摘 要 富硒功能玉米具有富硒、優(yōu)質(zhì)、保健、防病、安全等特點(diǎn)。從硒與人體健康、硒與玉米生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系和玉米的富硒效應(yīng)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(chǎn)和生理生化等方面的研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，對(duì)富硒玉米的進(jìn)一步研究方向及在廣西的發(fā)展前景作了展望。

關(guān)鍵詞 富硒玉米；生產(chǎn)；生理生化；廣西；富硒資源；發(fā)展前景

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-890X（2015）31-041-05

知網(wǎng)出版網(wǎng)址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.s.20151205.1609.038.html 網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2015/12/5 16：09：19

自從20世紀(jì)50年代證實(shí)了硒是生物體生命活動(dòng)必須的一種微量元素，人們就開(kāi)始了對(duì)它的生物學(xué)研究，至今已有60年歷史。隨著近年來(lái)環(huán)境污染程度的加劇以及人類對(duì)健康的關(guān)注度不斷提升，對(duì)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(kāi)發(fā)逐漸成為熱門話題。硒是人和動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育必須的一種微量元素，參與機(jī)體許多重要的生理生化活動(dòng)。研究證實(shí)，硒是甲狀腺激素代謝、抗氧化防御系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)等重要代謝途徑的基本成分，在增強(qiáng)免疫力、增進(jìn)健康和預(yù)防衰老等方面具有重要意義；硒對(duì)重金屬有拮抗作用，是抵抗有毒物質(zhì)的保護(hù)劑，能與毒性強(qiáng)的重金屬如汞、鎘、鉛等結(jié)合形成金屬硒蛋白復(fù)合物而解毒，將重金屬排出體外，從而保護(hù)肝細(xì)胞，被譽(yù)為“生命的奇效元素”、“21世紀(jì)的第21種氨基酸”[1-2]。

研究報(bào)告顯示，機(jī)體缺硒將導(dǎo)致一系列疾病的發(fā)生，如克山病、大骨節(jié)病等[3]，但硒同時(shí)具有毒性。機(jī)體攝入過(guò)量的硒，則會(huì)產(chǎn)生中毒癥狀，嚴(yán)重者可致死亡[4]。人體對(duì)硒的需要量尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，1976年國(guó)際硒學(xué)會(huì)推薦的標(biāo)準(zhǔn)是每日60 μg，中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)1988年的推薦標(biāo)準(zhǔn)是每日50 μg。而20世紀(jì)90年代初對(duì)我國(guó)進(jìn)行的總膳食結(jié)構(gòu)調(diào)查顯示，我國(guó)居民日常飲食中硒攝入量平均值為43.3 μg/d，生活在嚴(yán)重缺硒地區(qū)的居民硒攝入量低于20 μg/d，普遍低于標(biāo)準(zhǔn)攝入量。據(jù)報(bào)導(dǎo)，世界上有40多個(gè)國(guó)家、中國(guó)有72%的縣市存在不同程度缺硒[5-6]，缺硒現(xiàn)象普遍存在。礦質(zhì)元素硒在體內(nèi)無(wú)法自己合成，必須經(jīng)由食物鏈獲取[7]。借助食品添加劑、保健品或藥物來(lái)快速補(bǔ)充人體缺乏的硒，雖不失為一種途徑，但存在毒副作用風(fēng)險(xiǎn)，費(fèi)用高、投資大、覆蓋面小，不能從根本上解決礦質(zhì)元素營(yíng)養(yǎng)不良的問(wèn)題[8]。玉米是世界上最重要的糧食作物之一，近些年來(lái)也逐漸成為畜牧養(yǎng)殖業(yè)主要的飼料來(lái)源，其含硒量高低與人體硒營(yíng)養(yǎng)狀況密切相關(guān)，開(kāi)展富硒玉米的研究對(duì)于提高缺硒地區(qū)、缺硒居民群體的健康水平具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文從硒與人體健康、硒與玉米生長(zhǎng)發(fā)育及富硒玉米生產(chǎn)、育種等方面對(duì)富硒玉米的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，以期為富硒玉米的進(jìn)一步研究及富硒玉米產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1研究意義

1.1硒與玉米生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系

礦質(zhì)元素硒雖然已被科學(xué)界確定為動(dòng)物和人體所必需的微量元素，并未證實(shí)是植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素，但硒對(duì)重金屬有拮抗作用，這對(duì)于植物的生長(zhǎng)和品質(zhì)是有益的；對(duì)于人和動(dòng)物來(lái)說(shuō)也是不可或缺的，植物把無(wú)機(jī)硒轉(zhuǎn)化為人體所需的有機(jī)硒，把硒從土壤轉(zhuǎn)入食物鏈[9]。硒在小麥、玉米、大豆、油菜等作物體內(nèi)有抗氧化作用，這一性能是通過(guò)谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)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(xiàn)出對(duì)不同硒肥濃度的響應(yīng)，含硒量大小會(huì)影響玉米對(duì)硒的吸收，分配及代謝，進(jìn)而影響玉米的生物量。硒含量低于10 mg/kg能促進(jìn)玉米生長(zhǎng)，植株生物量及籽粒產(chǎn)量也顯著增加；高于25 mg/kg的硒含量則會(huì)抑制玉米的生長(zhǎng)，生物量和籽粒品質(zhì)均下降。并且，在安全濃度的范圍內(nèi)，玉米籽粒的硒含量與土壤硒含量呈顯著正相關(guān)[11-14]。

1.2玉米的富硒效應(yīng)

不同種類的植物對(duì)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(nóng)作物屬非聚硒植物，含硒量不超過(guò) 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(nóng)作物屬于低度含硒植物，其中十字花科植物油菜對(duì)硒的積聚能力最強(qiáng)，其次為豆科植物，谷類最低。谷類中又以小麥對(duì)硒的積聚最強(qiáng)，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(guò)增加土壤有效態(tài)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(biāo)準(zhǔn)（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(zhǎng)時(shí)期噴施亞硒酸鈉等富硒肥，玉米籽粒中硒含量可達(dá)57.53 mg/kg。普通玉米的富硒效果要強(qiáng)于糯玉米[11]。富硒玉米中的有機(jī)態(tài)硒占90%以上，有機(jī)態(tài)硒中以蛋白質(zhì)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(chǎn)品，其中不飽和脂肪酸特別是亞油酸含量較高，具有較強(qiáng)的保健功能[20]。

2研究現(xiàn)狀

2.1富硒玉米的品種選育

目前，通過(guò)生物技術(shù)或遺傳等手段選育出富硒玉米品種的報(bào)道不多見(jiàn)，多數(shù)是通過(guò)施用富硒肥來(lái)生產(chǎn)富硒玉米。山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所選育出的玉米品種晉糯8號(hào)，是以兩個(gè)自選系作為親本雜交選育的一個(gè)鮮食富硒糯玉米品種，其玉米籽粒硒含量可達(dá)0.473 mg/kg，富硒效果顯著[21-22]。

2.2富硒玉米的生產(chǎn)現(xiàn)狀

關(guān)于富硒玉米的生產(chǎn)現(xiàn)狀，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資環(huán)學(xué)院李圣男等曾發(fā)表一篇比較詳盡的綜述[23]。我國(guó)自20世紀(jì)80年代開(kāi)始進(jìn)行富硒農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)研究，取得了一定的進(jìn)展，為富硒農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。目前中國(guó)富硒玉米的生產(chǎn)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(gè)省區(qū)；研究品種包括普通玉米、糯玉米和甜玉米。生產(chǎn)的主要方式是施用硒肥，包括有機(jī)硒肥（氨基酸硒肥和腐殖酸硒肥）和無(wú)機(jī)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(nóng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)以來(lái)，還研制出一些新的硒肥品種。目前市場(chǎng)上硒肥品種有10多種，如湖南“硒霸”牌有機(jī)富硒葉面肥、天津“富硒植物營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)劑”、內(nèi)蒙“富硒增產(chǎn)素”等。據(jù)報(bào)道，富硒肥在玉米不同時(shí)期施用，能成倍提高玉米中硒的含量，如天津市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站研制的富硒植物營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)劑，可以使小麥和水稻的含硒量大幅提高，并穩(wěn)定在200～300 μg/kg范圍內(nèi)[5]。有研究表明，甜玉米灌漿前期對(duì)其葉面噴施富硒植物營(yíng)養(yǎng)素，能增加甜玉米生物學(xué)產(chǎn)量，改善產(chǎn)品外觀質(zhì)量，提高產(chǎn)品品質(zhì)，使玉米硒含量達(dá)到0.17 mg/kg，達(dá)到富硒、增產(chǎn)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(nóng)產(chǎn)品有嚴(yán)格的含硒量標(biāo)準(zhǔn)，采用土壤施硒需要對(duì)土壤進(jìn)行監(jiān)測(cè)，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(duì)環(huán)境造成污染。因此，在富硒農(nóng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)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(qū)補(bǔ)硒的一條操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)有效、安全無(wú)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(qū)曾對(duì)玉米、小麥、大豆進(jìn)行葉噴試驗(yàn)，結(jié)果籽粒中含硒量的提高幅度與噴硒量呈正相關(guān)，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(qū)居民補(bǔ)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(guò)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(duì)芥菜、玉米、小麥、水稻4種作物的影響，結(jié)果表明，土壤中硒含量濃度超過(guò)5 μg/g時(shí)，芥菜和玉米的干物質(zhì)產(chǎn)量會(huì)顯著降低；硒在玉米中的臨界水平是76.9 μg/g，超過(guò)這個(gè)水平會(huì)使玉米顯著減產(chǎn)[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(duì)玉米的影響，發(fā)現(xiàn)在兩種濃度下，亞硒酸鹽營(yíng)養(yǎng)液中硒在玉米的累積量都高于硒酸鹽營(yíng)養(yǎng)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(xiàn)于高濃度（0.63 μMol）中，硒酸鹽會(huì)抑制玉米根對(duì)亞硒酸鹽的吸收。其研究結(jié)果表明，營(yíng)養(yǎng)液中硒的存在形態(tài)和濃度對(duì)于玉米對(duì)硒的吸收，以及硒在玉米中的分配及代謝都有強(qiáng)烈的影響[17]。國(guó)內(nèi)有關(guān)研究對(duì)富硒地區(qū)玉米油的硒及脂肪含量進(jìn)行了測(cè)定，對(duì)富硒玉米籽粒中硒的分布規(guī)律和賦存形態(tài)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明富硒地區(qū)玉米油硒含量為普通地區(qū)玉米油的22倍。通過(guò)對(duì)油脂提取、皂化分離所得的相關(guān)產(chǎn)物的硒含量進(jìn)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(yuǎn)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(jī)結(jié)合態(tài)的形式存在，有機(jī)態(tài)硒含量約占總硒的90%，其中又以堿溶蛋白質(zhì)硒含量最高，占到總硒的50.62%，為富硒玉米的深度開(kāi)發(fā)提供了理論參考[19-20]。

3存在的問(wèn)題

3.1富硒玉米的生產(chǎn)方法

目前，富硒玉米的生產(chǎn)主要以噴施硒肥為主，方法雖然簡(jiǎn)單、高效，但也存在不少問(wèn)題。（1）生產(chǎn)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(duì)作物造成毒害作用，為食品安全帶來(lái)隱患，長(zhǎng)期施用也必然會(huì)導(dǎo)致土壤環(huán)境的污染和惡化。（3）硒肥的施用量不易掌控，如果使用不當(dāng)，生產(chǎn)出來(lái)的有可能是超富硒玉米。有統(tǒng)計(jì)分析表明，按照陜西省地方標(biāo)準(zhǔn)（DB61/T556-2012）所規(guī)定的玉米中全硒含量0.15～0.30 mg/kg的要求，統(tǒng)計(jì)的富硒玉米研究樣本中僅有11.5%的產(chǎn)品符合富硒標(biāo)準(zhǔn)，硒含量超標(biāo)的樣本高達(dá)44.2%[22]。硒含量超標(biāo)，不但于健康無(wú)益，對(duì)人和動(dòng)物還會(huì)造成毒害。因此，當(dāng)前除了研制安全的多功能復(fù)合硒肥，進(jìn)一步研究硒的有效施用方式，提高玉米體內(nèi)硒含量、改善玉米品質(zhì)和提高玉米產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)有效的途徑外，應(yīng)用生物技術(shù)及遺傳學(xué)手段，選育富硒玉米品種，讓其自然富硒，把土壤中的無(wú)機(jī)硒轉(zhuǎn)化成人體所需的有機(jī)硒，才是最健康和安全的途徑。

3.2富硒玉米生產(chǎn)的技術(shù)規(guī)程

富硒農(nóng)產(chǎn)品含硒量有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，要讓富硒農(nóng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)走向產(chǎn)業(yè)化，必須嚴(yán)格按照富硒農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行生產(chǎn)，在產(chǎn)品收獲后和加工過(guò)程中都要進(jìn)行檢測(cè)，保證富硒產(chǎn)品的健康、安全。而目前尚無(wú)富硒玉米生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)程。因此，很有必要研究出臺(tái)相關(guān)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，以保證富硒玉米開(kāi)發(fā)健康有序地進(jìn)行。

4廣西發(fā)展富硒玉米的前景展望

4.1具有得天獨(dú)厚的天然富硒土壤環(huán)境和資源

廣西富硒土壤面積達(dá)2.12×104 km2，是目前我國(guó)多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查工作圈定出的最大面積連片富硒土壤。廣西區(qū)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(qū)、防城港十萬(wàn)大山以南，欽州市除欽南區(qū)外所有地區(qū)，南寧市區(qū)正東方向100 km，正南50 km的夾角地帶之外，江南區(qū)-青秀區(qū)以北地區(qū)，武鳴縣的全部行政區(qū)域內(nèi)土壤幾乎均屬于富硒土壤，均可發(fā)展富硒產(chǎn)業(yè)。河池市周邊50 km范圍及北部區(qū)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(qū)域，土壤硒含量均在0.5 mg/kg以上，屬于富硒土壤。廣西中國(guó)長(zhǎng)壽之鄉(xiāng)巴馬瑤族自治縣、昭平縣、岑溪市、蒙山縣、永?？h、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(shí)在廣西富硒地區(qū)還發(fā)現(xiàn)了一些天然的富硒農(nóng)產(chǎn)品，據(jù)報(bào)道，在廣西30多個(gè)縣 （ 市、區(qū)） 采集了300多個(gè)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(fā)現(xiàn)有大米、墨米、荔枝、茶葉、木耳等70多個(gè)樣品達(dá)到天然富硒水平，占抽調(diào)樣品的24%[28]。

4.2富硒農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)前景廣闊

目前富硒食品被視為保健食品而倍受青睞，身價(jià)倍增。我國(guó)東北地區(qū)已開(kāi)發(fā)出富硒大米，南方地區(qū)有富硒茶問(wèn)世，價(jià)格均成倍增長(zhǎng)；滄州地區(qū)開(kāi)發(fā)了富硒金絲小棗；邯鄲地區(qū)廣平縣一農(nóng)民開(kāi)發(fā)了富硒大棗；承德地區(qū)開(kāi)發(fā)了富硒大米和富硒玉米面。廣西永福有2家米業(yè)公司生產(chǎn)富硒大米，價(jià)格為11～16元/kg，比普通優(yōu)質(zhì)稻米高出3～7元/kg；巴馬富硒茶油，價(jià)格為110～120元/kg，比普通茶油高出40～50元/kg；樂(lè)業(yè)縣出產(chǎn)的富硒獼猴桃，售價(jià)為10～12元/個(gè)，比普通獼猴桃高出2～5元/個(gè)。富硒農(nóng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)具有廣闊的發(fā)展前景，2013年開(kāi)始，廣西全面啟動(dòng)了富硒農(nóng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作，2年來(lái)已經(jīng)建立46個(gè)富硒農(nóng)產(chǎn)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(gè)品牌，建立富硒產(chǎn)品示范面積累計(jì)2800 hm2，帶動(dòng)1.3萬(wàn)農(nóng)戶參與，富硒農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)值達(dá)2.89億元[29]。與此同時(shí)，為了規(guī)范富硒農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)，也讓生產(chǎn)者和消費(fèi)者都有明確的參照標(biāo)準(zhǔn)，廣西于2014年9月正式施行“富硒農(nóng)產(chǎn)品硒含量分類要求”地方標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)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(dá)不到該標(biāo)準(zhǔn)的，不得標(biāo)識(shí)“富硒農(nóng)產(chǎn)品”；2015年5月，廣西正式啟動(dòng)富硒農(nóng)產(chǎn)品認(rèn)證工作，為富硒農(nóng)產(chǎn)品在廣西的規(guī)范化開(kāi)發(fā)、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)、加工及銷售提供了重要標(biāo)準(zhǔn)和參考依據(jù)。

4.3富硒玉米的開(kāi)發(fā)前景

玉米是我國(guó)三大糧食作物之一，總產(chǎn)量?jī)H次于水稻。近年來(lái)，隨著玉米深加工、養(yǎng)殖業(yè)、飼料業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)對(duì)玉米的需求也越來(lái)越大，并且富硒玉米的銷售價(jià)格較普通玉米高20%以上。目前開(kāi)發(fā)的富硒玉米主要是鮮食玉米，今后應(yīng)充分利用廣西本土資源優(yōu)勢(shì)，開(kāi)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(chǎn)技術(shù)等研究，確定適合的富硒玉米品種、種植技術(shù)及加工工藝，形成富硒玉米優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的生產(chǎn)加工標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程；充分利用現(xiàn)代食品、飼料加工技術(shù)，將富硒玉米作為富硒新產(chǎn)品的原料進(jìn)行深加工，生產(chǎn)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(chǎn)業(yè)鏈條，增加附加值，使得玉米富硒產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）