人工富硒茶研究進展

劉青茹，諶 珍，周春江，王佳穎，王 彬

（中華全國供銷合作總社杭州茶葉研究院，浙江杭州 310016）

微量元素硒是谷胱甘肽過氧化物酶等人體硒蛋白的重要組成元素，目前發現其與礦物質元素代謝、抗氧化、激素調節等功能和40多種疾病有關，包括克山病、大骨節病、癌癥、心血管疾病、艾滋病等[1-10]。研究表明，中國的茶葉基本都含有硒，含量在0.017～6.590 mg/kg，且約80%的硒以蛋白有機態存在[11]。富硒茶不僅可以作為硒補充來源，而且包含茶多酚、茶氨酸、兒茶素、咖啡堿和多種微量元素，對人體健康具有重要作用。但是天然富硒茶分布不均勻、產量有限，我國近80%的茶葉含硒量在0.2 mg/kg以下。因此，開發人工富硒茶具有現實意義。

1 富硒茶的定義

農業部標準NY/T 600—2002富硒茶規定，富硒茶為在富硒區土壤上生長的茶樹新梢的芽、葉、嫩莖，經過加工制成的，可供直接飲用的、含硒量符合0.25～4.00 mg/kg的茶葉。中華人民共和國供銷合作行業標準GH/T 1090—2014富硒茶規定，富硒茶含硒量需符合0.2～4.0 mg/kg。

2 天然富硒茶影響因素及人工富硒茶開發意義

對茶葉含硒量有明顯影響的因素包括茶樹品種、采摘季節，尤其是土壤有效硒含量，其交互作用可導致茶葉含硒量呈現百倍以上的差異。

2.1 茶樹品種的硒含量特點

茶樹品種的富硒能力存在較大區別。王雅玲等人[12]提出，茶樹基因控制硒在茶樹中由地下部向地上部的運輸過程及其在葉片中的富集。不同品種茶樹鮮葉含硒量相對高低的順序在不同地區相對穩定。有研究以春茶的葉（根） 硒含量比為評價指標，認為勁峰、安徽1號和茗州21品種比值大于2，為富硒品種；龍井43、茗州12、安徽3號等5個品種為中等富硒品種，其比值介于1～2；福鼎大白、安徽7號和上梅州小于1，為非富硒品種[13]。

2.2 采摘季節對茶葉硒含量的影響

2.3 土壤硒含量對茶葉硒含量的影響

土壤吸收是茶樹獲取硒的主要途徑，土壤硒含量是影響茶葉硒含量的重要因素。有學者針對種植在不同地區、環境、土壤條件（閩東、閩北和閩南）下的黃犢和水仙品種展開研究，發現雖為同一無性系茶樹品種，其茶葉含硒量差異仍很大，且與土壤有效性硒含量顯著正相關。

此外，我國茶葉含硒量頻數分布顯示，含硒量超過0.2 mg/kg的茶葉約占總茶樣的20%，其中96.4%出自高硒地區。可見，絕大多數天然富硒茶產于富硒地區。我國的天然富硒茶主要產于湖北、陜西、貴州等地區。浙江龍游、四川萬源、安徽石臺、江蘇溧陽和宜興一帶南部低山丘陵等地也發現有天然富硒土壤，生產天然富硒茶葉[16]。

2.4 人工富硒茶開發意義

世界土壤中硒分布具有明顯的地帶性差異，平均值約為0.4 mg/kg，絕大多數的土壤硒含量為0.01～2.00 mg/kg。全球大部分地區環境中硒含量處于偏低水平，29個國家存在硒隱性饑餓的問題。以“讓饑餓與營養不良成為歷史”為主題，2014年《營養問題羅馬宣言》和“2015年后可持續發展議程”期望更多的國家和人們認識和重視“隱性饑餓”問題，并采取積極的應對措施[17]。盡管我國的硒儲備資源（26 000 t）約占世界硒資源的1/5，在全球排名第4位，但是，中國土地缺硒面積達到71.2%，約占世界缺硒土地的70%，從黑龍江省到云南省都處于低硒帶，土壤硒含量低于0.4 mg/kg[18]。我國近80%的茶樣含硒量在0.2 mg/kg以下，約52%的茶樣含硒量在0.1 mg/kg以下。人工富硒茶的開發對于提高我國茶葉硒含量、緩解硒隱性饑餓問題具有其現實意義。

3 人工富硒茶栽培方法

影響茶葉硒含量的因素很多，鑒于茶葉生產加工有其季節性、標準規范性等特性，獲得人工富硒茶的有效途徑主要為選育硒富集能力較強的茶樹品種和施肥。

3.1 富硒茶樹品種選育

有研究者根據表征數據提出，茶樹屬于強積累土壤硒的植物；且其對硒的攝取積累能力可能與遺傳特性有關，具有相對穩定性；同時，Zhao H等人[19]通過對93個等位基因進行遺傳多樣性分析，驗證了育種優化培養具有較強硒富集能力的茶樹品種的可能性。

在選育富硒茶樹品種時，可選擇含硫氨基酸較多的植株。有學者提出，在生物體中，硒可能會替代硫在含硫氨基酸中的位置，從而形成含硒有機物[4]。此外，如有研究者對14個優良茶樹品種進行硒水培處理，發現烏牛早和龍井43硒含量增加最多，吸收轉運硒的能力較強；而梅占、福云6號和中茶108這3個品種的硒含量變化不大。

3.2 施肥

由于土壤有效性硒含量是影響茶樹中硒含量的重要因素，同時茶樹葉片可直接轉化其表面的硒元素。因此，通過施入硒肥提高土壤有效硒含量或茶樹噴施葉面硒肥是增加茶葉硒含量的重要途徑之一。施肥效果與施硒時間、方式、硒肥用量，以及茶葉采摘季節和標準有關。

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3.2.1 富硒肥

隨著人們對硒關注度的增加，人工富硒技術研究和富硒肥研制日益增多。富硒肥按照施肥方式分為基施富硒肥和葉面富硒肥；按照化學成分分為有機富硒肥和無機富硒肥；按照物料狀態分為固體富硒肥和液體富硒肥。此外，緩釋富硒肥、納米富硒肥、生物富硒肥等新型富硒肥的研究和應用日漸增多。

富硒無機肥或有機肥一般分別以無機肥料或有機肥料為載體，在生產過程中或成品中加入硒酸鈉、亞硒酸鈉、硒礦粉等制成。納米富硒肥則選用無毒、穩定、生物活性較高的納米硒，更容易被植物吸收和轉運。緩釋富硒肥使用緩釋材料和黏合延緩硒元素釋放或采用各種特殊方法對硒源進行加工，減少有效態硒在土壤中的吸附和固定，延長肥效期，提高硒利用率，避免高濃度硒對農作物的毒害作用，同時，減少肥料流失導致的環境污染，具有潛在生態、經濟和社會價值[20]。

3.2.2 施肥方式

如今常用的增硒方法有葉面噴施、富硒尿素水灌溉、土壤施埋、浸種或拌種等[21]。土壤施硒即基施富硒肥是指直接將硒源施于土壤中，此方法雖能相對持久地實現增硒作用，但易導致環境污染、操作較復雜、投資高，在生產中應用受到一定限制。葉面噴施便于操作，且可減少土壤因素對硒肥利用率的影響，具有高效快捷等優點，但葉面肥料殘留易帶來安全問題。

（1）葉面噴施。作物常通過根部吸收和葉面吸收的方式獲取礦物質養分和有益元素，葉面吸收的效率和效果常優于根部吸收，尤其是微量元素，因此目前農業生產過程中微量元素補充的主要方式為葉面噴施。茶葉富硒方式也以葉面噴硒研究最多，除因其吸收效果好之外，還與噴施后茶葉含硒量可控性強有關，在一定范圍內還可以提高茶葉品質。但是，目前葉面硒肥仍多為無機硒，若未經茶樹完全吸收、轉化為有機硒便采摘鮮葉加工成茶，易溶于茶湯而帶來硒攝入過量的風險。為降低無機硒中毒風險，有機硒葉面肥逐漸面世，但產品缺乏相應技術標準，仍存在一定的安全隱患。因此，葉面噴施及采摘時間的選擇、科學的操作規程對于富硒效果及茶葉安全均十分重要。

茶葉含硒量與噴施濃度存在極顯著相關性。研究表明，噴施硒質量濃度不宜高于180 mg/L，否則茶樹葉面上會出現褐色的斑點及焦化，影響其外觀和品質[22]。茶芽和嫩葉部位最易受害，最好在每次采茶后的早晨和傍晚或陰天噴施，既可延長硒在葉面的滯留時間，從而提高硒吸收率，又可減緩硒濃縮速率，減輕硒毒害作用[23]。有研究表明，被葉片吸收的硒，部分能通過苗體的輸導組織向芽部運轉，運轉量受芽和處理葉的距離影響；頂芽被摘除后，涂硒處理葉以下的芽部也含有較高的硒，說明硒也可向下面的芽部運轉。因此，可在茶芽和新葉尚未伸展時噴硒，間隔數日采茶，避免硒肥污染茶葉。

噴施硒肥要經過生物轉化，噴施后采摘時間不宜過短或過長。噴后8 d，新梢中有機硒轉化率達到76.1%，14 d為 79.4%，20 d為 86.0%，26 d為90.5%，隨著天數增加轉化率提高，但含硒量下降[24]。眾多研究結果顯示，臺茶12號、福鼎大白茶等不同品種的茶樹，在葉面噴施50～180 mg/L的硒肥后，于6～26 d采摘較為適宜，鮮葉中硒元素含量基本達到1 mg/kg左右，滿足富硒茶標準要求[25-26]。

（2）土壤施硒。土壤施硒操作相對于葉面噴施復雜，且硒在土壤中轉化利用受諸多因素影響，效果明顯低于葉面施肥。但是，其安全性優于葉面肥，且更能持久解決問題，同樣具有良好的應用前景。

絕大多數研究結果表明，茶園土壤施硒用量合理時，茶葉硒含量增加，且配合有機肥、化肥等可一定程度上提高硒肥利用率[27-29]。有研究表明，硒溶液（0.05～0.10 μg/mL） 培養17個月后，葉片含硒量提高19～34倍，莖干含硒量提高45～80倍，根系含硒量提高14～30倍，硒溶液培養對提高含硒量的效應非常顯著，但需要的時間較長[25]。

李靜等人[30]研究表明，土壤施硒量不少于0.25 mg/kg時，可顯著提高茶葉的含硒量。胡秋輝等人[31]向低硒茶園土壤施用亞硒酸鈉，經茶樹的吸收轉化而形成富硒茶。土壤施硒0.5 kg/hm2和1.0 kg/hm2，以及施用含硒0.5 kg/hm2的富硒茶專用肥，茶葉含硒量均比對照顯著提高，最高可達0.362 mg/kg，施用富硒茶專用肥可顯著提高硒的生物有效性。許春霞和王常紅等人[32-33]向早春土壤施硒（50 μg/mL亞硒酸鈉）和0.5%葉面噴催芽素，在提高茶葉中硒含量的同時促進越冬芽萌發生長，較好地增加茶葉產量。徐凱明等人[34]通過土施亞硒酸鈉，茶葉中硒含量從76.3 μg/kg 增加至 90.7～119 9.0 μg/kg，前 2 年施肥期間硒含量增加很少（＜200 μg/kg），不施肥的后2年硒含量卻大幅增加。土壤施硒需要結合茶園土壤實際含硒量、pH值、土質等各種因素綜合考慮。

4 人工富硒茶品質

硒是否為茶樹必需元素尚無定論，陳銘等人[22]認為硒滿足1939年Anron提出的有關植物必需元素的3條標準，屬于必需元素；而方興漢等人[23]對茶樹進行3年的缺硒培養而未見特殊癥狀，認為硒不是茶樹的必需元素。但眾多研究表明，一定程度上硒可以參與調控植物的光合作用和呼吸作用、影響植物的生長發育、抵御自由基對植物的傷害、拮抗重金屬、提高抗逆能力等。另有研究發現，施用硒可以提高農作物主要營養物質的含量[20]。

4.1 產量

硒對茶葉產量有影響，但受多種因素共同作用，尚未明確其影響趨勢。徐娟[29]發現，茶葉的產量和新芽數量隨硒元素增加呈增長趨勢，且甜度及鮮爽度增強，苦味降低。徐凱明等人[34]表明施硒對茶葉產量有增加效果，幅度在8%～16%。每1 kg亞硒酸鈉，可增收干茶3.6～17.7 kg。但是，方興漢等人[25]研究表明，土壤施硒（5.67 mg/cm2）使茶葉減產約20%，對提高茶葉中硒含量效果不明顯，這可能與硒肥用量過大有關。胡雪峰等人[27]對土壤施硒和葉面噴硒均進行了研究，較高濃度的硒液對茶株有毒害作用，低濃度硒則對茶樹生長有一定作用。施用質量濃度為0.05～0.10 mg/kg硒時，株重、根重、葉數、株高均比對照高，而濃度太高時茶枝伸展受抑制，且有明顯的灼燒現象；質量濃度為1.0 mg/kg時，茶樹生長受阻；質量濃度為5.0 mg/kg時，茶樹大量死亡。另有研究表明，在生產茶園葉面噴硒（25～100 mg/kg，Na2SeO3），減產15%～30%，硒質量濃度越高，減產幅度越大[35]。人工富硒對茶葉產量的影響仍需進一步研究。

4.2 蛋白質及氨基酸

硒酸鈉和亞硒酸鈉均顯著提高了茶葉中游離氨基酸的含量[29]。茶葉中硒代甲基半胱氨酸（SeMeCys）是硒代氨基酸存在的主要形式，隨著噴施和土施亞硒酸鈉濃度的增加，其含量呈現先增加后降低的趨勢，與茶樹葉中總的硒代氨基酸的含量變化相符[36]。富硒茶蛋白質的氨基酸總量比低硒茶增加8.3%～14.8%，必需氨基酸總量增加8.8%～14.8%，甲硫氨酸增加6.0%～8.7%，胱氨酸增加38.7%～95.6%[37]。

4.3 茶多酚、咖啡堿、水浸出物、葉綠素等

硒對茶葉中茶多酚、咖啡堿、水浸出物等內質成分的影響機理復雜，不同研究呈現不同趨勢。徐娟等報道，施硒肥后，維C隨著硒肥施用顯著增加，茶多酚的含量顯著降低[29，38]。但陳宜等人[39]對茶樹噴施硒復合多元素液肥，茶多酚、咖啡堿、水浸出物、葉綠素含量都有增加，尤其是葉綠素效果明顯，含量增加了53.7%，茶樹光合作用強度和生理代謝的能力得到促進，對加速茶樹生長和物質積累起著重要作用。

5 茶樹富硒機理

硒在茶樹體內的吸收、運輸、轉移趨勢及機理各方報道結果不一，尚需繼續深入研究。茶樹葉片的亞細胞研究發現，硒隨著季節和成熟度分布位置不同，主要積累在細胞壁（F1）、細胞膜和細胞器（F2） 以及可溶性部分（F3）。在春季，初期硒主要累積在F2，隨著生長逐漸轉移至F1和F3，最終呈現F1＞F2＞F3的分布趨勢，而夏秋兩季的硒分布規律一直表現為F1＞F2＞F3的特點[40]。通過土壤施硒發現，硒在茶樹體內不同部位的含量分布存在一定規律但暫未統一，分別為根部＞2年生枝＞新葉＞老葉，以及老葉＞4葉＞3葉＞2葉＞1葉。由此推測，硒可能靠濃度差由根系吸收，經莖向地上部遷移，老葉中的硒可部分轉運至新葉。另有可能，隨茶樹葉片的成熟老化，硒逐漸轉化為不宜流動的結合態大分子硒蛋白[41]。

H2SeO3和SeO32-主要通過被動吸收，而HSeO3-可能通過磷酸鹽轉運蛋白進入植物根系[42-43]。硒與硫屬于同一主族元素，物理性質和化學性質相似。研究表明，植物通過硫轉運子對硒酸鹽進行吸收和轉運[44]。硒酸鹽處理能顯著誘導CsSUL3.5基因表達，它屬于硫酸鹽轉運蛋白家族的基因，目前已從茶樹中克隆出CsSUL3.5的cDNA序列。另外，還鑒定出了高親和硫轉運蛋白Sultrl2，研究表明Sultrl2可轉運硫酸鹽和硒酸鹽。采用RNA測序（RNA-seq） 技術對茶樹體內亞硒酸鹽吸收積累的分子機制進行轉錄分析發現，茶樹體內的硫代謝、谷胱甘肽代謝、硒化合物代謝和植物激素信號轉導對亞硒酸有響應。相關研究報道尚少，有待于進一步挖掘。

6 結語

綜上，富硒茶包括天然富硒茶和人工富硒茶，前者產于天然富硒地區，后者主要通過人為干預提高低硒地區茶葉的硒含量，兩者均可作為有效的補硒途徑，防治缺硒造成的疾病，緩解硒隱形饑餓問題。茶樹富硒主要與土壤中有效硒含量、茶樹品種、采摘季節、立地條件有關，目前人工富硒茶的栽培主要采用品種選育和施肥等方式，其中尤其以葉面噴施和根部施肥應用最廣。

施用富硒肥提高茶葉硒含量已取得較好成果，但仍存在一些問題待進一步研究。首先，富硒肥施用存在的食品安全隱患和環境污染風險等問題尚未解決，富硒肥產品標準及使用規范亟待出臺、完善；其次，人工富硒茶產量及品質變化規律尚不明確，進一步細化研究方法、完善硒對茶葉生長及內質成分含量的影響研究具有重要價值；再次，茶樹富硒機理研究任重而道遠；最后，通過茶葉加工技術提升、茶葉跨界開發利用等方式，提高富硒茶的硒利用率，對于推動富硒茶產業長足發展具有重要意義。