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农产品安全生产管控对策

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以稻田镉污染及农残高效防控为目标,集成稻田农产品生产技术体系与实践模式,将是促进粮食产业发展和确保粮食安全的重要举措。文章提出了稻田农产品安全生产的基本思路,阐述了水稻等镉低积累资源筛选与品种选育、镉污染防控技术研究与示范、农残绿色防控技术研究与示范、重金属镉与农残高效稳定检测技术研究、重金属镉重度污染稻田替代作物模式示范等稻田农产品安全生产的主要管控措施,指出通过集成大面积可推广的稻田镉和农药残留污染综合防控技术体系,最终实现稻田镉污染和高农药残留的高效治理,旨在为全国稻田主要农产品的安全生产管理提供借鉴和参考。

关键词:农产品质量安全;稻田;镉污染;农药残留;管控措施;四川

“国以民为本,民以食为天,食以安为先”,农产品的质量安全问题关系人们的健康和生命安全[1-2]。农产品质量安全是一个从农场到餐桌的系统工程,受到产品供应链不同过程的影响,涉及生产、加工、销售等各个领域、多个环节[3]。其中,农产品生产是在自然环境中的生物生产,其生命活动全过程均受到外界因素影响,尤其是产地环境[4]。近年来,重金属产地污染与农药残留引发了一系列的社会和经济问题[5-6]。四川是全国重金属污染重点省(区)之一,如何治理土壤镉污染和降低农产品镉含量水平是不能回避的重大食品安全问题[7]。四川常年病虫害发生面积0.9亿hm2次,防治面积0.8亿hm2次,农药使用量8000t(折百计)。由于过度使用化学农药,重治轻防,加高农药剂量,增加防治次数,乱用、错用、滥用农药,造成部分农产品农药残留超标[8]。目前,四川稻田面积208.2万hm2,占全省耕地面积的52.6%。因此,开展稻田重金属镉与农残防控关键技术研究与示范,对于保障四川粮食安全具有重要意义。

1稻田农产品安全生产的基本思路

1.1主要目标

以稻田镉污染及农残高效防控为目标,针对镉低、中、高三种污染程度的稻田及农残污染状况分别开展研究与示范工作。在镉轻、中度污染稻田开展可食组织部位低积累镉水稻、蔬菜资源筛选和新品种选育,以及镉污染阻控综合管理技术、农药残留有效防控技术和镉、农残高效稳定检测技术等研究,确保农产品镉和农药残留不超标。对于高污染农田,探索适宜的替代作物模式,如特色果树的栽培示范等。在相关技术、产品研发基础上,形成四川稻田农产品安全生产技术体系,建立全省稻田农产品安全生产样板。创新产学研结合模式,按照“安全、高产、优质、高效、生态”总体要求,坚持面向产业、面向企业、面向农民,强化科技创新,开展新品种、新技术、新模式、新产品、新机制示范,提升稻田主要农产品质量安全生产管控能力。

1.2技术路线

坚持技术创新与生产管理相结合。通过镉低富集水稻品种引进筛选与选育、土壤改良剂施用与肥水应用综合管理、生物强化去除、农残防控关键技术应用、种植模式调整、重金属和农残检验检测等试验示范,集成大面积推广的稻田镉和农药残留污染综合防控技术体系,形成四川稻田镉污染和高农药残留高效治理、合理利用的综合防控技术模式。

2稻田农产品安全生产的主要管控措施

2.1水稻等镉低积累资源筛选与品种选育

1)镉低积累水稻特异材料发掘与品种选育。采用人工诱变技术,发掘重金属镉低吸收、低积累的水稻材料。同时,根据重金属镉低吸收、低积累的水稻突变基因OsNRAMP5的序列,采用CRISPR/Cas(常间回文重复序列丛集)技术定向突变该基因,获得低镉吸收的水稻材料。另外,开展镉低积累杂交水稻新材料创制及杂交水稻新组合选育。收集近年审定的水稻品种,在4种不同污染程度(重度污染、中度污染、轻度污染、重金属含量在安全指标以下区域)区域试验种植,筛选镉低积累和产量高、品质优、抗性强的品种。

2)镉超富集油菜品种及高耐镉性油菜品种筛选。由于镉不溶于油脂,所以镉污染土壤种植的油菜菜油中镉含量非常微弱,同时,芥菜型油菜具有较高的耐镉性及镉吸收能力,油菜被认为是镉污染农田利用的高效作物之一。筛选一批镉超富集油菜品种,以及既可以高效吸收土壤镉又不影响油脂食用的油菜品种,为中低镉污染区农田合理利用提供支撑。

3)镉低积累蔬菜品种筛选和选育。收集主要蔬菜品种,在不同污染程度的稻田试验种植,筛选镉低富集(吸收)且产量高、品质优和抗性强,与水稻轮作茬口衔接适宜的蔬菜品种。

2.2镉污染防控技术研究与示范

1)阻控作物吸收镉的施肥关键技术集成与示范。研究不同化学肥料种类及用量配比施用对稻田土壤镉的钝化效应,以及对镉污染稻田作物不同器官镉的吸收、分配等的影响,提出降低稻田重金属镉活性和作物镉吸收的化学肥料管理技术;研究不同有机物料种类及施用量对稻田土壤镉的钝化效应,以及对作物不同器官镉吸收与分配等的影响,提出降低稻田重金属镉活性和作物镉积累的有机物料管理技术。

2)镉污染稻田土壤改良技术集成示范。以降低稻田土壤中镉的污染扩散、控制重金属镉进入食物链为主要目标,研究不同种类改良剂对稻田土壤镉的形态转化以及对作物镉吸收与分配等的影响,对比不同镉污染程度下钝化效果,筛选最佳的改良剂种类,并对筛选出的改良剂进行应用条件、用量、方法等研究,提出镉污染稻田的阻控作物吸收镉的土壤改良技术。

2.3农残绿色防控技术研究与示范

1)水稻绿色防控技术集成示范。以四川水稻“四虫两病”(螟虫、稻飞虱、稻纵卷叶螟、福寿螺、稻瘟病、稻曲病)为重点,通过诱集技术、生物农药、生物多样性、生态防控等技术的有机结合,开展水稻绿色防控技术集成示范。

2)油菜生物防治与轻简化防控技术集成与示范。以四川油菜生产中的主要病虫害(如菌核病、根肿病、蚜虫、菜青虫等)为防控重点,在油菜菌核病、根肿病等病菌敏感时期使用盾壳霉菌、芽孢杆菌等微生物农药,有效铲除病菌的越冬菌源;采用免疫诱抗、色板诱集等方式杀灭蚜虫和菜青虫;筛选高效低毒低残留的农药品种,研究明确各种药剂的准确用药时期、施药方式、最低用药量和最佳施药器具,集成油菜病虫害轻简化防控技术。

3)蔬菜绿色防控技术集成与示范。以减少化学农药使用量为手段,以控害保产和降低蔬菜农药残留为目标,开展“油—稻—菜”或者“稻—菜”种植模式下的蔬菜主要病虫害防控技术研究,组装集成以农业防治、物理防治和生物防治等非化学控制为主,辅之以药剂防治的蔬菜重大病虫害无害化控制技术体系。

4)土壤中农药残留生物降解技术研究。采用小区间严格隔离的控制性试验方法,设置具有基本相同多种农药残留水平的小区,通过增加土壤微生物不同水平的处理,探索利用土壤微生物降解土壤中农药残留的效果及其应用技术,为治理土壤中的农药残留污染提供科学依据。

2.4重金属镉与农残高效稳定检测技术研究

1)稻田土壤、稻米、油菜籽和蔬菜中镉高效稳定检测技术体系构建。研究完善稻田土壤、稻米、油菜籽、蔬菜中镉检测前处理的方法,分别用原子吸收法和ICP-MS法测定稻田土壤、稻米、油菜籽、蔬菜中镉的含量,建立一种简便、准确、稳定的检测方法。

2)稻田土壤、稻米、油菜籽和蔬菜中高效稳定农药多残留检测技术体系构建。结合中国相关标准和国外相关规定,确定稻米、油菜籽、蔬菜生产过程中的农残危险因子;根据基质差异,选择对环境友好的前处理方法和高灵敏度、高选择性的串联质谱法,建立高效稳定的稻田土壤、稻米、油菜籽、蔬菜中农药多残留检测方法。

3)稻田农产品重金属镉与农残抽检。对主产区的水稻、油菜籽、蔬菜等作物可食产品的重金属镉与农残进行抽检,以确定生产的农产品是否达到国家规定的安全质量标准。

2.5重金属镉重度污染稻田替代作物模式示范

在镉重度污染稻田,选择对重金属有较强抗性且兼具蓄积作用的黑麦草和紫花苜蓿作为果园生草品种;以镉富集相对较少的水蜜桃树为研究对象,选择早、中、晚三种成熟期品种春蜜、皮球桃和晚白桃为供试材料,通过对镉重度污染稻田实施以“机械聚土起垄+宽行密株定植+Y形树形+行间生草树盘覆盖+肥水一体化+病虫害绿色防控”为核心的现代轻简高效栽培技术体系,鉴别早、中、晚熟三个水蜜桃品种果实对镉的富集量;鉴别黑麦草和紫花苜蓿作为果园生草对镉重度污染的修复能力;筛选出重金属镉重度污染稻田替代作物模式——水蜜桃树栽培技术集成示范。

3稻田农产品安全生产的效益分析

3.1经济效益

筛选鉴定出镉低积累的水稻、蔬菜品种,新型、安全、高效的低毒化学农药或生物农药,以及形成的防控作物镉积累的肥料管理技术和作物替代技术,水稻、油菜、蔬菜品种的绿色防控技术和稻田农残降解技术等新产品、新技术在生产上示范推广后,可降低种植成本,增加种植效益。可挽回病虫害损失30%以上以及减少镉污染造成的损失,至少每公顷可增加产值1500元以上,降低用药成本300元,两项合计每公顷增收节支1800元。若年累计推广应用面积100万hm2,可实现年累计增加效益18亿元以上,经济效益极为显著。

3.2社会效益

保障粮食、蔬菜、水果等农产品有效供给,是满足人们对美好生活需求的重要支撑,而农产品的质量安全,也是广大群众极为关心、党和政府十分重视的社会热点问题。促进绿色安全稻米、蔬菜等稻田农产品的生产与发展,不仅能提高优质产品率,而且能增强四川农产品的市场竞争力[9-10]。同时,还能解决消费者普遍关心的“菜篮子”、“米袋子”等安全问题,让群众对农产品买得放心、吃得安心。

3.3生态效益

近年来,生态文明建设得到高度重视。农产品质量安全、农业生态安全、农业可持续发展应协同推进。田间重金属污染的降低和中高毒农药减少使用,可使农田系统的微生态环境得以充分休养和恢复,保障了生产的可持续性,这对促进四川农田生态环境的改善有着重要意义。

4参考文献

[1]王凤平.我国食品安全问题研究[J].食品工业科技,2005(10):162-164

[2]韩美贵,周应堂.生鲜农产品安全供给几个关键问题及对策[J].安徽农业科学,2007,35(12):3686-3689

[3]宋卫国,赵志辉.农产品安全风险评估方法及应用探讨[J].中国农学通报,2008,24(2):101-105

[4]赵冬明,朱建勇,颜利荣.建立农产品质量安全体系的对策和措施[J].农业科技通讯,2013(6):24-25

[5]邹小南,谭红,钟英鹏,等.食品安全风险评估及其在农药残留上的应用[J].贵州农业科学,2008(3):169-172

[6]孔霞.农业农药生产率及农药施用行为的影响因素分析——以苏州为例[D].苏州:苏州大学,2013

[7]李冰,王昌全,谭婷,等.成都平原土壤重金属区域分布特征及其污染评价[J].核农学报,2009(2):308-315

[8]彭昌家,白体坤,冯礼斌,等.南充市水稻稻瘟病综合防控技术研究[J].中国农学通报,2015,31(11):190-199

[9]李跃建,魏鹏,蒋小松,等.加速种植业结构性调整促进四川从粮食安全转变到食物安全的思考[J].农业科技管理,2017,36(4):1-3

[10]唐江云,李晓,杜兴端,等.四川转变农业发展方式中农业研发创新驱动研究[J].农业科技管理,2017,36(2):3-6

作者:张鸿1,2;王剑1,2;李星月1,2;卢代华1,2;毛建辉1,2 单位:1.四川省农业科学院植物保护研究所,2.农业部西南作物有害生物综合治理重点实验室

农产品安全生产管控对策责任编辑:张雨    阅读:人次