重金屬超標農田安全生產保障技術

糧食作物禁產、限產和宜產農田的劃分

科學合理的規劃是農田土壤安全利用和糧食安全生產保障的重要手段。對于重度污染農田土壤，禁止從事糧食作物生產，并制定相應的污染土壤修復計劃與實施方案；對于中輕度污染農田土壤，合理布局糧食作物，避免糧食可食部分重金屬超標，實現污染農田的安全利用；對于清潔農田土壤，加強監控，維持其正常糧食生產功能。

因此，從農產品安全角度，將農田土壤劃分為禁產、限產和宜產區域，可為重金屬超標農田土壤的安全生產提供保障。

重金屬低積累糧食作物品種的篩選

不同作物和同一作物不同品種或基因型，在對重金屬的吸收和積累上存在很大差異。目前，國內外對重金屬低積累糧食作物品種的篩選已有較多的報道，但這些作物對重金屬低積累的機制還不明確。當前實施的“十三五”國家重點研發計劃“七大農作物育種”重點專項和現代農業產業技術體系項目，都有涉及該方面的研究內容。

蔣彬等研究發現，239?份常規稻水稻品種對?Cd、Pb?和?As?的累積量存在極顯著的基因型差異，并篩選出了一系列重金屬低積累的水稻品種。秀水?519?和甬優?538?是?2?種低?Cd?和低?As?積累的水稻品種。水稻對重金屬的低積累特性與其重金屬耐性基因相關，如有研究發現水稻?Cd?抗性基因?OsPCR1和調控基因表達的小分子miR166?與籽粒?Cd?積累密切相關。而有關小麥和玉米重金屬低積累品種的篩選工作，當前還鮮有報道。因此，需要深入挖掘糧食等作物的遺傳基因，篩選并培育對重金屬具有低積累的作物品種，發揮作物自身對重金屬遷移的“過濾”和“屏障”作用，保障中輕度重金屬污染農田土壤糧食的安全生產。

重金屬鈍化阻隔技術的研發

鈍化阻隔技術是指向重金屬污染土壤中添加一種或多種鈍化材料，包括無機、有機、微生物、復合等鈍化劑，通過改變土壤中重金屬的形態和降低重金屬活性，從而減少糧食作物對重金屬的吸收，以達到污染土壤安全利用的目的。

常用的無機鈍化劑主要包括含磷材料、鈣硅材料、黏土礦物及金屬氧化物等，這類鈍化劑在重金屬污染土壤中的應用最為廣泛，主要通過吸附、固定等反應降低重金屬的有效性。有機鈍化劑主要有秸稈、畜禽糞便、堆肥和城市污泥等，有機物料通過對重金屬的絡合作用降低其有效性。微生物鈍化劑是一些能改變土壤重金屬價態和吸附固定重金屬的微生物，目前報道的有硫酸鹽還原菌和革蘭氏陰性細菌等，但這方面的工作大多集中于機理研究，涉及應用的研究還較少。

由于不同鈍化劑對不同類型重金屬的鈍化效果存在一定的差異，并且土壤重金屬污染常常是復合污染，單靠一種鈍化修復產品難達到預期效果，因此復合鈍化劑的研發和應用是農田污染土壤安全利用的重要發展方向。

此外，新型鈍化劑如生物質炭和納米材料的研發備受關注，如生物質炭可通過離子交換、表面絡合和吸附沉淀等作用來降低重金屬生物有效性；納米羥基磷灰石可通過吸附固定作用顯著降低土壤中重金屬的有效性，且鈍化效果好。但是，這些鈍化材料生產成本較高，可能也存在一定的環境風險，因此亟須研發低廉、高效、環境友好的土壤重金屬污染新型鈍化產品。