富硒高粱产业化开发前景分析

史丽娟，白文斌，曹昌林，张建华，李光，范娜，彭之东，郭瑞峰，江佰阳

（1.山西省农业科学院高粱研究所，山西晋中030600；2.高粱遗传与种质创新山西省重点实验室，山西晋中030600）

富硒高粱产业化开发前景分析

史丽娟1，2，白文斌1，2，曹昌林1，2，张建华1，2，李光1，2，范娜1，2，彭之东1，2，郭瑞峰1，2，江佰阳1

（1.山西省农业科学院高粱研究所，山西晋中030600；2.高粱遗传与种质创新山西省重点实验室，山西晋中030600）

硒是人体所必需的微量元素之一，缺硒会导致多种疾病的发生。植物是人体吸收硒的主要来源，开发富硒农产品对提高人类健康水平和发展生态农业意义重大。高粱是我国传统酿造业、饲料加工业、保健食品行业主要或极具潜力的重要原料，开发富硒高粱前景广阔。在对富硒农产品开发意义、富硒农产品研究现状及富硒高粱开发前景进行科学分析的基础上，提出了富硒高粱开发的研究方向。

高粱；富硒；开发

1 富硒农产品开发的意义

硒是人体和动物所必需的14种微量元素之一，在人体内无法自主合成，必须从外界摄取[1-2]。硒在人体内所占的数量极微，但却在人体机能中发挥着极其重要的作用[3]。硒对人体有多种生物学功能，如抗癌、抗氧化、增强机体免疫力、解毒排毒和保肝护肝。人体缺硒会导致心脑血管病、胃肠道疾病、糖尿病、白内障、甲状腺机能减退、癌症、哮喘，以及一些地方性疾病，如克山病、大骨节病和贫血的发生。硒对动物而言能够提高免疫力、促进生长、改善肉质、提高繁殖能力。动物缺硒常引发大肠杆菌病、肝坏死等疾病，并导致生长发育迟缓、繁殖力下降、免疫功能降低等。硒又是植物必不可少的有益元素，它能够刺激植物器官的生长发育、提高作物产量和品质、促进植物蛋白质代谢、促进叶绿素的合成、调控植物光合作用和呼吸作用代谢、增强植物的抗氧化性和抗逆性、拮抗重金属毒害等。但硒摄入量或施用量过大又会影响动、植物体的生长发育，甚至出现毒害症状[4-7]。然而，硒元素在世界上分布极不均衡，据统计全球42个国家和地区缺硒[8]。在我国除湖北恩施、陕西安康、江西丰城、青海平安、贵州开阳、江苏如皋属于高硒地区或不缺硒地区外[9]，从东北到西南的45个省市自治区的部分地区构成了“贫硒地带”，东北、东部沿海、华北、华南、华中、西北、西南是严重的缺硒地区，苏、皖、鲁、宁、甘、新等省、自治区的部分地区是贫硒地区[10]。我国富硒地区有限，商品粮主产区、牧草或其他作物的基地均为严重缺硒区或贫硒区，这就导致我国食物链硒水平整体处于偏低水平，食物链硒水平的低下又将直接威胁人类的健康，因此，补硒势在必行。

目前，补硒方式主要有2种：一是直接服用无机硒；二是食用富硒产品。直接服用无机硒毒副作用大，且动物对无机硒的利用率不高，难以达到补硒的效果。对机体有生理功能作用的主要是有机形态的硒，植物富硒安全、有效，是人和动物摄入硒的最有益途径，且富硒农产品硒元素含量比普通同类农产品高出几倍乃至十几倍[10-13]。通过食用富硒农产品，提高人体硒摄入量，能够有效改善缺硒居民群体硒水平。

因此，开发富硒农产品，利用植物的富硒能力，将无机硒转化为人体可以利用的有机硒，是解决人体缺硒问题、维护人类健康的最有效途径。

2 国内外富硒产品开发现状及进展

随着科技的进步和人们生活水平的提高，硒的营养价值逐渐受到了人类的重视，富硒产品的市场需求量非常巨大。目前，国外已成功上市的富硒产品有富硒牛奶、富硒猪、富硒果汁、富硒鸡蛋、富硒小麦、富硒啤酒、富硒饼干等。我国开发利用比较成熟的富硒产品有富硒鸡蛋、富硒大米、富硒禽肉、富硒茶叶、富硒小麦和富硒玉米等[14]，并经国家检疫检测部门检验，富硒农产品含硒量符合国家食品安全要求，对人体安全补硒起到了积极的作用。

国内外研究学者对不同植物的富硒能力、富硒功效进行了多方面、系统性的研究，并取得了较大进展。在水果上的研究表明，硒能够提高梨、苹果、葡萄等水果果实硒元素含量，还能显著提高果实品质、果粒表面光洁度和果实成熟的一致性[15-18]。在蔬菜上的研究表明，硒能够提高黄瓜、大蒜等蔬菜的品质和产量，过量的硒肥则会降低产量甚至使植株出现中毒现象；低浓度硒对于小白菜氮、磷、钾、硫、镁和锌的吸收表现为促进，高浓度则为抑制作用。在胡萝卜上的研究表明，硒的施用量与产量呈负相关，适宜硒浓度能够增加胡萝卜有机硒含量，提高品质；蔬菜的可食用部位硒含量低于非食用部位[19-23]。在饲料上的研究表明，通过在猪日粮中添加硒，能够提高猪肌肉硒含量；日粮中添加有机硒与无机硒均能显著提高鸡蛋硒含量，有机硒较无机硒更能显著提高硒在鸡蛋中的沉积；富硒鸡蛋的蛋清黏稠度增加，蛋黄颜色加深，蛋中的胆固醇含量降低，蛋白质、硒元素含量提高，而且延长了鸡蛋的保质期[24-26]。在茶叶上的研究表明，叶片是茶树硒积累的主要器官，叶面喷硒对茶叶硒含量的提高及品质的改善都非常有利；硒能显著促进早春茶树提前发育，提高明前优质茶产量，提高茶感官品质[27-29]。在粮食作物上的研究表明，硒可以有效增加糯玉米籽粒中硒的含量，并且随着硒浓度的增大逐渐增加，籽粒中淀粉、粗蛋白、粗脂肪、可溶性糖含量均增加。喷施硒肥能够显著提高小麦籽粒中硒含量，有效提高旗叶中超氧化物歧化酶（SOD）活性、降低丙二醛（MDA）含量。喷施硒肥与种施硒肥均能显著促进马铃薯全株及各器官中硒素的累积。施硒能够提高水稻籽粒中硒含量；提高水稻的抗逆性，有减轻铬、镉、铅等重金属对水稻的毒害作用；有利于稻米中锰和铁元素的吸收。土壤施硒可以显著提高水稻籽粒含硒量，可以提高水稻籽粒中蛋白质和多数氨基酸的含量；含硒量与土壤施硒量呈显著正相关；施硒能增加土壤有效硒含量，有利于提高土壤有效磷、钾含量[30-38]。

硒在不同植物中均有不同程度的富集能力，硒对植物品质、产量、抗性和其他有益元素的吸收有一定程度的改善和提高。高粱虽然不再是人类主要粮食作物，但由于其具有抗旱耐涝、耐盐碱、耐瘠薄等特点，仍然是我国干旱、半干旱区及盐碱地区的主栽作物，而作为传统白酒和醋产业的优质酿造原料，支撑传统酿造业的稳定发展，在我国国民经济中占有重要地位。硒在高粱上富集效果如何，目前还尚未见到相关的报道，亟待进行研究。

3 开发富硒高粱的意义

随着经济的发展和社会的进步，我国种植业结构正在进行深刻调整。目前，已从“二元结构”转变为“三元结构”，即粮食、经济和饲料作物的全面发展。高粱既是我国主要旱作粮食作物之一，又是重要粮饲作物和酿造原料。在我国，高粱主要用于传统酿造业。高粱是我国白酒的主要原料，闻名中外的中国白酒无一不是以高粱为主料或佐料酿制而成。同时，高粱又是我国优质食用醋的主要原料，我国食醋具有质地浓稠、酸味醇厚、富有清香的特点，高粱在其产品中所起的质佳、味美的独特作用是其他原料所不能替代的。近几年来，我国食醋业是调味品家族中发展最快的一个行业，全国食醋总产量已超过300万t[39]，并呈逐年递增趋势。优质富硒高粱的生产，将促进我国优质酿造白酒和食醋的产品品质提升，促进酿造业的发展，提高人民的消费水平，促进消费者身体健康。

随着生活水平的提高，畜禽产品在人们日常食品中占比越来越高，由此引发的饲草、饲料短缺问题日益突出，使得饲料、饲草高粱发展前景诱人。据报道，高粱籽粒饲喂育肥猪，其有效价相当于玉米的90%左右；饲喂肉牛为95%；饲喂羊、奶牛和家禽为98%。高粱籽粒用于畜禽的饲料，其饲用生产的效能大致相当于玉米[40]。在我国饲料中加入富硒高粱籽粒，不仅可增加配合饲料的总产量、提升质量，同时，通过人们消费富硒肉制品，间接保障人们的有机硒摄入。

基于硒对人体健康的重要性、我国大部分地区缺硒现状以及天然富硒产品难以满足广大缺硒人民的需求，决定了富硒产品开发的必要性。种植业结构的调整、高粱的功能性及硒元素的重要性决定了开发富硒高粱对于改善人们缺硒现状、提升高粱产业核心竞争力具有重要而深远的意义。

4 富硒高粱研究展望

当前，关于硒在植物上的研究及应用覆盖面很广，多方面研究了不同植物中硒的特性。目前，硒对作物的研究主要集中在植物生理特性和提高硒含量等方面，结合前人的研究结果以及富硒高粱广阔的应用前景，未来富硒高粱的研究应从以下几个方面开展：（1）研究硒在高粱上的施用方式、浓度、最佳时期、频次等，在此基础上研究不同高粱品种对硒的富集差异，筛选出高富集硒的酿造高粱品种。（2）研究专用富硒高粱在酿造和饲料加工业中的转化效率。（3）富硒高粱生产标准技术规程。（4）硒对高粱的生理作用及其功能研究：研究硒对高粱生长、发育的作用及高粱对硒的需求量，确定种植高粱土壤中硒含量的丰缺标准和生理毒性临界阈值。（5）硒在高粱体内的代谢机理研究。（6）研究硒对高粱的毒害作用及与其他元素的相互作用。（7）加大富硒高粱开发的宣传力度，利用媒体作为平台，扩大富硒高粱产品营养保健作用的宣传，引导消费者食用富硒高粱产品。

总之，硒是人体所必需的微量元素之一，结合高粱作物的应用，如何生产出高富集硒的高粱籽粒，进而开发富硒酿造产品和饲料产品，是富硒高粱产业发展的突破口。通过富硒高粱的研究，不仅促进高粱产业的发展，而且提升消费者的健康水平。因此，开发富硒高粱前景广阔。

［1］屈兰竺，杨松杰，禚苏，等.微量必需元素硒的作用探析[J].中国农学通报，2010，26（7）：94-97.

［2］曾静，罗海吉.微量元素硒的研究进展[J].微量元素与健康研究，2003，20（2）：52-56.

［3］王兴华，张旋.日粮中不同硒源对鸡蛋硒含量的影响[J].山东农业科学，2012，44（12）：93-96，99.

［4］刘慧超，李春梅.微量元素硒对人体和植物的作用[J].中国园艺文摘，2009（12）：165-166.

［5］张联合，郁飞燕，苗艳芳，等.硒在人和动物健康上的研究[J].安徽农业科学，2007，35（21）：6688-6690.

［6］王燕，蒋宗勇，高玉云，等.有机硒在动物营养上的研究进展[J].饲料工业，2009，30（4）：9-13.

［7］刘大会，周文兵，朱端卫，等.硒在植物中生理功能的研究进展[J].山地农业生物学报，2005，24（3）：253-259.

［8］江敏，蒋海铃.关于人体补硒标准研究[J].数理医药学杂志，2007，20（4）：549-550.

［9］张军.安康市天然富硒食品产业发展SWOT分析[J].现代农业科技，2015（1）：334-335，346.

［10］徐庆国，刘红梅，黄丰，等.我国富硒农产品开发与推广的探讨[J].作物研究，2013，27（5）：461-464.

［11］雷红灵.植物硒及其含硒蛋白的研究[J].生命科学，2012，24（2）：123-129.

［12］王晓芳，陈思杨，罗章，等.植物对硒的吸收转运和形态转化机制[J].农业资源与环境学报，2014，31（6）：539-544.

［13］罗世炜，张孟琴，吴永尧，等.植物硒的研究与利用[J].安徽农业科学，2007，35（14）：4087-4088.

［14］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.

［15］张放，李治飞，肖田，等.黄瓜山的富硒梨熟了：传统果业的转型升级与思考[J].中国果业信息，2013，30（7）：1-8.

［16］王海波，王孝悌，史祥宾，等.功能性果品富硒葡萄生产技术及应用效果研究[J].河北林业科技，2014，10（5/6）：71-73.

［17］何明莉，高仕录，刘晓燕，等.无公害富硒苹果的功效及生产技术规范[J].北方果树，2015（2）：25-27.

［18］王桂美，姜伟，尉晶，等.富硒苹果生产技术研究初报[J].落叶果树，2004（4）：58-59.

［19］王晋民，赵之重，李国荣，等.硒对胡萝卜含硒量、产量及品质的影响[J].植物营养与肥料学报，2006，12（2）：240-244.

［20］赵强，冯磊，王旭英.大蒜富硒研究进展[J].济宁学院学报，2011，32（6）：56-59.

［21］徐暄，顾艳，孙其文，等.富硒氨基酸生物肥在水果型黄瓜上施用效果研究初报[J].安徽农学通报，2012，18（23）：96-97.

［22］Hamilton J W，Breath A.Selenium uptake and conversion by certain crop plants[J].Agriculture Journal，1963，55：528.

［23］付冬冬，段曼莉，梁东丽，等.不同价态外源硒对小白菜生长及养分吸收的影响[J].植物营养与肥料学报，2011，17（2）：358-365.

［24］丁文杰，戴晋军，杨志龙，等.富硒猪肉的研究进展[J].饲料与畜牧，2008（7）：55-57.

［25］罗毅，戴晋军.富硒鸡蛋的研究进展[J].中国畜牧业，2009（7）：26-27.

［26］蔡菊，李奎，张雷，等.富硒鸡蛋的最新研究进展[J].饲料研究，2010（12）：29-30.

［27］李静，夏建国.喷施亚硒酸钠对茶叶硒含量及化学品质的影响[J].江苏农业科学，2007，35（3）：186-187.

［28］周勋波，吴海燕，洪延生，等.作物施硒研究进展[J].中国农业科技导报，2002，4（6）：45-48.

［29］徐娟.硒对绿茶产量和品质的影响及其富硒绿茶的抗氧化和抗肝癌作用[D].南京：南京农业大学，2003.

［30］郑阳，杨华，付忠军，等.不同硒处理对糯玉米籽粒硒含量及品质的影响[J].西南农业学报，2013，26（5）：1899-1901.

［31］宋家永，李敬光，王永华，等.喷施硒肥对小麦生理特性、子粒硒含量的影响[J].河南农业大学学报，2005，39（2）：139-142.

［32］唐玉霞，王慧敏，吕英华，等.冬小麦硒素吸收积累特性及叶面喷硒效应的研究[J].华北农学报，2010，25（Z）：198-201.

［33］邢海峰，高炳德，樊明寿，等.马铃薯硒素吸收分配规律及硒肥效应研究[J].华北农学报，2012，27（6）：213-218.

［34］周遗品.硒对水稻蛋白质和氨基酸含量影响的初步研究[J].石河子农学院学报，1995（3）：19-22.

［35］周鑫斌，施卫明，杨林章，等.富硒与非富硒水稻品种对硒的吸收分配的差异及机理[J].土壤，2007，39（5）：731-736.

［36］谭周磁，陈平，陈嘉勤，等.硒在水稻上的应用Ⅲ.稻田土壤硒含量及施硒对水稻产量与米质的影响[J].湖南师范大学自然科学学报，1997，20（3）：62-65.

［37］田秀英，李会合，王正银，等.施硒对苦荞N、P、K营养元素和土壤有效养分含量的影响[J].水土保持学报，2009，23（3）：112-115.

［38］方勇，陈曦，陈悦，等.外源硒对水稻籽粒营养品质和重金属含量的影响[J].江苏农业学报，2013，29（4）：760-765.

［39］宋敏丽，田德生.强力推动山西醋品牌建设[J].农产品加工，2010（2）：10-12.

［40］朱凯，卢庆善，王艳秋，等.高粱产业发展浅析[J].中国农技推广，2005（7）：10-11.

Analysis on the Prospect of the Development of Selenium-rich Sorghum Industry

SHI Lijuan1，2，BAI Wenbin1，2，CAOChanglin1，2，ZHANGJianhua1，2，LI Guang1，2，FANNa1，2，PENGZhidong1，2，GUORuifeng1，2，JIANGBaiyang1
（1.Institute ofSorghum，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Jinzhong030600，China；2.KeyLaboratoryofSorghumGenetic and GermplasmInnovation ofShanxi Province，Jinzhong030600，China）

Seleniumis one ofthe essential trace elements in the human body,and seleniumdeficiencycan lead tothe occurrence of many diseases.Plants are the main source of the human body to absorb selenium，developing selenium rich agricultural products has an important significance to improve the development of human health and ecological agriculture.Sorghum is an important or potential raw material in our countryfor traditional brewingindustry,feed processingindustryand health food industry,sorghumseleniumenriched has a great development.In this paper,on the basis of the scientific analysis of selenium rich agricultural products development significance, Se agricultural products research status and selenium enriched sorghum development prospects,the research direction of development at sorghumrich in seleniumis put forward.

sorghum;selenium;development

F326.11

A

1002-2481（2016）09-1392-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.09.39

2016-04-25

国家科技支撑计划项目（2014BAD07B02）；山西省农业科学院高粱研究所项目（GLS16-9）

史丽娟（1988-），女，山西五寨人，助理研究员，主要从事高粱栽培技术研究工作。白文斌为通信作者。