“硒”望的田野

徐巧林

希望田野上“芳草萋萋，禾苗茁壯，金黃麥浪”，在我眼中，“xi”望的田野還不止這些。我是中國農業大學生態學專業的博士，一直從事富硒相關的研究，我心中的“xi”，是硒元素。

“硒”是人體必需的微量元素，被譽為“生命的火種”“心臟的守護神”，但我國富硒耕地僅占耕地總面積的3%，我國居民硒的平均日攝入量與中國營養學會推薦的最低日攝入量之間仍有31%的缺口，發展富硒功能農業勢在必行。

缺即缺?富非富

富硒種植主要通過兩種方式：一種是天然富硒區可以利用土壤中的硒資源，另一種是缺硒地區可以通過外源增施硒肥，經生物轉化方式使農作物中的硒含量得到積累。

于是，我們走田間、看地頭、訪農戶，2014年，我們跑了200多個鄉鎮。通過深入細致地分析，我們發現，在我國富硒區，由于硒的分布不均勻，且作物可吸收利用的有效硒含量低，加上不同作物對硒的吸收和轉化差異較大，農產品的硒含量并不穩定。因此，富硒區要著重活化土壤中的硒，提高植物對有效硒的吸收，同時穩定控制植物可食用部分中的硒含量。在缺硒區，使用的硒肥產品安全性低、效果差，加上技術短缺，富硒農業發展困難重重。因此，缺硒區要著重開發安全、高效、低價的硒肥和配套應用技術。

技術穩“硒”

立足于富硒農業發展的核心問題，針對富硒區“土壤有效硒難以活化”的問題，我們采集了湖北恩施、陜西安康、江西豐城等富硒區土壤，分離了分布于38個屬（17個新屬）共968株生物納米硒合成菌株，首創了全國最大最豐富的富硒微生物菌庫，優選出能活化土壤硒的菌株，可提高土壤有效硒含量2～4倍。針對“作物硒含量難以穩定”的問題，基于大量田間實驗數據，我們明確了不同土壤背景下38種農作物硒的吸收和轉化規律，開發了作物硒含量穩定技術，并形成了20多個因地制宜的富硒種植技術規程。

追問生物納米硒

針對缺硒區“硒肥產品安全性低、效果差”的問題，依托實驗室前沿微生物合成技術，我們合成了活性好、易吸收，安全性比有機硒高10倍，比無機硒高100倍的生物納米硒。

事實上，生物納米硒的納米結構和功能性質會明顯受到生產、加工、運輸以及儲藏等不同處理的影響，而納米硒的穩定與否是其能否廣泛應用的關鍵。

我們查閱了大量的文獻和書籍，學習了很多軟件分析工具和物理相關知識，終于解析出了生物納米硒的物理結構。可我們發現生物和化學納米硒具有相似的粒徑、表面電荷、消光譜等物理特性，但為什么在各種脅迫環境下，生物納米硒要比化學納米硒的穩定性更高呢？接下來，我們對生物納米硒的化學組成展開分析，發現生物納米硒氮元素、有機元素總量高于化學納米硒，我們猜測，生物納米硒上包裹著蛋白。于是，我們進一步對生物納米硒的表面蛋白進行了分離和純化，并鑒定了兩個特異性蛋白。

最終，生物納米硒的高效合成和結構穩定兩項世界性難題都在我們的不斷追問中被逐一攻克。

從1升到10噸

要將生物納米硒落地并形成產品，還需完成最后一步，即建立工廠化生產線。從實驗室到產業化，中間包括了小試、中試等多個環節，每個環節都需要克服不同的技術難題。我們沒有經驗可參考，除了自己慢慢摸索，提升改進，沒有別的路可走。我們順利從實驗室搖瓶（1?L）實現了小試（10?L-50?L）和中試（500?L），將實驗規模擴大了500倍，中試試驗成功，也就意味著科研成果的一只腳已經踏入了產業化階段，這給了我們很大的鼓勵和動力！

產業化階段（10噸）是對中試結果的繼續放大，這個過程并不順利。中試階段一個微不足道的小波動，到了產業化階段，就會以幾何倍數放大。我們開始仔細復盤每一個工藝細節，通過一步步調整發酵條件、培養基通氣攪拌等參數，反復試驗，摸索出重現中試發酵最高產量的條件，最終突破了生物納米硒的10噸發酵瓶頸，開創性地建設了全球首條生物納米硒富硒營養液規?；a線，實現了納米硒在富硒農業上的低成本應用。

責任編輯：馬春梅