重金屬超標(biāo)農(nóng)田安全生產(chǎn)保障技術(shù)

糧食作物禁產(chǎn)、限產(chǎn)和宜產(chǎn)農(nóng)田的劃分

科學(xué)合理的規(guī)劃是農(nóng)田土壤安全利用和糧食安全生產(chǎn)保障的重要手段。對于重度污染農(nóng)田土壤，禁止從事糧食作物生產(chǎn)，并制定相應(yīng)的污染土壤修復(fù)計(jì)劃與實(shí)施方案；對于中輕度污染農(nóng)田土壤，合理布局糧食作物，避免糧食可食部分重金屬超標(biāo)，實(shí)現(xiàn)污染農(nóng)田的安全利用；對于清潔農(nóng)田土壤，加強(qiáng)監(jiān)控，維持其正常糧食生產(chǎn)功能。

因此，從農(nóng)產(chǎn)品安全角度，將農(nóng)田土壤劃分為禁產(chǎn)、限產(chǎn)和宜產(chǎn)區(qū)域，可為重金屬超標(biāo)農(nóng)田土壤的安全生產(chǎn)提供保障。

重金屬低積累糧食作物品種的篩選

不同作物和同一作物不同品種或基因型，在對重金屬的吸收和積累上存在很大差異。目前，國內(nèi)外對重金屬低積累糧食作物品種的篩選已有較多的報(bào)道，但這些作物對重金屬低積累的機(jī)制還不明確。當(dāng)前實(shí)施的“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“七大農(nóng)作物育種”重點(diǎn)專項(xiàng)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目，都有涉及該方面的研究內(nèi)容。

蔣彬等研究發(fā)現(xiàn)，239?份常規(guī)稻水稻品種對?Cd、Pb?和?As?的累積量存在極顯著的基因型差異，并篩選出了一系列重金屬低積累的水稻品種。秀水?519?和甬優(yōu)?538?是?2?種低?Cd?和低?As?積累的水稻品種。水稻對重金屬的低積累特性與其重金屬耐性基因相關(guān)，如有研究發(fā)現(xiàn)水稻?Cd?抗性基因?OsPCR1和調(diào)控基因表達(dá)的小分子miR166?與籽粒?Cd?積累密切相關(guān)。而有關(guān)小麥和玉米重金屬低積累品種的篩選工作，當(dāng)前還鮮有報(bào)道。因此，需要深入挖掘糧食等作物的遺傳基因，篩選并培育對重金屬具有低積累的作物品種，發(fā)揮作物自身對重金屬遷移的“過濾”和“屏障”作用，保障中輕度重金屬污染農(nóng)田土壤糧食的安全生產(chǎn)。

重金屬鈍化阻隔技術(shù)的研發(fā)

鈍化阻隔技術(shù)是指向重金屬污染土壤中添加一種或多種鈍化材料，包括無機(jī)、有機(jī)、微生物、復(fù)合等鈍化劑，通過改變土壤中重金屬的形態(tài)和降低重金屬活性，從而減少糧食作物對重金屬的吸收，以達(dá)到污染土壤安全利用的目的。

常用的無機(jī)鈍化劑主要包括含磷材料、鈣硅材料、黏土礦物及金屬氧化物等，這類鈍化劑在重金屬污染土壤中的應(yīng)用最為廣泛，主要通過吸附、固定等反應(yīng)降低重金屬的有效性。有機(jī)鈍化劑主要有秸稈、畜禽糞便、堆肥和城市污泥等，有機(jī)物料通過對重金屬的絡(luò)合作用降低其有效性。微生物鈍化劑是一些能改變土壤重金屬價態(tài)和吸附固定重金屬的微生物，目前報(bào)道的有硫酸鹽還原菌和革蘭氏陰性細(xì)菌等，但這方面的工作大多集中于機(jī)理研究，涉及應(yīng)用的研究還較少。

由于不同鈍化劑對不同類型重金屬的鈍化效果存在一定的差異，并且土壤重金屬污染常常是復(fù)合污染，單靠一種鈍化修復(fù)產(chǎn)品難達(dá)到預(yù)期效果，因此復(fù)合鈍化劑的研發(fā)和應(yīng)用是農(nóng)田污染土壤安全利用的重要發(fā)展方向。

此外，新型鈍化劑如生物質(zhì)炭和納米材料的研發(fā)備受關(guān)注，如生物質(zhì)炭可通過離子交換、表面絡(luò)合和吸附沉淀等作用來降低重金屬生物有效性；納米羥基磷灰石可通過吸附固定作用顯著降低土壤中重金屬的有效性，且鈍化效果好。但是，這些鈍化材料生產(chǎn)成本較高，可能也存在一定的環(huán)境風(fēng)險，因此亟須研發(fā)低廉、高效、環(huán)境友好的土壤重金屬污染新型鈍化產(chǎn)品。