉污染；大米；优质稻；产业发展

2013年5月16日，广东市场上检测出大米镉超标，受到了媒体深入报道和公众广泛关注，在国内外引起了强烈反响，对我国整个粮食行业造成了很大冲击，“稻米产量第一省”湖南也因此卷入了危机之中。自2014年2月以来，湖南稻米就接连陷入“镉霾”包围，深受“镉污染”影响。与此同时，北方粳米在市场上却销量增价格涨，原本5月份是东北大米的销售淡季，但“镉米”事件使东北大米销量同比增长30%。湖南稻米产业面临着前所未有的挑战，在此，笔者拟剖析“镉米”的产生与危害，并以湖南省的农业传统大市邵阳为例，探讨“镉米”事件后区域优质稻产业的发展对策。

1 “镉米”的产生与危害

镉是一种银白色、有光泽的重金属，它原本以化合物形式存在，与人类生活并不交合，是工业革命释放了镉。国外有研究表明，全球每年有2.2万吨镉进入土壤。镉主要与锌矿、铅锌矿、铜铅锌矿等共生，在炼矿的时候，镉会被释放到废水废渣中，如果尾矿处理不当，就有可能顺着水源流入农田，污染土壤。农田土壤镉污染的来源有三个方面：一是气溶胶沉降。颗粒较小的金属气溶胶可以通过气流在一定范围内输送，并沉降下来。二是污水灌溉。灌溉水重金属超标，而作物对重金属有几百倍的浓缩作用。三是污泥堆肥及化肥带来的污染。肥料本身含有一定的Cd，数年的施用可能带来重金属的累积。

镉大米的产生是镉的特性、土壤污染、土壤退化、水稻品种特性综合的结果。水稻自身独特的“基因”使得它对镉的吸附作用明显强于玉米、大豆等其他农作物。食用镉超标的大米，会造成人体累积性中毒，损害肾脏、生殖腺和中枢神经，导致人体骨骼代谢受阻，从而引发骨骼的各种病变，并可导致肺水肿、高血压、贫血、骨软化症和嗅觉减退甚至丧失等。镉大米不仅是食品安全问题，更大程度上则是环境污染问题。土壤污染问题在我国长期以来一直存在，由于工业化的迅速推进，而环保法规执行存在漏洞，导致部分耕地遭到重金属污染。2014年4月，国家环保部和国土资源部发布的全国土壤污染调查公报显示，全国近五分之一的耕地遭到了污染。

2005年，我国实施《食品污染限量》强制性国家标准，规定大米镉含量不高于0.2 mg/kg，而国际通用标准是不高于0.4 mg/kg。我国大米镉含量高于国际通行标准的一个重要原因，是因为我国人均大米消费量要比其他国家高，这是根据我国居民的膳食结构制定的，因为人体80%的镉来源于粮食和蔬菜，因此该标准是比较科学、合理和可行的。

湖南省是全国最大的水稻生产区，2012年湖南省水稻播种面积409.5万公顷，占全国水稻面积的13.5%，水稻总产量2 631万吨，占全国总产量的12.9%。2012年底，湖南省农业厅曾在全省耕地质量工作会上披露，目前湖南省农产品产地重金属污染总体已呈现出从轻度污染向重度复合型污染发展，从局部污染向区域污染发展，从城市郊区向广大农村发展的趋势。调查显示，湘江水域重金属含量是全国最高的。仅2007年，湘江流域的工业废水排放就有5.67亿吨，生活污水11.19亿吨，汞、镉、铅、砷分别占全国排放量的54.3%、37.0%、6.0%和14.1%，以致部分地区大米重金属污染率达90%以上。据初步估算，2009年全省被重金属污染的耕地占全省耕地的25%左右。

2 “镉污染”耕地的治理

“镉米”事件引起了国家及民众对重金属污染农田土壤的重视。重金属污染农田土壤的治理策略分为三类：净化、钝化和避害。

净化策略是通过一定的方法将土壤中的重金属彻底清除，包括电动力学修复、淋洗、生物修复、客土等技术。该类方法是最安全，也是土壤修复的理想化目标。然而，此类技术大多比较昂贵，很多技术都有工程化应用的瓶颈。比如生物修复技术，中国科学院地理所的陈同斌研究员2009年发现了能超富集镉的植物——蜈蚣草，然而却并未得到大面积的农田应用，其原因包括：该项技术相对治理周期较长，需要数年时间，在这期间农民不能种田，这样农民要承受修复及农作物的经济损失，这是他们无法接受的，因此该项技术虽然被推崇为最具市场潜力的绿色环保技术，但是却无法得到大面积的应用。

钝化策略是通过改变重金属的形态，将重金属转变成不易移动的沉淀态或稳定态化合物，从而降低重金属的危害，包括：热处理、固化、稳定化等技术。以固化/稳定化技术为例，此类方法在污染场地的修复中有了广泛的应用，美国超级基金场地修复项目的完成情况表明，从1982年到2002年，不管是原位还是异位方式的场地修复项目，稳定化/固化的修复项目完成比例都是最高的，达到60%以上。农田土壤的重金属治理具有特殊性，治理后的土壤不但要保证作物对重金属吸收的安全控制，而且要保证其上能够继续正常种植作物，因此对治理技术要求较高。

避害策略是通过生物种群置换的方式，重新构建农田生态系统，实现生态避害。该类方法需要进行污染农田生态系统的人工置换，改变农田的用途，并不适用大面积农田镉污染的治理。

重金属污染土壤容易治理难。以上三种方法均有局限性，三种方法的优缺点，至今仍是学界争论的问题。事实上，目前也没有一套被广泛认可的修复标准。但不论哪种措施都需耗费大量的人力、物力、财力，而且是一个非常漫长的过程。

2014年4月，湖南作为重金属污染耕地修复的试点省份，启动了长株潭三市11万公顷重金属污染耕地修复治理和种植结构调整试点试验，探索之中的湖南模式“VIP技术”，即“低镉品种(variety)+合理灌溉(irrigation)+调节酸度(pH)”，在争议中推进，期待通过先行先试在全国率先突破。

3 “镉米”事件下区域优质稻发展对策

“镉米”事件引发了民众担忧，往往导致“一竿子打翻一船人”。尽管邵阳市尚没有稻米镉超标的报道，但在“镉米”事件下，邵阳市优质稻产业亦不能独善其身，为此，必须要有新的举措来确保稻米的安全生产和食用安全。

3.1 创新耕作技术，营造优质稻全新土壤生态环境

当前，我国水稻生产依靠大量施用化肥和使用农药来增加产量，致使土壤板结，耕地土质、水质日趋恶化，严重影响着稻米质量和粮食安全。为探索水稻生产中如何让自然资源得到友好高效利用，邵阳市农科所在湖南杂交水稻研究中心、湖南农业大学、广西农业科学院等单位专家团队指导下，于2014年4月在隆回县羊古坳乡韩家铺村组织实施了10 hm2水稻粉垄栽培示范，率先在全国创新示范了“超级稻粉垄耕作新技术”。粉垄耕作技术，将沿袭千年传统的“水耕”改为“干耕”，深耕深松而不乱土层，耕作层由10～15 cm加深到25～30 cm，合理增加并利用耕作层及其以下土壤资源和天然降水，营造“土、水、肥、气、热、菌等全面协调”的土壤生态环境[1]。9月18日，湖南省作物学会组织的省、市、县三级专家组在现场看到，采用粉垄栽培的超级稻普遍长势好，茎秆粗壮，稻穗长，结实率高，且抗病抗虫抗倒伏，体现了生态栽培的优势。经专家组测定，粉垄耕作技术比常规习惯耕作技术增产10.17%，并有效改善了稻米品质。

3.2 更新水稻品种，降低优质稻对镉的吸收转移能力

据研究发现，南方大米受污染的情况越来越严重，而造成这一情况的主要原因之一是水稻品种问题。耐热不耐低温的籼稻广泛种植于南方，而籼稻由于一些品种上的特性，“天生”比粳稻更易富集土壤中的重金属镉[2]。最近，西南科技大学植物分子遗传育种实验室开展的“镉胁迫下籼稻和粳稻对镉的吸收转移和分配研究”发现：籼稻(CG132R)糙米镉含量与积累量都高于粳稻(粳925)，其中籼稻籽粒镉含量为粳稻的5倍左右；在对镉的吸收、积累、转移和分配方面，籼稻与粳稻存在显著差异；籼稻吸收和积累的镉较粳稻多，且转移能力也强于粳稻；籼稻糙米镉含量高于粳稻是由于籼稻对土壤镉吸收能力更强，且镉向糙米转移能力也更强。

邵阳为传统的籼稻区，稻米品质虽然近年来不断优化，但与粳稻相比还有一定差距，因此发展粳稻对调优水稻品种结构、改变粮食消费格局、提高稻米产业效益、确保水稻生产安全都具有重要意义，这不仅有利于提高稻米质量，而且也有利于确保粮食安全。从2008年开始，邵阳市农科所在邵阳及湖南粳稻育种基本空白的情况下，先后从长江以北黄河以南的省份和云贵高原引入常规中迟熟一季晚粳品种15个，同时开展了品种的丰产性、适应性试验，研究粳稻在邵阳生产的规律和丰产技术。经几年的试验示范，初步筛选出了适应邵阳生态、气候条件的粳稻品种3个，在隆回县、邵阳县、新邵县等地成功示范种植粳稻面积近万余亩，为邵阳市的粳稻发展提供了有力的技术支撑[3]。

3.3 革新管理措施，促进优质稻增硒降镉安全生产

硒不仅是人体的必需元素，同时与镉有拮抗作用。硒能使镉转化而形成高分子量蛋白质复合物，降低镉的毒性，并促进镉从人体内排泄，从而减少体内镉的积累。所以在栽培管理上增加优质稻谷的硒含量，是提高稻米食用安全的重要保障[4]。目前，湖南是全国稻田土壤酸化面积最大的省份之一。邵阳市尽管不在湖南“一线两片”污染区域内，但邵阳市土壤依然存在着不同程度的酸化。土壤酸化带来的直接影响是增加重金属在土壤中的活性，使其更容易被作物吸收，在一定程度上加剧了镉污染的危害。石灰是强碱性物质，在酸性土壤上增施石灰是调节土壤pH值的有效措施。pH值偏碱时，镉的溶解度降低，就可减少稻谷的镉吸收量，从而减轻稻米的镉污染；而硒恰好相反，pH偏碱时，硒的溶解度增高，有利于稻谷的吸收，从而提高稻米的硒含量[5]。据有关试验证明，施石灰能明显提高土壤pH值，起到释放硒元素，固定镉的作用。因此，在水稻栽培管理上，推广撒施钙镁磷肥，晒田排水时撒施石灰，抽穗期实施深水管理，破口抽穗期—乳熟期喷施含硒叶面肥等综合措施，可以确保在镉含量二级背景值(镉含量0.2～0.6 mg/kg)的土壤中生产出食用安全的“富硒而镉不超标”大米[6]。

[1] 韦本辉.粉垄栽培增产效果及其引发的栽培学新理论探索[J].广西农学报，2012，26(2)：25-28.

[2] 龙小林，向珣朝，徐艳芳，等.镉胁迫下籼稻和粳稻对镉的吸收、转移和分配研究[J].中国水稻科学，2014，28(2)：177-184.

[3] 曾文伟，唐玉林，游艺文，等.湖南邵阳水稻“籼改粳”的思考[J].作物研究，2013，27(4)：379-380.

[4] 颜送贵，邓正春，郝界州，等.栽培措施对稻米增硒降镉效果研究[J].中国稻米，2014，20(6)：55-58.

[5] 吴永克，彭振坤.水稻对硒的生物富集作用动态研究[J].华中师范大学学报，1998(4)：490-494.

[6] 谭旭生，曾跃华，李智谋，等.硒肥施用对稻米中镉等重金属含量的影响[J].中国稻米，2014，20(1)：76-77.

2015-03-09

曾文伟(1972-)，男，湖南新邵人，农艺师，从事农业科学研究与技术推广工作。

F326.11

C

1001-5280(2015)02-0185-03

10.3969/j.issn.1001-5280.2015.02.18