吉林省受污染耕地治理修復技術探析

摘 要 耕地污染治理修復是保障耕地資源永續利用、農產品食用安全和國家糧食安全的關鍵措施，也是推進農業高質量發展的重要工作。為給受污染耕地的治理修復工作提供有益參考，結合吉林省受重金屬污染耕地治理工作的實踐，介紹該項工作采用的主要技術措施，包括品種調整、種植結構調整、葉面調控技術及使用土壤調理劑等。

關鍵詞 受污染耕地；重金屬；治理修復技術；吉林省

中圖分類號：X53 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.01.011

吉林省是農業大省，是我國重要的商品糧生產基地。吉林省耕地面積大，黑土地等優質耕地資源豐富，擁有發展現代農業的資源稟賦。但隨著工業發展、病蟲害防治技術更新等，部分對農作物和人體健康具有危害的重金屬元素進入耕地土壤，造成了耕地土壤重金屬污染，并導致農產品重金屬污染物含量超出安全標準。目前，吉林省耕地土壤質量總體良好，但局部存在污染問題。《吉林省“十四五”推進農業農村現代化規劃》提出，要“繼續落實受污染耕地安全利用和嚴格管控措施，有序提高受污染耕地安全利用率”[1]。在治理工作中，相關部門和工作人員要根據受污染耕地的實際情況，科學選擇適用的治理修復技術，降低土壤中的重金屬有效活性及含量，確保農產品質量安全。

1" 修復現狀

近年來，吉林省按照農業農村部和生態環境部相關工作部署，圍繞受污染耕地治理修復開展了大量工作，并取得了顯著成效。2020年底，吉林省農業部門完成60個縣（市、區）的耕地質量類別劃分，將該省耕地劃分為優先保護類耕地、安全利用類耕地及嚴格管控類耕地；并根據污染物種類、分布、濃度等特征，針對不同耕地分門別類地制訂了修復方案，確定了相應的技術方案。2020—2022年，吉林省38個有受污染耕地管控任務的縣（市、區），安全利用類和風險管控類措施100%落地[2]。吉林省農業環境保護與農村能源管理總站統計數據顯示，2022年該省受污染耕地安全利用工作中，安全利用類耕地落實農藝調控類技術措施占比84.10%，土壤改良技術措施占比0.14%，微生物修復等其他措施占比15.76%；嚴格管控類耕地落實種植結構調整占比18.64%，耕地利用變更為非耕地占比5.64%，土壤調理劑等其他措施占比71.47%。受污染耕地治理修復工作的有效開展，為吉林省耕地保護利用、增加糧食產量、推進“千億斤糧食”工程做出了積極貢獻。

2" 修復技術

在受污染耕地治理修復工作中，吉林省農業部門主要采用了品種調整、種植結構調整、葉面調控技術及使用土壤調理劑等措施，針對不同類型的受污染耕地進行治理。在實施過程中，需要注意各項技術的操作流程和要點，確保治理修復效果。

2.1" 品種調整

2.1.1" 原理

品種調整屬于受污染耕地土壤植物修復技術。品種調整治理修復受污染耕地土壤的原理是利用同一種類作物的不同品種間對重金屬積累存在的顯著差異，以低積累作物品種替代高積累作物品種，降低作物生長、產量的受影響程度，并抵制重金屬進入食物鏈或減少進入食物鏈的量，進而降低可食用部位受污染的風險。目前，品種調整已經成為受污染耕地安全利用的重要措施之一[3]。

2.1.2" 技術關鍵

該措施的關鍵是篩選重金屬低積累作物品種，尤其是要篩選出可食用部位對重金屬吸收少、積累少的作物品種。目前，吉林省針對受污染耕地的實際及適生主栽農作物，篩選出多種特定條件下重金屬低積累的作物品種。其中，玉米品種有吉單953、翔玉998、天育108、天育918、吉單63及優旗698等；水稻品種有吉大319、吉大188、吉農大667、吉粳830、宏科181、長樂520及中科發5號等。在治理實踐中，要抓好作物撫育管理，耕種中嚴禁使用帶有污染物的農業投入品，防止造成新的污染，降低修復效果。

2.1.3" 適用范圍

品種調整措施適用于輕、中度重金屬污染耕地土壤的治理修復。開展治理修復工作的地區，應根據當地自然條件選擇生長習性、熟期適宜的品種替代高積累作物品種或普通品種。品種調整措施對環境友好，且成本較低、易于操作，但對受污染耕地土壤的修復周期較長，輕度污染的地塊一般需3～8年時間。

2.2" 種植結構調整

2.2.1" 原理

種植結構調整屬于受污染耕地土壤植物修復技術。種植結構調整修復受污染耕地土壤的原理是利用不同作物種類間拮抗重金屬毒性的差異，使用拮抗重金屬毒性的作物種類替代不拮抗重金屬毒性的作物種類，實現對受污染耕地的安全利用，并借助拮抗重金屬毒性作物的吸收、修復作用，實現受污染耕地土壤的治理。

2.2.2" 技術關鍵

該措施的關鍵是對拮抗重金屬毒性的作物種類進行篩選，并確定適宜土壤治理區域種植的作物品種。以鎘污染水田土壤的治理修復為例，在采用品種調整措施仍無法保證農產品質量安全的情況下，可改種拮抗重金屬毒性的旱地農作物或果樹，以實現對受污染耕地的安全利用。目前，可替代水稻在受污染耕地上種植的旱地農作物有玉米、大豆、花生、向日葵等。玉米、大豆、向日葵等作物體內，鎘的富集部位主要是根、莖、葉，籽粒中鎘的含量基本在食用安全標準以內[4-6]。尤其是重金屬低積累的玉米品種，鎘在秸稈中的含量高于籽粒20倍左右[7]。可替代水稻且適宜種植的果樹有蘋果、梨、葡萄等。這些果樹對鎘的吸收量較小，且果實中鎘的含量水平低于食用安全標準，對人體健康不存在風險[8]。但需注意的是，在種植過程中禁止使用帶有污染物的農業投入品，以免影響治理效果。

2.2.3" 適用范圍

種植結構調整措施適用于土壤全鎘濃度大于1 mg·kg-1且土壤pH值小于6.0的受污染耕地，這些耕地在采取品種調整措施無效的情況下，需要進行種植結構調整。

2.3" 葉面調控技術

2.3.1" 原理

葉面調控技術屬于受污染耕地土壤修復農藝類技術。葉面調控技術修復受污染耕地土壤的原理是通過向作物葉面噴施硒、鋅、硅等有益元素，提高作物的抗逆性，抑制重金屬從作物根系向可食用部位的轉移，從而使作物可食用部位的重金屬含量符合可食用標準。研究表明，為作物提供適當濃度的外源硒，能直接抑制作物對鎘的吸收，并減少鎘從根系向地上部位的轉運量[9]；提供外源性鋅，能改變作物體內重金屬的轉運系數，減少作物對重金屬的吸收、積累[10]；提供外源性硅，能增強作物抗性，有效緩解重金屬脅迫對植物生長的抑制作用，減少作物對重金屬的吸收，從而實現受污染耕地的安全利用[11]。

2.3.2" 技術關鍵

該措施的關鍵是使用含有可溶性硒、可溶性鋅、可溶性硅的葉面阻控劑，并根據作物種類、土壤中有效硅等元素的含量進行藥劑組合。例如，在治理有效硅、有效鋅缺乏的鎘污染稻田時，可使用含有氨基酸、鋅、硼、有機硒的葉面阻控劑，在拔節期至灌漿期噴施[12]。吉林省受污染耕地土壤治理修復中，對玉米和水稻分別采用相應的葉面阻控劑。玉米使用了硅酸鹽和硅肥2種藥劑，在玉米苗期、拔節期、大喇叭口期各噴施1次，每次每667 m2用硅酸鹽50～100 g或硅肥兌水50～100 kg，對葉面進行噴霧，有效降低了玉米對土壤中重金屬的吸收和運輸，提高了玉米的抗逆性和產量，降低了玉米植株和果實中重金屬的積累。水稻則使用“降鎘靈”葉面阻控劑（水稻型），在拔節期和灌漿期各噴施1次，每次每667 m2用500 mL，人工兌水25.0～50.0 kg噴霧，無人機兌水2.5～5.0 kg噴霧。如果耕地污染程度較重，可增加噴施次數1～2次。

2.3.3" 適用范圍

葉面調控技術適用于pH小于6.5的鎘污染酸性農田，特別是有效硅、有效鋅缺乏的鎘污染稻田。該方法簡單易行，但如果稻田土壤中砷含量超標，則不適用該技術，而應使用土壤調理劑進行治理修復。

2.4" 使用土壤調理劑

2.4.1" 原理

使用土壤調理劑屬于受污染耕地土壤化學修復技術，即化學鈍化修復技術。使用土壤調理劑修復受污染耕地土壤的原理是向土壤中添加鈍化材料，利用離子交換吸附、氧化還原等化學反應，將重金屬離子轉化為化學性質不活潑形態，降低重金屬離子的可移動性和溶解性，從而阻止重金屬離子從土壤向作物體內遷移，減少作物地上部位的重金屬積累。

2.4.2" 技術關鍵

該措施的關鍵是確定土壤中重金屬種類并選擇適合的鈍化材料，以及鈍化材料與土壤的混合比例。目前，篩選出的有效土壤調理劑主要有海泡石、蒙脫土、硅藻土、沸石、生物炭、腐植酸、石灰、硫酸亞鐵及畜禽糞便等[13-15]。土壤調理劑的使用量一般為每667 m2 100～300 kg。

2.4.3" 適用范圍

土壤調理劑適用于農藝修復無效且土壤單一污染物的污染指數大于1.5的耕地，對酸性受污染耕地土壤的治理效果最佳。在治理實踐中，要加強治理過程中對土壤指數的監測，避免因劑量過大造成二次污染。

3" 結語

受污染耕地土壤治理修復工作，事關農產品質量安全和人體健康，是耕地永續利用和農業高質量發展的重要保障。筆者介紹了吉林省受污染耕地治理修復所采用的主要技術措施，包括品種調整、種植結構調整、葉面調控技術及使用土壤調理劑。在實施治理修復措施時，所使用的投入品要符合相關標準的規定，禁止使用重金屬超標的投入品和不符合規定的肥料，避免對作物產生不良影響和二次污染，為耕地保護和農業可持續發展提供支持。

參考文獻：

[1]" 吉林省人民政府辦公廳.吉林省人民政府辦公廳關于印發吉林省“十四五”推進農業農村現代化規劃的通知[EB/OL].（2021-12-28）[2023-12-22].http：//agri.jl.gov.cn/zwgk/fzgh/202305/t20230505_8702006.html.

[2]" 林天天.吉林省開展受污染耕地安全利用技術培訓[EB/OL].（2023-12-15）[2023-12-22].http：//agri.jl.gov.cn/xdny/nyhb_98540/202312/t20231215_885 2051.html.

[3]" 李旭，晁贏，閻祥慧，等.植物修復技術治理農田土壤重金屬污染的研究進展[J].河南農業科學，2022，51（12）：10-18.

[4]" 田帥，丁永禎，居學海.玉米對重金屬脅迫的響應及其在植物修復中的應用[J].安徽農業科學，2009，37（5）：2208-2210.

[5]" 劉俊華，薛澄澤.土壤中鎘對玉米和小麥的影響[J].環境雜志，1993，9（3）：31-33.

[6]" 張守文.重金屬Cd污染土壤的植物修復研究[D].楊凌：西北農林科技大學，2009.

[7]" 焦位雄，楊虎德，馮丹妮，等.Cd Hg Pb脅迫下不同作物可食部分重金屬含量及累積特征研究[J].農業環境科學學報，2017，36（9）：1726-1733.

[8]" N J Y， K L X， L Z X， et al. Assessing the concentration and potential health risk of heavy metals in China's main deciduous fruits[J]. Journal of Integrative Agriculture，2016，15（7）：1645-1655.

[9]" 林志強，陳杰，湯倩.硒提高植物拮抗重金屬毒性的研究進展綜述[J].農業開發與裝備，2021（12）：129-130.

[10] 陳美鳳.鋅硒對鎘脅迫水稻生長及鎘積累的影響[D].貴陽：貴州師范大學，2021.

[11] 王會方，於朝廣，王濤，等.硅緩解植物重金屬毒害機理的研究進展[J].云南農業大學學報（自然科學），2016，31（3）：528-535.

[12] 張芳.加快推進受污染耕地安全利用技術與措施初探[J].河南農業，2021（7）：20.

[13] 候月卿，趙立欣，孟海波，等.生物炭和腐植酸類對豬糞堆肥重金屬的鈍化效果[J].農業工程學報，2014（11）：205-215.

[14] 溫鑫.有機-無機復合鈍化劑修復鎘污染土壤研究[D].成都：西華大學，2020.

[15] 劉針鈴，李取生，李慧，等.氧化還原電位交替變化-淋洗去除灘涂中重金屬[J].環境科學與技術，2014，37（3）：194-199.

（責任編輯：劉寧寧" 敬廷桃）

收稿日期：2023-12-07

作者簡介：呂雯迪（1992—），本科，工程師，主要從事農業環境保護與治理。E-mail：1500118960@qq.com。