富硒高粱產業化開發前景分析

史麗娟，白文斌，曹昌林，張建華，李光，范娜，彭之東，郭瑞峰，江佰陽

（1.山西省農業科學院高粱研究所，山西晉中030600；2.高粱遺傳與種質創新山西省重點實驗室，山西晉中030600）

富硒高粱產業化開發前景分析

史麗娟1，2，白文斌1，2，曹昌林1，2，張建華1，2，李光1，2，范娜1，2，彭之東1，2，郭瑞峰1，2，江佰陽1

（1.山西省農業科學院高粱研究所，山西晉中030600；2.高粱遺傳與種質創新山西省重點實驗室，山西晉中030600）

硒是人體所必需的微量元素之一，缺硒會導致多種疾病的發生。植物是人體吸收硒的主要來源，開發富硒農產品對提高人類健康水平和發展生態農業意義重大。高粱是我國傳統釀造業、飼料加工業、保健食品行業主要或極具潛力的重要原料，開發富硒高粱前景廣闊。在對富硒農產品開發意義、富硒農產品研究現狀及富硒高粱開發前景進行科學分析的基礎上，提出了富硒高粱開發的研究方向。

高粱；富硒；開發

1 富硒農產品開發的意義

硒是人體和動物所必需的14種微量元素之一，在人體內無法自主合成，必須從外界攝取[1-2]。硒在人體內所占的數量極微，但卻在人體機能中發揮著極其重要的作用[3]。硒對人體有多種生物學功能，如抗癌、抗氧化、增強機體免疫力、解毒排毒和保肝護肝。人體缺硒會導致心腦血管病、胃腸道疾病、糖尿病、白內障、甲狀腺機能減退、癌癥、哮喘，以及一些地方性疾病，如克山病、大骨節病和貧血的發生。硒對動物而言能夠提高免疫力、促進生長、改善肉質、提高繁殖能力。動物缺硒常引發大腸桿菌病、肝壞死等疾病，并導致生長發育遲緩、繁殖力下降、免疫功能降低等。硒又是植物必不可少的有益元素，它能夠刺激植物器官的生長發育、提高作物產量和品質、促進植物蛋白質代謝、促進葉綠素的合成、調控植物光合作用和呼吸作用代謝、增強植物的抗氧化性和抗逆性、拮抗重金屬毒害等。但硒攝入量或施用量過大又會影響動、植物體的生長發育，甚至出現毒害癥狀[4-7]。然而，硒元素在世界上分布極不均衡，據統計全球42個國家和地區缺硒[8]。在我國除湖北恩施、陜西安康、江西豐城、青海平安、貴州開陽、江蘇如皋屬于高硒地區或不缺硒地區外[9]，從東北到西南的45個省市自治區的部分地區構成了“貧硒地帶”，東北、東部沿海、華北、華南、華中、西北、西南是嚴重的缺硒地區，蘇、皖、魯、寧、甘、新等省、自治區的部分地區是貧硒地區[10]。我國富硒地區有限，商品糧主產區、牧草或其他作物的基地均為嚴重缺硒區或貧硒區，這就導致我國食物鏈硒水平整體處于偏低水平，食物鏈硒水平的低下又將直接威脅人類的健康，因此，補硒勢在必行。

目前，補硒方式主要有2種：一是直接服用無機硒；二是食用富硒產品。直接服用無機硒毒副作用大，且動物對無機硒的利用率不高，難以達到補硒的效果。對機體有生理功能作用的主要是有機形態的硒，植物富硒安全、有效，是人和動物攝入硒的最有益途徑，且富硒農產品硒元素含量比普通同類農產品高出幾倍乃至十幾倍[10-13]。通過食用富硒農產品，提高人體硒攝入量，能夠有效改善缺硒居民群體硒水平。

因此，開發富硒農產品，利用植物的富硒能力，將無機硒轉化為人體可以利用的有機硒，是解決人體缺硒問題、維護人類健康的最有效途徑。

2 國內外富硒產品開發現狀及進展

隨著科技的進步和人們生活水平的提高，硒的營養價值逐漸受到了人類的重視，富硒產品的市場需求量非常巨大。目前，國外已成功上市的富硒產品有富硒牛奶、富硒豬、富硒果汁、富硒雞蛋、富硒小麥、富硒啤酒、富硒餅干等。我國開發利用比較成熟的富硒產品有富硒雞蛋、富硒大米、富硒禽肉、富硒茶葉、富硒小麥和富硒玉米等[14]，并經國家檢疫檢測部門檢驗，富硒農產品含硒量符合國家食品安全要求，對人體安全補硒起到了積極的作用。

國內外研究學者對不同植物的富硒能力、富硒功效進行了多方面、系統性的研究，并取得了較大進展。在水果上的研究表明，硒能夠提高梨、蘋果、葡萄等水果果實硒元素含量，還能顯著提高果實品質、果粒表面光潔度和果實成熟的一致性[15-18]。在蔬菜上的研究表明，硒能夠提高黃瓜、大蒜等蔬菜的品質和產量，過量的硒肥則會降低產量甚至使植株出現中毒現象；低濃度硒對于小白菜氮、磷、鉀、硫、鎂和鋅的吸收表現為促進，高濃度則為抑制作用。在胡蘿卜上的研究表明，硒的施用量與產量呈負相關，適宜硒濃度能夠增加胡蘿卜有機硒含量，提高品質；蔬菜的可食用部位硒含量低于非食用部位[19-23]。在飼料上的研究表明，通過在豬日糧中添加硒，能夠提高豬肌肉硒含量；日糧中添加有機硒與無機硒均能顯著提高雞蛋硒含量，有機硒較無機硒更能顯著提高硒在雞蛋中的沉積；富硒雞蛋的蛋清黏稠度增加，蛋黃顏色加深，蛋中的膽固醇含量降低，蛋白質、硒元素含量提高，而且延長了雞蛋的保質期[24-26]。在茶葉上的研究表明，葉片是茶樹硒積累的主要器官，葉面噴硒對茶葉硒含量的提高及品質的改善都非常有利；硒能顯著促進早春茶樹提前發育，提高明前優質茶產量，提高茶感官品質[27-29]。在糧食作物上的研究表明，硒可以有效增加糯玉米籽粒中硒的含量，并且隨著硒濃度的增大逐漸增加，籽粒中淀粉、粗蛋白、粗脂肪、可溶性糖含量均增加。噴施硒肥能夠顯著提高小麥籽粒中硒含量，有效提高旗葉中超氧化物歧化酶（SOD）活性、降低丙二醛（MDA）含量。噴施硒肥與種施硒肥均能顯著促進馬鈴薯全株及各器官中硒素的累積。施硒能夠提高水稻籽粒中硒含量；提高水稻的抗逆性，有減輕鉻、鎘、鉛等重金屬對水稻的毒害作用；有利于稻米中錳和鐵元素的吸收。土壤施硒可以顯著提高水稻籽粒含硒量，可以提高水稻籽粒中蛋白質和多數氨基酸的含量；含硒量與土壤施硒量呈顯著正相關；施硒能增加土壤有效硒含量，有利于提高土壤有效磷、鉀含量[30-38]。

硒在不同植物中均有不同程度的富集能力，硒對植物品質、產量、抗性和其他有益元素的吸收有一定程度的改善和提高。高粱雖然不再是人類主要糧食作物，但由于其具有抗旱耐澇、耐鹽堿、耐瘠薄等特點，仍然是我國干旱、半干旱區及鹽堿地區的主栽作物，而作為傳統白酒和醋產業的優質釀造原料，支撐傳統釀造業的穩定發展，在我國國民經濟中占有重要地位。硒在高粱上富集效果如何，目前還尚未見到相關的報道，亟待進行研究。

3 開發富硒高粱的意義

隨著經濟的發展和社會的進步，我國種植業結構正在進行深刻調整。目前，已從“二元結構”轉變為“三元結構”，即糧食、經濟和飼料作物的全面發展。高粱既是我國主要旱作糧食作物之一，又是重要糧飼作物和釀造原料。在我國，高粱主要用于傳統釀造業。高粱是我國白酒的主要原料，聞名中外的中國白酒無一不是以高粱為主料或佐料釀制而成。同時，高粱又是我國優質食用醋的主要原料，我國食醋具有質地濃稠、酸味醇厚、富有清香的特點，高粱在其產品中所起的質佳、味美的獨特作用是其他原料所不能替代的。近幾年來，我國食醋業是調味品家族中發展最快的一個行業，全國食醋總產量已超過300萬t[39]，并呈逐年遞增趨勢。優質富硒高粱的生產，將促進我國優質釀造白酒和食醋的產品品質提升，促進釀造業的發展，提高人民的消費水平，促進消費者身體健康。

隨著生活水平的提高，畜禽產品在人們日常食品中占比越來越高，由此引發的飼草、飼料短缺問題日益突出，使得飼料、飼草高粱發展前景誘人。據報道，高粱籽粒飼喂育肥豬，其有效價相當于玉米的90%左右；飼喂肉牛為95%；飼喂羊、奶牛和家禽為98%。高粱籽粒用于畜禽的飼料，其飼用生產的效能大致相當于玉米[40]。在我國飼料中加入富硒高粱籽粒，不僅可增加配合飼料的總產量、提升質量，同時，通過人們消費富硒肉制品，間接保障人們的有機硒攝入。

基于硒對人體健康的重要性、我國大部分地區缺硒現狀以及天然富硒產品難以滿足廣大缺硒人民的需求，決定了富硒產品開發的必要性。種植業結構的調整、高粱的功能性及硒元素的重要性決定了開發富硒高粱對于改善人們缺硒現狀、提升高粱產業核心競爭力具有重要而深遠的意義。

4 富硒高粱研究展望

當前，關于硒在植物上的研究及應用覆蓋面很廣，多方面研究了不同植物中硒的特性。目前，硒對作物的研究主要集中在植物生理特性和提高硒含量等方面，結合前人的研究結果以及富硒高粱廣闊的應用前景，未來富硒高粱的研究應從以下幾個方面開展：（1）研究硒在高粱上的施用方式、濃度、最佳時期、頻次等，在此基礎上研究不同高粱品種對硒的富集差異，篩選出高富集硒的釀造高粱品種。（2）研究專用富硒高粱在釀造和飼料加工業中的轉化效率。（3）富硒高粱生產標準技術規程。（4）硒對高粱的生理作用及其功能研究：研究硒對高粱生長、發育的作用及高粱對硒的需求量，確定種植高粱土壤中硒含量的豐缺標準和生理毒性臨界閾值。（5）硒在高粱體內的代謝機理研究。（6）研究硒對高粱的毒害作用及與其他元素的相互作用。（7）加大富硒高粱開發的宣傳力度，利用媒體作為平臺，擴大富硒高粱產品營養保健作用的宣傳，引導消費者食用富硒高粱產品。

總之，硒是人體所必需的微量元素之一，結合高粱作物的應用，如何生產出高富集硒的高粱籽粒，進而開發富硒釀造產品和飼料產品，是富硒高粱產業發展的突破口。通過富硒高粱的研究，不僅促進高粱產業的發展，而且提升消費者的健康水平。因此，開發富硒高粱前景廣闊。

［1］屈蘭竺，楊松杰，禚蘇，等.微量必需元素硒的作用探析[J].中國農學通報，2010，26（7）：94-97.

［2］曾靜，羅海吉.微量元素硒的研究進展[J].微量元素與健康研究，2003，20（2）：52-56.

［3］王興華，張旋.日糧中不同硒源對雞蛋硒含量的影響[J].山東農業科學，2012，44（12）：93-96，99.

［4］劉慧超，李春梅.微量元素硒對人體和植物的作用[J].中國園藝文摘，2009（12）：165-166.

［5］張聯合，郁飛燕，苗艷芳，等.硒在人和動物健康上的研究[J].安徽農業科學，2007，35（21）：6688-6690.

［6］王燕，蔣宗勇，高玉云，等.有機硒在動物營養上的研究進展[J].飼料工業，2009，30（4）：9-13.

［7］劉大會，周文兵，朱端衛，等.硒在植物中生理功能的研究進展[J].山地農業生物學報，2005，24（3）：253-259.

［8］江敏，蔣海鈴.關于人體補硒標準研究[J].數理醫藥學雜志，2007，20（4）：549-550.

［9］張軍.安康市天然富硒食品產業發展SWOT分析[J].現代農業科技，2015（1）：334-335，346.

［10］徐慶國，劉紅梅，黃豐，等.我國富硒農產品開發與推廣的探討[J].作物研究，2013，27（5）：461-464.

［11］雷紅靈.植物硒及其含硒蛋白的研究[J].生命科學，2012，24（2）：123-129.

［12］王曉芳，陳思楊，羅章，等.植物對硒的吸收轉運和形態轉化機制[J].農業資源與環境學報，2014，31（6）：539-544.

［13］羅世煒，張孟琴，吳永堯，等.植物硒的研究與利用[J].安徽農業科學，2007，35（14）：4087-4088.

［14］蔣步云，柴振林，朱杰麗，等.富硒產品的開發利用及研究現狀[J].江蘇農業科學，2012，40（11）：446-448.

［15］張放，李治飛，肖田，等.黃瓜山的富硒梨熟了：傳統果業的轉型升級與思考[J].中國果業信息，2013，30（7）：1-8.

［16］王海波，王孝悌，史祥賓，等.功能性果品富硒葡萄生產技術及應用效果研究[J].河北林業科技，2014，10（5/6）：71-73.

［17］何明莉，高仕錄，劉曉燕，等.無公害富硒蘋果的功效及生產技術規范[J].北方果樹，2015（2）：25-27.

［18］王桂美，姜偉，尉晶，等.富硒蘋果生產技術研究初報[J].落葉果樹，2004（4）：58-59.

［19］王晉民，趙之重，李國榮，等.硒對胡蘿卜含硒量、產量及品質的影響[J].植物營養與肥料學報，2006，12（2）：240-244.

［20］趙強，馮磊，王旭英.大蒜富硒研究進展[J].濟寧學院學報，2011，32（6）：56-59.

［21］徐暄，顧艷，孫其文，等.富硒氨基酸生物肥在水果型黃瓜上施用效果研究初報[J].安徽農學通報，2012，18（23）：96-97.

［22］Hamilton J W，Breath A.Selenium uptake and conversion by certain crop plants[J].Agriculture Journal，1963，55：528.

［23］付冬冬，段曼莉，梁東麗，等.不同價態外源硒對小白菜生長及養分吸收的影響[J].植物營養與肥料學報，2011，17（2）：358-365.

［24］丁文杰，戴晉軍，楊志龍，等.富硒豬肉的研究進展[J].飼料與畜牧，2008（7）：55-57.

［25］羅毅，戴晉軍.富硒雞蛋的研究進展[J].中國畜牧業，2009（7）：26-27.

［26］蔡菊，李奎，張雷，等.富硒雞蛋的最新研究進展[J].飼料研究，2010（12）：29-30.

［27］李靜，夏建國.噴施亞硒酸鈉對茶葉硒含量及化學品質的影響[J].江蘇農業科學，2007，35（3）：186-187.

［28］周勛波，吳海燕，洪延生，等.作物施硒研究進展[J].中國農業科技導報，2002，4（6）：45-48.

［29］徐娟.硒對綠茶產量和品質的影響及其富硒綠茶的抗氧化和抗肝癌作用[D].南京：南京農業大學，2003.

［30］鄭陽，楊華，付忠軍，等.不同硒處理對糯玉米籽粒硒含量及品質的影響[J].西南農業學報，2013，26（5）：1899-1901.

［31］宋家永，李敬光，王永華，等.噴施硒肥對小麥生理特性、子粒硒含量的影響[J].河南農業大學學報，2005，39（2）：139-142.

［32］唐玉霞，王慧敏，呂英華，等.冬小麥硒素吸收積累特性及葉面噴硒效應的研究[J].華北農學報，2010，25（Z）：198-201.

［33］邢海峰，高炳德，樊明壽，等.馬鈴薯硒素吸收分配規律及硒肥效應研究[J].華北農學報，2012，27（6）：213-218.

［34］周遺品.硒對水稻蛋白質和氨基酸含量影響的初步研究[J].石河子農學院學報，1995（3）：19-22.

［35］周鑫斌，施衛明，楊林章，等.富硒與非富硒水稻品種對硒的吸收分配的差異及機理[J].土壤，2007，39（5）：731-736.

［36］譚周磁，陳平，陳嘉勤，等.硒在水稻上的應用Ⅲ.稻田土壤硒含量及施硒對水稻產量與米質的影響[J].湖南師范大學自然科學學報，1997，20（3）：62-65.

［37］田秀英，李會合，王正銀，等.施硒對苦蕎N、P、K營養元素和土壤有效養分含量的影響[J].水土保持學報，2009，23（3）：112-115.

［38］方勇，陳曦，陳悅，等.外源硒對水稻籽粒營養品質和重金屬含量的影響[J].江蘇農業學報，2013，29（4）：760-765.

［39］宋敏麗，田德生.強力推動山西醋品牌建設[J].農產品加工，2010（2）：10-12.

［40］朱凱，盧慶善，王艷秋，等.高粱產業發展淺析[J].中國農技推廣，2005（7）：10-11.

Analysis on the Prospect of the Development of Selenium-rich Sorghum Industry

SHI Lijuan1，2，BAI Wenbin1，2，CAOChanglin1，2，ZHANGJianhua1，2，LI Guang1，2，FANNa1，2，PENGZhidong1，2，GUORuifeng1，2，JIANGBaiyang1
（1.Institute ofSorghum，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Jinzhong030600，China；2.KeyLaboratoryofSorghumGenetic and GermplasmInnovation ofShanxi Province，Jinzhong030600，China）

Seleniumis one ofthe essential trace elements in the human body,and seleniumdeficiencycan lead tothe occurrence of many diseases.Plants are the main source of the human body to absorb selenium，developing selenium rich agricultural products has an important significance to improve the development of human health and ecological agriculture.Sorghum is an important or potential raw material in our countryfor traditional brewingindustry,feed processingindustryand health food industry,sorghumseleniumenriched has a great development.In this paper,on the basis of the scientific analysis of selenium rich agricultural products development significance, Se agricultural products research status and selenium enriched sorghum development prospects,the research direction of development at sorghumrich in seleniumis put forward.

sorghum;selenium;development

F326.11

A

1002-2481（2016）09-1392-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.09.39

2016-04-25

國家科技支撐計劃項目（2014BAD07B02）；山西省農業科學院高粱研究所項目（GLS16-9）

史麗娟（1988-），女，山西五寨人，助理研究員，主要從事高粱栽培技術研究工作。白文斌為通信作者。