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【新闻】最大农科团队保卫一碗白米饭陕西珠蕨

发布时间:2020-10-18 17:32:21 阅读: 来源:防腐剂厂家

最大农科团队保卫一碗白米饭

一场不见血雨腥风的“战争”在田间地头打响了。

短兵相接的一方是号称“48号魔鬼”的重金属“镉”,它行踪隐秘且擅长潜伏,一旦通过土壤侵入稻米,对人的威胁很大。

另一方是超过史前规模的“大兵团”,这支队伍布下重重防线,试图在通往稻米的路上将“魔鬼”拦截。

这场战争被称为“南方地区稻米重金属污染综合防控协同创新行动”,对抗“魔鬼”的部队于3月29日在湖南长沙“排兵布阵”。这些保卫稻米的人,不是凶悍的士兵,而是160余名科研工作者。

这意味着,为了“守护一碗白米饭”,国内“最大农业科研团队”对镉发起“系统性”宣战。“系统性”表示战斗的形式变了:战场从实验室转移到田间,“兵团作战”将取代“单兵作战”,战期也拉长了。

科学家和镉的战斗不能停留于实验室模拟演练,“抱团作战”是最优策略

对一场战争而言,采取怎样的作战方式,取决于敌情的发展态势。

作为一员“猛将”,农业部环境保护科研监测所研究员刘仲齐,跟“镉”打交道已近5个年头。这两位“对手”的狭路相逢,正值“镉”在公众前暴露凶险面目的年份。

2011年,国内一家媒体预警了镉超标大米的“杀机”。两年后,湖南等省份频繁被曝出稻米镉含量超标,新词“镉大米”产生。

镉是一种重金属,长得一副银白色有光泽的好模样,却是高毒害物质。它在化学元素周期表中排序第48位,因而被称为“48号魔鬼”。

通过食物链条进入人体的“镉”,使出的绝招是损坏人体的肾功能,进而引发骨骼的各种病变。早在上世纪60年代,日本富山县的上千名农民因为长期吃镉超标稻米,中了镉的毒,骨头有针扎般剧痛。

水稻恰是对镉吸收较强的大宗谷类作物,对65%人口以稻米为主食的中国来说,这是个不好的消息。

上世纪70年代末期,国内已有各路“侦查员”,到镉潜伏的土壤里探查敌情。从现有的论文数量来看,身处不同科研机构、团队的研究者,近年来各自发起了不少对镉的挑战,尽管大部分是在实验室里模拟演练。

作为刘仲齐的同事,51岁的研究员徐应明早在1996年,就在实验室里和镉交上了手。

近20年过去,敌情仍在蔓延。在2014年环保部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报里,耕地土壤环境质量堪忧是令人皱眉的现实。作为污染物,镉的点位超标率为7.0%。这个数值在无机污染物名单中位列榜首。

对于稻田镉污染形势严峻这个判断,国内科研界几乎没有争议。尽管跟镉交手的方式不同,但无论是刘仲齐和徐应明,还是另一些“作战盟友”,都一致认为敌情“势头是向上走的”。

徐应明在五六年前已不满足于仅在实验室里跟镉搏斗,他将研究团队带到了田间。这位土壤修复领域的专家认为,“农民需要的是成本低、可操作的镉污染防治技术”。

更多的科研界人士意识到,科学家和镉的战斗如今已不能停留于实验室里的模拟演练,尽管那是迈向真正战场的必经阶段。在长沙启动“联合行动”时,中国农科院党组书记陈萌山说:“论文既要写在‘SCI’上,也要写在‘大地’上。”

“作战”队员们在行动目的上也达成共识,用项目负责人刘仲齐的话说,“要解决实际问题”。

身处稻田这个实际战场,摆在科研工作者面前的,是一条很长的战线。或者说,是很多条战线。刘仲齐解释,不同的区域和作物不同生长季节,“镉污染的特征和迁移转运的机制是不同的,各种污染源贡献的比例也不同”。

镉令人感到麻烦的一个地方在于,它是个看不见也摸不着的对手。刘仲齐用科学术语来概括,是“复杂性、累积性、隐蔽性”。

面对广袤的战线和行踪诡秘的敌人,单兵作战显得势力单薄。农业部环境保护科研监测所副所长周其文,以一位农业生态保护专家的身份打量战斗形势。他分析说,“过去的一些研究仅就关键环节来突破,缺少针对稻田镉污染各个环节的全面布局”。

这也道出了刘仲齐和徐应明共同的心声。“抱团作战”对他们来说,是最优的作战策略。

联合“兵团”在镉入侵的路线上,设置多道关卡和防线,发挥各自的作战优势,试图阻隔“48号魔鬼”

跟一个身在暗处的敌人交手,防守反击或许是不错的打法。

这场战争更像是科研工作者对镉的联合“阻击战”。来自中国农科院多个研究所的数支研究团队,相当于不同的“兵团”。还有些人来自农科院之外的科研单位,组成专家咨询团,类似于外援部队。

那些作为入侵者的镉,主要是通过灌溉水“瞒天过海”,渗透进稻田土壤。还有一些尾随着化肥等投放品以及大气沉降“暗度陈仓”,悄然混入农田。

联合“兵团”在镉入侵的路线上,设置多道关卡和防线。不同的兵团,发挥各自的作战优势,试图阻隔“48号魔鬼”。

重兵把守的防线潜伏在土壤这个“高地”上。一种“原位钝化修复技术”,可以通过调节土壤理化性质,以及利用吸附、沉淀、离子交换等化学反应,“擒住”土壤里的镉,或者破坏它的活性。这样一来,这个魔鬼就不能任性地从土壤攻入稻米根部。

擅长“钝化”的是徐应明带领的一支“兵团”。他们曾经在实验室里用盆栽研制“武器”——钝化剂。近年来,这个团队将这种武器带进湖南、广西的一些试验田。徐应明介绍,“取得了比较好的效果,有效性最高可达90%”。

不过,钝化技术面临的考验是“稳定性”,目前没有人能给出确切答案。“到底能稳定3年、5年还是8年呢?还要进一步跟踪监测。”徐应明说。

他的“兵团”不是孤军作战。在另一道防线上,他的盟军也在排兵布阵。刘仲齐试图在镉从水稻根系向籽粒进军的通道上安置奇兵。

他的设想是,通过喷施叶面调理剂或利用特殊的调控基因、离子通道基因等,调控叶片、茎杆等部位的离子通道活性,从而阻隔部分镉从营养体中向籽粒转运。

面对一个狡猾的敌人,战术的灵活和多元显得尤为重要。孙子兵法里有一计是“借刀杀人”,在对付镉时,也能适用。

镉再顽劣,也会在自然界遇到对手。比如,镉和钙是对冤家。农民普遍使用的一种做法是,在土壤里撒白石灰,因为石灰里含有钙元素。刘仲齐形象地解释,从土壤向植物根系里渗透时,钙会和镉抢夺通道,从而挡住一部分镉的去路。

同样的战术思想可以体现在植物修复技术上。这种技术是在稻田里栽种镉超富集植物,比如龙葵和天蓝芥蓝菜等。它们吸走土壤里的部分镉,给水稻作一道防护线。不过,在徐应明看来,植物修复技术的劣势也显而易见,比如“成效周期长、栽种成本高”。

为了“守护一碗白米饭”,还有一支“兵团”正在征战另一个“高地”——水稻本身。这支水稻所水稻品质遗传改良创新团队,正在筛选和选育镉低积累水稻品种。因为不同品种的水稻对镉的吸收能力也有差异。

虽然在水稻身上构筑防线很有前景,但这项工程很难一蹴而就。水稻品质遗传改良创新团队的领衔者邵国胜介绍,这项研究还有些基础性难题亟待解决,比如“确立镉低积累水稻品种的标准品种”和“找到快速鉴定镉低积累水稻品种的方法”。

160余名农业研究者在反“镉”统一战线上布下了“天罗地网”,但对保卫稻米来说,这仍然不够

当稻田上的反“镉”统一战线建立起来,这条战线可以拉得很长。

流向稻田的灌溉水也需要安全防线。来自农科院灌溉所的非常规水资源利用团队想贡献的“作战武器”,是消减灌溉水镉含量的灌溉技术,比如生态沟渠技术和池塘沉降技术。

在加入反“镉”统一战线之前,虽同处中国农科院系统,但刘仲齐跟灌溉所“几乎没有打过交道”。他表示,“兵团作战”的优势还包括“信息共享”。

俗话说,知己知彼才能百战不殆。面对共同敌人——镉,对于那些联合起来的科研工作者来说,他们交流的途径将不局限于学术会议或者研读论文,这有利于“盟友们”加深对彼此的了解。

战线必须覆盖到污染稻田产生的富镉稻秆。那些稻秆继续留守在田里,会带着镉重新回到土壤。如果猪吃掉了富镉稻秆,它们排出的含镉粪便,可能被农户当作有机肥施给稻田。

年轻的研究员漆新华研究的是“富镉稻秆的资源化利用”,他来自环保所农业废弃物资源化利用团队。这是另一支正在研制“秘密武器”的“兵团”。漆新华介绍,他正在探索如何“将富镉稻秆转化为高附加值化学品和碳材料”。

让人们忌惮的镉“变害为用”,目前还是理论意义上的一道延伸防线。漆新华说,“这是个比较前沿的领域,还处在研究阶段”。

160余名农业科研工作者在反“镉”统一战线上布下了“天罗地网”。但对保卫稻米来说,这仍然不够。

“农田只是引起稻米镉污染的一个环节。”刘仲齐说。换而言之,在镉入侵稻米的漫漫征途上,稻田只是它们攻城拔寨的一个城池。

镉以化合物形式存在,与人类日常生活并没有交集。它和锌矿、铅锌矿、铜铅锌矿等共生。当人们开采矿藏时,取走了锌、铅、铜等资源,也释放了镉。前者会给人带来财富,后者则有机会随着不当处置的废水废渣,流入土壤和农田,成为潜伏的杀手。

显然,农业研究者建立的反“镉”统一战线,无法延伸到农田以外的地带。至于其它环节,比如含镉工业废水废渣排放,或者超镉稻米在市场上流通,刘仲齐这些农业专家,“说不清楚”。

即使在他们熟悉的领域,这场反镉战争的胜负也一时难决,研究者们做好了“持久战”的准备。刘仲齐在介绍项目时说,“实施期限10年以上”。

身肩“守护一碗白米饭”的使命,镉也不是他们唯一的斗争对象。因为可能侵入稻米的有害重金属,不仅是48号化学元素——镉。

责任编辑:高晓川

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