關(guān)于將硒元素應(yīng)用到煙葉種植和人工培育富硒地的研究設(shè)計

摘 要：目前，受多種因素影響，國內(nèi)的煙草制品的總體銷售量同比出現(xiàn)下降的趨勢。從營銷的角度考量，市場=人口+購買欲望+購買能力，買煙吸煙的人口基數(shù)減少，購買欲望的降低，將直接影響到煙草制品的市場銷售。煙葉，在《本草綱目拾遺》卷2的火部中記載，葉天士種福堂方∶用新鮮煙葉搗汁，浸松香，曬干入藥，亦取其氣味以透利筋絡(luò)也。治風(fēng)寒濕氣，骨節(jié)疼痛，痿痹不仁。鶴膝風(fēng)、歷節(jié)風(fēng)、偏頭漏肩等癥。在《全國中草藥匯編》就記載：煙草性溫味甘，有毒，具有消腫、解毒、殺蟲等功效，主要用于疔瘡腫毒，頭癬，白癬，禿瘡，毒蛇咬傷等癥，還可治療項疽、背癰、風(fēng)痰、鶴膝（包括骨結(jié)核、慢性化膿性膝關(guān)節(jié)炎等）等病。

關(guān)鍵詞：硒元素；煙葉種植；人工培育；研究設(shè)計

中圖分類號：S63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.201705331230

近期，在很多地區(qū)都開始推廣種植富硒蔬菜，硒是一種化學(xué)元素，化學(xué)符號是Se，在化學(xué)元素周期表中位于第4周期VI A族，是一種非金屬微量元素。硒有減輕重金屬毒性的作用，長期食用含硒食品，可以提高人體自身的免疫[1-2]。同時，硒具有抗氧化的功效，可以達(dá)到延緩衰老的功效。但是人體中不能自動合成硒，需要從飲食中攝取足夠量的硒，在體內(nèi)最后代謝物為堿性，才能保證身體達(dá)到最佳狀態(tài)[3-4]。因此富硒蔬菜能夠?qū)θ梭w許多器官、組織的生理功能有著重要的保護(hù)促進(jìn)作用。

硒在自然界的存在方式分為2種：無機(jī)硒和有機(jī)硒。

無機(jī)硒一般指Na2SeO3和Na2SeO4，從金屬礦藏的副產(chǎn)品中獲得。無機(jī)硒強(qiáng)化劑的吸收和利用不是很理想，其生物有效性低，毒性較大，中毒量與需要量之間范圍小，因而被國家嚴(yán)格限制其使用量。

有機(jī)硒是硒通過生物轉(zhuǎn)化與氨基酸結(jié)合而成，一般以硒蛋氨酸的形式存在[5-7]。有機(jī)硒一般以硒蛋氨酸形式存在，依循蛋氨酸代謝途徑代謝，參與蛋白的合成，容易在組織內(nèi)儲存、吸收；被人體吸收后可迅速的被人體利用，有效改善人體內(nèi)血硒狀況。

1 載體設(shè)想

富硒蔬菜以葉、梗作為載體，生食或熟食為方法，人類的食道為途徑，腸胃為能量轉(zhuǎn)換機(jī)制，人體通過以上能量轉(zhuǎn)換鏈，對硒進(jìn)行消化吸收，補(bǔ)充到人體需要的地方。

煙草屬草茄木，茄科一年生或有限多年生草本植物，能否以煙葉作為載體，主要應(yīng)用方法是燃燒、品吸，人類的咽喉、上下呼吸道為途徑，肺部毛細(xì)血管為能量轉(zhuǎn)換機(jī)制，人體通過以上能量轉(zhuǎn)換鏈，就如廣東人日常會因為口舌之欲吃些燒烤等燥熱的食物，之后會喝一些涼茶下下火那樣的例子，利用硒和尼古丁的共斥性，中和或減免尼古丁對人體的危害。

帶著這個想法，利用燒瓶、燒杯、直角導(dǎo)管、曬干的富硒蔬菜、用注射用針管注射了硒曬干的煙葉，做了以下成品比較低的幾個簡單的實(shí)驗，具體操作如下：

先用針筒把硒溶液注入到煙葉的各莖脈部，再將硒抹勻煙葉外表，通過以上步驟簡單的模擬一個富硒煙葉成品作為實(shí)驗對象，然后將模擬富硒煙葉和富硒蔬菜一起晾曬直至干透；將晾曬干透的煙葉和蔬菜剪碎，有助于燃燒。

擔(dān)心水中含有其他礦物元素或微量元素，為了實(shí)驗的嚴(yán)謹(jǐn)性，盡量地減少誤差，實(shí)驗用的水選用蒸餾水。

燒瓶中的純氧到離家不遠(yuǎn)的水族館灌滿幾瓶備用。

分別將煙葉、富硒煙葉和富硒蔬菜放入燃燒匙中點(diǎn)燃，卡好燒瓶塞。

由于燒瓶塞的封閉，煙氣只能通過直角導(dǎo)管注入到盛有蒸餾水的燒杯里，進(jìn)行溶入透析反應(yīng)。主要是想通過以上實(shí)驗，驗證富硒蔬菜和富硒煙葉作為承載載體是否成立，驗證煙葉和富硒煙葉的尼古丁含量是否有差別。

檢測自己設(shè)想的煙葉燃燒產(chǎn)生的煙氣，是否附帶有硒，肯定需要專業(yè)的器材。試驗前期，動則就花幾千上萬去購買1個檢測儀分析儀肯定不劃算，送去質(zhì)監(jiān)局等專業(yè)機(jī)構(gòu)檢測，途徑比較困難。由于成本核算，為降低前期投入，大型的醫(yī)院有一種儀器叫“微量元素檢測儀”，其主要目的是通過抽取被檢人體的血液樣本，判斷人體是否缺失哪種微量元素。將溶入煙氣的蒸餾水帶去醫(yī)院的檢驗室進(jìn)行檢測，檢驗報告中顯示水溶液中含有硒。那么由此可以得出結(jié)論，前期的載體設(shè)想是成立的。

通過化學(xué)方程式理解，尼古丁是煙草中特有的生物堿，該物質(zhì)中含有C、 H、N3種元素，化學(xué)式為C10H14N2.該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量為各種元素的總質(zhì)量為：12×10+1×14+14×2=162。

硒的化學(xué)性質(zhì)與S相似，元素符號為Se，它對應(yīng)的含氧酸的化學(xué)式是H2SeO4，這種酸讀作硒酸，該物質(zhì)的分子質(zhì)量為各種元素的總質(zhì)量為：1×2+79+4×4=145。通過實(shí)驗證明，富硒煙葉燃燒時，其與尼古丁是以煙氣混合物的形式存在，通過人體呼吸道的吸入而進(jìn)入人體。

2 我國境內(nèi)富硒地的概況

富硒土壤指的是富含硒的地質(zhì)體及其風(fēng)化產(chǎn)生的土壤，是農(nóng)、林、果業(yè)發(fā)展需要的優(yōu)勢土壤資源，美中不足的是富硒地異常稀少[8]。

高硒土壤主要存在于富硒巖石和煤層中，其中煤層中的高硒土壤難以應(yīng)用，故巖石硒成為高硒土壤的庫源。但是只有浙北、浙東、浙中3地區(qū)的巖石中富含硒，其中濱海堆積物形成的土壤硒含量一般低于0120mg/kg；殘坡積物形成的土壤硒含量變化于0122～0172mg/kg之間，故富硒地非常稀少。

硒主要趨于富集在鐵鋁含量高、富含泥炭和腐殖質(zhì)的表層土壤中，故硒多富集在表土層中，向深部迅速降低，至母巖層下降達(dá)1個數(shù)量級，故硒的含量相對較少[9-10]。

3 煙葉的各生長周期的富硒化培育設(shè)想

根據(jù)中國軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院硒研究小組最新研究資料顯示，硒蛋白以覃類硒和麥硒為主，在類比研究中發(fā)現(xiàn)，麥芽硒是以小麥作為硒轉(zhuǎn)化的活性載體，通過發(fā)芽過程的吸收轉(zhuǎn)化，使硒富集在麥芽所含的氨基酸、蛋白質(zhì)等分子上，從而獲得的一種富含天然有機(jī)硒的生物制品。

美國著名微量元素專家W·Mertz博士等編著的《人和動物的微量元素營養(yǎng)》（朱蓮珍·主譯校）一書中指出：麥硒、酵母硒、硒酸鹽、覃類硒，其中麥芽硒的生物活性最高，吸收利用率最好。臨床證明，麥芽硒的補(bǔ)硒效果最為理想。

煙草的包括營養(yǎng)生長和生殖生長2個部分。根、莖、葉的生長為營養(yǎng)生長，花、果實(shí)、種子的生長是生殖生長。煙草以采葉為目的，主要應(yīng)促進(jìn)營養(yǎng)生長，這樣才能提高產(chǎn)量。煙草分為苗床和大田2個時期。苗床期是指從播種到移栽，一般為60d，大田期是指從煙苗移栽到采收完畢，一般為100～120d。

煙葉的各生長周期在此不作討論，本文僅僅討論煙葉的各生長周期，參照麥芽硒和大棚蔬菜的種植方法，對富硒化培育提出以下設(shè)想。

3.1 育種、苗床階段

麥芽硒的種植方法，依據(jù)專利權(quán)人曾文元，專利號為：200810017759的《一種有機(jī)硒的生產(chǎn)方法》，其特征是：它將植物的種子用無機(jī)鹽亞硒酸鈉溶液浸泡后再經(jīng)過發(fā)芽、種植，通過植物的生長將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒。

煙草種子萌發(fā)開始的幾個小時是種子吸水的物理過程，這個過程是種子吸收硒元素的最佳時機(jī)，在水溶液中添加適量的無機(jī)鹽亞硒酸鈉溶液讓種子吸收。而種子含水量約占干種子重量的30%時，種子就膨脹，水分暫時停止進(jìn)入種子，所以無機(jī)鹽：Na2SeO3溶液的劑量和濃度要控制投入。

幼苗出土后先展開2片子葉，子葉呈橢圓形，葉脈不明顯，后逐漸長出真葉。在種子萌發(fā)成真葉的生長期內(nèi)，噴施一定濃度的Na2SeO3或Na2SeO4水溶液，通過光合作用使煙葉的硒含量增加，從而達(dá)到提高煙葉富硒性的目的。

3.2 大田期生長發(fā)育階段硒元素培育的設(shè)想

移栽到大田后的煙苗，隨著芽葉逐漸枯萎脫落，前期育苗階段培育在煙草里面的硒元素可能所剩無幾。由于葉片的結(jié)構(gòu)包括表皮、葉肉和葉脈3個部分。表皮包括上表皮和下表皮，由1層排列緊密、無色透明的細(xì)胞構(gòu)成。表皮細(xì)胞的外壁上有1層透明的、不易透水的角質(zhì)層。表皮主要起保護(hù)作用。這個角質(zhì)層的保護(hù)作用，極大地阻礙了硒元素進(jìn)入葉脈，使硒元素的吸收單單靠噴施葉面可能達(dá)不到要求，因此本文另辟途徑，補(bǔ)充硒元素。

煙草的主根隨著生長而不斷往土層深處延伸，側(cè)根向四周擴(kuò)展，除了固著和支持植物，以免倒伏的作用外，還通過根，可以吸收到土壤里的水分、無機(jī)鹽類、微量元素類及某些小分子化合物。

根吸收水分和無機(jī)鹽的部分主要是根毛。根毛的細(xì)胞壁很薄，細(xì)胞質(zhì)緊貼著細(xì)胞壁形成1薄層，細(xì)胞的中央是1個很大的液泡，里面充滿著細(xì)胞液。這樣的構(gòu)造是適于吸收水分的。根毛在土壤里跟土粘貼在一起，土粒之間含有水分，水里溶解著無機(jī)鹽，形成了土壤溶液。細(xì)胞液和土壤溶液有不同的濃度，在一般情況下，根毛的細(xì)胞液總比土壤溶液要濃，在滲透壓的作用下，土壤溶液中的水分能夠透過細(xì)胞壁、細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入到根毛的液泡里。土壤里的水分就這樣被根毛吸收進(jìn)去。土壤里的水分被根毛吸收后，并不停留在根毛和表皮里，而是經(jīng)過表皮以內(nèi)的層層細(xì)胞，逐步向里面滲入，最后進(jìn)入導(dǎo)管，再由導(dǎo)管輸送到植物的其他器官。

根據(jù)“根”生長的習(xí)性，提出以下幾點(diǎn)設(shè)想和評估。

鋪設(shè)并埋入管道，通過預(yù)留孔流出富硒水微滲，讓煙草的根毛吸收水分的同時吸收硒酸鹽、亞硒酸鹽。評估：鋪設(shè)容易，成本投入低。但容易被泥堵塞，維護(hù)難度大。

利用包膜緩釋富硒肥料在土壤中自主速度緩慢釋放或者養(yǎng)分釋放速度可以得到一定程度的控制以供煙草持續(xù)吸收利用。評估：操作難度低，成本投入低。但是緩釋肥料的釋放能力和煙草的吸收程度難以控制和測評。

土壤是在氣候、母質(zhì)、生物、地形和時間的作用下形成的，是各種因素綜合作用的產(chǎn)物。由于土壤顆粒形成條件差異，會產(chǎn)生的土粒大小和特性不同，故各地的土層結(jié)構(gòu)不盡相同。煙草的各生長階段，根系的發(fā)育程度，對土壤的粘土、砂土、壤土等土質(zhì)物理組成結(jié)構(gòu)要求各有不同。以白肋煙為例，白肋煙種植所需底土一般為粘土、母質(zhì)為石灰?guī)r等土壤類型。陽春市煙草行政主管部門曾在20世紀(jì)90年代于陽春市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的石灰?guī)r山體周邊，種植該品種。后因耕種面積比較狹隘，只能沿著石灰?guī)r的山體輻射，無法大面積種植形成產(chǎn)業(yè)鏈而被擱置。故本文另辟蹊徑根據(jù)煙草的根系生長習(xí)性，對土壤預(yù)注入硒元素和碳酸鈣等其他營養(yǎng)成分，再對土層物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行翻耕、預(yù)設(shè)然后將煙苗移植到大田。評估：雖然上述方法能夠在土壤中注入硒元素，但是注入難度較大，操作較繁瑣，且硒元素容易丟失。但是這個方法能讓煙草以最佳狀態(tài)成長和吸收硒元素，更能接近理想效果。同時更能打破地域、地形和土層物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成結(jié)構(gòu)的限制，讓煙草的種植更規(guī)?；?/p>

煙草在耕作層中根系分布的深度和寬度都較大，隨深入土層逐漸減少，呈圓錐形分布。根系的密集范圍比分布范圍小得多，根系密集深度約在地表以下40cm，密集寬度在距莖周40cm范圍，打頂以后有根系伸長到40cm以下或40cm以外。煙草的發(fā)根能力很強(qiáng)，采用培土的方法可使莖稈上長出很多不定根，起到充分吸收表土營養(yǎng)的作用。

在大田生產(chǎn)中，由于距土表20cm以下一般存在1個緊實(shí)的犁底層，根系難以下扎，因此，烤煙的根系分布實(shí)際上以在距地表15cm左右的側(cè)向分布為主。特別是在地膜覆蓋的情況下，垂直于主莖的底下基本上很少有根系分布，大部分分布在距地表12cm左右的土層，且根尖上卷。主要的吸收根系多在莖基周圍15～20cm范圍內(nèi)。煙壟高度一般要求30～35cm，培土后壟體提高10cm。

所以，為了防止硒元素流失，本文設(shè)想在翻耕、預(yù)設(shè)土層物理結(jié)構(gòu)前，先在地下要挖1個寬50cm，深50cm的坑渠，鋪上聚合物可降解膠膜。地表上，為了防止蟲害，降低農(nóng)藥的施用，防止毒性的負(fù)面增加，我認(rèn)為用大棚種植模式更為恰當(dāng)。并配置一定的燈光，增加光合作用提高生長速度。與此同時，干濕度也可以得到有效控制。由于煙草不能連續(xù)采用種植，同年連續(xù)耕種容易得病，為了增加煙農(nóng)的收益，種上其他適應(yīng)該土層結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分結(jié)構(gòu)的富硒蔬菜。大棚預(yù)設(shè)的硒元素隨著煙草和其他的富硒蔬菜的吸收耗盡，可降解膠膜也達(dá)到降解時效，不會對該地區(qū)的環(huán)境造成污染。

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作者簡介：李科（1981-），男，本科，2007年3月進(jìn)入廣東省陽春市煙草專賣局工作，主要從事煙草專賣稽查工作和案件審理。