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                        低镉育种给食品安全撑把伞

                        2015-01-19 09:05 | 作者: 农民日报 | 标签: 低镉育种

                        万物土中生,有土斯有粮。但是在快速发展中,我们的土地母亲却面临着重金属污染等种种问题,不但破坏了生态环境平衡,而且给农产品质量安全带来很大危害。特别是重金属镉,几年来被频频曝光,让人们“谈镉色变”。目前,可持续发展的理念深入人心,耕地质量提升行动正在加紧推进,不过,治理土壤镉污染也是一个长期复杂的过程,当前有没有一种更为有效的方式来为人们“舌尖上的安全”撑把伞呢?答案就是低镉育种。 ——编者

                        “水稻籽粒镉积累程度在不同品种间存在很大的差异,筛选一批籽粒镉积累相对较低的水稻品种,积极引导农民种植低镉水稻品种,是解决稻米镉污染的重要途径,对稳定发展水稻生产意义重大。”湖南省农科院水稻所副所长张玉烛说,“目前,项目组已经从251个已经审定的水稻品种中初步筛选出了‘湘早籼32号’、‘株两优819’、‘湘晚籼12号’和‘湘晚籼13号’等4个低镉品种,这些品种在湖南已种植了几百万亩,未来几年还将有几个全新的水稻和蔬菜品种投入实际生产。”

                        当前,土壤重金属污染已经是一个不能不正视的问题。受工业“三废”、城市垃圾污染、畜禽粪便堆积等影响,我国耕地污染面积较大。据环保部调查,目前受污染的耕地约有1.5亿亩,耕地质量堪忧,主要是重金属和有机物污染。耕地污染不仅导致土壤理化性状变差,影响作物发育,降低耕地生态功能和生产能力,而且在土壤中积累、在作物中残留,也影响农产品质量安全。

                        几年前,湖南的“镉大米”事件曾经震惊一时。全国约有60%的人口以大米为主食,“镉大米”事件暴发之后,相关地区的有些市民“封杀”了本地大米,改为选择价格相对偏高的东北大米或者进口米,更有甚者将水果和蔬菜也算到了“封杀”之列。

                        在去年底的中央农村工作会议上,转变农业发展方式成为一个重要的主题,人们强烈地意识到,必须由过去相对粗放的发展方式,转向可持续发展;必须对耕地质量进行“挽救式”?;?,把重金属超标的污染耕地治理好、?;ず?,实现资源的再生与更新。

                        以镉为例,据了解土壤镉污染危害程度取决于土壤中镉总量及其生物有效性、环境-生物系统特别是环境-植物系统的迁移转化以及生物对镉的积累程度。镉及其化合物具有相对较强的水溶性和脂溶性,在土壤有很强的迁移能力,具有很强的生物活性,有向生物体积累的趋势。因而,开展粮食作物收获部位低镉积累品种的筛选和降低粮食作物镉吸收积累的农作技术措施研究意义重大。

                        “镉污染是有应急解决办法的,选育低镉品种就是行之有效的措施。”就当人们“谈镉色变”的时候,湖南省镉低积累农作物品种筛选与选育科技攻关项目首席专家、湖南省农科院党委书记柏连阳的话可谓一剂强心针,引起了人们的高度关注。

                        据悉,根据农业部、财政部对湖南重金属污染耕地修复及农作物种植结构调整试点工作整体部署,和湖南省委省政府关于进一步加强该省试点工作中科研协作攻关要求,去年启动了“湖南省镉低积累农作物品种筛选与选育项目”。该项目由省农科院牵头,联合了中科院亚热带农业生态研究所等58家单位,拟筛选和选育一批镉低积累作物品种,进一步探明相关农作物对镉的吸收规律和机理,为治理稻田镉污染提供科技支撑,最终达到全面控制稻田镉污染的目的。

                        “研究发现,在中、重度镉超标土壤种植的西瓜、葡萄、猕猴桃,其果实的镉含量都低于国家标准;在镉重度超标耕地种植的桑树、苎麻生长良好,并筛选了一批镉高积累的桑树、苎麻品种,且桑叶作为饲料的镉含量远低于饲料卫生标准中镉的含量值。”柏连阳说,“在推广镉低积累水稻品种的同时,加快农作物的结构调整,进行低积累农作物替代种植也不失为治理镉等重金属污染之道。”

                        治镉有方:多管齐下寻求突破

                        湖南省镉低积累农作物品种筛选与选育科技攻关项目首席专家、湖南省农科院党委书记柏连阳介绍,通俗来说,治理镉主要有“拿出来”、“钝化”、选育镉低积累农作物品种3种方式。

                        所谓“拿出来”,即将镉从土壤中提取出来,这是治理镉污染的根本性方法,但难度较大。治理方法主要有物理、化学和生物法3种。

                        生物法,即种植油菜、苎麻等对镉吸附能力强的植物,将镉吸附出土壤。但这种方法存在两个弊端,一是吸出来的镉仍留在植物中,可能以其他形式回到土壤;二是生物法吸收效率低,见效慢。

                        相对生物修复,物理和化学修复见效更快。柏连阳透露,由国家“千人计划”专家奉向东研发的“森美思”技术,运用纳米技术吸附土壤中的镉并资源化,已在衡阳某地进行了试验,从目前看效果不错,能将土壤中的活性镉拿出来80%再变成镉资源。

                        所谓“钝化”,则指当镉不适于从土壤中“拿出来”时,就让其活性降低,使其不利于作物吸收。我国已大力研发土壤调理剂“钝化”技术,即通过提高土壤ph值,来降低土壤中镉的活性。研究表明,ph值每升高一个单位,重金属镉的活性就可降低10倍。据悉,土壤调理剂的使用,可基本解决中度、轻度镉污染土地的农作物镉吸收问题。

                        第三则是镉低积累农作物品种的筛选与选育,也是解决之道。

                        阶段成果:稻米镉含量降三成

                        湖南“镉大米”事件后,国家在长沙、株洲和湘潭(以下简称长株潭)3市投入了10多亿元资金,开展170万亩土壤治污试点项目,该项目被视为国家修复治理重金属耕地的探路之举。据了解,该试点根据污染轻重程度将土地划分为3类,包括污染较轻的“达标生产区”、中度污染的“管控生产区”以及严重污染的“替代种植区”。

                        如今,治理阶段性成果已经出炉。不久前,湖南省人民政府网公布《2014年湖南省农业委员会重点工作完成情况公示》,公示内容显示,长株潭3市19县(市、区)耕地试点修复工程取得初步成效。从早稻分析结果看,达标生产区、管控专产区、替代种植区早稻达标(米镉≤0.2mg/kg)的比例分别提高了53.1%、44.8%、20.3%,可使早稻米镉含量平均降低3成左右。推广低镉水稻品种、施用“金无踪”生物菌肥制剂等对早稻米镉含量降低以及对土壤的修复也有明显的效果。

                        湖南省农业厅一位官员表示,上述农业委员会公布的早稻检测结果,是针对去年7月中下旬采样的稻谷分析所得,目前已经完成了早稻和晚稻的采样工作,在试点收集采样之后,将把样本移交专业检测机构,检测结果由农业部、财政部公布。

                        农民撒石灰降低土壤镉活性

                        湖南省株洲市茶陵县是产粮大县,也是震惊全国的“镉大米”的“重灾区”。

                        2014年的秋日里,茶陵县思聪街道华隆村绿油油的晚稻田长势喜人。农户老刘正戴着口罩,往稻田里撒石灰。

                        老刘说,石灰能杀虫、杀菌和疏松土壤,在20年前,种水稻都是要撒石灰的,后来大家偷懒,就没有人撒了。

                        当年5月开始,镇上的农技站给每位农户配发4袋50公斤的石灰,让他们撒在稻田里。起初农户们都不愿意撒,因为把100斤石灰均匀地撒到一亩地里要整整一天,并且还不能戴手套,因为“戴手套撒不均匀”。

                        “一天下来,手都被石灰烧破了一层皮。”老刘说,“如果请人来撒,一天的人工费还要100元。”直到农技员告诉老刘,这样做是为降低稻田酸性,种的水稻重金属含量低,老刘的积极性才高了些。

                        “以前庄稼人都不知道镉是啥玩意,2013年该地区的大米经过镉风波,才知道田里种的水稻重金属超标。”老刘说,“那时水稻5毛钱一斤都没人要,后来只好卖去做猪饲料。”

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                        镉为何物?镉,一种有光泽银白色重金属,原子序数48,化学符号Cd,为已知的Ⅰ类人类致癌物。镉从何处来?

                        遍地开花的开矿、加工等行为,使得原本以化合物形式存在的镉,通过废水排入沟渠河流,再通过灌溉进而污染农作物,水稻是典型的“受害作物”。镉之危害?

                        长期食用“镉大米”或其他含镉的东西,容易造成慢性镉中毒,它的症状被命名为“痛痛病”。研究表明,痛痛病主要是由镉对肾脏和骨骼的破坏造成的。

                        研究成果

                        同田种植,不同品系水稻的糙米含镉量差别大

                        云南省农业生物技术重点实验室对40份来源不同杂交组合的育种高代水稻品系同田进行种植,收获后测定其糙米的镉含量,结果表明,不同品系之间存在显著差异,其中镉含量最低的为0.008毫克,最高的达到0.073毫克。

                        水稻籽粒重金属积累量存在显著的基因型差异,因而,可以通过筛选和培育低重金属积累的品种达到生产安全稻米的目的,从而为轻、中度重金属污染土壤上持续生产安全稻米提供一条经济、有效的途径。

                        ——摘编自《水稻镉积累基因型差异及其对镉胁迫的反应》

                        不少的水稻基因型品种铅、镉、砷的含量很低

                        通过对239份源于不同地区的不同水稻基因型品种进行同地繁殖,测定其精米的铅、镉、砷等微量元素含量和氨基酸含量,结果显示,精米中铅、镉、砷含量存在极显著的基因型差异,有不少的水稻基因型品种铅、镉、砷的含量很低,说明在已掌握的水稻资源中,通过遴选低铅、低镉、低砷的水稻品种,从而缓解环境污染给人带来的危害,是切实可行的。

                        ——摘编自《水稻镉积累基因型差异及其对镉胁迫的反应》

                        小麦对镉的积累浓度可能高于土壤中的镉浓度

                        小麦很容易从土壤中积累镉导致面粉品质下降,进而危害人健康。试验结果显示,小麦对镉的积累浓度可能远远高出土壤中的镉的浓度,由此可推测,即使在污染不严重的土壤环境中,小麦籽粒镉的含量也可能超出世界卫生组织(WHO)提出的0.2毫克的安全食用上限,从这个角度上看,选育出低积累品种推广应用势在必行。

                        ——摘编自《小麦基因型间籽粒镉积累及低积累资源筛选》

                        来源:农民日报

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