富硒玉米研究現狀及廣西富硒玉米產業前景展望

摘 要 富硒功能玉米具有富硒、優質、保健、防病、安全等特點。從硒與人體健康、硒與玉米生長發育的關系和玉米的富硒效應三方面概述了富硒玉米的研究意義，綜述了在富硒玉米品種選育、生產和生理生化等方面的研究現狀及存在問題，對富硒玉米的進一步研究方向及在廣西的發展前景作了展望。

關鍵詞 富硒玉米；生產；生理生化；廣西；富硒資源；發展前景

中圖分類號：S513 文獻標志碼：A 文章編號：1673-890X（2015）31-041-05

知網出版網址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.s.20151205.1609.038.html 網絡出版時間：2015/12/5 16：09：19

自從20世紀50年代證實了硒是生物體生命活動必須的一種微量元素，人們就開始了對它的生物學研究，至今已有60年歷史。隨著近年來環境污染程度的加劇以及人類對健康的關注度不斷提升，對食品的要求也日益提高，不僅要吃好，還要吃健康。硒與人類健康，以及富硒食品的開發逐漸成為熱門話題。硒是人和動物生長發育必須的一種微量元素，參與機體許多重要的生理生化活動。研究證實，硒是甲狀腺激素代謝、抗氧化防御系統和免疫系統等重要代謝途徑的基本成分，在增強免疫力、增進健康和預防衰老等方面具有重要意義；硒對重金屬有拮抗作用，是抵抗有毒物質的保護劑，能與毒性強的重金屬如汞、鎘、鉛等結合形成金屬硒蛋白復合物而解毒，將重金屬排出體外，從而保護肝細胞，被譽為“生命的奇效元素”、“21世紀的第21種氨基酸”[1-2]。

研究報告顯示，機體缺硒將導致一系列疾病的發生，如克山病、大骨節病等[3]，但硒同時具有毒性。機體攝入過量的硒，則會產生中毒癥狀，嚴重者可致死亡[4]。人體對硒的需要量尚無統一的標準，1976年國際硒學會推薦的標準是每日60 μg，中國營養學會1988年的推薦標準是每日50 μg。而20世紀90年代初對我國進行的總膳食結構調查顯示，我國居民日常飲食中硒攝入量平均值為43.3 μg/d，生活在嚴重缺硒地區的居民硒攝入量低于20 μg/d，普遍低于標準攝入量。據報導，世界上有40多個國家、中國有72%的縣市存在不同程度缺硒[5-6]，缺硒現象普遍存在。礦質元素硒在體內無法自己合成，必須經由食物鏈獲取[7]。借助食品添加劑、保健品或藥物來快速補充人體缺乏的硒，雖不失為一種途徑，但存在毒副作用風險，費用高、投資大、覆蓋面小，不能從根本上解決礦質元素營養不良的問題[8]。玉米是世界上最重要的糧食作物之一，近些年來也逐漸成為畜牧養殖業主要的飼料來源，其含硒量高低與人體硒營養狀況密切相關，開展富硒玉米的研究對于提高缺硒地區、缺硒居民群體的健康水平具有重要的現實意義。

本文從硒與人體健康、硒與玉米生長發育及富硒玉米生產、育種等方面對富硒玉米的研究現狀進行綜述，以期為富硒玉米的進一步研究及富硒玉米產業的可持續發展提供參考。

1研究意義

1.1硒與玉米生長發育的關系

礦質元素硒雖然已被科學界確定為動物和人體所必需的微量元素，并未證實是植物必需的營養元素，但硒對重金屬有拮抗作用，這對于植物的生長和品質是有益的；對于人和動物來說也是不可或缺的，植物把無機硒轉化為人體所需的有機硒，把硒從土壤轉入食物鏈[9]。硒在小麥、玉米、大豆、油菜等作物體內有抗氧化作用，這一性能是通過谷胱甘肽過氧化物酶的作用來實現的[10]。研究表明，不論是土壤施硒還是葉面噴施硒，普通玉米和鮮食玉米均表現出對不同硒肥濃度的響應，含硒量大小會影響玉米對硒的吸收，分配及代謝，進而影響玉米的生物量。硒含量低于10 mg/kg能促進玉米生長，植株生物量及籽粒產量也顯著增加；高于25 mg/kg的硒含量則會抑制玉米的生長，生物量和籽粒品質均下降。并且，在安全濃度的范圍內，玉米籽粒的硒含量與土壤硒含量呈顯著正相關[11-14]。

1.2玉米的富硒效應

不同種類的植物對硒的富集能力差異很大[15]。目前富硒作物主要分類方法有2種： （1）將富硒植物分為聚硒植物和非聚硒植物。聚硒植物可作為硒指示植物，如黃芪屬植物，硒含量為1～10 g/kg。大部分農作物屬非聚硒植物，含硒量不超過 30 mg/kg[16-17]。（2）將富硒植物分為累積植物（指示植物）、中度含硒植物與低度含硒植物[18]。農作物屬于低度含硒植物，其中十字花科植物油菜對硒的積聚能力最強，其次為豆科植物，谷類最低。谷類中又以小麥對硒的積聚最強，玉米、甘薯、蠶豆和豌豆的含硒量均低于 0.05 mg/kg。

玉米屬于低度含硒植物，通過增加土壤有效態硒、噴施葉面硒肥等方式可以有效提高玉米籽粒硒元素含量。按照陜西省地方標準（DB61/T556-2012），富硒玉米的硒含量范圍在0.15～0.30 mg/kg。如果在玉米生長時期噴施亞硒酸鈉等富硒肥，玉米籽粒中硒含量可達57.53 mg/kg。普通玉米的富硒效果要強于糯玉米[11]。富硒玉米中的有機態硒占90%以上，有機態硒中以蛋白質硒為主要存在形式，占總硒的61.51%[19]。此外，富硒玉米油的硒含量為普通玉米油的22倍，并且高于一般液體類富硒產品，其中不飽和脂肪酸特別是亞油酸含量較高，具有較強的保健功能[20]。

2研究現狀

2.1富硒玉米的品種選育

目前，通過生物技術或遺傳等手段選育出富硒玉米品種的報道不多見，多數是通過施用富硒肥來生產富硒玉米。山西省農業科學院玉米研究所選育出的玉米品種晉糯8號，是以兩個自選系作為親本雜交選育的一個鮮食富硒糯玉米品種，其玉米籽粒硒含量可達0.473 mg/kg，富硒效果顯著[21-22]。

2.2富硒玉米的生產現狀

關于富硒玉米的生產現狀，中國農業大學資環學院李圣男等曾發表一篇比較詳盡的綜述[23]。我國自20世紀80年代開始進行富硒農產品相關研究，取得了一定的進展，為富硒農產品的生產提供了理論依據。目前中國富硒玉米的生產研究主要集中在湖南、湖北、黑龍江、遼寧、重慶、山西、安徽等9個省區；研究品種包括普通玉米、糯玉米和甜玉米。生產的主要方式是施用硒肥，包括有機硒肥（氨基酸硒肥和腐殖酸硒肥）和無機硒肥（亞硒酸鹽、硒酸鹽、硒礦粉），其中亞硒酸鈉是目前主要的硒肥品種。自富硒農產品開發以來，還研制出一些新的硒肥品種。目前市場上硒肥品種有10多種，如湖南“硒霸”牌有機富硒葉面肥、天津“富硒植物營養調節劑”、內蒙“富硒增產素”等。據報道，富硒肥在玉米不同時期施用，能成倍提高玉米中硒的含量，如天津市農業技術推廣站研制的富硒植物營養調節劑，可以使小麥和水稻的含硒量大幅提高，并穩定在200～300 μg/kg范圍內[5]。有研究表明，甜玉米灌漿前期對其葉面噴施富硒植物營養素，能增加甜玉米生物學產量，改善產品外觀質量，提高產品品質，使玉米硒含量達到0.17 mg/kg，達到富硒、增產的目的[24]。

硒肥的施用方式有基施、浸種、拌種和葉面噴施。由于富硒農產品有嚴格的含硒量標準，采用土壤施硒需要對土壤進行監測，施硒量大、投資高；而浸種和拌種由于濃度不好掌控、富硒效果不顯著等原因不被看好，并且土壤施硒和拌種都有可能對環境造成污染。因此，在富硒農產品開發中多采用葉面施硒的方法，富硒效果比較明顯，不失為低硒區補硒的一條操作簡單、經濟有效、安全無污染的途徑。葉面噴施硒肥以在抽雄期噴施亞硒酸鈉、采用硒肥分次噴施效果最好，噴施濃度以40～70 mg/kg最佳。黑龍江省低硒地區曾對玉米、小麥、大豆進行葉噴試驗，結果籽粒中含硒量的提高幅度與噴硒量呈正相關，葉面噴硒30 g/hm2，可使玉米、小麥和大豆籽粒的硒含量滿足低硒地區居民補硒的需求[25]。

2.3富硒玉米的生理生化及遺傳

N. Rani等（2005）通過在土壤中施用不同濃度梯度（1～25 μg/g）的亞硒酸鹽，研究土壤中不同硒含量對芥菜、玉米、小麥、水稻4種作物的影響，結果表明，土壤中硒含量濃度超過5 μg/g時，芥菜和玉米的干物質產量會顯著降低；硒在玉米中的臨界水平是76.9 μg/g，超過這個水平會使玉米顯著減產[26]。Mélanie Longchamp等（2013）研究了在0.12 μMol和0.63 μMol兩種硒濃度下亞硒酸鹽和硒酸鹽對玉米的影響，發現在兩種濃度下，亞硒酸鹽營養液中硒在玉米的累積量都高于硒酸鹽營養液，并且前者硒更多地累積于玉米的根，而后者中硒主要累積于玉米的幼苗；兩者相互作用只現于高濃度（0.63 μMol）中，硒酸鹽會抑制玉米根對亞硒酸鹽的吸收。其研究結果表明，營養液中硒的存在形態和濃度對于玉米對硒的吸收，以及硒在玉米中的分配及代謝都有強烈的影響[17]。國內有關研究對富硒地區玉米油的硒及脂肪含量進行了測定，對富硒玉米籽粒中硒的分布規律和賦存形態進行了分析，結果表明富硒地區玉米油硒含量為普通地區玉米油的22倍。通過對油脂提取、皂化分離所得的相關產物的硒含量進行比較，玉米粕的含硒量最高，玉米粉次之，玉米油、脂肪酸、不皂化物的含硒量相近，均遠低于玉米粕和玉米粉的含硒量；硒在玉米籽粒中主要以有機結合態的形式存在，有機態硒含量約占總硒的90%，其中又以堿溶蛋白質硒含量最高，占到總硒的50.62%，為富硒玉米的深度開發提供了理論參考[19-20]。

3存在的問題

3.1富硒玉米的生產方法

目前，富硒玉米的生產主要以噴施硒肥為主，方法雖然簡單、高效，但也存在不少問題。（1）生產成本太高。（2）主要的硒肥亞硒酸鈉是一種有毒的化合物，使用不合理很容易對作物造成毒害作用，為食品安全帶來隱患，長期施用也必然會導致土壤環境的污染和惡化。（3）硒肥的施用量不易掌控，如果使用不當，生產出來的有可能是超富硒玉米。有統計分析表明，按照陜西省地方標準（DB61/T556-2012）所規定的玉米中全硒含量0.15～0.30 mg/kg的要求，統計的富硒玉米研究樣本中僅有11.5%的產品符合富硒標準，硒含量超標的樣本高達44.2%[22]。硒含量超標，不但于健康無益，對人和動物還會造成毒害。因此，當前除了研制安全的多功能復合硒肥，進一步研究硒的有效施用方式，提高玉米體內硒含量、改善玉米品質和提高玉米產量的經濟有效的途徑外，應用生物技術及遺傳學手段，選育富硒玉米品種，讓其自然富硒，把土壤中的無機硒轉化成人體所需的有機硒，才是最健康和安全的途徑。

3.2富硒玉米生產的技術規程

富硒農產品含硒量有嚴格的標準，要讓富硒農產品開發走向產業化，必須嚴格按照富硒農產品生產技術規范進行生產，在產品收獲后和加工過程中都要進行檢測，保證富硒產品的健康、安全。而目前尚無富硒玉米生產的標準技術規程。因此，很有必要研究出臺相關的法規、標準，以保證富硒玉米開發健康有序地進行。

4廣西發展富硒玉米的前景展望

4.1具有得天獨厚的天然富硒土壤環境和資源

廣西富硒土壤面積達2.12×104 km2，是目前我國多目標區域地球化學調查工作圈定出的最大面積連片富硒土壤。廣西區域的東部、南部、西部和北部均有富硒土壤分布，在北部灣地區、防城港十萬大山以南，欽州市除欽南區外所有地區，南寧市區正東方向100 km，正南50 km的夾角地帶之外，江南區-青秀區以北地區，武鳴縣的全部行政區域內土壤幾乎均屬于富硒土壤，均可發展富硒產業。河池市周邊50 km范圍及北部區域，桂林市湘桂鐵路以北包括永福全境，賀州和梧州全境等區域，土壤硒含量均在0.5 mg/kg以上，屬于富硒土壤。廣西中國長壽之鄉巴馬瑤族自治縣、昭平縣、岑溪市、蒙山縣、永福縣、東興市、容縣、扶綏縣、上林縣、金秀瑤族自治縣等，均屬富硒地帶[27]。同時在廣西富硒地區還發現了一些天然的富硒農產品，據報道，在廣西30多個縣 （ 市、區） 采集了300多個作物樣品（玉米、大米、淮山、木耳、花生、紅薯、荔枝、茶葉、茉莉花等）分析，發現有大米、墨米、荔枝、茶葉、木耳等70多個樣品達到天然富硒水平，占抽調樣品的24%[28]。

4.2富硒農產品市場前景廣闊

目前富硒食品被視為保健食品而倍受青睞，身價倍增。我國東北地區已開發出富硒大米，南方地區有富硒茶問世，價格均成倍增長；滄州地區開發了富硒金絲小棗；邯鄲地區廣平縣一農民開發了富硒大棗；承德地區開發了富硒大米和富硒玉米面。廣西永福有2家米業公司生產富硒大米，價格為11～16元/kg，比普通優質稻米高出3～7元/kg；巴馬富硒茶油，價格為110～120元/kg，比普通茶油高出40～50元/kg；樂業縣出產的富硒獼猴桃，售價為10～12元/個，比普通獼猴桃高出2～5元/個。富硒農產品的開發具有廣闊的發展前景，2013年開始，廣西全面啟動了富硒農產品開發工作，2年來已經建立46個富硒農產品示范基地，打造了富硒五谷、富硒香米、天然富硒茶等30 多個品牌，建立富硒產品示范面積累計2800 hm2，帶動1.3萬農戶參與，富硒農產品產值達2.89億元[29]。與此同時，為了規范富硒農產品市場，也讓生產者和消費者都有明確的參照標準，廣西于2014年9月正式施行“富硒農產品硒含量分類要求”地方標準，規定糧食類硒含量范圍為0.15～0.5 mg/kg，茶葉及茶制品類硒含量范圍為0.25～4.00 mg/kg，含硒量達不到該標準的，不得標識“富硒農產品”；2015年5月，廣西正式啟動富硒農產品認證工作，為富硒農產品在廣西的規范化開發、產業化生產、加工及銷售提供了重要標準和參考依據。

4.3富硒玉米的開發前景

玉米是我國三大糧食作物之一，總產量僅次于水稻。近年來，隨著玉米深加工、養殖業、飼料業的快速發展，國內對玉米的需求也越來越大，并且富硒玉米的銷售價格較普通玉米高20%以上。目前開發的富硒玉米主要是鮮食玉米，今后應充分利用廣西本土資源優勢，開展普通富硒玉米品種資源篩選、鑒定以及富硒玉米品種選育、富硒玉米增產技術等研究，確定適合的富硒玉米品種、種植技術及加工工藝，形成富硒玉米優質、高產的生產加工標準和技術規程；充分利用現代食品、飼料加工技術，將富硒玉米作為富硒新產品的原料進行深加工，生產富硒玉米粕、玉米油，提取富硒玉米淀粉等，以利于玉米富硒研究不斷深入和拓展產業鏈條，增加附加值，使得玉米富硒產業可持續發展。

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（責任編輯：丁志祥）