作者：任文杰，滕 應(yīng)，駱永明

單位：中國科學(xué)院土壤環(huán)境與污染修復(fù)重點實驗室（南京土壤研究所）

卷期：《土壤學(xué)報》2022年第59卷第4期

我國東北典型黑土區(qū)耕地面積約2.78億畝，糧食產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的1/4，素有“黑土糧倉”的美譽，是保障我國糧食安全的“穩(wěn)壓器”和“壓艙石”。隨著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，農(nóng)藥已成為保障黑土糧倉糧食供給的重要生產(chǎn)資料。東北地區(qū)已經(jīng)取代東南沿海地區(qū)成為農(nóng)藥施用的熱點地區(qū)，據(jù)國家統(tǒng)計局年度數(shù)據(jù)，2019年東北四省農(nóng)藥使用量為19萬噸，占全國13.7%，且以除草劑為主，農(nóng)田化學(xué)除草面積已占到種植面積的90%以上。

近年來，東北黑土區(qū)除草劑的高頻高強度施用，導(dǎo)致后茬作物藥害事件時有發(fā)生，成為輪作換茬、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵制約因素；除草劑殘留可能會造成土壤質(zhì)量退化，對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、多樣性產(chǎn)生影響，抑制土壤生態(tài)服務(wù)功能。此外，殘留的除草劑還會通過食物鏈遷移進入人體，對人體健康造成損害，嚴重威脅黑土地糧食安全和生態(tài)環(huán)境安全，引起了國家高度關(guān)注。《東北黑土地保護規(guī)劃綱要（2017—2030年）》明確指出“推進農(nóng)藥減量增效，減少對黑土地的污染”。2021年中央一號文件特別強調(diào)“實施國家黑土地保護工程，推進土壤污染防治”。因此，開展黑土地農(nóng)田除草劑等有機污染過程與消減關(guān)鍵技術(shù)研究，已成為保障黑土地農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的重要科技需求。

本文從黑土地農(nóng)田除草劑污染區(qū)域分布特征、環(huán)境行為及其驅(qū)動機制、生態(tài)風(fēng)險甄別、高效消減與修復(fù)技術(shù)等方面系統(tǒng)分析了黑土地農(nóng)田除草劑污染過程與消減技術(shù)研究進展。東北黑土地各區(qū)域土壤類型、氣候條件和種植制度存在明顯差異，針對土壤有機質(zhì)含量高、高寒低溫、凍融交替的特定生境下，不同土壤類型和種植模式黑土地典型農(nóng)區(qū)除草劑污染多介質(zhì)界面過程仍不明晰，特定除草劑的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險評估工作明顯滯后、生態(tài)毒性數(shù)據(jù)缺乏，特定黑土地耕作模式下農(nóng)田污染消減技術(shù)體系還相當匱乏。

針對黑土地長殘效除草劑污染過程與消減技術(shù)研究存在的上述問題，本文提出了未來研究的重點方向：（1）黑土地農(nóng)田除草劑污染時空分布特征與形成機制；（2）黑土地農(nóng)田多介質(zhì)多界面除草劑污染過程與驅(qū)動機制；（3）黑土地農(nóng)田除草劑污染生態(tài)效應(yīng)與安全閾值；（4）黑土地農(nóng)田除草劑污染消減阻控與修復(fù)技術(shù)；（5）黑土地農(nóng)田有機污染消減技術(shù)集成與示范。

通過上述重點方向研究，有望查明我國東北地區(qū)黑土地農(nóng)田除草劑污染現(xiàn)狀，揭示黑土地農(nóng)田除草劑污染形成的綜合驅(qū)動機制，提出黑土地農(nóng)田除草劑的安全閾值，構(gòu)建適宜高寒低溫黑土區(qū)農(nóng)田高效、安全、可推廣的除草劑污染綜合消減技術(shù)體系，為保障我國黑土糧倉農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和生態(tài)系統(tǒng)安全提供科技支撐。