面向源頭污染的糧食資源綜合利用研究

摘要：本文基于糧食安全，結合我國糧食生產和供給消費情況，對面向源頭污染的糧食資源綜合利用進行研究?；诒狙芯?，提出了四種可行的綜合利用模式：其一，選擇種植對土壤中重金屬鎘的吸收能力低于常規(guī)雜交水稻的品種，緩解污染區(qū)稻谷食品安全問題；其二，根據(jù)糧食最終用途調整加工方式，降低污染物含量，防止和減少糧食浪費；其三，基于“糧飼協(xié)同”建立適用于輕度污染區(qū)的“一季青儲+再生稻”綜合利用種植模式；最后，按現(xiàn)行食品安全國家標準（鎘限量≤0.2mg/kg）和飼料衛(wèi)生標準（鎘限量≤1.0mg/kg）的要求，將不符合口糧要求、但符合飼料用量需求的，定向用于飼料轉化或單獨收儲定向使用，建立了一套飼料專用糧基地及全鏈條利用機制，優(yōu)化資源配置。

關鍵詞：糧食安全 專業(yè)糧 加工方式 全鏈條引 言

糧食是人類賴以生存的重要資源，是關乎國家發(fā)展和安全的戰(zhàn)略性物資。當前，我國部分地區(qū)土壤污染情況較為嚴峻，加之土壤是開放系統(tǒng)，只要有生產和人類活動，就會有污染物產生并進入土壤，故土壤污染的預防作用有限，徹底防治極為困難[1-2]。近年來，農業(yè)部門投入了大量資金和人力進行土壤污染治理的技術研發(fā)、處置，但周期較長，且成本較高。同時以“超標稻谷”為代表的糧食安全問題備受輿論關注，而我國某些地區(qū)因重金屬污染糧食產出比例較高，污染糧食的處置利用壓力較大，糧食安全保障任務艱巨。因此，本文針對這一亟待解決的問題，開展了面向源頭污染的糧食資源綜合利用研究，并提出了一系列可推廣模式。

一、推廣種植鎘低吸收稻谷品種

研究表明，不同稻谷品種籽粒中鎘累積能力差異巨大[3]。在四川省某土壤污染地區(qū)，開展常規(guī)雜交稻谷品種照優(yōu)544號和常規(guī)稻品種桂朝2號的對照種植試驗，結果顯示：照優(yōu)544號稻谷平均鎘含量為0.093mg/kg，桂朝2號稻谷平均鎘含量為0.058mg/kg，相比降低37.6%，降鎘效果顯著。該地區(qū)種植常規(guī)稻品種桂朝2號的所有點位鎘含量情況如圖1所示，其中符合現(xiàn)行國家安全標準的占比達到92.9%。因此，培育并推廣種植具有鎘低吸收特性的稻谷品種是當下的熱門研究方向，從源頭緩解土壤污染地區(qū)糧食重金屬超標問題，更好地滿足糧食數(shù)量安全和質量安全的要求。

在A、B兩地區(qū)同時開展調研，收集了12個不同品種稻谷樣品，礱谷脫殼制備成糙米，用石墨爐原子吸收光譜法測定糙米粉中鎘含量，結果如圖2所示，其中：A地區(qū)低鎘吸附稻谷新品種糙米鎘含量最小值為0.04 mg/kg、最大值為0.09 mg/kg、平均值為0.07 mg/kg，普通品種稻谷糙米鎘含量最小值為1.05 mg/kg、最大值為3.07 mg/kg、平均值為2.15 mg/kg，普通品種稻谷糙米鎘含量平均值是低吸附品種的30.7倍；B地區(qū)低鎘吸附稻谷新品種糙米鎘含量最小值為0.03 mg/kg、最大值為0.09mg/kg、平均值為0.04 mg/kg、普通品種稻谷糙米鎘含量平均最小值為1.33 mg/kg、最大值為1.97mg/kg、平均值為1.74 mg/kg，普通品種稻谷糙米鎘含量平均值是低吸附品種的43.5倍。

在某污染地區(qū)采集不同品種稻谷樣品，進行鎘含量的檢測，結果如圖3所示，其中：鎘低吸附水稻品種鎘含量為0.050～0.081 mg/kg，相比普通水稻對照組降低93.1%～95.8%，且均符合現(xiàn)行食品安全國家標準0.2mg/kg。同時，調研了4種鎘低吸附品種稻谷開展區(qū)域試驗情況，結果如表1所示，畝產最低為515.6 kg，最高為591.9 kg，平均畝產達568.0 kg，產量可觀①。由此可見，推廣種植鎘低吸附稻谷品種，在保障產量穩(wěn)定的同時，能夠顯著降低稻谷鎘超標風險。在土壤污染地區(qū)，尤其是重度污染地區(qū)，是保障糧食安全的有力手段。

二、面向糧食用途細化標準要求

研究表明，稻米籽粒中重金屬高度富集于皮層和胚芽，而在胚乳中濃度相對很低[4]。將30份稻谷樣品（D01～D30）礱谷脫殼制備成糙米，分取部分糙米碾磨加工為適碾精度大米，用石墨爐原子吸收光譜法分別測定糙米粉和大米粉中重金屬鎘含量，結果如圖4所示，實驗表明：糙米經(jīng)碾磨加工后，鎘含量均明顯降低，下降幅度為6.3%～23.5%，且樣品中下降幅度達10%以上的有26份，占比86.7%。顯然，糙米的重金屬高度富集于糠粉中，通過限定加工方式，提高大米加工精度，改變可食部分，可有效降低其鎘含量。

將這一規(guī)律推及其他糧食品種，對小麥制品全麥粉和普通小麥粉中的鎘含量進行測定，結果如圖5所示，研究發(fā)現(xiàn)：19份鎘含量超標小麥在磨去麩皮制成普通小麥粉后，其中17份鎘含量下降至食品安全國家標準范圍內，占比為89.5%；鎘含量下降幅度為31.4%～78.5%，通過限定加工方式，改變可食部分，可有效降低其鎘含量。

糧食中真菌毒素同樣存在相似的規(guī)律，對比8份脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）含量超標的小麥樣品磨去麩皮前后DON含量，結果如圖6所示：磨去麩皮制成普通小麥粉后，其中DON含量較全麥粉有顯著下降，下降幅度為39.8%～81.0%；有4份符合現(xiàn)行食品安全國家標準1000 μg/kg，占比為50%。

綜上所述，糧食中重金屬及真菌毒素含量隨其最終作為可食部分的不同而變化，與其加工精度呈明顯負相關?；谶@一規(guī)律，建議根據(jù)糧食產品的最終用途，調整加工方式（如加工精度等）確保成品糧符合國家安全標準。比如同一批稻谷，當作為糙米直接使用時維持當前食品安全限量指標不變，而當需要進一步加工為精米（適碾或精碾）后才流向消費市場的，則可適當調整稻谷食品安全限量指標。同理，當小麥直接以小麥或全麥粉的形式流向消費市場時，嚴格執(zhí)行現(xiàn)行食品安全限量指標，而當其將以小麥粉（普通、標準或精制）為最終形態(tài)流向市場時，則可以適當調整小麥作為原材料時的指標限量值；同時更加嚴格控制流向消費者最終產品安全風險。

根據(jù)糧食用途細化標準限量值要求，以最終產品為導向，嚴格把關食品安全。在保障消費者吃得放心的同時，還能提高糧食利用率，減少問題糧食存量，減小財政處置問題糧食的壓力，提高經(jīng)濟效益，增加農民種糧積極性。

三、探索水稻糧飼協(xié)同發(fā)展新技術模式

四川省目前飼草剛性需求與缺口較大，自給率不足，六成以上依賴對外收購，外購飼料以青貯包、稻草等優(yōu)質草料為主[5]；三州地區(qū)以畜牧業(yè)為主，缺口較大，越冬飼草不足。面對畜產品需求的高速增長，發(fā)展飼草產業(yè)是保障國家糧食安全的必由之路。針對“稻田重金屬鎘超標、種植效益低、畜牧業(yè)青貯飼料缺口大”等問題，可以利用再生稻的特征特性，探索出水稻糧飼協(xié)同發(fā)展新技術模式。

陳基旺等[6]研究表明，部分品種再生季籽粒中鎘的累積速率低于籽粒灌漿速率，且再生稻具有生長周期短的特性。因此，在土壤污染地區(qū)，選擇適宜品種推廣種植再生稻能夠實現(xiàn)污染土地的安全利用。在省內C、D兩地某土地污染地區(qū)示范田開展傳統(tǒng)模式種植稻谷和再生稻對照試驗，如表2所示，結果表明：傳統(tǒng)模式種植的稻米鎘含量在污染地區(qū)普遍超出現(xiàn)行國家安全標準0.2mg/kg，利用價值低；而再生稻稻米鎘含量出現(xiàn)顯著降低，最大下降幅度達91.9%，大部分稻米符合食品安全國家標準的要求。

表2 再生稻示范田稻米鎘含量對比

利用部分品種再生稻鎘含量遠低于頭季稻的特性，篩選適合當?shù)赝恋厍闆r的再生稻品種，能夠進一步突出再生稻種植模式在土地污染地區(qū)的優(yōu)勢，提高種糧效益，帶動種糧積極性，保護糧食安全。為此，在某污染地區(qū)進行5個不同品種的再生稻對比試驗，結果如圖7所示：傳統(tǒng)種植模式下，所有品種稻谷鎘含量均遠超國家安全標準；再生稻種植模式下，其中4個品種稻谷鎘含量均符合國家安全標準。

將傳統(tǒng)種植模式和再生稻模式下稻米的質量和品質指標進行對比，結果如表3所示，發(fā)現(xiàn)再生稻模式下稻米品質與傳統(tǒng)模式并無顯著差別，部分指標（如整精米率）優(yōu)于傳統(tǒng)模式。

再生稻種植模式不但可以顯著降低再生季稻米中重金屬含量，其頭季稻更是優(yōu)質的青貯稻草來源，具體種植模式為：頭季稻灌漿期機收全株青貯，再生季產出安全優(yōu)質稻米，同時帶動本地青貯儲運和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展。將糧飼結合新模式與傳統(tǒng)模式相比，結果如表4所示，新模式經(jīng)濟效益大幅提高，平均每畝增收1 400余元。綜上所述，糧飼結合模式頭季飼草稻具有高經(jīng)濟效益、高產量、高飼用品質三大優(yōu)勢。在土壤污染地區(qū)推廣發(fā)展糧飼結合新模式，為有效解決糧部分稻田重金屬超標、畜牧業(yè)青儲飼料缺口大以及種糧農民收益減少問題提供了一種路徑。

四、探索飼料專用糧發(fā)展道路

（一）合理利用“超標”糧食的可能性

我國現(xiàn)行國家標準《食品安全國家標準 糧食》（GB 2715-2016）和《飼料衛(wèi)生標準》（GB 13078-2017）明確規(guī)定：“糧用”稻谷鎘限量≤0.2mg/kg；“飼用”稻谷鎘限量≤1.0mg/kg?，F(xiàn)階段受鎘污染的稻谷（絕大多數(shù)處于0.2-0.5mg/kg），對于飼用來說卻是安全的。當前所謂的“超標”糧是僅以口糧安全標準評價的結果，“超標”等敏感的負面標簽對于社會輿論引導不利，也有失偏頗。因此如何依照標準合理利用糧食資源，引導好糧食生產是當前需要解決的問題。

（二）以用途為導向，構建產購儲加銷全鏈協(xié)同機制生產飼料專用糧

關于飼料專用糧，2016年湖南省農業(yè)科學院水稻研究所選育的專用飼料稻品種“湘早秈23、24號”在全省推廣90余萬畝，出糙率可達83%左右、蛋白質≥12%，用于替代玉米成效顯著、效益非?？捎^[7]。四川作為轉化用糧大省，在飼料用糧、釀酒用糧以及其他糧食制品方面對糧食原料的需求比較大，故因地制宜地去生產飼料專用糧，建立一套飼料專用糧基地及全鏈條利用機制，滿足市場需求就尤為重要。

統(tǒng)籌“大食物觀”和糧食安全戰(zhàn)略，按用途分類構建糧食生產和利用機制：一是立足稻谷生產的兩個需求，在污染集中區(qū)地區(qū)因地制宜地探索建立“企業(yè)+專用儲備+專用基地+品種培優(yōu)”的“以需定產”專用糧發(fā)展機制，通過適當調配“口糧與專用糧”品種和規(guī)模，建立以需求為導向、價值為引導的糧食全鏈條分類精準。二是完善飼料專用糧儲備收儲管理等制度，限制糧食“資源錯配”，引導市場科學、分類、合理利用糧食原料，實現(xiàn)良性循環(huán)。三是全力保障糧食消費者的利益。1）建立“企業(yè)+專用儲備+專用基地”的追溯體系，在落實補貼的同時，將質量安全責任壓實到飼料用糧企業(yè)。2）強化鑒別手段提升，采取“蛋白質+鎘”的快檢技術，快速確認“專用”身份，實現(xiàn)專收專儲、專管專用。3）加大違法違規(guī)懲處力度，按照食品安全“四個最嚴”的要求，從嚴處罰，形成強大震懾，確保消費者食用安全。

結 論

本文通過研究，提出了面向源頭污染的糧食資源綜合利用的四種有效模式：其一，優(yōu)選種植對于土壤中重金屬鎘的吸收能力低的品種；其二，以糧食最終用于可食部分確定其加工方式，有效降低其鎘含量，確保加工成的成品糧符合食品安全國家標準；其三，基于“糧飼協(xié)同”建立適用于輕度污染區(qū)的“一季青儲+再生稻”綜合利用種植模式；其四，建立了一套飼料專用糧基地及全鏈條利用機制，將不符合口糧要求、但符合飼料用糧需求的，定向用于飼料轉化或單獨收儲定向使用。通過采取這一系列措施得以緩解污染區(qū)稻谷食品安全問題，并防止和減少糧食浪費，優(yōu)化資源配置，合理利用糧食資源。

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