农业资源中心大规模田试评估镉污染农田安全利用技术

我国农田土壤重金属污染防控具有重要意义。安全利用旨在污染（尤其是轻微污染）土壤中产出安全的农产品，是我国当前阶段农田污染的重要治理策略。《土壤污染防治行动计划》对我国的安全利用提出了明确要求与时间截点，但目前技术模式尚不成熟，大规模技术推广尚有困难。华北镉污染农田适用什么样的策略和技术模式？哪些候选技术具有可推广性？可推广的技术标准是什么？为深入研究上述问题，中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心研究员李小方团队在前期理论和实验室技术研究基础上，在华北平原某典型污灌区开展了大规模田间试验和技术推广，相关研究成果以Technical solutions for minimizing wheat grain cadmium: A field study in North China为题，在线发表在Science of the Total Environment上。

重金属不可降解，在污染治理策略上只能钝化或转移。对农田重金属污染这一特殊情境，重金属污染防控具有更大的复杂性。农田污染多以轻微污染为主，重度农田污染往往划入了场地污染治理范畴。低浓度污染一般意味着常规钝化和移除手段效率低下；农田污染面积已经超出了传统场地污染治理的技术模式，例如异位处理、钝化、植物吸收等。因此，从技术可行性和成本角度考虑，农田重金属污染防控对技术模式和具体技术均有特殊要求；此外，污染农田安全利用以农民、农业和农村问题为背景，其技术可行性须考虑农民接受度、农业生产可持续性、利益方资金来源等问题。综上，农田重金属污染防控依赖顶层设计，无法通过单一技术研发解决。研究组围绕该问题进行了多次理论阐述（李小方. 重金属污染农田安全利用：目标、可选技术与可推广技术[J]. 中国生态农业学报(中英文), 2020；Li, X. (2019). Technical solutions for the safe utilization of heavy metal-contaminated farmland in China: A critical review. Land Degradation & Development），此次田间试验是对前期理论设计的综合检验，旨在形成华北地区镉污染农田可推广技术方案。

该试验在我国华北某历史污灌区开展。试验针对不同污染风险水平的农田，采取了两种技术策略，从效果与经济成本等方面综合评价了当前主流安全利用技术（低吸收品种与土壤调理剂）的可行性，并据此提出了适合研究区域的安全利用实施方案。研究发现，重金属Cd的富集能力在小麦品种之间存在显著差异，低吸收品种在降低籽粒Cd含量的同时并未造成经济效益上的负面影响，是切实可行的安全利用技术。通过多点位拟合分析，该研究预测了低吸收小麦品种JM22推广种植的土壤镉临界值。定量结果表明，推广单一小麦品种可以零成本实现试验区80%的镉污染农田安全利用。

研究工作得到国家重点研发计划项目与河北省杰出青年基金的资助。

论文链接

不同污染风险农田中安全利用技术的可行性评价