主要谷類糧食作物富硒研究概述

摘" 要：硒元素對(duì)人和動(dòng)植物都十分重要，其攝入過量或缺少都會(huì)有一定的危害。人和動(dòng)物可以從植物中攝取硒元素。著重選取近年來水稻、玉米、小麥具有代表性的富硒研究成果進(jìn)行總結(jié)分析，結(jié)果表明：對(duì)作物適度施硒，不僅可以間接保證人體對(duì)硒元素的需求，還可以增加作物產(chǎn)量、提高作物品質(zhì)和籽粒飽滿度、減少作物對(duì)重金屬元素的吸收，硒與某些中微量元素搭配施用可相互促進(jìn)吸收。通過綜合分析，為人們關(guān)注和合理補(bǔ)充硒元素，也為貧硒缺硒、重金屬含量較高地區(qū)的作物種植提供參考。

關(guān)鍵詞：硒；健康；谷類糧食作物；富硒

中圖分類號(hào)：R151.4+1;S51;S143.7"""""""""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A""""" 文章編號(hào)：1673-6737（2024）05-0047-04

收稿日期：2023-12-25

作者簡介：張拓（1993—），男，碩士，研究方向?yàn)槲⒘吭乩砘治觥?/p>

Overview of Research on Selenium Enrichment in Main Grain Crops

ZHANG Tuo1 ， LIU Lin-lin1 ， HAO Yu1 ， LI Chun-jiang1 ， SU Guo-li1 ， JIAO Song-lin2

（1 Liaoning Institute of Saline-Alkali Land Utilization， Panjin Liaoning 124010， China;

2 College of Chemistry and Chemical Engineering， Yili Normal University， Yili Xinjiang 835000， China）

Abstract： Selenium is very important to humans， animals， and plants. However， excessive or inadequate supplementation may pose certain risks. Both humans and animals can acquire selenium through plant consumption. Therefore， this paper primarily presents a summary of recent research findings on selenium-enriched crops such as rice， corn， and wheat. The appropriate application of selenium fertilizer not only indirectly fulfills the human body's selenium requirements but also enhances crop yield， improves crop quality and grain plumpness while reducing heavy metals absorption by crops. Furthermore， when combined with specific trace elements， fertilization can facilitate mutual absorption. Through a comprehensive analysis presented in this paper， it aims to provide guidance for individuals to pay attention to and adequately supplement selenium while serving as a reference for crop cultivation in regions characterized by low selenium levels and high heavy metals content.

Key words： Selenium; Health; Cereal grain crops; Selenium enrichment

硒（selenium， Se）是人和動(dòng)物體內(nèi)重要的微量營養(yǎng)元素，存在于細(xì)胞和組織器官中。其不但影響生物體的健康，更是在大多數(shù)代謝反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。在硒被發(fā)現(xiàn)之初，人們首先注意到的是它的毒性；隨著近代科學(xué)的發(fā)展，人們才不斷注意到硒對(duì)人和動(dòng)物甚至植物的重要性。

在我國，許多地區(qū)存在不同程度缺硒的情況，嚴(yán)重影響到人與動(dòng)植物對(duì)硒元素的攝取，也影響著人體健康與動(dòng)植物生長。研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物出現(xiàn)缺硒癥的地區(qū)，其植物中硒元素的含量通常也比較低。在貧硒缺硒地區(qū)要滿足人體對(duì)硒元素的攝入，可先通過對(duì)植物的施肥處理提高其硒含量，由植物將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為人體易吸收的有機(jī)態(tài)硒，通過植物—?jiǎng)游铩?、植物—人等方式?shí)現(xiàn)人體對(duì)硒的攝取[1-2]；而水稻等糧食作物是人體獲取硒元素的重要途徑，提高糧食作物中的硒含量對(duì)人體攝硒有著重大意義。本文重點(diǎn)選取近年來水稻等糧食作物具有代表性的富硒研究成果并加以總結(jié)，以期為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中硒元素的施加提供參考。

1" 硒元素對(duì)生物體的影響

1.1" 硒攝入不足的危害

我國學(xué)者首先提出并證實(shí)了克山病的發(fā)生與缺硒相關(guān)，除克山病以外，大骨節(jié)病、心血管疾病、部分地方病的發(fā)生也可能和硒元素?cái)z入程度有關(guān)[3]。王婧等[4]對(duì)青藏高原大骨節(jié)病病區(qū)多方面的硒水平分布情況進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)和內(nèi)陸病區(qū)硒循環(huán)均處于較低水平。曾經(jīng)該地區(qū)的大骨節(jié)病發(fā)生情況極其嚴(yán)重，但隨著外源性硒的不斷輸入，該地區(qū)病情被有效控制。不同動(dòng)物缺硒癥狀也有不同，比如兔、豬可能出現(xiàn)肝壞死等癥狀，羔羊、犢?？赡艹霈F(xiàn)白肌病等[1]。

1.2" 硒攝入過量的危害

人體硒總量在14～20 mg，推薦適宜膳食攝入量為40 μg/d，攝入過量（大于800 μg/d）會(huì)產(chǎn)生毒性[5]。在農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)利用過程中，如果施硒量過高，容易間接造成人和動(dòng)物攝硒量過多，引起硒中毒（包括急性硒中毒和慢性硒中毒）。對(duì)于人類，其癥狀可能表現(xiàn)為毛發(fā)指甲脫落、乏力、情緒不定、神經(jīng)系統(tǒng)異常、肝臟壞死等；對(duì)于多數(shù)動(dòng)物，其可能表現(xiàn)為食欲不振、生長遲緩和繁殖能力下降、多器官組織不良反應(yīng)甚至死亡。過度施加硒元素會(huì)抑制部分作物的產(chǎn)量，嚴(yán)重的更會(huì)導(dǎo)致死亡[6-7]，同時(shí)也可能產(chǎn)生對(duì)人和動(dòng)物體具有危害的無機(jī)硒元素等。

1.3" 硒適量攝入的益處

硒元素在人和動(dòng)物體內(nèi)是某些酶（如谷胱甘肽過氧化物酶、脫碘酶等）的重要成分之一。硒元素的適量攝入，不但可以有效調(diào)節(jié)人體免疫力，預(yù)防大骨節(jié)病、克山病和心血管疾病發(fā)生，還具有有毒重金屬解毒、抗腫瘤等作用[8]。硒元素的有效補(bǔ)充、合理攝入，對(duì)動(dòng)物也有著諸多好處，如增強(qiáng)免疫功能、提高抗應(yīng)激能力、促進(jìn)健康等[9]。對(duì)植物施加適量硒元素，可以促進(jìn)植物對(duì)某些中微量元素的吸收，并對(duì)某些重金屬元素（如鎘、鉛等）起到抑制吸收作用。

2" 主要谷類糧食作物富硒研究概況

2.1" 水稻富硒研究

在水稻種植過程中，貧硒缺硒地區(qū)增加硒元素含量的方式主要為土壤施硒和葉面施硒。

2.1.1" 土壤施硒" 不同土壤的施硒效果存在差異。唐玙璠[10]通過在寧夏選取3處試驗(yàn)點(diǎn)，根據(jù)盆栽試驗(yàn)和大田試驗(yàn)等對(duì)鹽堿富硒土壤影響水稻吸收硒元素情況進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)：隨著鹽堿程度的加重，根系硒的吸收系數(shù)和初級(jí)轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)增加（即中、重度堿化土壤處理gt;輕度堿化土壤處理gt;輕度鹽化土壤處理），次級(jí)則降低；在不同生育時(shí)期各處理水稻根系器官硒元素的含量先上升后下降，其中抽穗期達(dá)到高峰值、灌漿期濃度最低。

戴志華[11]使用不同調(diào)控手段，研究水稻對(duì)硒肥（主要成分亞硒酸鹽）中硒元素?cái)z取水平，并從多角度進(jìn)行有效分析得出：對(duì)土壤施外源硒（亞硒酸鈉），若施硒含量過高，不但會(huì)抑制水稻產(chǎn)量，更會(huì)發(fā)生以Se（IV）和Se（VI）等無機(jī)硒形態(tài)存在于糙米中的情況；這種糙米若被食用可能會(huì)對(duì)健康造成危害，因此建議以土壤施硒濃度2.5 mg/kg作為參考安全量；外源硒的濃度適宜，可促進(jìn)水稻莖葉對(duì)一些微量元素的吸收；硒和含某些營養(yǎng)元素（N、K、Si、Ca、Mg、Zn、Cu等）肥料配施，會(huì)提高糙米對(duì)硒元素的攝入水平。

2.1.2" 葉面施硒" 關(guān)于葉面施硒的研究也有許多報(bào)道。司清林等[12]采用葉面噴灑富硒液方式探究在北方堿性土壤中種植水稻的富硒情況，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：雖然稻米的硒元素含量隨富硒液濃度的增加而增加，但增幅逐漸降低；不同品種富集硒元素效果存在差異性，但對(duì)同一地區(qū)水稻進(jìn)行葉面外源噴灑富硒液處理，則會(huì)縮小這種差異性。不過他的實(shí)驗(yàn)品種選取較少，這一結(jié)論還需要進(jìn)一步多品種驗(yàn)證。該研究還提出，雖然在水稻的三個(gè)時(shí)期（抽穗期、齊穗期和灌漿期）中每個(gè)時(shí)期均噴富硒液所獲得的水稻硒總量最高，但為了簡化農(nóng)事生產(chǎn)和降低成本，只選擇其中的任一時(shí)期葉面噴施富硒液也可以滿足富硒標(biāo)準(zhǔn)。

葉面施硒可以促進(jìn)水稻對(duì)重金屬元素抗逆性的提高。余侃等[13]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)葉片噴灑生物納米硒、硅肥和復(fù)合土壤微生物菌劑混合試劑，可顯著降低稻米中重金屬（鎘、鉛）含量。這為研究重金屬污染區(qū)水稻改良種植技術(shù)、探究降低水稻重金屬含量提供了參考依據(jù)。

2.2" 玉米富硒研究

玉米是我國重要的糧食作物和飼料作物，提高其產(chǎn)量與營養(yǎng)價(jià)值對(duì)保障國家糧食安全、促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)民增收有著至關(guān)重要的意義。

有研究表明，適量的硒元素可以改善玉米品質(zhì)，增加玉米對(duì)重金屬的抗逆性。陳玥聰[14]通過研究發(fā)現(xiàn)，葉面噴施硒肥可以提高玉米籽粒的淀粉和蛋白質(zhì)含量，抑制玉米籽粒對(duì)重金屬（鉛、鎘、汞）吸收并產(chǎn)生拮抗作用。翟瑞寧等[15]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)玉米品種桂單658葉面進(jìn)行硒肥噴施，除提高籽粒品質(zhì)外，還可阻礙其對(duì)重金屬鎘、砷元素的吸收，在拔節(jié)期噴施糧油型鋅硒葆效果最佳。這些研究對(duì)重金屬高含量地區(qū)玉米種植具有一定的參考價(jià)值。

過量施硒對(duì)玉米有毒害作用，蔣曦龍等[7]通過對(duì)玉米葉面過量施加硒肥研究發(fā)現(xiàn)，噴硒量過高，其植株籽粒產(chǎn)量和生物量降低；葉面噴硒可顯著提高植株對(duì)Fe、Zn的吸收能力，對(duì)Cu、P、Mg和Ca的吸收無影響，抑制對(duì)B的吸收，其中的影響機(jī)理還需要進(jìn)一步研究論證。

王淑英等[16]將武2177玉米新品系種子經(jīng)稀釋生物有機(jī)硒肥（該生物有機(jī)硒肥原液中硒含量gt;200 mg/kg）浸泡，在10 ℃低溫下冷浸后再在25 ℃室溫下發(fā)芽，經(jīng)對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)：以1∶50比例稀釋過的硒肥對(duì)種子的發(fā)芽率、植株高度、植株莖粗以及抗逆性（抗低溫冷害等）的作用效果要好于1∶25濃度硒肥，可能因?yàn)楦邼舛鹊奈室种屏朔N子發(fā)芽以及根莖葉生長，但經(jīng)有機(jī)硒肥處理過的種子各項(xiàng)指標(biāo)均好于未被處理過的。該研究只是進(jìn)行小范圍試驗(yàn)，最終效果還需在大田種植中體現(xiàn)。

高海娜[17]通過向土壤中施入不同濃度的硒肥，探究玉米在不同生育期的富硒能力，她發(fā)現(xiàn)：玉米對(duì)硒肥的吸收情況在不同時(shí)期存在差異；在不同硒濃度處理下，苗期玉米根系對(duì)硒元素的吸收處于比較穩(wěn)定的水平；乳熟期玉米各部位平均硒含量最高的是根系，成熟期各部位平均硒含量最高的是雄穗；植株平均總硒含量在乳熟期最高、苗期最低，但籽粒硒含量在乳熟期顯著高于成熟期。

2.3" 小麥富硒研究

小麥也是重要的谷物，開展小麥富硒研究，改善施肥方式，有利于提高小麥籽粒蛋白質(zhì)含量。除富硒地區(qū)以外，外源施硒方式仍然為土壤施硒和葉面噴硒，但土壤含硒量和硒肥種類、用量的差異也會(huì)影響小麥對(duì)硒元素的攝取。

范振杰等[18]研究發(fā)現(xiàn)，富硒土壤、施硒土壤均可提高小麥籽粒的硒含量、達(dá)到富硒標(biāo)準(zhǔn)，且富硒土壤更有利于籽粒有機(jī)硒積累及產(chǎn)量形成。

馬小艷等[19]對(duì)種植小麥的土壤施加不同量的外源硒肥（硒酸鈉），經(jīng)連續(xù)兩年（僅第一年播前施硒）的盆栽試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：隨著施硒量的增加，兩年間小麥對(duì)外源硒的利用率增加；施硒當(dāng)季，與對(duì)照組相比，小麥的產(chǎn)量和地上部分生物量均有所增加；小麥各器官的硒含量增加并與施硒量呈正相關(guān)，富硒能力最強(qiáng)是葉片，第二年雖未施硒，但仍對(duì)各處（小麥各個(gè)器官、土壤）硒含量具有增加效應(yīng)；當(dāng)施硒量較高時(shí)，對(duì)小麥硒含量的影響大于對(duì)土壤有效硒、總硒含量的影響。不過她只做了盆栽試驗(yàn)，若在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中大批量種植，可能還會(huì)受雨水、氣候等影響，環(huán)境的不確定性可能會(huì)導(dǎo)致最終結(jié)果與試驗(yàn)產(chǎn)生偏差，因此各項(xiàng)指標(biāo)還需在大田中進(jìn)一步驗(yàn)證。

不同硒鹽對(duì)施肥結(jié)果也有一定影響。李欠南[20]使用硒酸鹽和亞硒酸鹽，選擇不同時(shí)間點(diǎn)對(duì)小麥葉面做噴硒施肥處理，在灌漿期對(duì)小麥實(shí)施不同噴硒次數(shù)，從而對(duì)比各部位硒含量。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：葉面噴硒效果硒酸鹽gt;亞硒酸鹽，但二者均能提高小麥各部位硒水平；小麥對(duì)兩種硒鹽的運(yùn)輸存在差異；當(dāng)葉面噴硒處理時(shí)，適當(dāng)延遲時(shí)間點(diǎn)可有助于小麥籽粒硒含量的增加，其中灌漿起始后的第9天效果最佳。

3" 討論與展望

對(duì)糧食作物合理進(jìn)行富硒施肥，可以提高作物品質(zhì)，補(bǔ)充和調(diào)節(jié)硒匱乏地區(qū)人體內(nèi)的硒元素，還可以降低部分作物中某些重金屬元素的含量；硒與中微量元素結(jié)合施肥，可以促進(jìn)部分作物對(duì)其他有益元素的吸收。與此同時(shí)，不可只注重增加糧食作物的硒含量，更應(yīng)探尋掌握對(duì)應(yīng)作物的最佳施肥量、施肥時(shí)間及作物吸收硒元素的承載水平。本文所選擇的一些近年研究成果，可以對(duì)作物施肥方案提供相應(yīng)的參考。未來我們?nèi)孕柙诓煌貐^(qū)、不同土壤水平條件下對(duì)糧食作物開展富硒研究，尋找更適合本土化的硒肥施加方式，與其他肥料結(jié)合應(yīng)用，種植更有益于人體健康的作物、開發(fā)更健康的富硒農(nóng)產(chǎn)品，從而滿足人們對(duì)硒元素的需求。

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