中国农科院微信公众号
农科专家在线微信公众号
MENU
当前位置: 首页» 新闻中心» 媒体报道

[中国科学报]毒地结出“干净”粮

中国农科院科技创新工程协同创新项目周年回访

【字体:

湖南,稻米之乡。它是全国水稻第一大省,每年这里的水稻产值占全国总量的十分之一。

湖南,毒地之痛。2013年轰动全国的镉米事件,将湖南的水稻种植业推到了悬崖边上。

“稻花香里盼丰年,怎奈毒地一片。”对于湖南这样一个水稻大省而言,土地与粮食之间似乎存在天然的矛盾。人们离不开水稻,它是维系生存的根本。然而,重金属笼罩下的土地却让延续了千百年的农事生产愈发难以为继。

一场粮食争夺战正在这片土地上打响。2015年,由中国农科院主持的“我国南方地区稻米重金属污染综合防控”项目正式启动,向重金属污染这一世界性难题发起了挑战。

如今,一年已过,在科研人员的联手努力下,这片毒地终于收获了“干净”的粮食。

成立联合行动组

在湘潭市农科所的水稻田试验区中,立着一块很惹眼的牌子。上面林林总总地罗列着一大串跟重金属污染有关的各类信息,不熟悉情况的路人总会下意识收住脚,神色凝重地看上两眼。

这样的景观并不奇怪。在湖南,重金属污染牵动着每个人的心。除了土壤重金属本底值较高的先天因素,近几十年的工业化浪潮也加重了土地的负担。尽管科学家们想过很多办法,但这块顽疾始终如梦魇般挥之不去。

“过去进行重金属治理,都是各家单位在单打独斗,没有形成合力。中国农科院开展的科技创新工程协同创新项目,打破了过去那种单打独斗的局面,各领域的科学家携手攻克难题。”作为该项目首席科学家,中国农科院环保所研究员刘仲齐已和重金属打交道多年,但如此大阵仗的联合行动,他还是第一次见到。

刘仲齐手里的任务书上,列出了11项不同方面的研究内容,这些任务分别由农科院下辖的7个科研单位共同承担,最终实现对重金属污染的联合治理。

不仅如此,联合行动组还是一个十分开放的平台,协同创新项目的参与成员并不限于农科院系统内部。“我们的最终目标是保障南方地区稻米数量与质量安全,因此只要有好的想法和技术,无论是高校、科研院所还是企业,都可以拿到我们的平台上开展试验。”刘仲齐介绍说,目前示范基地内已进驻南京农大、湖南农大等15个科研团队,包括重金属修复企业9家。

寻找镉转运路线图

尽管重金属污染治理以土壤为核心,但在协同创新项目组中,并非所有人的研究都是冲着土壤去的。

“稻米镉超标绝不仅仅是土壤本身的问题,我们需要知道这些重金属是如何进入植物体内的。”刘仲齐及其团队成员发现,水稻体内广泛存在的非选择性阳离子通道,是影响大多数水稻品种镉吸收转运的关键环节。

刘仲齐解释说,负责被动运输的阳离子通道就好比城市里的公共交通工具,谁都可以使用;负责主动运输的离子泵则像是私家车,只有特定的离子才能使用。这一发现为揭示镉在水稻体内的生态毒理过程提供了关键依据。

研究显示,阳离子通道对水稻幼苗根系镉积累量的贡献率为38.8%~53.5%,对地上部镉积累量的贡献率可高达93.5%。

刘仲齐告诉《中国科学报》记者,重金属污染治理应以调动水稻本身的防控机制为基础,不能只是控制某个单一通道,要加强公共通道的安保措施。

发现这条路线后,科学家们又想出了遏制重金属污染的三道关卡。

比如,在地上部分,使用以调控阳离子通道为核心的叶面调理剂,把植物营养体里面的镉控制住,不让它往籽粒里面继续扩散。在地下部分,从根系微生物的层面使用一些产品,让进入根系的镉不再向植物叶片里面转运。最后,通过在土壤里面添加一些肥料和灌溉措施,降低镉从土壤进入植物根系的比重。

“排毒”只为还净土

如果说刘仲齐团队的研究是琢磨着如何防止镉进入植物体内,那么中国农科院麻类所研究员王玉富的研究则恰好相反。用他的话说,自己的工作是给土地“排毒养颜”。

“麻类植物对镉都具有很强的富集能力,是镉污染土壤的良好修复植物。同时,亚麻可以冬季种植,在重金属污染调控区和水稻轮作,不会影响水稻的生产。而在那些高污染区域,可以直接用麻类植物代替水稻。”王玉富说。

不仅如此,王玉富表示,这些地区种出的麻,符合国家对于纺织品的标准,不会对人体造成任何伤害。

与王玉富一样,中国农科院农产品加工研究所研究员郭波莉也是一个擅长“排毒”的人。

在协同创新项目中,郭波莉开展了关于稻米安全加工的技术研究。该研究不仅确定了水稻籽粒中镉元素的富集部位,而且明晰了不同碾米时间和碾米精度对精白米中镉含量的影响,以及镉元素在稻米籽粒不同营养组分中的分布,最终证明蛋白质是稻米中镉元素最重要的结合物质。

“我们开发出了一种新型脱镉米制品—脱镉再造米工艺。通过这项技术处理过的稻米,其镉含量完全符合国家标准。”谈及一年来的工作成果,郭波莉难掩心中的兴奋。

“这是中国农科院科技创新工程启动的第一个区域发展类协同创新行动,也是中国科学家向重金属污染的郑重宣战。”在座谈会上,中国农科院党组书记陈萌山又提起了立在试验田边的那块牌子:“我们的牌子不是立在那里给别人看的,而是要把协同创新真正落到实处,还农民一片‘净土’。”

《中国科学报》 (2016-07-21 第4版 综合)
TOP