农业金属组学 现代分析技术深入参与农业发展

 近年来，“镉大米”事件多次登上热搜，在人们对粮食安全的重视程度再次提升的同时，土壤重金属问题的存在感也在不断加强。有研究数据显示，全国83.9%的省份存在不同程度的农田重金属污染问题，每年被重金属污染的粮食多达1200万吨，受重金属污染影响减产的粮食也超过1000万吨。重金属污染已经成为威胁我国粮食安全的主要因素之一。

“民以食为天”，粮食安全是社会稳定的重要保障。我国已经采取多种措施治理土壤重金属污染，同时相关研究也在不断开展。目前针对土壤与农产品中重金属含量的检测方法已经较为成熟，而且不断有新的简单快速的重金属检测方法出现，在实验室中常用的有电感耦合等离子体质谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、高效液相色谱-原子荧光光谱等。

　　但是对于农田重金属污染的研究不能仅局限于重金属元素检测方法上，更重要的是分析粮食作物吸收土壤重金属的机制、重金属元素在粮食作物体内的存在形式以及对粮食作物产生的影响、以及不同粮食作物对重金属元素吸收程度不同的原理等问题。这些问题是研发农田重金属污染防控技术的基础。为此，农作物体内重金属元素的检测分析方法必须更为系统。

　　近日，我国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所的研究团队在《农业食品化学》(Journal of Agricultural and Food Chemistry)发表了一项研究成果，首次在国际上提出了“农业金属组学”这一概念。

　　农业金属组学的研究对象不仅是对作物以及人体健康有害的重金属，还包括铜、铁等生物生理活动必不可少的元素。通过研究这些金属元素与农作物的蛋白质、基因、代谢物以及其他生物分子的相互作用，农业金属组学可以为食品安全、农业种植、环境保护等多个领域提供支持。仅就食品安全角度来说，农业金属组学的研究成果可以用于重金属检测、农产品产地溯源及风险监测等。

　　农业金属组学也是各类现代分析技术为基础的，尤其是金属元素分析技术。主要有基于质谱、光谱的多元素和同位素高灵敏分析技术；基于色谱、能谱以及高能射线的元素价态和形态分析技术；基于特殊进样装置的元素空间和微区分布分析技术等。这些技术不仅可以检测金属元素的种类与含量，还可以对元素的形态等进行表征，为后续研究提供支持。

　　农产品重金属污染问题的解决仅靠市场监管是远远不够的，在土壤重金属污染暂时无法解决的情况下，只有通过农田安全生产保障技术才能减小农作物受重金属污染的影响，包括筛选重金属吸收和积累较少的作物品种、用农艺措施降低作物对重金属的吸收等。而农业金属组学可以为这些技术与方法的研发实施提供更有效的帮助。