我国农田土壤重金属污染防治与粮食安全保障

重金属农艺调控措施的发挥

农艺措施能够有效调控作物对重金属的吸收，主要包括种植重金属低积累作物、调节土壤理化性状、科学管理水分和施用功能性肥料等。对于轻度重金属污染农田土壤，淹水处理是一种较好的降低稻米 Cd 含量的农艺措施。与常规水分处理相比，淹水条件下稻米 Cd 含量下降 3.6%—26.3%。

对于中轻度污染稻田，结合水分管理与增施钙镁磷肥等措施可显著降低土壤有效态 Cd 含量和稻米对 Cd 的积累。

在重度污染区，则选择种植油菜、花生和甘蔗等低Cd 积累作物替代水稻，如此可达到安全利用的目的。也可改种棉花、红麻、苎麻和蚕桑等纤维植物，阻断土壤 Cd 进入食物链。

重金属超标农田安全利用关键环节与策略

农田重金属动态监测

国外针对大尺度污染状况调查、成因分析方面的工作较多，并建立了诸多长期动态监测系统。我国也开展了多次大面积污染调查工作，并正在开展土壤污染详查工作，但尚缺乏基于历史大数据和源解析技术的权威性农田土壤和粮食作物的污染源清单，土壤和粮食作物重金属含量的综合分析以及模型模拟方面的工作也有待加强。

2006 年，环境保护部与国土资源部组织各地环境监测站采用 GPS 定位、网格化采样方式对全国土壤污染进行调查，共采集土壤、农产品等样品 213 754 个，获得有效调查数据 495 万个，初步建立了全国土壤污染状况调查数据库和样品库。2017 年，我国新一轮土壤污染状况详查全面启动，已确定 2 万个左右国控点位布设，覆盖我国 99% 的县、98% 的土壤类型和 88% 的粮食主产区，初步建成了国家土壤环境监测网。通过粮食主产区土壤及农产品的协同监测，建立农田土壤和粮食作物重金属监测大数据平台，可以为污染土壤的分区分类管控、安全利用及修复提供科学依据。

重金属低积累作物品种资源库

不同作物类型和品种基因型，在吸收、积累重金属方面的能力存在较大差异。目前，有关低吸收水稻等作物品种的筛选研究工作较多，研究表明通过筛选低积累品种来减少作物对重金属的吸收富集是完全可行的。

由于粮食作物品种的区域特色十分明显，当前亟须建立针对不同种植区域、不同重金属元素、不同作物类型的重金属低积累品种资源库，并分类制订其栽培调控措施和田间应用规范，力保在服务农田安全利用的同时又达到高产的双赢目标。

钝化剂的市场准入

目前，市场上钝化剂类型繁多，而人们对钝化剂本身存在的无机及有机污染物或有害病原微生物等的关注却比较少。钝化剂成分复杂，如来自污泥、畜禽粪便、工业废弃物等原材料制备的生物质炭，其本身重金属含量就较高，在用于农田土壤重金属钝化修复过程中可能会造成二次污染和土壤质量退化等问题。

因此，需要明确钝化剂的使用量、使用时期和适宜区域，制定土壤重金属钝化材料的产品标准，建立农田土壤重金属钝化剂的市场准入制度，杜绝可能造成二次污染风险的钝化剂进入农田生态系统，这是正确应用钝化剂修复重金属污染土壤的前提和保障。

重金属超标农田的轮作休耕

由于对耕地资源的长期过度利用，我国部分耕地地力严重透支以及土壤污染加剧，这严重影响着我国耕地的可持续利用。2016 年，农业部等 10 部门联合发布《探索实行耕地轮作休耕制度试点方案》，将休耕制度提到了国家战略高度。休耕制度在我国是一项全新的制度安排，在确保国家粮食安全的基本原则下，科学推进耕地轮作休耕制度，是探索“藏粮于地、藏粮于技”的具体实施途径。在重金属超标区进行的轮作休耕模式，主要有改种作物和品种、改良土壤、科学灌溉、控制吸收和“VIP + n”创新污染治理模式。

然而，我国耕地资源紧张，粮食供给和粮食安全问题压力巨大，不宜对污染农田进行大面积的休耕。同时，治理性休耕制度需要完善相应的法律法规政策，需在技术支撑、资金保障、管理措施、效果评价等方面予以明确，这样才能确保休耕制度有效运转和规范实施。

高重金属含量秸秆的处置

在农田生态系统中，作物秸秆还田是秸秆综合利用和增加土壤有机质的重要途径和措施。我国当前农作物秸秆年产生量达 6—7 亿吨，直接还田的比例占 35% 以上。然而，在重金属污染农田上，作物秸秆中累积大量的重金属，秸秆还田在向土壤输入有机碳的同时，也把吸收的大部分重金属重新归还到土壤中。

因此，为了加强污染土壤的安全和可持续利用，需要结合当地产业发展，加强高重金属含量的作物秸秆处置和利用技术的研发，这对保障粮食安全生产具有重要的现实意义。

粮食安全生产保障体系与政策

保障粮食安全是一个复杂的系统工程。针对我国中轻度重金属污染农田特点，需要坚持预防为主、保护优先，管控为主、修复为辅，示范引导、因地制宜等原则，以发展实地检测监控技术为手段，以加强阻控修复技术支持为依托，形成由法律法规、标准体系、管理体制、公众参与、科学研究和宣传教育组成的农田土壤污染防治管理体系。

此外，还需尽快从制度约束、行政推动及政策扶持等方面考虑，构建土壤污染调查、风险评估、安全利用与修复等可操作的标准、规范和技术体系，保障我国农产品“从农田到餐桌”的全程质量安全。（作者：徐建明、孟俊、刘杏梅、施加春、唐先进  浙江大学环境与资源学院。《中国科学院院刊》供稿）