富硒土壤生物转硒技术的研究进展

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1、富硒土壤生物转硒技术的研究进展基金项目：国家重点研发计划项目（2016YFD0501201）*通讯作者（yinyulong@isa.ac.cn）作者简介：印遇龙（1956-），男，湖南常德市桃源县人，研究员，博士生导师，主要从事动物营养与饲料的研究。E-mail:yinyulong@isa.ac.cn.印遇龙1,4*，颜送贵2，王鹏祖3，白苗苗1,4，刘红南1,5（1中国科学院亚热带农业生态研究所，动物营养生理与代谢过程湖南省重点实验室，畜禽养殖污染控制与资源化技术国家工程实验室，中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室，农业部中南动物营养与饲料科学观测实验站，湖南长沙410125；2

2、桃源县富硒产品研究所，湖南桃源415700；3东北农业大学动物科学技术学院，黑龙江哈尔滨150030；4华南农业大学动物科学学院，广东广州510642；5.湖南畜禽安全生产协同创新中心，湖南长沙410128）摘　要：　本文论述了生物转硒技术的应用价值和意义，总结了有机硒生成的专利和生物转硒的技术特点，并对生物转硒技术的发展进行了展望。关键词：　硒；土壤；生物转化中图分类号：S181硒是红细胞谷胱甘肽过氧化物酶和磷脂过氧化氢酶的组成成分。具有保护细胞膜结构与功能、抗氧化和提高机体免疫力等作用。硒的缺乏会导致GSH-Px活性降低，引起自由基和过氧化物的积累，严重时会诱发克山病。食源硒的补

3、充可促进超氧阴离子自由基和羟自由基的清除，保护细胞膜的流动性，甚至具有预防心血管疾病、维持正常血压和抗衰老的作用。研发富硒的功能性食品具有广阔的应用价值和市场前景。“富硒土壤＋生物转硒技术”是一种生产富硒农产品的方法。它可以利用天然的富硒土壤，通过生物将硒元素转化为硒营养，将无机硒转化为有机硒，标准化生产达标的有机硒农产品，实现农产品的优质化、营养化和功能化。“富硒土壤＋生物转硒技术”的推广和应用，对于富硒农产品生产的规范化、标准化、产业化意义重大。1硒在土壤和植物中的存在形式不同性质的土壤中硒和外源硒有不同的形态分布特征，不同土壤中硒的形态分布会影响植物对土壤硒的吸收利用。在探讨土

4、壤硒的生物转化之前，需要明确土壤的特征和其本身硒的含量和形态。我国是一个缺硒的国家，约72%的地区土壤中硒的含量不足0.1mg/kg。除了陕西紫阳和湖北恩14/14施等个别地区富硒之外，我国大部分地区均处于缺硒状态。土壤硒的含量与当地人类的健康和畜牧业生产密切相关，从目前的资料来看，我国的低硒带呈东北-西南走向，低硒带的西北和东南方向则为富硒带。我国土壤硒含量范围为0.022~3.806mg/kg，平均值为0.239mg/kg，主要土壤类型耕作土表层硒含量范围为0.038~3.081mg/kg，平均值为0.269mg/kg[1-2]。从东北地区的暗棕壤(均值为0.12mg/kg)、黑

5、土(均值为0.11mg/kg)向西南方向经过黄土高原的褐土、黑垆土(均值为0.08mg/kg)到川滇地区的棕壤、紫色土(均值为0.06mg/kg)、红褐壤、红棕壤和红壤(均值为0.09mg/kg)，再向西南延伸到青藏高原东部和南部的亚高山草甸土和黑毡土，低硒带内的土壤硒含量均值仅为0.1mg/kg，显著低于中国其他地区的土壤硒含量。从行政区划分布来看(图1)，中南地区土壤表层硒平均含量最大，其值达到0.308mg/kg，最大值也达到0.754mg/kg。华北地区最低，为0.180mg/kg。且除中南、华东地区以外，华北、西北、西南、东北地区表层土壤硒含量均低于全国平均水平。按照谭见安

6、等[3-4]划分我国硒元素生态景观标准对中国土壤表层硒元素进行安全分级，结果表明，研究区内11.86%的土壤属于缺硒土壤，21.48%的研究区土壤为少硒土壤，57.98%的研究区土壤为足硒土壤，8.65%的研究区土壤为高硒土壤，0.036%的研究区土壤为过硒土壤。土壤硒来源复杂，受到煤层、黑色岩系、土壤有机质、沉积作用、气候、成土母质等各类因素的影响。硒的植物有效性指的是土壤输出Se的通量，不仅与其在土壤中的含量有关，而且取决于其在土壤中的形态和分布特征。土壤中硒的形态包含硒化物(Se2-)、元素硒(Se0)、亚硒酸盐(SeO32-)、硒酸盐(SeO42-)和有机态硒。其中后三种硒形

7、态的水溶性较好，是土壤有效硒的主要来源。图1全国绿色富硒耕地分布图[3]Fig.1DistributionmapofGreenSe-richcultivatedLandinChina(ChinaGeologicalSurveyBureauoftheMinistryofland14/14andresources2015)1无机硒--有机硒的转化原理硒元素是人类、哺乳动物、细菌、古生菌等多种生物所必需的微量元素[5]。虽然硒对于高等植物的必需性仍未被证实[6]