上周，拼多多的创始人黄峥宣布辞任拼多多董事长一职，表示要跨圈做科学研究。他心心念念的第一个问题就是：能否有效控制农产品中的有害重金属含量。成功企业家投身健康农业，这对于农业环境科学研究来说，当然是个好事情。而科学界针对农业重金属的问题，之前做出过什么贡献，未来的方向又是什么呢？我们能吃上不含重金属的饭菜吗？
重金属无处不在，大米是最重要来源。食物中的重金属，都从哪儿来的？大米、小麦、玉米、土豆等主食中的重金属主要来自土壤。叶菜中的重金属，大都来自土壤和空气。肉类的重金属，来自饲料和某些兽用药。海鱼中的重金属，来自食物链中逐渐富集的重金属。蘑菇和海带也常常富集较高的重金属，主要来自生长环境。其他的来源还包括食品加工和包装过程的偶发事故。
重金属无所不在。根据我们的食谱，大米是最重要的重金属来源，也吸引了学界最多的注意力。研究作物如何吸收养分和其他元素的，已经形成了一个专门的学科，叫植物营养学。如果从英国科学家史蒂芬·黑尔斯的研究算起，植物营养学经过了300多年才逐步了解植物是如何吸收养分和其他元素的。现在已经发现了众多可以控制水稻吸收和转运重金属的基因。有了这些基因，我们就可以人工订制低重金属的农作物。
最早的植物营养学研究可以追溯到1727年，英国科学家黑尔斯设计实验证明了植物会从空气中吸收养分（二氧化碳）。后来，德国科学家霍斯特·马施纳总结出确定植物必需元素的充要条件，从而可以准确区分什么元素是植物必需的，什么是非必需（比如重金属）。至今为止，我们知道植物一生中至少需要17种必需元素，其中碳来自大气，氢和氧来自水分，剩下的14种都主要来自土壤。
植物营养学的发展，让我们知道土壤并不是植物生长的必要条件，土壤中的营养元素才是不可或缺的。土壤中的养分大多来自于其母质，也就是岩石。不管是什么岩石，其中或多或少的都含有一些重金属。如果需要完全不含重金属的植物，那完全可以抛开土壤，在人工调配只含营养元素的植物培养液里种蔬菜。
肥沃的土壤免费提供了植物所需要的养分，我们才能拥有量大管饱的食物。绝大部分的自然土壤中，这些有害重金属的浓度都不会高到损害健康的程度。正常情况下，大部分的重金属都老老实实地呆在深山之中。然而工业的发展需要大量的矿石，矿石中有价值的部分被提炼出来，用于生产我们所需要的各种工具和生活用品。矿石中的杂质，包括大量的重金属，被随意地堆在环境里，慢慢地从高山走进田地，给农业生产带来潜在的风险。
现代农业的发展，也正在让土壤变得越来越虚弱，甚至有毒。其中一个问题是土壤酸化。土壤酸化的一个重要原因是不合理的氮肥施用。为什么要大量地使用氮肥呢？因为作物的生长需要大量的氮肥，而我们的菜市场需要大量物美价廉的食物。这就造成了一个不可持续的农业生产模式。农业生产的粮食蔬菜越多，土壤酸化就越严重。土壤酸化越严重，土壤里的重金属就越活跃，粮食和蔬菜里面的重金属含量就越高。
因此，氮肥的施用需要有更加合理的科学指导。
另外的一个问题是磷肥短缺。氮肥的来源是空气中的氮气。尽管把氮气转化为氮肥需要大量的能源，但只要能源不缺，氮肥基本上是取之不尽用之不竭的。磷肥就不一样了，大部分的土壤都缺少磷元素。优质的磷肥是来自于鸟粪石，只含有很少的重金属，但是储量很少。世界上磷肥储量最大的地方是摩洛哥，其储量大概占了全世界的90%。摩洛哥的磷肥来自矿石，主要问题是不太纯，其中含有很多重金属镉。
将来的农业，需要对大农业体系有更精准地调控，尤其是需要更多对土壤的关照。没有健康的土壤，就没有量大管饱又健康多样的菜肴。和硕果累累的植物学研究相比，土壤学的研究还处在非常初步的阶段。土壤的复杂性为研究土壤带来非常多的困难。想要让更多的餐桌上可以摆上物美价廉、健康好吃的食物，就需要对食物的源头——我们脚下的土壤，增强理解和保护。