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面向源頭污染的糧食資源綜合利用研究

2024-12-09 00:00周力耕楊微李貴友楊軍
糧食問(wèn)題研究 2024年6期

摘要:本文基于糧食安全,結(jié)合我國(guó)糧食生產(chǎn)和供給消費(fèi)情況,對(duì)面向源頭污染的糧食資源綜合利用進(jìn)行研究?;诒狙芯浚岢隽怂姆N可行的綜合利用模式:其一,選擇種植對(duì)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(wèn)題;其二,根據(jù)糧食最終用途調(diào)整加工方式,降低污染物含量,防止和減少糧食浪費(fèi);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(chǔ)+再生稻”綜合利用種植模式;最后,按現(xiàn)行食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(鎘限量≤0.2mg/kg)和飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(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(zhuǎn)化或單獨(dú)收儲(chǔ)定向使用,建立了一套飼料專用糧基地及全鏈條利用機(jī)制,優(yōu)化資源配置。

關(guān)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(guān)乎國(guó)家發(fā)展和安全的戰(zhàn)略性物資。當(dāng)前,我國(guó)部分地區(qū)土壤污染情況較為嚴(yán)峻,加之土壤是開(kāi)放系統(tǒng),只要有生產(chǎn)和人類活動(dòng),就會(huì)有污染物產(chǎn)生并進(jìn)入土壤,故土壤污染的預(yù)防作用有限,徹底防治極為困難[1-2]。近年來(lái),農(nóng)業(yè)部門投入了大量資金和人力進(jìn)行土壤污染治理的技術(shù)研發(fā)、處置,但周期較長(zhǎng),且成本較高。同時(shí)以“超標(biāo)稻谷”為代表的糧食安全問(wèn)題備受輿論關(guān)注,而我國(guó)某些地區(qū)因重金屬污染糧食產(chǎn)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(wù)艱巨。因此,本文針對(duì)這一亟待解決的問(wèn)題,開(kāi)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(kāi)展常規(guī)雜交稻谷品種照優(yōu)544號(hào)和常規(guī)稻品種桂朝2號(hào)的對(duì)照種植試驗(yàn),結(jié)果顯示:照優(yōu)544號(hào)稻谷平均鎘含量為0.093mg/kg,桂朝2號(hào)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(hào)的所有點(diǎn)位鎘含量情況如圖1所示,其中符合現(xiàn)行國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)的占比達(dá)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(dāng)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(biāo)問(wèn)題,更好地滿足糧食數(shù)量安全和質(zhì)量安全的要求。

在A、B兩地區(qū)同時(shí)開(kāi)展調(diào)研,收集了12個(gè)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(cè)定糙米粉中鎘含量,結(jié)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(jìn)行鎘含量的檢測(cè),結(jié)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(duì)照組降低93.1%~95.8%,且均符合現(xiàn)行食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)0.2mg/kg。同時(shí),調(diào)研了4種鎘低吸附品種稻谷開(kāi)展區(qū)域試驗(yàn)情況,結(jié)果如表1所示,畝產(chǎn)最低為515.6 kg,最高為591.9 kg,平均畝產(chǎn)達(dá)568.0 kg,產(chǎn)量可觀①。由此可見(jiàn),推廣種植鎘低吸附稻谷品種,在保障產(chǎn)量穩(wěn)定的同時(shí),能夠顯著降低稻谷鎘超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。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(xì)化標(biāo)準(zhǔn)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(duì)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(cè)定糙米粉和大米粉中重金屬鎘含量,結(jié)果如圖4所示,實(shí)驗(yàn)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(dá)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(guò)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(duì)小麥制品全麥粉和普通小麥粉中的鎘含量進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果如圖5所示,研究發(fā)現(xiàn):19份鎘含量超標(biāo)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),占比為89.5%;鎘含量下降幅度為31.4%~78.5%,通過(guò)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(duì)比8份脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)含量超標(biāo)的小麥樣品磨去麩皮前后DON含量,結(jié)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(fù)相關(guān)?;谶@一規(guī)律,建議根據(jù)糧食產(chǎn)品的最終用途,調(diào)整加工方式(如加工精度等)確保成品糧符合國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)。比如同一批稻谷,當(dāng)作為糙米直接使用時(shí)維持當(dāng)前食品安全限量指標(biāo)不變,而當(dāng)需要進(jìn)一步加工為精米(適碾或精碾)后才流向消費(fèi)市場(chǎng)的,則可適當(dāng)調(diào)整稻谷食品安全限量指標(biāo)。同理,當(dāng)小麥直接以小麥或全麥粉的形式流向消費(fèi)市場(chǎng)時(shí),嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行食品安全限量指標(biāo),而當(dāng)其將以小麥粉(普通、標(biāo)準(zhǔn)或精制)為最終形態(tài)流向市場(chǎng)時(shí),則可以適當(dāng)調(diào)整小麥作為原材料時(shí)的指標(biāo)限量值;同時(shí)更加嚴(yán)格控制流向消費(fèi)者最終產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)糧食用途細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)限量值要求,以最終產(chǎn)品為導(dǎo)向,嚴(yán)格把關(guān)食品安全。在保障消費(fèi)者吃得放心的同時(shí),還能提高糧食利用率,減少問(wèn)題糧食存量,減小財(cái)政處置問(wèn)題糧食的壓力,提高經(jīng)濟(jì)效益,增加農(nóng)民種糧積極性。

三、探索水稻糧飼協(xié)同發(fā)展新技術(shù)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(duì)外收購(gòu),外購(gòu)飼料以青貯包、稻草等優(yōu)質(zhì)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(duì)畜產(chǎn)品需求的高速增長(zhǎng),發(fā)展飼草產(chǎn)業(yè)是保障國(guó)家糧食安全的必由之路。針對(duì)“稻田重金屬鎘超標(biāo)、種植效益低、畜牧業(yè)青貯飼料缺口大”等問(wèn)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(shù)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(zhǎng)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?qū)崿F(xiàn)污染土地的安全利用。在省內(nèi)C、D兩地某土地污染地區(qū)示范田開(kāi)展傳統(tǒng)模式種植稻谷和再生稻對(duì)照試驗(yàn),如表2所示,結(jié)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(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)0.2mg/kg,利用價(jià)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(dá)91.9%,大部分稻米符合食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

表2 再生稻示范田稻米鎘含量對(duì)比

利用部分品種再生稻鎘含量遠(yuǎn)低于頭季稻的特性,篩選適合當(dāng)?shù)赝恋厍闆r的再生稻品種,能夠進(jìn)一步突出再生稻種植模式在土地污染地區(qū)的優(yōu)勢(shì),提高種糧效益,帶動(dòng)種糧積極性,保護(hù)糧食安全。為此,在某污染地區(qū)進(jìn)行5個(gè)不同品種的再生稻對(duì)比試驗(yàn),結(jié)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(yuǎn)超國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn);再生稻種植模式下,其中4個(gè)品種稻谷鎘含量均符合國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)。

將傳統(tǒng)種植模式和再生稻模式下稻米的質(zhì)量和品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果如表3所示,發(fā)現(xiàn)再生稻模式下稻米品質(zhì)與傳統(tǒng)模式并無(wú)顯著差別,部分指標(biāo)(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(zhì)的青貯稻草來(lái)源,具體種植模式為:頭季稻灌漿期機(jī)收全株青貯,再生季產(chǎn)出安全優(yōu)質(zhì)稻米,同時(shí)帶動(dòng)本地青貯儲(chǔ)運(yùn)和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展。將糧飼結(jié)合新模式與傳統(tǒng)模式相比,結(jié)果如表4所示,新模式經(jīng)濟(jì)效益大幅提高,平均每畝增收1 400余元。綜上所述,糧飼結(jié)合模式頭季飼草稻具有高經(jīng)濟(jì)效益、高產(chǎn)量、高飼用品質(zhì)三大優(yōu)勢(shì)。在土壤污染地區(qū)推廣發(fā)展糧飼結(jié)合新模式,為有效解決糧部分稻田重金屬超標(biāo)、畜牧業(yè)青儲(chǔ)飼料缺口大以及種糧農(nóng)民收益減少問(wèn)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(biāo)”糧食的可能性

我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 糧食》(GB 2715-2016)和《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(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。現(xiàn)階段受鎘污染的稻谷(絕大多數(shù)處于0.2-0.5mg/kg),對(duì)于飼用來(lái)說(shuō)卻是安全的。當(dāng)前所謂的“超標(biāo)”糧是僅以口糧安全標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)的結(jié)果,“超標(biāo)”等敏感的負(fù)面標(biāo)簽對(duì)于社會(huì)輿論引導(dǎo)不利,也有失偏頗。因此如何依照標(biāo)準(zhǔn)合理利用糧食資源,引導(dǎo)好糧食生產(chǎn)是當(dāng)前需要解決的問(wèn)題。

(二)以用途為導(dǎo)向,構(gòu)建產(chǎn)購(gòu)儲(chǔ)加銷全鏈協(xié)同機(jī)制生產(chǎn)飼料專用糧

關(guān)于飼料專用糧,2016年湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所選育的專用飼料稻品種“湘早秈23、24號(hào)”在全省推廣90余萬(wàn)畝,出糙率可達(dá)83%左右、蛋白質(zhì)≥12%,用于替代玉米成效顯著、效益非??捎^[7]。四川作為轉(zhuǎn)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(duì)糧食原料的需求比較大,故因地制宜地去生產(chǎn)飼料專用糧,建立一套飼料專用糧基地及全鏈條利用機(jī)制,滿足市場(chǎng)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(gòu)建糧食生產(chǎn)和利用機(jī)制:一是立足稻谷生產(chǎn)的兩個(gè)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(chǔ)備+專用基地+品種培優(yōu)”的“以需定產(chǎn)”專用糧發(fā)展機(jī)制,通過(guò)適當(dāng)調(diào)配“口糧與專用糧”品種和規(guī)模,建立以需求為導(dǎo)向、價(jià)值為引導(dǎo)的糧食全鏈條分類精準(zhǔn)。二是完善飼料專用糧儲(chǔ)備收儲(chǔ)管理等制度,限制糧食“資源錯(cuò)配”,引導(dǎo)市場(chǎng)科學(xué)、分類、合理利用糧食原料,實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)。三是全力保障糧食消費(fèi)者的利益。1)建立“企業(yè)+專用儲(chǔ)備+專用基地”的追溯體系,在落實(shí)補(bǔ)貼的同時(shí),將質(zhì)量安全責(zé)任壓實(shí)到飼料用糧企業(yè)。2)強(qiáng)化鑒別手段提升,采取“蛋白質(zhì)+鎘”的快檢技術(shù),快速確認(rèn)“專用”身份,實(shí)現(xiàn)專收專儲(chǔ)、專管專用。3)加大違法違規(guī)懲處力度,按照食品安全“四個(gè)最嚴(yán)”的要求,從嚴(yán)處罰,形成強(qiáng)大震懾,確保消費(fèi)者食用安全。

結(jié) 論

本文通過(guò)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(duì)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn);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(chǔ)+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(jī)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(zhuǎn)化或單獨(dú)收儲(chǔ)定向使用。通過(guò)采取這一系列措施得以緩解污染區(qū)稻谷食品安全問(wèn)題,并防止和減少糧食浪費(fèi),優(yōu)化資源配置,合理利用糧食資源。

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