小麦富硒研究进展

时间:2022-10-01 06:52:00

【前言】小麦富硒研究进展由文秘帮小编整理而成,但愿对你的学习工作带来帮助。(1.Crop Research Institute/Key Laboratory of Wheat Biology and Genetic Breeding in North Huanghuai Plain of Ministry of Agriculture/National Engineering Laboratory of Wheat and Maize, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan 250100, Chi...

小麦富硒研究进展

摘 要:目前,硒元素营养失衡已严重影响人类健康,中国约7亿人口生活在低硒地区,而小麦作为人们的主要食物,其籽粒中硒元素含量普遍较低。通过土壤施用和叶面喷施硒肥等途径来增加小麦籽粒内部硒元素累积量,进而改善人体硒营养水平被认为是经济有效的手段,这也引起了国内外学者的广泛关注。本文概述了小麦对硒的吸收、转运和分布特点,提高小麦籽粒硒含量的途径、影响因素,富硒小麦的加工工艺及产业发展中存在的问题,并对今后富硒小麦产业的研发做出了展望。

关键词:小麦;籽粒;硒;生物强化

中图分类号:S512.1 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2015)06-0137-08

Research Progress of Se-Enriched Wheat

Yu Limin1, Xue Yanfang2, Gao Huaxin1, Chen Lu3, Zhang Bingchun3, Xia Haiyong1*

(1.Crop Research Institute/Key Laboratory of Wheat Biology and Genetic Breeding in North Huanghuai Plain of Ministry of

Agriculture/National Engineering Laboratory of Wheat and Maize, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan 250100, China;

2.Maize Research Institute/National Engineering Laboratory of Wheat and Maize, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan 250100, China;

3.Agricultural Quality Standards and Testing Technology Research Institute, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan 250100,China)

Abstract At present, human health has been seriously affected by the unbalance of selenium (Se) nutrient. About 700 million people live in low Se areas in China. Wheat (Triticum aestivum L.) as the staple food of people, its grain Se content is generally low. Through increasing the soil effective selenium and/or by foliar application of selenium fertilizer, the grain Se content can be dramatically enhanced. These ways have been considered to be economic and effective means to improve human Se nutritional level and have caused the wide attention of scholars at home and abroad. The characteristics of the absorption, transportion and distribution of Se in wheat, the ways and possible influencing factors to improve wheat grain Se content, the Se-enriched wheat processing technology and the problems and prospects in the development of Se-enriched wheat industry were summarized in this paper.

Key words Wheat; Grain; Selenium; Biofortification

硒(Se)在环境中的生物地球化学循环影响人体健康。有研究表明,在岩石、土壤、水源等环境中硒元素含量比较缺乏和生物有效利用率较低的地区,人体硒摄入量不足,会激发人类微小病毒B19(HPVB19)的毒性,引发大骨节病[1]。目前的基本共识是,硒在预防艾滋病、增强抗癌能力和提高人体免疫功能等方面有显著作用,常被称作“生命的火种”。

据报道,我国正处于全球的缺硒地带,包含22个省份和72%的国土面积在内,总计大约7亿人口生活在硒元素缺乏地区[2];营养调查结果表明,我国成人每天硒的摄入量为26.6 μg,远低于中国营养学会推荐的每天50 μg以上的标准硒摄入水平[3],所以我们每个人基本都需要补硒。

小麦作为主要的粮食作物,可将土壤中的无机硒吸收并转化为人体可利用率较高的有机硒,因此,增加小麦籽粒特别是面粉中的硒含量是人体补硒的有效策略之一。本文概述了小麦对硒的吸收、转运和分布特点,提高小麦籽粒硒含量的途径、影响因素,富硒小麦的加工工艺及产业发展中存在的问题,并对以后富硒小麦产业研发做出了展望,旨在为我国小麦富硒的研究和产业发展提供参考。

1 小麦对硒的吸收累积规律

因地域和品种不同而导致小麦中硒水平有很大的差异,硒含量范围在0.001~30 mg/kg之间,世界范围内的平均水平为0.02~0.60 mg/kg[4]。例如,美国和加拿大的小麦中硒含量相对较高,为0.20~0.60 mg/kg,东欧国家和新西兰的小麦中硒含量相对较低,约为0.028 mg/kg,澳大利亚的含量为0.02~0.80 mg/kg[4]。

小麦对硒的耐受性和吸收能力存在明显的基因型差异。有研究表明,有些品种对硒的耐受性较强,其后期抗早衰相对晚熟,籽粒中硒的积累也高;但大部分品种在10 mg/kg的硒酸钠溶液浓度下表现不同程度的毒害症状,甚至出现硒中毒致死现象[4]。强筋小麦对硒的吸收高于普通小麦,表明高蛋白质含量的品种吸收硒的能力较强,这可能与小麦籽粒蛋白质合成过程中容易与硒螯合有关[5]。不同遗传基础小麦品种(系)的聚硒效果不同,鄂恩4号小麦的富硒效果优于998042品系,两者在苗期的差别较大[6]。在同一土壤条件下,不同品种小麦对硒的吸收程度不同,灰麦生物吸收比为12.35%~15.87%,普通紫麦生物吸收比最大,为23.09%~27.25%[7]。

小麦对硒酸盐和亚硒酸盐的吸收转运规律不同。研究表明,Se4+先转化为Se6+及有机硒化物,小部分运转到地上枝叶中,大部分停留在根部合成有机硒[4]。也有研究表明,四价硒主要分布在小麦的根与麦粒内,六价硒主要分布在叶部与茎部;从转运角度而言,小麦从灌浆期到成熟期在四价硒条件下根部、茎部、叶部硒含量均随着成熟而出现下降趋势,而籽粒中硒含量则明显增加。在六价硒条件下,小麦根部、茎部的硒含量降低,叶部硒含量升高,而籽粒硒含量无显著变化[8]。

研究表明,小麦中硒大多以硒蛋白形式存在,其中硒代蛋氨酸(SeMet)占较大比重,此外还有小分子的硒代氨基酸及其衍生物,如硒代半胱氨酸、硒代胱氨酸、硒-甲基硒代半胱氨酸、硒代半胱氨酸亚硒酸等[9]。小麦对硒的蓄积程度与其成熟度有关,硒含量随小麦的成熟而降低[4]。研究表明,春小麦经硒肥处理收获后各器官硒浓度大小依次为根>叶>籽粒>茎,硒累积量大小依次为籽粒>茎>叶>根[10]。

2 小麦富硒的途径

2.1 自然状态下富硒

虽然我国大部分地区土壤硒含量较低,但也存在一些富硒的地区。像被誉为“世界硒都”的湖北恩施,其烟区土壤硒平均含量达到0.63 mg/kg,处于“足”和“富”以上的水平[11]。陕西紫阳是我国已发现的第二个高硒地区,当地种植茶叶中约有70%达到了富硒程度[12]。江西丰城含有大面积富硒土壤,其平均硒含量约0.538 mg/kg,面积达524.7 km2[13]。在浙江省农业地质和土地质量调查过程中,先后在慈溪、萧山、长兴、瑞安、龙游、安吉、嘉善等地发现富硒土壤和农产品[14]。通过生态地球化学调查发现,富硒土壤在山东省泰莱盆地及章丘市等地亦有分布,其硒含量高达4.31 mg/kg[15]。目前报道的上述富硒土壤,大多以种植烟草(恩施)、茶叶(紫阳)和大葱(章丘)等经济价值较高的名优特生态富硒品牌和发展硒谷产业集群为主(丰城)。小麦在上述富硒地带仍然可能有一定的种植面积[16]。通过对江汉平原富硒土壤内小麦等农作物调查分析发现,由富硒土壤种植生长的小麦为硒含量适宜的富硒农产品[17]。然而,自然富硒土壤往往伴随有毒有害的重金属元素,进而可能通过农作物危害人体健康[18]。因此,自然富硒小麦应当加强产品的安全监测。

2.2 土施硒肥

土壤施用硒肥能提高小麦植株硒营养水平,改善麦粒氨基酸结构,提高籽粒硒含量。研究表明,加硒化肥使得作为小麦的第一限制性氨基酸赖氨酸含量在籽粒中增加了15.6%,从而提高了小麦的营养价值[19]。施用富硒矿粉均能提高小麦茎、叶含硒量,平均比对照增加143.3%,矿粉含硒量增加,小麦茎叶含硒量亦增加,但增幅减缓[6]。不同硒源后效应对供试小麦籽粒的含硒量有一定影响,富硒复混肥和富硒矿粉的后效应高于亚硒酸钠,高含量的富硒复混肥和硒矿粉优于低含量[20]。土施5~100 g/hm2硒酸钠溶液,提高了小麦各部分中的硒含量,未发现有毒害现象或对小麦的生长发育产生抑制[21,22]。

施用硒酸盐的效果要高于亚硒酸盐,而且不论是施用硒酸盐或亚硒酸盐,均表现出低浓度促进小麦生长发育,而高浓度则表现出抑制作用。盆栽试验表明,低浓度Se(IV)和Se(VI)(≤1 mg/kg)促进小麦籽粒产量,高浓度(2.5 mg/kg)则具有抑制作用;且Se(VI)低浓度对小麦生长的促进作用及高浓度下的抑制作用均大于Se(IV)[23]。研究还发现,低浓度硒Se(IV)≤5 mg/kg和Se(VI)≤0.5 mg/kg能促进拔节期小麦叶片中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化物酶(POD)活性,降低叶片过氧化物丙二醛(MDA)(Se≤2.5 mg/kg)含量,高浓度情况下则与之相反[23]。也有研究表明,低浓度亚硒酸钠态硒(16 mg/kg)对小麦生长发育表现出抑制作用;当小麦拔节期土壤硒浓度达150 mg/kg时,减产53.12%,根抑制率达77.32%[24]。土壤硒浓度与叶绿素b、POD和GSH-Px无相关性,而与叶绿素a/b、超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、地上部干重相对百分率和根干重相对百分率呈负相关,与MDA呈正相关;随着土壤硒污染程度的加重,代表产量的生理指标(根干重、叶绿素a和地上部干重)和代表逆境抗性的氧化酶系统(CAT和SOD)下降,MDA则上升[24]。

2.3 叶面喷施硒肥

叶面喷施硒肥能够改善小麦活力和抗氧化能力,提高籽粒硒含量,甚至促进产量增加。研究表明,麦苗喷施亚硒酸钠溶液(30 μg/mL)可显著提高小麦某些生长期植株体内SOD、POD、CAT和抗坏血酸过氧化物酶(ASP)活性,降低MDA和超氧阴离子自由基(O・2)含量,有利于小麦植株体组织抗氧化延缓衰老[25]。小麦生育后期喷洒硒肥籽粒中硒含量显著提高,灌浆期比孕穗期喷洒效果显著,这可能与籽粒蛋白质合成时易与硒螯合有关[5]。在灌浆初期或中期喷施硒肥,均明显提高小麦叶片中SOD的活性,降低MDA含量[26];小麦GSH-Px活性显著提高,根系活力和旗叶游离脯氨酸含量明显高于对照;籽粒硒含量最高为对照的3.3倍,各处理均表现出增产趋势,最高增幅5.1%[27]。在小麦孕穗和灌浆前、中、后期喷施富硒液均能显著提高小麦籽粒的硒含量,小麦穗粒数、穗重、千粒重有所增加,产量增幅达1.6%~8.5%,且以灌浆前期效果最佳[28]。

硒还可和其它微量元素一起喷施。田间试验表明,春小麦灌浆初期叶面喷施富含硒(Se)、锌(Zn)、硼(B)和硅(Si)的植物营养素,籽粒硒含量较对照高出8倍以上,喷施处理产量、穗粒数、穗粒重分别比对照平均增产2.60%、增加1.52粒,增重0.09 g,而千粒重平均降低0.21 g,增产效果不明显[29]。以冬小麦石新828为材料,锌、铁和硒三种微肥中只有喷硒增产作用显著,但喷锌、铁、硒分别显著增加了千粒重、穗数和穗粒数,三种微肥均能明显提高籽粒中相应的微量元素含量,而对籽粒蛋白质含量影响均不显著[30]。以宁麦13为材料,在拔节孕穗期叶面分别喷施锌、铁和硒肥,对小麦产量结构、品质性状和铁含量均无显著影响,但却使籽粒锌含量提高了24.6%,硒含量提高了43倍[31]。

文献分析得出,叶面喷硒使小麦籽粒含硒量比对照增加2~43倍,在一定范围内,喷施次数和浓度增加含硒量也随之增加,而当浓度过高或喷施量过大,小麦则会出现硒中毒,产量和品质下降。冬小麦中的全硒含量与喷施硒酸钠溶液的量呈线性关系,小麦秸秆硒含量、籽粒硒含量与施硒量三者间互呈线性关系[32]。喷施一定剂量的硒对小麦是安全有效的,但是高浓度往往会导致小麦硒中毒和品质下降[33]。在黑龙江省低硒地区小麦籽粒硒含量的提高幅度与喷硒量呈正相关,30 g/hm2的叶面喷施量即可使小麦籽粒的硒含量满足当地居民补硒的需要[34]。在灌浆期和孕穗期喷施富硒液能显著提高小麦籽粒的硒含量,小麦穗粒数、穗重、千粒重有所增加,产量增幅5.5%~12.3%,但随着喷施量的增加,小麦产量有下降趋势[35]。

2.4 生物强化

小麦富硒生物强化指的是小麦采用杂交转育、转基因、基因改造及分子育种设计等生物学途径,提高控制硒吸收、运载以及向籽粒储存的基因表达量,最终提高小麦籽粒硒含量的方法。小麦的富硒能力主要取决于自身品种基因型及其与环境的互作,应加大硒高效种质资源的筛选,对小麦中调控硒吸收、运转、代谢和积累的基因进行QTL分析和基因定位,然后通过分子标记辅助选择结合传统育种方法或利用转基因途径,并配合以土壤或叶面施硒以及高通量、灵敏的检测方法(如ICP-AES、ICP-MS等)培育和筛选对硒耐受性高且硒高效品种(对硒的高效吸收和向籽粒中的运转,以及向无毒硒氨基酸或硒蛋白的高效转化)[4]。

有关小麦富硒种质资源的筛选研究国内才刚刚起步。种植于黔中来自以色列的15个野生二粒小麦群体110个基因型籽粒硒的平均含量为0.043~0.409 mg/kg,平均0.180 mg/kg,高于贵州及国内51个栽培小麦品种,含量0.018~0.363 mg/kg,平均0.103 mg/kg,且其不同群体间籽粒含硒量差异显著,栽培品种差异则不显著,这种野生二粒小麦籽粒含硒量差异的遗传多样性将为小麦硒营养机理研究和育种提供材料[36]。对由野生二粒小麦与四倍体硬粒小麦构建的152个重组自交系(RILs)群体在不同土施硒肥处理中的籽粒硒含量进行分析发现,籽粒硒含量QTL共4个,分别位于染色体5B、6A和6B上,含有相对极端籽粒硒含量的家系共6株,其中低硒家系为R148,高硒家系5株,分别为R8、R9、R13、R45和R171[37]。

黑粒小麦(蓝粒和紫粒小麦,也称作彩色小麦)籽粒硒等营养元素含量明显高于普通粒色小麦。我国育成的黑粒小麦有漯珍1号、黑粒小麦76、冬黑10号、河东乌麦526、农大3659、新春36和宛麦20等多个品种[38]。据报道,蓝、紫等黑粒小麦籽粒的抗氧化能力高于白粒和红粒小麦,清除自由基能力远大于普通小麦,这可能与籽粒中较高的硒含量有关[39]。有研究表明,半冬性的黑粒小麦冬黑1号籽粒硒含量达到177.34 μg/kg,较对照品种晋麦67号(优质白粒小麦)高252.28%[40]。中国农业大学选育的,由组合京冬8号/黑小麦76经系普法选育而成的紫色特用富硒强筋小麦新品种农大3753,连续多年多点单产7 500 kg/hm2 以上,代表了富硒特色专用小麦的发展趋势[38]。

2.5 硒液浸种

研究表明,用0.1~2.5 mg/L亚硒酸钠溶液对冀麦12浸种能够提高小麦籽粒含硒量,但还远不能达到小麦籽粒富硒0.2~0.3 mg/kg的要求[41]。水培试验发现,适量范围(0.1~0.5 mg/L)的亚硒酸钠态硒对小麦种子活力、-淀粉酶、发芽率、幼苗和根生长、幼根和芽干物质累积均有促进作用;高剂量硒(≥5.0 mg/L)对种子活力、-淀粉酶和幼苗生长均具有胁迫效应;当硒浓度达到40 mg/L时,对上述指标均有严重抑制作用,并且随硒浓度的增加抑制率增加[42]。研究表明,硒浓度与种子发芽各项指标抑制率呈显著正相关,小麦根伸长抑制率可作为相应生态风险评价的一项指标[43]。另有研究表明,同等硒浓度条件下硒酸盐对小麦种子的毒害作用显著高于亚硒酸盐;小麦的芽长抑制率可作为亚硒酸盐态硒生物毒性的敏感指标,而根长抑制率可作为硒酸盐态硒的敏感指标[8]。总之,添加低浓度外源硒能够促进发芽阶段小麦的生长,高浓度则表现为抑制作用,硒酸盐的效果优于亚硒酸盐,且硒液浸种对籽粒硒含量的提高幅度有限。

3 提高小麦籽粒硒含量的影响因素

土壤硒含量和存在状态很大程度上决定硒肥的施用效果和小麦籽粒硒浓度。硒肥的增产效应主要取决于土壤中的有效硒含量,因此在小麦生产中硒肥施用应因地制宜[30]。研究表明,土壤有效硒含量为30.14 μg/kg时,低于正常范围100~3 000 μg/kg,叶面喷硒增产显著[30]。且在土壤有效硒含量为34.89 μg/kg时用硒含量为0.1~0.5 mg/L的亚硒酸钠溶液浸种,小麦产量明显增加[41]。Lyons等(2005)[44]对墨西哥和澳大利亚等不同地区小麦硒含量的研究发现,小麦籽粒硒浓度的变异主要来自于土壤中硒含量的差异,基因型间差异较小。研究表明,贵州自育小麦品种籽粒硒的含量总体较低,而省外引进品种总体上籽粒硒的含量较高,小麦籽粒硒含量存在一定的地域性[45]。河北省冬小麦含硒量变化范围为0.010~0.222 mg/kg,其中46.67%的冬小麦缺硒,35.00%的冬小麦轻度缺硒,根据河北省当地的土壤和天气条件,生产富硒小麦的土壤适宜施硒量为225.0~562.5 g/hm2,叶面喷施硒量为30 g/hm2[46]。研究表明,玉米-小麦轮作下盆栽土壤残留硒并没有表现出增加小麦产量的趋势,而大豆-小麦轮作下对小麦生物量和产量呈增加趋势[47]。

土壤pH值和有机质含量影响土壤有效硒含量和植物含硒量。酸性土壤中硒主要以难溶解的碱式亚硒酸铁存在,不利于植物吸收利用[33]。高pH的石灰性土壤施用Fe、Mn等微量元素一般没有明显作用[48],而施用硒肥可以提高作物对其吸收和生物有效性[49]。这可能是因为碱性和干旱土壤中硒的主要存在状态生物有效性较高。研究表明,麦田土壤有效硒与土壤有机质和阳离子交换量(CEC)等呈正相关,因此,在农业生产中提高土壤有机质含量可以有效地增加土壤有效硒的含量[50]。一般与富里酸络合的硒对植物有效性较高,土壤硒的有效性随富里酸/胡敏酸结合态的比例升高而增加[51]。

硒的吸收会受到土壤中其它重金属等元素的影响。硒与汞、镉、砷、铝、铁等元素之间存在拮抗作用,因结合成难溶复合物,会促进硒的沉淀和络合,制约硒的生物有效性[1,52]。有研究表明,小麦对锌的吸收也会抑制对硒元素的吸收[53]。

通过改良土壤可提高硒供应能力。增施生理碱性肥料或石灰调节土壤酸碱度,增施磷肥或氮肥(如硝酸钙)提高硒吸附点位的竞争能力,利用生物发酵和合成[54]等技术方法可提高土壤生态循环中硒的有效性。有研究表明,小麦植株含硒量与土壤K2SO4-Se呈极显著相关[55],且硫及可溶性硫酸盐对小麦吸收硒无拮抗,反而促进硒的吸收[56]。因此,施用硫酸钾肥料可促进硒的吸收。适当增加含富里酸比例较多的有机质和往黏土里添加沙土,适当减少灌溉径流和淋溶均有可能增加土壤硒的生物可利用性[57]。

此外,水源、土壤温度、湿度和质地等环境因素和气候差异及天气原因等也会影响小麦硒含量,而这方面的研究报道较少[53]。

4 富硒小麦的种植及食品加工工艺

4.1 富硒小麦种植中应注意的问题

水源、土壤和大气等环境因素和气候条件都会影响小麦籽粒中硒的含量。首先,富硒小麦生产应固定基地,使小麦生长有一个相对稳定的良好环境;其次,根据不同小麦的品种特性(包括强筋和中筋等品质特性和硒吸收利用特性等)和加工用途(如生产馒头、水饺、面条、面包、糕点等),有针对性地确定生产不同用途的富硒小麦;最后确定施加硒肥的方式、时间和浓度,从而确保所生产的富硒小麦硒含量基本稳定[58]。

4.2 富硒小麦加工工艺

Lyons等(2005)[44]和Cubadda等(2009)[59]研究表明,小麦籽粒硒主要分布在胚和胚乳中,磨粉时大约80%~90%的硒保留在面粉中。由于硒元素在小麦麸皮中的浓度高于面粉,对富硒小麦单独加工并固定出粉率和出粉口(固定小麦的取粉部位和取粉数量)才能确保面粉中的硒含量稳定[58]。利用配麦工艺生产小麦粉可能使其使用性能变好,却无法有效控制面粉硒含量;可以将单独加工的富硒小麦粉和普通小麦粉进行配粉处理,能够使硒含量得到有效控制的同时也可满足产品使用性能的要求[58]。麸皮/面粉硒含量比值因品种而异,因此筛选面粉中相对硒含量较高的品种,将进一步降低磨粉过程中硒的损失率;对这类品种筛选并分析其硒蛋白的形态和代谢过程,特别是提取面粉中甲基化的硒蛋白,以达到人体补硒和增强抗氧化和预防疾病(特别是癌症)的目的[4]。

通过浸种或喷淋无机硒溶液可以生产麦芽硒,更利于人体吸收利用。陇春3031小麦发芽对硒最大耐受能力为80 μg/mL,最佳发芽富硒条件为硒浓度40 μg/mL浸泡6 h;发芽10 h时喷淋硒溶液,发芽温度20℃,时间2 d,这样小麦的硒含量、有机硒和蛋白质含量及抗氧化能力均显著提高[60]。有研究表明,在小麦粉中添加适量硒麦芽粉不会对面条或馒头的色泽、气味和口味等感官品质及内部结构产生不良影响;在面包粉中添加硒麦芽粉,所制作的面包表皮、体积及包心色泽、内部纹理结构等都很正常,无变色和异味,面包表皮呈金黄色、纹理结构细腻,对面包的感官品质没有产生不良影响,总体评价优于对照[3]。

5 富硒小麦产业发展中的几个问题

《中国食物与营养发展纲要(2014-2020年)》提出了在保障食物有效供给的同时,促进营养均衡发展,微量元素和维生素摄入量基本满足居民健康需求以消除营养不良现象;将重点发展优质食用农产品、方便营养加工食品。湖南省地方标准《富硒农产品生产技术规程》于2014年正式实施,是全国首个颁布实施的富硒农产品生产地方标准。该规程中的硒含量执行GB 28050-2011《食品安全国家标准预包装食品营养标签通则》,固体和液体食品总硒分别≥0.15、0.075 mg/L,即为富硒农产品。该规程规定了小麦等17个富硒农产品生产的产地环境、品种选择、栽培管理及科学施硒原则,明确了施硒时期、浓度、用量、方法及注意事项等内容。这为湖南省规范化、标准化生产高产优质的富硒农产品,推进产业发展,提升农产品国内外市场竞争力,促进农民增收、农业增效和社会主义新农村建设提供了法律依据[61]。而全国范围内其它省份和直辖市小麦等富硒农产品的研究和类似标准的制订则相对缺乏和滞后。

人体补硒并非越多越好。长期食用低于0.1 mg/kg和高于1 mg/kg的含硒食物均会导致人体不良反应[62]。成人日常饮食摄取55 μg/d的硒量就能维持硒酶的最大表达量,超过400 μg/d则会对人体产生毒害[63]。中国营养学会已将硒列为15种每日膳食营养素之一,提出一个成年人对硒的适宜摄入量是50~250 μg/d。小麦富硒最高值设限,应按照国家卫生标准(GB 13105-91)中粮食硒含量

现在的小麦富硒产品有很多,我们只看到标签上贴了“富硒”的牌子,但产品包装上没有注明是天然硒元素还是合成硒元素,而且究竟其中的硒含量有多少、对人体是否有益不得而知;所谓的富硒产品往往只是含硒食品而并不等同于富硒食品。造成这些不良结果的原因主要来自于国家和相关行业地方没有制定出台规范的标准[65]。

6 展望

当前国内富硒小麦及产业发展研究尚处于起步阶段,理论落后于实践,相关经济研究成果更少。目前,基本明确了小麦富硒肥有效施用方式、硒营养基因型和地域差异及其与环境的互作作用。今后应注意解决以下方面的问题:①加强硒尤其是有效硒在土壤和小麦植株内累积、迁移和分配过程及其生理调节和内在分子调控机理、硒与重金属的拮抗作用机理等方面的研究,以提高低硒地区小麦对硒的吸收利用能力[33, 66];②充分利用现代生物技术结合育种技术,选育籽粒富硒小麦新品种(如黑粒小麦等),加强硒营养遗传和基因调控机理方面的研究;③进一步定位硒干预情况下,硒在小麦籽粒的分布位置和化学形态及生物有效性,为富硒小麦的加工提供理论依据;④加强本地区土壤、水质和小麦籽粒硒含量的调查,确定合理的富硒小麦品种、土壤和叶面施硒的剂量范围和加工工艺等,形成高产优质富硒小麦生产加工标准;⑤充分利用现代食品加工技术,将小麦作为富硒新产品的原料进行深加工,提取硒蛋白和重要酶类物质,以利于小麦富硒研究不断深入和拓展产业链条,增加附加值,使得富硒产业可持续发展[66,67];⑥要积极开展富硒小麦商品定价研究,确定合理的粮食收购、面粉出售及相关深加工产品的价格等,以保障富硒小麦的经济效益和产业发展;⑦政府部门应加大政策和资金扶持力度,统筹规划富硒小麦产业,培育富硒生产经营企业,给企业和种植户一定的扶持和补贴力度;制订富硒农产品和食品质量标准并予以监管,为富硒产业保驾护航。

致谢:本文是在赵振东院士的启发与鼓励下完成的,在论文写作过程中得到了赵院士的悉心指导和宝贵建议,在此向赵院士表示最诚挚的感谢!

参 考 文 献:

[1] 吕瑶瑶,余涛,杨忠芳,等. 大骨节病区硒元素分布的调控机理研究――以四川省阿坝地区为例[J]. 环境化学,2012,31(7):935-944.

[2] 宋家永,张万业,王永华,等. 小麦富硒生产技术研究[J]. 中国农学通报,2005,21(5):197-199.

[3] 兰向东,赵凤奇. 富硒营养强化面粉开发与生产的研究[J]. 食品科技,2012,37(10):131-134.

[4] 李韬,兰国防. 植物硒代谢机理及其以小麦为载体进行补硒的策略[J]. 麦类作物学报,2012,32(1): 173-177.

[5] 马玉霞,杨胜利,赵淑章. 强筋小麦富硒技术研究初报[J]. 河南职业技术师范学院学报,2004, 32(3):9-10.

[6] 邢丹英,金明珠,阎忠武,等. 富硒矿粉对不同小麦品种(系)富硒效应的初步研究[J]. 安徽农业科学,2006,34(4):726-727.

[7] 朱玲. 不同品种小麦中硒含量的测定及其与生长土壤中硒水平的相关性研究[D]. 郑州:河南农业大学,2007.

[8] 缪树寅. 不同品种小麦硒的耐受性差异及其动态吸收、转运规律研究[D]. 杨凌:西北农林科技大学, 2013.

[9] Cubadda F,Aureli F,Ciardullo S,et al. Changes in selenium speciation associated with increasing tissue concentrations of selenium in wheat grain[J]. Journal of Agriculture and Food Chemistry,2010,58(4):2295-2301.

[10]张洋. 喷施硒、锌肥对不同品种春小麦产量及硒吸收积累特性的影响[J]. 南方农业学报,2012, 43(5):626-629.

[11]赵书军,陈红华,李锡宏,等. 恩施烟区土壤硒分布特征及其与烟叶硒的关系[J]. 中国烟草科学, 2011,32(S1):63-66.

[12]程良斌,梅紫青,黄隆富. 紫阳茶含硒量的调查研究[J]. 茶叶科学,1991,11(1):63-66.

[13]陈细发. 对我市富硒产业发展的调查与研究 [C]//宜春市纪念改革开放30周年理论研讨会论文集. 2008.

[14]宋明义,黄春雷,董岩翔,等. 浙江富硒土壤成因分类及开发利用现状[J]. 上海地质,2010,31(增刊):107-110.

[15]高宗军,崔浩浩,庞绪贵,等. 山东省泰莱盆地及章丘市土壤中硒的成因[J]. 安徽农业科学,2011, 39(31):19133-19135,19138.

[16]宋文平. 浅析硒及其作用与富硒粮油开发[J]. 农民致富之友,2013(9):9.

[17]马芳宇. 江汉平原富硒土壤与农产品质量初探[J]. 资源环境与工程,2012,26(2):194-200.

[18]何兴强. 富硒农业发展中的安全问题及对策[J]. 安徽地质,2012,22(4):294-296.

[19]孙崇延,李德安,李连群,等. 施加硒化肥对麦粒的化学元素及氨基酸含量的影响[J]. 微量元素与健康研究,1995,12(3):39-40,45.

[20]邢丹英,许少华,高剑华,等. 不同硒源后效应对小麦农艺性状与富硒量的影响[J]. 湖北农业科学, 2010,49(12):3009-3014.

[21]Lyons G H,James C R,Stangoulis J,et al. Tolerance of wheat(Triticum aestivum L.)to high soil and solution selenium levels[J]. Plant and Soil,2005,270(1):179-188.

[22]Ducsay L,Loek O,Varga L,et al. The influence of selenium soil application on its content in spring wheat[J]. Plant,Soil and Environment,2009,55:80-84.

[23]付冬冬,王松山,梁东丽,等. 不同价态外源硒对冬小麦生长及生理代谢的影响[J]. 农业环境科学学报,2011,30(8):1500-1507.

[24]林匡飞,徐小清,金霞,等. Se对小麦的生态毒理效应及临界指标研究[J]. 农业环境科学学报,2004, 23(6):1082-1085.

[25]何家红,张铮,乔亚红. 硒对小麦生长过程中几种保护酶活性的影响[C]//中国化学会第六届全国微量元素研究和进展学术研讨会论文集. 2004.

[26]宋家永. 硒肥对小麦花后旗叶生理特性和子粒含硒量及产量的影响[J]. 华北农学报,2006,21(6): 68-71.

[27]宋家永,王海红,朱喜霞,等. 叶面喷硒对小麦抗氧化性能及籽粒硒含量的影响[J]. 麦类作物学报, 2006,26(6):178-181.

[28]史芹,高新楼. 不同时期喷施富硒液对小麦籽粒硒含量及产量的影响[J]. 山地农业生物学报, 2011,30(6):562-564.

[29]白小军,李红霞,白冰,等. “清旺”富硒植物营养素对春小麦产量构成及籽粒含硒量的影响[J]. 安徽农业科学,2012,40(25):12449-12451.

[30]张晓,卜冬宁, 李瑞奇,等. 叶面喷施微肥对冬小麦产量和品质的影响[J]. 麦类作物学报,2012, 32(4):747-749.

[31]张纪元,张平平,马鸿翔,等. 喷施微肥对小麦产量、品质及籽粒微量元素含量的影响[J]. 江西农业学报,2012,24(3):64-66.

[32]Broadley M R,Alcock J,Alford J,et al. Selenium biofortification of high-yielding winter (Triticum aestivum L.) by liquid or granular Se fertilization[J]. Plant and Soil,2010, 332(1/2):5-18.

[33]李春喜,蒿宝珍,姜丽娜,等. 小麦生长发育过程中硒的研究进展[J]. 安徽农业科学,2007, 35(13): 3811-3814.

[34]罗盛国, 徐宁彤, 刘元英. 叶面喷硒提高粮食中的硒含量[J]. 东北农业大学学报,1999,30(1): 18-22.

[35]高新楼,秦中庆,苏利,等. 喷施富硒液对富硒小麦籽粒硒含量及产量的影响[J]. 安徽农业科学, 2007,35(18):5498-5499.

[36]张翠炫. 野生二粒小麦硒营养基因型筛选及铁、锌高效的育种利用[D]. 贵阳:贵州大学,2011.

[37]杨荣志,王茹,薛文韬,等. 四倍体小麦籽粒硒含量的QTL定位与分析[J]. 贵州农业科学,2013, 41(10):1-4.

[38]宋印明,倪中福,李保云,等. 富硒强筋紫粒小麦品种――农大3753的培育[J]. 农业生物技术学报, 2012,20(4):451-454.

[39]宗学凤,张建奎,李帮秀,等. 小麦籽粒颜色与抗氧化作用[J]. 作物学报,2006,32(2):237-242.

[40]裴自友,温辉芹,张立生,等. 富硒黑粒小麦品种冬黑1号的研究[J]. 种子,2013,32(7):74-76.

[41]唐玉霞,王慧敏,吕英华,等. 硒肥浸种对小麦生长发育及产量和籽粒含硒量的影响[J]. 麦类作物学报,2010,30(4):731-734.

[42]林匡飞,徐小清,郑利,等. Se对小麦种子发芽与根伸长抑制的生态毒理效应[J]. 农业环境科学学报,2004,23(5):885-889.

[43]邵志慧,林匡飞,徐小清,等. 硒对小麦和水稻种子萌发的生态毒理效应的比较研究[J]. 生态学杂志,2005,24(12):1440-1443.

[44]Lyons G,Ortiz-Monasterio I,Stangoulis J,et al. Selenium concentration in wheat grain: is there sufficient genotypic variation to use in breeding?[J]. Plant and Soil, 2005, 269(1/2):369-380.

[45]严俊, 张翠炫, 薛文韬, 等. 贵州栽培小麦籽粒硒含量分析[J]. 种子,2011,30(2):101-103.

[46]唐玉霞,王慧敏,杨军方,等. 河北省冬小麦硒的含量及其富硒技术研究[J]. 麦类作物学报,2011,31(2):347-351.

[47]昝亚玲,王朝辉,Lyons G. 不同轮作体系土壤残留硒锌对小麦产量与营养品质的影响[J]. 农业环境科学学报,2010,29(2):235-238.

[48]Lavado R S,Porcelli C A,Alvarez R. Nutrient and heavy metal concentration and distribution in corn,soybean and wheat as affected by different tillage systems in the Argentine Pampas [J]. Soil and Tillage Research,2001,62:55-60.

[49]杨莉琳,刘小京,徐进,等. 小麦籽粒微量元素含量的研究进展[J]. 麦类作物学报,2008,28(6): 1113-1117.

[50]唐玉霞,王慧敏,刘巧玲,等. 河北省麦田土壤硒的含量、形态及其有效性研究[J]. 华北农学报, 2010,25(增刊):194-197.

[51]田应兵,陈芬,熊明彪,等. 若尔盖高原湿地土壤硒的数量、形态与分布[J]. 水土保持学报,2004, 18(3):66-70.

[52]张驰,吴永尧,彭振坤. 植物硒的研究进展[J]. 湖北民族学院学报:自然科学版,2002,20(3): 58-62.

[53]鲁璐,吴瑜. 3种微量元素对小麦生长发育及产量和品质的影响研究进展[J]. 应用与环境生物学报, 2010,16(3):435-439.

[54]Yang X E,Chen W R,Feng Y. Improving human micronutrient nutrition through biofortification in the soil-plant system:China as a case study[J]. Environmental Geochemistry and Health, 2007,29(5):413-428.

[55]Hamdy A A,Gissel-Nielsen G. Fractionation of soil selenium[J]. Journal of Plant Nutrition and Soil Science,1976,6:697-703.

[56]Beath O A,Eppson H F,Gilbert C S. Acute selenium toxicosis in lambs[J]. Journal of American Pharmacists Association,1937,26:394-405.

[57]刘小明,李泽琴,沈松. 土壤中硒的生物可利用性研究进展[J]. 江西农业学报,2012,24(9): 120-123.

[58]李文泉,王喜卫. 生产富硒小麦粉应注意的问题[J]. 粮油食品科技,2005,13(6):12-13.

[59]Cubadda F,Aureli F,Raggi A,et al. Effect of milling,pasta making and cooking on minerals in durum wheat[J]. Journal of Cereal Science,2009,49(1):92-97.

[60]赵萍,刘笑笑,王雅,等. 小麦发芽富硒工艺及其抗氧化活性的研究[J]. 食品工业科技,2013, 34(18):301-305.

[61]颜送贵. 《富硒农产品生产技术规程》实施[J]. 湖南农业,2014(3):40.

[62]秦海波,朱建明,李社红,等. 环境中硒形态分析方法的研究进展[J]. 矿物岩石地球化学通报, 2008,27(2):180-187.

[63]Monsen E R. Dietary reference intakes for the antioxidant nutrients:vitamin C,vitamin E,selenium,and carotenoids[J]. Journal of the American Dietetic Association,2000,100(6): 637-640.

[64]张志元,游勇,郭清泉,等. 关于农产品含硒标准的初步研究[J]. 湖北农业科学,2012,51(3): 640-642.

[65]蒋步云,柴振林,朱杰丽,等. 富硒产品的开发利用及研究现状[J]. 江苏农业科学,2012,40(11): 446-448.

[66]谢斌,吴文良,郭岩彬,等. 作物富硒研究进展[J]. 江苏农业科学,2014,42(1):15-17.

[67]余谦,张淑萍,郑明. 富硒食品产业发展研究进展[J]. 安康学院学报,2012,24(4):45-47,50.

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