面向源头污染的粮食资源综合利用研究

摘要：本文基于粮食安全，结合我国粮食生产和供给消费情况，对面向源头污染的粮食资源综合利用进行研究。基于本研究，提出了四种可行的综合利用模式：其一，选择种植对土壤中重金属镉的吸收能力低于常规杂交水稻的品种，缓解污染区稻谷食品安全问题；其二，根据粮食最终用途调整加工方式，降低污染物含量，防止和减少粮食浪费；其三，基于“粮饲协同”建立适用于轻度污染区的“一季青储+再生稻”综合利用种植模式；最后，按现行食品安全国家标准（镉限量≤0.2mg/kg）和饲料卫生标准（镉限量≤1.0mg/kg）的要求，将不符合口粮要求、但符合饲料用量需求的，定向用于饲料转化或单独收储定向使用，建立了一套饲料专用粮基地及全链条利用机制，优化资源配置。

关键词：粮食安全 专业粮 加工方式 全链条引 言

粮食是人类赖以生存的重要资源，是关乎国家发展和安全的战略性物资。当前，我国部分地区土壤污染情况较为严峻，加之土壤是开放系统，只要有生产和人类活动，就会有污染物产生并进入土壤，故土壤污染的预防作用有限，彻底防治极为困难[1-2]。近年来，农业部门投入了大量资金和人力进行土壤污染治理的技术研发、处置，但周期较长，且成本较高。同时以“超标稻谷”为代表的粮食安全问题备受舆论关注，而我国某些地区因重金属污染粮食产出比例较高，污染粮食的处置利用压力较大，粮食安全保障任务艰巨。因此，本文针对这一亟待解决的问题，开展了面向源头污染的粮食资源综合利用研究，并提出了一系列可推广模式。

一、推广种植镉低吸收稻谷品种

研究表明，不同稻谷品种籽粒中镉累积能力差异巨大[3]。在四川省某土壤污染地区，开展常规杂交稻谷品种照优544号和常规稻品种桂朝2号的对照种植试验，结果显示：照优544号稻谷平均镉含量为0.093mg/kg，桂朝2号稻谷平均镉含量为0.058mg/kg，相比降低37.6%，降镉效果显著。该地区种植常规稻品种桂朝2号的所有点位镉含量情况如图1所示，其中符合现行国家安全标准的占比达到92.9%。因此，培育并推广种植具有镉低吸收特性的稻谷品种是当下的热门研究方向，从源头缓解土壤污染地区粮食重金属超标问题，更好地满足粮食数量安全和质量安全的要求。

在A、B两地区同时开展调研，收集了12个不同品种稻谷样品，砻谷脱壳制备成糙米，用石墨炉原子吸收光谱法测定糙米粉中镉含量，结果如图2所示，其中：A地区低镉吸附稻谷新品种糙米镉含量最小值为0.04 mg/kg、最大值为0.09 mg/kg、平均值为0.07 mg/kg，普通品种稻谷糙米镉含量最小值为1.05 mg/kg、最大值为3.07 mg/kg、平均值为2.15 mg/kg，普通品种稻谷糙米镉含量平均值是低吸附品种的30.7倍；B地区低镉吸附稻谷新品种糙米镉含量最小值为0.03 mg/kg、最大值为0.09mg/kg、平均值为0.04 mg/kg、普通品种稻谷糙米镉含量平均最小值为1.33 mg/kg、最大值为1.97mg/kg、平均值为1.74 mg/kg，普通品种稻谷糙米镉含量平均值是低吸附品种的43.5倍。

在某污染地区采集不同品种稻谷样品，进行镉含量的检测，结果如图3所示，其中：镉低吸附水稻品种镉含量为0.050～0.081 mg/kg，相比普通水稻对照组降低93.1%～95.8%，且均符合现行食品安全国家标准0.2mg/kg。同时，调研了4种镉低吸附品种稻谷开展区域试验情况，结果如表1所示，亩产最低为515.6 kg，最高为591.9 kg，平均亩产达568.0 kg，产量可观①。由此可见，推广种植镉低吸附稻谷品种，在保障产量稳定的同时，能够显著降低稻谷镉超标风险。在土壤污染地区，尤其是重度污染地区，是保障粮食安全的有力手段。

二、面向粮食用途细化标准要求

研究表明，稻米籽粒中重金属高度富集于皮层和胚芽，而在胚乳中浓度相对很低[4]。将30份稻谷样品（D01～D30）砻谷脱壳制备成糙米，分取部分糙米碾磨加工为适碾精度大米，用石墨炉原子吸收光谱法分别测定糙米粉和大米粉中重金属镉含量，结果如图4所示，实验表明：糙米经碾磨加工后，镉含量均明显降低，下降幅度为6.3%～23.5%，且样品中下降幅度达10%以上的有26份，占比86.7%。显然，糙米的重金属高度富集于糠粉中，通过限定加工方式，提高大米加工精度，改变可食部分，可有效降低其镉含量。

将这一规律推及其他粮食品种，对小麦制品全麦粉和普通小麦粉中的镉含量进行测定，结果如图5所示，研究发现：19份镉含量超标小麦在磨去麸皮制成普通小麦粉后，其中17份镉含量下降至食品安全国家标准范围内，占比为89.5%；镉含量下降幅度为31.4%～78.5%，通过限定加工方式，改变可食部分，可有效降低其镉含量。

粮食中真菌毒素同样存在相似的规律，对比8份脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）含量超标的小麦样品磨去麸皮前后DON含量，结果如图6所示：磨去麸皮制成普通小麦粉后，其中DON含量较全麦粉有显著下降，下降幅度为39.8%～81.0%；有4份符合现行食品安全国家标准1000 μg/kg，占比为50%。

综上所述，粮食中重金属及真菌毒素含量随其最终作为可食部分的不同而变化，与其加工精度呈明显负相关。基于这一规律，建议根据粮食产品的最终用途，调整加工方式（如加工精度等）确保成品粮符合国家安全标准。比如同一批稻谷，当作为糙米直接使用时维持当前食品安全限量指标不变，而当需要进一步加工为精米（适碾或精碾）后才流向消费市场的，则可适当调整稻谷食品安全限量指标。同理，当小麦直接以小麦或全麦粉的形式流向消费市场时，严格执行现行食品安全限量指标，而当其将以小麦粉（普通、标准或精制）为最终形态流向市场时，则可以适当调整小麦作为原材料时的指标限量值；同时更加严格控制流向消费者最终产品安全风险。

根据粮食用途细化标准限量值要求，以最终产品为导向，严格把关食品安全。在保障消费者吃得放心的同时，还能提高粮食利用率，减少问题粮食存量，减小财政处置问题粮食的压力，提高经济效益，增加农民种粮积极性。

三、探索水稻粮饲协同发展新技术模式

四川省目前饲草刚性需求与缺口较大，自给率不足，六成以上依赖对外收购，外购饲料以青贮包、稻草等优质草料为主[5]；三州地区以畜牧业为主，缺口较大，越冬饲草不足。面对畜产品需求的高速增长，发展饲草产业是保障国家粮食安全的必由之路。针对“稻田重金属镉超标、种植效益低、畜牧业青贮饲料缺口大”等问题，可以利用再生稻的特征特性，探索出水稻粮饲协同发展新技术模式。

陈基旺等[6]研究表明，部分品种再生季籽粒中镉的累积速率低于籽粒灌浆速率，且再生稻具有生长周期短的特性。因此，在土壤污染地区，选择适宜品种推广种植再生稻能够实现污染土地的安全利用。在省内C、D两地某土地污染地区示范田开展传统模式种植稻谷和再生稻对照试验，如表2所示，结果表明：传统模式种植的稻米镉含量在污染地区普遍超出现行国家安全标准0.2mg/kg，利用价值低；而再生稻稻米镉含量出现显著降低，最大下降幅度达91.9%，大部分稻米符合食品安全国家标准的要求。

表2 再生稻示范田稻米镉含量对比

利用部分品种再生稻镉含量远低于头季稻的特性，筛选适合当地土地情况的再生稻品种，能够进一步突出再生稻种植模式在土地污染地区的优势，提高种粮效益，带动种粮积极性，保护粮食安全。为此，在某污染地区进行5个不同品种的再生稻对比试验，结果如图7所示：传统种植模式下，所有品种稻谷镉含量均远超国家安全标准；再生稻种植模式下，其中4个品种稻谷镉含量均符合国家安全标准。

将传统种植模式和再生稻模式下稻米的质量和品质指标进行对比，结果如表3所示，发现再生稻模式下稻米品质与传统模式并无显著差别，部分指标（如整精米率）优于传统模式。

再生稻种植模式不但可以显著降低再生季稻米中重金属含量，其头季稻更是优质的青贮稻草来源，具体种植模式为：头季稻灌浆期机收全株青贮，再生季产出安全优质稻米，同时带动本地青贮储运和养殖业发展。将粮饲结合新模式与传统模式相比，结果如表4所示，新模式经济效益大幅提高，平均每亩增收1 400余元。综上所述，粮饲结合模式头季饲草稻具有高经济效益、高产量、高饲用品质三大优势。在土壤污染地区推广发展粮饲结合新模式，为有效解决粮部分稻田重金属超标、畜牧业青储饲料缺口大以及种粮农民收益减少问题提供了一种路径。

四、探索饲料专用粮发展道路

（一）合理利用“超标”粮食的可能性

我国现行国家标准《食品安全国家标准 粮食》（GB 2715-2016）和《饲料卫生标准》（GB 13078-2017）明确规定：“粮用”稻谷镉限量≤0.2mg/kg；“饲用”稻谷镉限量≤1.0mg/kg。现阶段受镉污染的稻谷（绝大多数处于0.2-0.5mg/kg），对于饲用来说却是安全的。当前所谓的“超标”粮是仅以口粮安全标准评价的结果，“超标”等敏感的负面标签对于社会舆论引导不利，也有失偏颇。因此如何依照标准合理利用粮食资源，引导好粮食生产是当前需要解决的问题。

（二）以用途为导向，构建产购储加销全链协同机制生产饲料专用粮

关于饲料专用粮，2016年湖南省农业科学院水稻研究所选育的专用饲料稻品种“湘早籼23、24号”在全省推广90余万亩，出糙率可达83%左右、蛋白质≥12%，用于替代玉米成效显著、效益非常可观[7]。四川作为转化用粮大省，在饲料用粮、酿酒用粮以及其他粮食制品方面对粮食原料的需求比较大，故因地制宜地去生产饲料专用粮，建立一套饲料专用粮基地及全链条利用机制，满足市场需求就尤为重要。

统筹“大食物观”和粮食安全战略，按用途分类构建粮食生产和利用机制：一是立足稻谷生产的两个需求，在污染集中区地区因地制宜地探索建立“企业+专用储备+专用基地+品种培优”的“以需定产”专用粮发展机制，通过适当调配“口粮与专用粮”品种和规模，建立以需求为导向、价值为引导的粮食全链条分类精准。二是完善饲料专用粮储备收储管理等制度，限制粮食“资源错配”，引导市场科学、分类、合理利用粮食原料，实现良性循环。三是全力保障粮食消费者的利益。1）建立“企业+专用储备+专用基地”的追溯体系，在落实补贴的同时，将质量安全责任压实到饲料用粮企业。2）强化鉴别手段提升，采取“蛋白质+镉”的快检技术，快速确认“专用”身份，实现专收专储、专管专用。3）加大违法违规惩处力度，按照食品安全“四个最严”的要求，从严处罚，形成强大震慑，确保消费者食用安全。

结 论

本文通过研究，提出了面向源头污染的粮食资源综合利用的四种有效模式：其一，优选种植对于土壤中重金属镉的吸收能力低的品种；其二，以粮食最终用于可食部分确定其加工方式，有效降低其镉含量，确保加工成的成品粮符合食品安全国家标准；其三，基于“粮饲协同”建立适用于轻度污染区的“一季青储+再生稻”综合利用种植模式；其四，建立了一套饲料专用粮基地及全链条利用机制，将不符合口粮要求、但符合饲料用粮需求的，定向用于饲料转化或单独收储定向使用。通过采取这一系列措施得以缓解污染区稻谷食品安全问题，并防止和减少粮食浪费，优化资源配置，合理利用粮食资源。

参考文献：

[1]王伟.农用地土壤污染防治路径的思考[J].环境保护，2023，51（20）：23-26.

[2]齐敏.土壤污染防治的难点与策略探索[J].皮革制作与环保科技，2022，3（21）：137-138+147.

[3]贺慧，陈灿，郑华斌，等.不同基因型水稻镉吸收差异及镉对水稻的影响研究进展[J].作物研究，2014，28（02）：211-215.

[4]童铄云，黄俊峰，方晓青，等.基于LA-ICP-MS的镉污染稻米籽粒中13种元素分布及相关性研究[J].食品科技，2023，48（07）：286-291.

[5]梁卓，唐川江，刘伟，等.四川省2022年饲草生产形势分析[J].四川畜牧兽医，2023，50（06）：10-12.

[6]陈基旺，陈平平，王晓玉，等.不同节位再生稻镉积累分配及其与头季稻的差异[J].南方农业学报，2020，51（04）：790-797.

[7]唐为民，呼玉山.我国稻米饲用及饲料型稻米开发[J].粮食与食品工业，2004，12：31-33.