廣西某地鎘污染稻田安全利用技術示范成效及建議

廖曼玲，張洪良，林麗華

（賀州市土壤肥料生態站，廣西賀州 542899）

首次全國土壤污染狀況調查（2005 年4 月至2013年12 月）結果顯示，全國土壤總的點位超標率為16.1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。耕地土壤點位超標率為19.4%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，其中鎘污染物點位超標率為7.0%，是所有重金屬污染超標率最高的[1]。有研究發現，我國受到重金屬鎘污染的耕地面積達1 300 萬hm2。從污染分布情況來看，南方土壤重金屬污染重于北方[2]，多項研究表明，稻米等農產品中普遍存在鎘的污染，在南方酸性紅壤地區尤為突出[3]。

近年來，為提升耕地質量，筑牢國家糧食安全防線，切實貫徹習近平總書記“綠水青山就是金山銀山”生態文明理念，國家出臺的《土壤污染防治行動計劃》明確要求，至2020年，受污染耕地安全利用率達到90%左右，2030 年受污染耕地安全利用率達到95%以上。依據《中華人民共和國土壤污染防治法》，國家農業農村部、生態環境部印發了《關于進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落到了實處。

本文綜述鎘污染稻田安全利用主要技術措施的研究進展。以廣西某地試驗示范數據為樣本，討論并分析優化技術措施，篩選安全且便于農戶操作的鎘污染農用地安全利用農藝技術，為解決鎘污染耕地安全利用問題提供決策參考。

1 鎘污染農用地安全利用農藝技術國內外研究進展

作物對重金屬的吸收積累，不僅與作物的基因、生育期和組織部位有關，還與土壤及其他環境要素緊密相關。國內外研究表明，對于重金屬污染較輕的土壤，可以通過低積累品種替換、水肥管理優化、改變耕作制度等農藝調控措施，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 低積累農作物種類、品種

不同作物類型對鎘的積累能力不一樣，研究顯示，常見的食用農產品中，糧食類作物的鎘積累能力普遍高于蔬菜類[4]，研究普遍認為，蔬菜對鎘的積累能力：葉菜類＞根莖類＞瓜果類[5]。目前，國內已經開展了水稻等農作物的鎘低積累品種的篩選試驗，其中以水稻品種的篩選研究最多，已有研究發現，不同水稻品種的稻米鎘含量差異極其顯著[6]，晚稻對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值發生變化，長期淹水會形成厭氧環境，可促進土壤中產生H2S，與Cd2+形成CdS沉淀，達到降低作物鎘吸收的目的。李海龍等對水稻進行長期淹水和干濕交替處理，結果表明，長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 優化施肥

一般認為硅對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田稻米安全生產的重要技術措施；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，土壤pH值升高，鎘的生物有效性降低。

1.4 葉面阻控

葉面阻控技術是通過在農作物細胞壁上螯合或沉淀重金屬，以及提高作物對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的轉移[14]。

1.5 土壤調理劑

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，使土壤重金屬發生氧化、還原、吸附、沉淀等作用，減少重金屬在農作物可食部位的累積。含石灰的材料[15]、磷酸鹽[16]、有機廢棄物料[17]、黏土礦物[18]、含鐵氧化物材料等被廣泛應用于農田土壤重金屬污染修復研究中。土壤調理劑主要通過提高土壤pH 值、降低土壤鎘有效態、絡合鎘離子，減少作物可食部分鎘含量。

2 項目示范區實施情況

2.1 項目實施地點和時間

“鎘污染稻田安全利用技術措施”項目實施地點為廣西某地，實施時間為2020年8—12月。

2.2 示范區土壤和稻米超標情況

項目實施農田土壤及稻米超標情況見表1。

表1 項目實施農田土壤及稻米超標情況

篩選值、管制值按《土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB15618-2018）的標準。

2.3 項目材料與方法

2.3.1 水稻品種

示范區的水稻品種為當地農戶習慣種植的水稻品種。

2.3.2 技術措施與材料

本項目技術措施及材料見表2。

表2 示范區應用技術措施及材料

2.4 樣品采集、檢測與評估方法

稻谷樣品采集：按照《耕地污染治理效果評價準則》（NY/T 3343-2018）規定進行，調查點位密度為每公頃采集1個水稻樣品。

稻谷樣品檢測：招標有資質且有豐富經驗的實驗室進行檢測。樣品檢測分析按照國家和地區相關耕地環境監測技術規范執行。

效果評估：按《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB2762-2017）為稻米中鎘含量的限量標準，計算樣品合格率，項目區農產品合格率大于85%。

3 項目效果分析

安全利用集成技術示范區共5 個，面積總計為71.06 hm2，總采樣數為71個。根據《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB2762-2017）判定稻米重金屬鎘是否超標，計算樣品合格率。示范區的農產品合格率統計見表3。

表3 安全利用集成技術示范區樣品合格率統計

根據2020年廣西的農用地安全利用集成技術治理效果，要求示范區稻米總體合格率達到85%即視為技術措施有效。檢測結果表明，根據各示范區的水稻樣品合格率高于85%，可以認為“葉面阻控+水分調控”“葉面阻控”技術措施使該區域鎘污染稻田實現安全利用。“葉面阻控+水分調控”技術措施（示范區1、4）的平均樣品合格率為89.29%，“葉面阻控”技術措施（示范區2、3、5）的平均樣品合格率為86.05%，說明“葉面阻控”“葉面阻控+水分調控”技術降低稻米鎘含量效果明顯，“葉面阻控+水分調控”技術措施的效果優于“葉面阻控”技術措施的效果。

總體而言，安全利用集成技術示范區總的樣品合格率為87.32%，“葉面阻控+水分調控”“葉面阻控”安全利用集成技術降低鎘污染稻田的稻米鎘含量效果明顯。

4 建議

本項目在示范區應用的“水分調控+葉面阻控”“葉面阻控”等技術措施，缺少多層次的技術組合，缺少施用參數優化及模式優化。為此，提出以下建議。

4.1 進一步優化安全利用技術參數

1）篩選更多的適合當地的重金屬低積累水稻品種。2）針對堿性條件下砷超標風險增加的情況，應選擇中性土壤調理劑，優化其施用參數。3）進一步選出降鎘效果更好的葉面阻控劑，確定其無人機施用參數和施用時期，以提高降鎘的效果。

4.2 制訂安全利用技術模式的實施規程

在獲得各安全利用技術最優施用參數后，應結合當地土壤理化特征和氣候特點，制訂安全利用技術模式的實施規程，提高其可操作性，以利于大面積推廣應用。

4.3 加強宣傳和培訓

加強宣傳和培訓，使農戶真正掌握并在日常耕作中自覺應用相關技術，真正做到全面保障稻米的質量安全。