徐庆国,刘红梅,黄 丰
(1湖南农业大学农学院,长沙410128;2湖南农业大学图书馆,长沙410128)
硒(Se)是一种非金属化学元素,不仅可以用作光敏材料、电解锰行业催化剂、动物必需营养元素和植物有益营养元素等,而且也是人体必需的微量元素。尽管我国硒的蕴藏量占世界的1/3以上,但仍有72%左右的地区土壤硒含量较低,属于缺硒或低硒地区[1,2]。并且,硒资源分布极不均匀。我国富硒农产品开发与推广工作始于20世纪90年代。时至今日,我国富硒农产品开发与推广已经走过20多年的历程,取得了辉煌成就,但也存在一些不足和亟待解决的问题。
富硒农产品是指在富含硒的土壤环境中或施用富硒肥料与饲料生产出的农产品或农作物,其硒元素含量比普通同类农产品高出几倍乃至十几倍。富硒农产品的开发与推广具有极其重要的作用与意义。
1817年,瑞典化学家贝采利乌斯(J.J.Berzelius)在焙烧黄铁矿生产硫酸过程中发现了硒,并以希腊月亮女神名字Selene为其命名。对硒元素的研究与开发过程可分为3个阶段。
第一阶段为硒被发现至20世纪50年代前,大多数人认为硒对人体有毒害作用,主要研究硒的毒性。1953年,Schwarz等发现硒有抗氧化作用,1957年,Schwarz和Foltz首次证明硒对动物具有有益的营养作用,1958年发现动物白肌病由缺硒引起。这些研究成果使人们对硒的功效有了新的认识,认为硒对人体的作用不只是毒化作用,可能还有某些有益作用,但期间人们的思维还基本上维持了硒对人体有毒的观点。1961~1964年,我国湖北恩施县还曾发生过因摄入高硒粮食(主要为玉米)引起人畜脱发(毛)脱甲(蹄)、皮肤变形等地方性硒中毒事件。
第二阶段为20世纪70年代后开始研究硒的营养作用。1973年,Rotruck和Flohe等确定硒是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的组成成分,并且,硒被世界卫生组织确定为人体所必需的微量元素之一。1970~1975年我国科学家发现,最先在中国黑龙江克山县发现的地方病克山病的主要致病因素来自于人体的硒缺乏,克山病区的分布与我国的硒缺乏地区性分布一致。20世纪70年代,发现我国地方病启东市肝癌、浙江嘉善结肠癌等也与人体缺硒有关。医学专家于树玉等曾对启东地区13万居民进行补硒试验,证实补硒可使肝癌发病率下降35%~50%。20世纪80年代,发现我国地方病发育期儿童软骨变性坏死的大骨节病也与人体缺硒相关。1988年,中国营养学会将硒列为人体所必需的15种营养元素之一。1989年,中国营养学会等机构正式确定了人体对硒的适宜、安全摄入量。近年来的研究还发现,缺硒与人体心血管病、高血压、糖尿病、病毒性疾病、胰腺疾病、不孕不育、肌痛、肌肉萎缩、关节炎等40多种疾病有关。并且,正是由于“硒”的高抗氧化作用,适量补硒能起到防止器官老化与病变,延缓衰老,增强免疫,抵御疾病,抵抗有毒有害重金属,减轻放化疗的副作用,防癌抗癌。
第三阶段为20世纪90年代以后深入研究硒的生理作用,并且,国内外开始相继开发和推广富硒农产品。土壤的硒含量受地质、地貌、气候等因素影响,分布极不均匀,世界上有40多个国家土壤存在不同程度的缺硒。据中国农科院等单位20世纪90年代的研究,我国大陆地区,除陕西、湖北及四川、贵州、湖南等省存在面积不大的高硒地区以外,存在由东北向西南以棕褐土体系为中心的环境缺硒或少硒地带,缺硒省份多达22个,其中包括东北地区、华北地区的京、津、冀等省市,华东地区的苏、浙、沪等省市。除湖北恩施和陕西紫阳县的富硒区外,近年来的研究还发现了浙江龙游县、安徽皖南地区、江西丰城市、海南屯昌县、青海海东地区、新疆石河子、广西的南宁、钦州、北海和贵港地区等均存在中度富硒土壤。另据医学研究结果,成人每天对硒的最低需求量为50~70 mg;每日最大安全摄入量为400 mg。而据中国预防医学科学院对我国24个省市的居民调查,每日膳食中硒平均摄入量为36.7 mg,远低于人体的推荐用量[3]。
生态农业是按照生态学原理和经济学原理,运用现代科学技术成果和现代管理手段,以及传统农业的有效经验建立起来的,能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。富硒农产品的开发与推广无论是其具有的满足人类需求的特点,还是有利农作物生产及有利农业生态环境保护的特征,均是达成生态学原理与经济学原理完美结合的朝阳产业,值得大力宣传和实践应用。
首先,硒作为必需营养元素,人体不能自身合成,必须从食物中获取,人体所需要的硒均来自于农产品。缺硒地区需要实施补硒才能保持身体正常健康。过去普遍采用食用含硒无机盐药物亚硒酸钠进行人体补硒。但近年的研究实践证明,无机硒的吸收与利用及生物有效性低,毒性较大。有机硒的毒性显著低于无机硒,并且,来自膳食中的天然有机硒在动物组织中的保留量大于无机硒盐的保留量。因此,无机药补效果不如食补效果,而食补又以生物有机硒的补硒效果最好。可采用加硒肥料进行土壤根施和叶面喷施,经农作物吸收转化形成有机硒,富集在农作物果实和籽实及茎叶根等食物中,其硒含量可达普通农产品的3~8倍。缺硒地区人们经常食用富硒农产品,方便安全,效果好,成本低,适于长期食用和普遍推广应用。
其次,硒尽管不是农作物的必需营养元素,但近年研究表明,硒对农作物具有刺激生长、恢复生机、抗倒伏和明显提高农作物抗逆性的功效。并且,硒还能提高农作物的产量和品质,可使粮食和经济作物增产8% ~10%;瓜果、蔬菜增产10% ~20%;对树木、花卉、牧草等农林作物也均有显著的增产效果[4]。因此,硒是农作物的通用植物生长调节剂。它不仅能提高农作物产量,而且,培育的富硒农产品营养成分含量高,适口性好,还可达到绿色与有机食品标准要求。
再者,由于硒对镉、汞、砷、铅等重金属具有拮抗作用,能够活化土壤,提高土壤肥力,消除土壤的重金属残留及污染,改善和治理农业生态环境;同时,可防止重金属污染地区农产品中的镉、砷等化学物质的致畸作用,能明显防止肿瘤的扩展,预防和治疗癌症。因此,富硒农产品的开发与推广,可化害为利,有利人居生态环境和谐,是发展生态农业的朝阳产业。
现代农业是广泛应用现代科学技术、现代工业提供的生产资料和科学管理方法的社会化农业。目前我国正努力实现由传统农业向现代农业的转变,许多地区正在积极寻找富硒土壤资源或寻求富硒农产品开发推广新技术,大力规划和发展富硒农产品产业,努力走出了一条由传统农业迈向高效农业的创意现代农业之路。
湖北恩施、陕西紫阳、汉阴等富硒地域,大多属于我国经济不发达的老、少、边、穷地区。这些地区率先于20世纪90年开始大力发展富硒农产品产业,不仅彻底防止了人畜硒过量中毒的危害,而且,变富硒资源优势为富硒农产品高收益的经济优势,开启了富硒农产品开发与推广的创意现代农业发展之路。其后,山东省、浙江省等利用其沿海经济发达的优势和小范围富硒土壤,也开发出系列富硒农产品。特别近年江西、海南、青海等省区利用其部分富硒资源提出打造“硒都”、“硒谷”的富硒农产品发展目标;广西则提出力争2013~2018年内建成全国最大富硒农产品产业基地。湖南省桃源县是一个缺硒县,从1998年伊始创建富硒农产品产业,至2012年,该县共建富硒生产、加工基地21个,试验示范基地7个,面积近4 000 hm2,涉及19个乡镇、72个村,生产富硒农产品10类23种92款,实现销售收入1.9亿元、利润 3 780万元,助农增收 4 100万元[5,6]。湖南新田县也利用其富硒土壤资源,拟投资5亿元打造湖南首个富硒农产品加工园。
近年来,我国的富硒农产品开发与推广工作取得了巨大成绩。
国内外目前有关硒的研究已从硒的毒性研究走向硒的营养研究;从基础研究走向产品开发;从硒与疾病的关系研究走向防治疾病的现场试验;从人工转化研究转向人工合成研究;从无机硒的研究走向有机硒的研究;从硒的物理、化学研究走向硒的生物学研究;从硒的工业应用研究延伸到硒的环境地质、土壤地球化学特征与生物学效应、动物营养、疾病防治、食品含硒标准、富硒农产品营销、富硒农产品开发技术等领域的深入研究。并且,随着我国生活水平的提高,人们对食用农产品消费从食饱阶段(果腹消费阶段),经历食味阶段(口福消费阶段),已经进入营养保健阶段(科学消费阶段),十分关注食品保健意识,富硒农产品受到广大消费者欢迎,形成了巨大的市场需求。如1997年12月国务院下发了卫生部等11个部委联合制定的《中国营养改善行动计划》,硒被列为预防缺乏的营养元素之一;2006年12月23日,湖南省启动了全民补硒工程。正是由于我国的全民补硒工程得到了各级政府及其有关部门的高度重视,使之成为其重要的营养与健康任务,也引导了大量农业科研工作者、企业家走上富硒农产品开发与推广产业,有力地引领了该产业的迅猛发展。
人体硒的主要来源为农产品食物,而食物链中硒的主要来源为土壤。通过富硒农产品开发补硒是解决人们缺硒的有效方法。芬兰1984年起始施用添加硒酸钠的多元复合肥增加谷物等农产品的硒含量,取得了显著成效。我国自20世纪90年代至今,有湖北、贵州、黑龙江、陕西、山东、浙江、安徽、湖南、江苏、广西、青海、辽宁、河南、四川、海南、天津等10多个省市区已开发出种类繁多的富硒农产品,计有富硒的大米、大蒜等蔬菜、食用菌、柑橘和香蕉等水果、小麦、玉米、茶叶、魔芋、蜂蜜、菜(茶)油、仙果面和仙果特酿酒、大豆、家禽和禽蛋等40多种富硒农产品。
同时,我国增硒产品的开发与生产也有了较大发展,其施用操作技术规程也逐步规范。开发了多种市场销售的硒肥品种和添加硒酸钠的饲料,如湖南“硒霸”牌有机富硒叶面肥和富硒增甜素系列产品、浙江“稻收多增产剂”等产品。据研究,水稻不同生育时期施用富硒肥,可使稻米中硒含量由原来的0.05 mg/kg增加到0.56 mg/kg,同时增加产量5%~15%。并且,为了使富硒农产品硒含量符合《国家食品中硒限量标准》,各地的富硒农产品生产均制定了相应的《富硒农产品生产技术操作规程》,做到适时、适量和科学施用富硒肥料和添加硒饲料,从而使富硒农产品生产的增硒方式更加规范和安全有效。
目前我国富硒农产品开发与生产所需技术与投资并不高,但富硒农产品的良好保健功能与企业媒介宣传效果及广大消费者健康保健意识的增强,使富硒农产品的产出投入比高,市场前景看好,从而也促使众多地区、企业和专家学者加入富硒农产品开发队伍。据市场调查,目前富硒农产品价格比普通农产品价格高出30%至10倍,因而富硒农产品开发经济效益显著。
我国政府与相关职能部门制订了一系列富硒农产品开发与推广应用标准,从而使其逐步走向标准化。1989年中国农科院确定了我国不同等级缺硒地区作物组织中含硒量范围:严重缺硒地区作物组织中含硒量范围一般<0.02 mg/kg;缺硒地区作物组织中含硒量范围为0.02~0.06 mg/kg;正常地区作物组织中含硒量范围>0.1 mg/kg。国家质量技术监督局1991年发布了GB13105-1991《食品中硒限量卫生标准》,规定了以硒计的食品含硒量:成品粮和豆类及制品≤0.3 mg/kg,蔬菜和薯类≤0.1 mg/kg,水果≤0.05 mg/kg,肉类(禽、畜)和蛋类≤0.5 mg/kg,鱼类≤l mg/kg,鲜奶≤0.03 mg/kg,奶粉≤0.15 mg/kg。另外GB14880-1994《食品营养强化剂使用卫生标准》规定的食品以硒计的含硒量:乳制品、谷类及制品为0.14~0.28 mg/kg,饮料及乳饮料0.05~0.2 mg/kg。这些国家标准为富硒农产品的含硒量标准提供了重要依据。此外,一些省份和企业还制订了富硒农产品的硒含量地方与企业标准,如江苏、浙江、安徽等省均制订了《富硒稻米》地方标准。
我国富硒农产品开发与推广工作虽然成效显著,但与世界发达国家相比较起步晚,还存在富硒农产品层次低;富硒农产品标准不健全,质量参差不齐;富硒农产品种类多,规模小,产品趋同严重,科技创新不足;政府及相关部门引导不够,补硒功效宣传不当,误导消费严重等问题,必须切实整改,使我国富硒农产品开发与推广工作持续健康发展。
我国约有2/3的地区是国际公认的缺硒地区,其中1/3为严重缺硒地区。而硒不仅对人的一些疾病、肿瘤的防治有益,即使健康的人也不可缺少;食用富硒农产品是人体补充硒元素的有效方法之一。但是,必须进一步对全国不同地区农田土壤和农产品的硒有效含量进行全面检测与评价,明确不同地区的硒丰缺程度与不同农产品安全适宜性,因地制宜,科学合理补硒。其理由如下:一是硒也是一种有毒元素,摄入过量会引起中毒,导致肝损伤、肠胃、神经系统异常等。人体微量硒的需要量和中毒量之间比较接近,推广补硒产品必须谨慎行事,切不可盲目推行。应做到缺硒则补硒,反之则不必额外增加;更不能误导补硒包治百病,补硒可吃出健康。二是不同地区和不同人群日摄入硒的阈值不相同。2002年中国营养学会提出的成人每日膳食最低硒推荐摄入量为50 mg。1个鸡蛋含硒约12 mg,鲢鱼100 g含硒约25 mg。人们在饮食正常的情况下,一般可达到中国营养学会推荐的硒摄入量,不会缺硒。三是富硒农产品生产过程中施用的富硒肥料、食(饲)料消化物等可能存在污染当地土壤、水系环境的潜在危害。目前对于硒在环境中的积累、迁移及食物链传递等方面的研究还有很多空白,应防患于未然。
富硒农产品开发与推广将为缺硒地区、缺硒居民群体提供一项行之有效的补硒措施。目前市场上各种富硒农产品名目繁多,一些产品含硒量只比一般产品略高,达不到补硒的效果,或没有标明含硒量,普通消费者很难准确掌握每天的硒摄入量;一些产品的过度宣传,会误导消费者盲目补硒;尽管补硒对一些疾病有很好的辅助治疗效果,但食用富硒农产品和富硒保健品毕竟不能代替在医生指导下的治疗。为此,应加大富硒农产品产业化的科技投入与技术支持,筛选适合富硒农产品生产的硒肥与含硒饲料及应用方法,并制订国家统一的富硒农产品与生产技术标准;各级政府及农业部门应会同卫生部门做出规划,明确富硒农产品开发与推广目标与要求,切实加强监督和管理,制定相关的法律、法规,保证富硒农产品开发与推广健康有序进行。
政府及相关部门要切实加强引导和管理,富硒农产品生产加工与销售企业与员工必须强化质量意识,推进产品标准化,严格按照富硒农产品生产技术规范操作,严格及时进行富硒农产品的产前原料、产中与产后产品的硒含量检测;必须强化品牌和规模意识,切实树立消费者对富硒农产品的品牌和企业的信誉认可,也必然要求推进富硒农产品经营企业化和生产集约化及开发和推广产业化。
[1] 陈保华.加快青海省平安县富硒农业发展的对策[J].青海农林科技,2012,(3):31 -33.
[2] 冉仁森,王恒超,付成程,等.汉阴县富硒农产品产业化现状及对策[J].农产品加工,2013,(2):66 -68.
[3] 许学宏,余云飞,高 芹,等.富硒农产品开发现状与发展对策[J].江苏农业科学,2010,(1):311-313.
[4] 陈家友.谈大力培育富硒农产品[J].中国科技信息,2005,(7):33.
[5] 肖轻云,覃立群,李树举,等.桃源县富硒柑橘产业化调查研究[J].湖南农业科学,2011,(14):24-26.
[6] 程泽新,唐玉梅,李玉华,等.桃源县富硒农产品产业的创建与实践[J].科技成果管理与研究,2011,(7):101.