7月，湖南省湘潭县杨基村的水稻田结出沉甸甸的稻穗。稍显特别的是，在一片100亩田地旁边的标牌上印有二维码，用手机“扫一扫”，便可以获取土壤中重金属镉的含量等数据。这里是中国第一个针对稻米镉污染区域性协同创新项目的示范基地。通过这些数据的变化，科研人员正在试图“破译”重金属镉从土壤到根茎，再到籽粒的迁移奥秘。
自2013年“湖南镉大米”事件之后，公众谈“镉”色变，耕地重金属污染问题引起全社会广泛关注。时隔三年，湖南等地耕地重金属污染治理正在由过去的“单打独斗”发展为融合多部门、多学科的协同创新，一系列新技术、新产品诞生，并且逐步由实验室科研转向大面积推广，一场针对耕地重金属污染的战争已悄然打响。
科研技术协同攻关
经了解，这个针对稻米镉污染的区域性协同创新项目由中国农业科学院于2015年3月启动实施。经过一年多时间，项目从重金属镉污染特征与迁转规律、稻米重金属污染过程防控、末端治理、综合防控技术等四个方面开展研究，采用技术集成、新技术应用与验证示范相结合的方法，取得了很大进展。
一年多以来，项目参与人安毅博士几乎每个月都要来基地一次。他介绍，这个项目最大亮点是，它属于“开放式平台”，不论是科研机构还是企业，只要有好的技术和产品，都可以进入。“稻米中的镉到底是从哪里来的？”项目负责人、农业部环境保护科研监测所研究员刘仲齐认为，长期以来，镉污染研究大多是针对“土、肥、水、种”等不同方面的“单兵作战”，科研人员的说法五花八门。协同创新项目正是要打破不同领域的限制，来共同解决稻米镉污染防控的关键问题。事实上，“开放式平台”在互联网软件开发上广泛运用，农业领域里却算是新鲜事物。据统计，目前协同创新项目的示范基地已进驻和确定进驻的科研团队有14个，重金属治理的相关企业有9家。示范基地被划分为6大功能区，科研人员在此进行技术验证、示范、集成和创新。每个功能区的边界种植些蔬菜或作物，形成“植物围墙”，避免交叉影响。
在“技术落地适应区”50号田的展板上显示，入驻的企业提供了5种土壤修复材料，包括生物肥料、离子矿化稳定剂、土壤调理剂等。每块小田地分别对应一个“二维码”，研究人员和参观者可以方便地获取有关技术参数。在耕地重金属治理领域，类似中国农科院这样的协同创新日益成为一种常态。农业专家认为，南方地区重金属污染是一项来源复杂、机理隐蔽、极难治理的“世界性难题”。只有组织跨学科、跨部门的科研力量进行“协同攻关”，才能拿出解决问题的“系统性方案”。
治理研究进入全面收获期
尽管耕地重金属污染近年来才引起全社会关注，但相关研究工作至少已有二三十年时间。经过长年的技术积累，加上最近几年国家大力支持，耕地重金属污染治理研究正在进入“全面收获期”。
一是机理研究和技术体系有进展。中国农科院牵头的协同创新项目，一大目标正是要在基础理论有所突破。经过一年多的协同攻关，科研人员发现，重金属镉在水稻体内吸引转运不存在“专用通道”，而是通过“公共汽车”——非选择性阳离子通道，这为揭示镉在水稻体内生态毒理过程提供了依据。如果要限制镉向稻米的流动，就要提高水稻根茎叶的“安检”水平。
湖南省则在技术体系上提出了“VIP”模式，即选种镉低累积水稻品种（Variety）、改革稻田灌溉（Irrigation）模式、调节土壤酸度（pH）。湖南省农业资源与环境保护管理站站长尹丽辉介绍，根据2015年“达标生产区”“VIP”降镉技术双季稻示范片的统计结果来看，早稻和晚稻的达标率分别提高了69％和37.9％。
二是修复治理新技术和新产品有效果。长期以来，耕地重金属污染治理最普遍的方法就是粗放式的“洒石灰”。现在，越来越多的新技术、新产品涌现，而且一些技术和产品具备了可推广的应用前景。中国农科院协同创新项目已研发出了多种能有效降低稻米中镉含量的叶面调理剂、微生物制剂和生物炭产品，并正在开展大田试验。比如，科研人员利用从湘潭、湘阴等重金属污染农田中筛选得到的耐镉细菌和植物促生菌混合配伍，能促进水稻生长，同时降低稻米中的镉含量。
三是低镉品种的筛选推广有前景。中国农科院水稻所的科研人员，对全国263份水稻主栽品种进行了检测分析，发现早熟品种镉积累量普遍较低，籼粳杂交稻糙米镉含量普遍较高，粳稻镉积累整体上并不比籼稻低。最终，研究人员筛选出了10多份镉积累相对较低的水稻品种。湖南省农科院水稻所副所长张玉烛介绍，以水稻为主，目前的筛选品种还包括旱粮作物和经济作物，主要在通过国家审定的品种范围内进行，这样有利于直接推广。目前，早中晚稻分别筛选出四个表现较为稳定的“应急性低镉积累品种”，另外还有西瓜、桑树、葡萄和猕猴桃等经济作物。此外，中国农科院协同创新项目还将重金属污染防控延伸到大米加工环节。比如，中国农科院加工所的研究表明，镉元素主要是和稻米中球蛋白结合，由此开发出了一种新型脱镉米制品——脱镉再造米工艺。
研究成果逐步从实验室走向田间
参与耕地重金属污染治理研究的科学家明白，即使再“高精尖”的技术，如果成本过高、操作复杂，也不被农民接受，难以复制和推广。因此，科研人员自项目开始，就以需求为导向，注重实用性。不少研究成果正逐步从实验室推广到农民的实际生产中。上市公司永清环保在湖南长株潭（长沙、株洲、湘潭）地区开展了总计6000亩的晚稻季农田修复示范。这是湖南省第一次由企业主导如此大规模的农田修复第三方治理。目前，永清环保6000亩示范项目经过一季的修复，初步取得成功，稻米降镉率达到了60%。下一步，永清环保将总结重金属污染耕地修复治理经验，力争试点成果能在全国范围内可复制、能推广，真正确保老百姓能吃上“放心粮”。
在湘潭县河口镇双丰村，种粮大户曾建伍从去年早稻开始就采用了与往年不同的耕种方法。尤其是在田间管理时，在相关专家和当地农技人员的指导下，他开始对自己200多亩稻田搭配施用阻控剂、有机肥和绿肥。而最大的改变是大量施用石灰以及进行全程淹水管理。“尽管人工成本一年增加了好几千元，但水稻的含镉率降低了30％以上。”曾建伍说。双丰村村支书张国全介绍，全村处于“管控区”范围，生产的稻谷实行“专仓专储”。因此在收割之前，县农业局的专家会事先到农户田里进行重金属含量检测，并依据不同等级向农户发放“交粮卡”。粮库依据此卡，在实现“专仓专储”时，还能对稻谷进行溯源。
在距曾建伍的稻田十公里左右的阜康生态种植公司，不远处就是某国有大型钢铁企业，这里的1000亩耕地重金属含量超标一倍以上，已不适合种植食用作物。湘潭县农业局总农艺师扶利民介绍，政府通过补贴的方式引进园艺公司，在去年已替代种植上花卉苗木。原先的农民除了能获得每亩每年七八百元的土地流转费，还可以通过在园艺公司打工，获得每天80元左右的工钱。张玉烛介绍，为了让像曾建伍那样的种粮大户和职业农民尽快掌握相关配套技术，湖南省今年还安排了专门的培训资金，制作了统一教案。数十名科研院所的专家兵分三路到基层进行培训。“我们首先要培养一批乡镇农技骨干和村里的种粮大户，通过他们的辐射和带头作用，争取在三年时间内让绝大部分农户都掌握栽培技术。”张玉烛说。
污染治理仍面临四大困难
中国土壤环境状况总体不容乐观。环境保护部和国土资源部2014年公布的调查数据显示，与“七五”时期相比，镉的含量在全国范围内普遍增加。2014年4月，中国启动重金属污染耕地修复综合治理，并先期在长株潭地区开展170万亩重金属污染耕地首批修复试点。到目前为止，国家已投入数十亿元。
现阶段的耕地重金属污染治理还面临四大困难。
一是部分替代生产区出现了一定程度的反复。尹丽辉说，目前“治理的模式有了，框架有了”，但一定要遵循市场规律和农村实际。比如，一些替代区种植的高粱、玉米由于市场行情不好影响了农民收入，导致农民不愿继续施行替代种植，之后又开始种上水稻。“所以我们考虑是否调整政策，愿意继续替代种植的继续给予资金和技术扶持，不愿意或中断的，能否考虑休耕，或完全按重度污染来治理。”尹丽辉说。
二是地方政府的认识程度不够。对于治理工作，一些地方政府的态度是“上面安排什么就做什么，不安排的绝不主动探索”。有业内人士表示，各地实际情况带来的治理侧重的不同也是“等着上面统一甄别、总体部署”。“现在一些地方没有将主体责任揽在自己身上，认为自己纯粹就是任务的执行者。”
三是市场主体的参与度不够。不少专家认为，现阶段还未形成专业化社会化服务组织积极参与治理的局面，通过政府购买服务的方式培育市场主体的机制还未完全建立。大部分综合修复技术等要求较高的措施还是主要依靠单个的农户在实施，导致农户承担了较高的种植结构调整带来的风险。此外，还存在配套支持政策有待完善，修复产品和技术服务采购等环节有待简化，试点资金下拨延迟等问题。
四是科研单位的激励机制不完善。“对于科研机构来说，稳定的支持是最重要的。”中国农科院有关专家表示，目前个别参与团队的经费没有完全明确，不利于协同创新行动的整体推进。他们建议将协同创新任务纳入到各参与研究所的绩效考核体系中，解决好任务与奖励匹配的问题，提高参与科研人员的积极性和主动性。（白田田 史卫燕 周勉）