学者：株洲“VIP”修复重金属污染耕地的思考

        株洲日报5月16日的文章“株洲“VIP”修复治理重金属污染耕地”报道了用VIP试点示范是今年耕地修复治理的一项重要措施。

        其中，V是指“品种”等生物措施，I是“灌溉”等农业措施，P是指调整“PH酸碱度”，即通过生物、农业措施和环境改善来达到生产合格产品的目标。

        文章认为“选用低镉品种，改良灌溉方式，调整pH酸碱度，株洲的耕地修复治理试点工作已经做出了成效。”。

        有几点在此商榷。

         1. 关于低镉品种。低镉吸收特征的品种的确是存在的，但全世界现在能推得开的目前只有加拿大的小麦品种（Durum Wheat）。小麦生长在旱田环境，土壤条件随时间不怎么变化，这个推广是成功的。但水稻的生长环境随着中干排水等耕作土壤条件变化很大，至今没有见到过有低镉水稻品种得到大面积推广的报道。

        我们也尝试品种筛选试验多年，得到的结果是早稻显示低镉的品种在晚稻种植时往往不表现同样特性。同样地，地块甲表现出低镉吸收特征的品种在地块乙难以表现出同样的特性，显示出水稻品种随气候和不同土壤性质而变化的不稳定性。

        品种与水分管理的方差分析表明，水分管理对稻米镉吸收的控制占90%的贡献率，而品种只有10%。因此推广低镉水稻品种只能谨慎乐观，同时在实际大面积推广上，水稻产量，米质口感也需要适当纳入考虑。

        水分管理对稻米镉的含量控制上有着极其重要的作用，我们的试验同样表现出这个结果。日本在痛痛病发生后一直将水分管理作为有效的降低稻米镉的措施着力推广，到2007年其实施面积达到近60万亩，其做法是在水稻抽穗前后各三周保持田面2-3厘米的水层，在水源供应困难的地方，也要力争在抽穗后10天保持有效的水层。

        利用水层降低稻米镉的原理是水稻在生殖时期根系所吸收的镉容易直接进入籽粒中，而保持田面水层将有助于土壤呈现还原特征，在氧化还原电位在-130mV的条件下，土壤中的镉将主要以硫化镉(CdS)这一难容的物质存在，难以被水稻根系吸收，从而起到了降低稻米镉含量的效果。

        在土壤条件变化的情况下，这个反应将在4天内发生逆转。(参考我2013-08-03 的微博)。同时，重金属在土壤中的移动性很差，如果说秋后浸泡农田，“使土壤中的重金属沉淀在土壤底层”，实际上难以成立。

        事实上，由于重金属主要吸附土壤的粘粒（粒径<0.0002毫米）上，随着犁田耙田，粘粒上浮而后以泥浆形式沉积在土壤表层。有试验表明，土壤表层数毫米的镉含量可以高于土壤下层一倍以上(参考我2013-7-4 的微博)。

        “在水稻移栽前，农业部门还会在水田里施用石灰，提高土壤的pH值”。的确，提高土壤pH对降低土壤镉的有效性进而降低镉的水稻吸收有着很大的作用。但土壤中的酸不仅有活性酸，还有大量的潜在酸，要调节酸碱度达到预定的pH值，必须很仔细计算石灰需要量；而且对于镉的吸收控制，土壤pH值需要在6.5或者以上才有明显的效果。如果治理匆忙上马，而没有做好这些前期工作，则效果难以达到预期。

         另外，在石灰施用来降低稻米镉的措施中，还需要考虑的是水稻的喜铵特性，水稻吸收铵离子（NH4+）时为保持其体内的电中性，根系会分泌出氢离子(H+)因此其根土界面将呈现酸性特征。

        虽然稻田有大量的水起到稀释作用，但总体上根表明的pH会低0.3个pH单位左右，同时重金属在土壤中的移动能力有限，水稻吸收的镉主要在这个根际环境范围内的镉，因此石灰效果变动较大。

        日本于1971年在20个都县的28个区域开展石灰施用等降镉的大田示范试验，施用石灰15-200公斤/1000平方米不等，其效果是糙米镉降低达到60%以上只有2处，40-60%的6处，20-40%的8处，0-20%的8处，反而增加的有4处。因此认定石灰降镉有困难，不能作为主要治理措施，而只能作为辅助手段。

        无疑，株洲“耕地修复治理试点”无疑是值得赞赏的，但要说“工作已经做出了成效”则需要拭目以待。

        （作者系广东省生态环境与土壤研究所研究员）