关于将硒元素应用到烟叶种植和人工培育富硒地的研究设计

摘 要：目前，受多种因素影响，国内的烟草制品的总体销售量同比出现下降的趋势。从营销的角度考量，市场=人口+购买欲望+购买能力，买烟吸烟的人口基数减少，购买欲望的降低，将直接影响到烟草制品的市场销售。烟叶，在《本草纲目拾遗》卷2的火部中记载，叶天士种福堂方∶用新鲜烟叶捣汁，浸松香，晒干入药，亦取其气味以透利筋络也。治风寒湿气，骨节疼痛，痿痹不仁。鹤膝风、历节风、偏头漏肩等症。在《全国中草药汇编》就记载：烟草性温味甘，有毒，具有消肿、解毒、杀虫等功效，主要用于疔疮肿毒，头癣，白癣，秃疮，毒蛇咬伤等症，还可治疗项疽、背痈、风痰、鹤膝（包括骨结核、慢性化脓性膝关节炎等）等病。

关键词：硒元素；烟叶种植；人工培育；研究设计

中图分类号：S63 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.201705331230

近期，在很多地区都开始推广种植富硒蔬菜，硒是一种化学元素，化学符号是Se，在化学元素周期表中位于第4周期VI A族，是一种非金属微量元素。硒有减轻重金属毒性的作用，长期食用含硒食品，可以提高人体自身的免疫[1-2]。同时，硒具有抗氧化的功效，可以达到延缓衰老的功效。但是人体中不能自动合成硒，需要从饮食中摄取足够量的硒，在体内最后代谢物为碱性，才能保证身体达到最佳状态[3-4]。因此富硒蔬菜能够对人体许多器官、组织的生理功能有着重要的保护促进作用。

硒在自然界的存在方式分为2种：无机硒和有机硒。

无机硒一般指Na2SeO3和Na2SeO4，从金属矿藏的副产品中获得。无机硒强化剂的吸收和利用不是很理想，其生物有效性低，毒性较大，中毒量与需要量之间范围小，因而被国家严格限制其使用量。

有机硒是硒通过生物转化与氨基酸结合而成，一般以硒蛋氨酸的形式存在[5-7]。有机硒一般以硒蛋氨酸形式存在，依循蛋氨酸代谢途径代谢，参与蛋白的合成，容易在组织内储存、吸收；被人体吸收后可迅速的被人体利用，有效改善人体内血硒状况。

1 载体设想

富硒蔬菜以叶、梗作为载体，生食或熟食为方法，人类的食道为途径，肠胃为能量转换机制，人体通过以上能量转换链，对硒进行消化吸收，补充到人体需要的地方。

烟草属草茄木，茄科一年生或有限多年生草本植物，能否以烟叶作为载体，主要应用方法是燃烧、品吸，人类的咽喉、上下呼吸道为途径，肺部毛细血管为能量转换机制，人体通过以上能量转换链，就如广东人日常会因为口舌之欲吃些烧烤等燥热的食物，之后会喝一些凉茶下下火那样的例子，利用硒和尼古丁的共斥性，中和或减免尼古丁对人体的危害。

带着这个想法，利用烧瓶、烧杯、直角导管、晒干的富硒蔬菜、用注射用针管注射了硒晒干的烟叶，做了以下成品比较低的几个简单的实验，具体操作如下：

先用针筒把硒溶液注入到烟叶的各茎脉部，再将硒抹匀烟叶外表，通过以上步骤简单的模拟一个富硒烟叶成品作为实验对象，然后将模拟富硒烟叶和富硒蔬菜一起晾晒直至干透；将晾晒干透的烟叶和蔬菜剪碎，有助于燃烧。

担心水中含有其他矿物元素或微量元素，为了实验的严谨性，尽量地减少误差，实验用的水选用蒸馏水。

烧瓶中的纯氧到离家不远的水族馆灌满几瓶备用。

分别将烟叶、富硒烟叶和富硒蔬菜放入燃烧匙中点燃，卡好烧瓶塞。

由于烧瓶塞的封闭，烟气只能通过直角导管注入到盛有蒸馏水的烧杯里，进行溶入透析反应。主要是想通过以上实验，验证富硒蔬菜和富硒烟叶作为承载载体是否成立，验证烟叶和富硒烟叶的尼古丁含量是否有差别。

检测自己设想的烟叶燃烧产生的烟气，是否附带有硒，肯定需要专业的器材。试验前期，动则就花几千上万去购买1个检测仪分析仪肯定不划算，送去质监局等专业机构检测，途径比较困难。由于成本核算，为降低前期投入，大型的医院有一种仪器叫“微量元素检测仪”，其主要目的是通过抽取被检人体的血液样本，判断人体是否缺失哪种微量元素。将溶入烟气的蒸馏水带去医院的检验室进行检测，检验报告中显示水溶液中含有硒。那么由此可以得出结论，前期的载体设想是成立的。

通过化学方程式理解，尼古丁是烟草中特有的生物碱，该物质中含有C、 H、N3种元素，化学式为C10H14N2.该物质的相对分子质量为各种元素的总质量为：12×10+1×14+14×2=162。

硒的化学性质与S相似，元素符号为Se，它对应的含氧酸的化学式是H2SeO4，这种酸读作硒酸，该物质的分子质量为各种元素的总质量为：1×2+79+4×4=145。通过实验证明，富硒烟叶燃烧时，其与尼古丁是以烟气混合物的形式存在，通过人体呼吸道的吸入而进入人体。

2 我国境内富硒地的概况

富硒土壤指的是富含硒的地质体及其风化产生的土壤，是农、林、果业发展需要的优势土壤资源，美中不足的是富硒地异常稀少[8]。

高硒土壤主要存在于富硒岩石和煤层中，其中煤层中的高硒土壤难以应用，故岩石硒成为高硒土壤的库源。但是只有浙北、浙东、浙中3地区的岩石中富含硒，其中滨海堆积物形成的土壤硒含量一般低于0120mg/kg；残坡积物形成的土壤硒含量变化于0122～0172mg/kg之间，故富硒地非常稀少。

硒主要趋于富集在铁铝含量高、富含泥炭和腐殖质的表层土壤中，故硒多富集在表土层中，向深部迅速降低，至母岩层下降达1个数量级，故硒的含量相对较少[9-10]。

3 烟叶的各生长周期的富硒化培育设想

根據中国军事医学科学院硒研究小组最新研究资料显示，硒蛋白以覃类硒和麦硒为主，在类比研究中发现，麦芽硒是以小麦作为硒转化的活性载体，通过发芽过程的吸收转化，使硒富集在麦芽所含的氨基酸、蛋白质等分子上，从而获得的一种富含天然有机硒的生物制品。

美国著名微量元素专家W·Mertz博士等编著的《人和动物的微量元素营养》（朱莲珍·主译校）一书中指出：麦硒、酵母硒、硒酸盐、覃类硒，其中麦芽硒的生物活性最高，吸收利用率最好。临床证明，麦芽硒的补硒效果最为理想。

烟草的包括营养生长和生殖生长2个部分。根、茎、叶的生长为营养生长，花、果实、种子的生长是生殖生长。烟草以采叶为目的，主要应促进营养生长，这样才能提高产量。烟草分为苗床和大田2个时期。苗床期是指从播种到移栽，一般为60d，大田期是指从烟苗移栽到采收完毕，一般为100～120d。

烟叶的各生长周期在此不作讨论，本文仅仅讨论烟叶的各生长周期，参照麦芽硒和大棚蔬菜的种植方法，对富硒化培育提出以下设想。

3.1 育种、苗床阶段

麦芽硒的种植方法，依据专利权人曾文元，专利号为：200810017759的《一种有机硒的生产方法》，其特征是：它将植物的种子用无机盐亚硒酸钠溶液浸泡后再经过发芽、种植，通过植物的生长将无机硒转化为有机硒。

烟草种子萌发开始的几个小时是种子吸水的物理过程，这个过程是种子吸收硒元素的最佳时机，在水溶液中添加适量的无机盐亚硒酸钠溶液让种子吸收。而种子含水量约占干种子重量的30%时，种子就膨胀，水分暂时停止进入种子，所以无机盐：Na2SeO3溶液的剂量和浓度要控制投入。

幼苗出土后先展开2片子叶，子叶呈椭圆形，叶脉不明显，后逐渐长出真叶。在种子萌发成真叶的生长期内，喷施一定浓度的Na2SeO3或Na2SeO4水溶液，通过光合作用使烟叶的硒含量增加，从而达到提高烟叶富硒性的目的。

3.2 大田期生长发育阶段硒元素培育的设想

移栽到大田后的烟苗，随着芽叶逐渐枯萎脱落，前期育苗阶段培育在烟草里面的硒元素可能所剩无几。由于叶片的结构包括表皮、叶肉和叶脉3个部分。表皮包括上表皮和下表皮，由1层排列紧密、无色透明的细胞构成。表皮细胞的外壁上有1层透明的、不易透水的角质层。表皮主要起保护作用。这个角质层的保护作用，极大地阻碍了硒元素进入叶脉，使硒元素的吸收单单靠喷施叶面可能达不到要求，因此本文另辟途径，补充硒元素。

烟草的主根隨着生长而不断往土层深处延伸，侧根向四周扩展，除了固着和支持植物，以免倒伏的作用外，还通过根，可以吸收到土壤里的水分、无机盐类、微量元素类及某些小分子化合物。

根吸收水分和无机盐的部分主要是根毛。根毛的细胞壁很薄，细胞质紧贴着细胞壁形成1薄层，细胞的中央是1个很大的液泡，里面充满着细胞液。这样的构造是适于吸收水分的。根毛在土壤里跟土粘贴在一起，土粒之间含有水分，水里溶解着无机盐，形成了土壤溶液。细胞液和土壤溶液有不同的浓度，在一般情况下，根毛的细胞液总比土壤溶液要浓，在渗透压的作用下，土壤溶液中的水分能够透过细胞壁、细胞膜和细胞质进入到根毛的液泡里。土壤里的水分就这样被根毛吸收进去。土壤里的水分被根毛吸收后，并不停留在根毛和表皮里，而是经过表皮以内的层层细胞，逐步向里面渗入，最后进入导管，再由导管输送到植物的其他器官。

根据“根”生长的习性，提出以下几点设想和评估。

铺设并埋入管道，通过预留孔流出富硒水微渗，让烟草的根毛吸收水分的同时吸收硒酸盐、亚硒酸盐。评估：铺设容易，成本投入低。但容易被泥堵塞，维护难度大。

利用包膜缓释富硒肥料在土壤中自主速度缓慢释放或者养分释放速度可以得到一定程度的控制以供烟草持续吸收利用。评估：操作难度低，成本投入低。但是缓释肥料的释放能力和烟草的吸收程度难以控制和测评。

土壤是在气候、母质、生物、地形和时间的作用下形成的，是各种因素综合作用的产物。由于土壤颗粒形成条件差异，会产生的土粒大小和特性不同，故各地的土层结构不尽相同。烟草的各生长阶段，根系的发育程度，对土壤的粘土、砂土、壤土等土质物理组成结构要求各有不同。以白肋烟为例，白肋烟种植所需底土一般为粘土、母质为石灰岩等土壤类型。阳春市烟草行政主管部门曾在20世纪90年代于阳春市各乡镇的石灰岩山体周边，种植该品种。后因耕种面积比较狭隘，只能沿着石灰岩的山体辐射，无法大面积种植形成产业链而被搁置。故本文另辟蹊径根据烟草的根系生长习性，对土壤预注入硒元素和碳酸钙等其他营养成分，再对土层物理结构进行翻耕、预设然后将烟苗移植到大田。评估：虽然上述方法能够在土壤中注入硒元素，但是注入难度较大，操作较繁琐，且硒元素容易丢失。但是这个方法能让烟草以最佳状态成长和吸收硒元素，更能接近理想效果。同时更能打破地域、地形和土层物理结构、化学组成结构的限制，让烟草的种植更规模化。

烟草在耕作层中根系分布的深度和宽度都较大，随深入土层逐渐减少，呈圆锥形分布。根系的密集范围比分布范围小得多，根系密集深度约在地表以下40cm，密集宽度在距茎周40cm范围，打顶以后有根系伸长到40cm以下或40cm以外。烟草的发根能力很强，采用培土的方法可使茎秆上长出很多不定根，起到充分吸收表土营养的作用。

在大田生产中，由于距土表20cm以下一般存在1个紧实的犁底层，根系难以下扎，因此，烤烟的根系分布实际上以在距地表15cm左右的侧向分布为主。特别是在地膜覆盖的情况下，垂直于主茎的底下基本上很少有根系分布，大部分分布在距地表12cm左右的土层，且根尖上卷。主要的吸收根系多在茎基周围15～20cm范围内。烟垄高度一般要求30～35cm，培土后垄体提高10cm。

所以，为了防止硒元素流失，本文设想在翻耕、预设土层物理结构前，先在地下要挖1个宽50cm，深50cm的坑渠，铺上聚合物可降解胶膜。地表上，为了防止虫害，降低农药的施用，防止毒性的负面增加，我认为用大棚种植模式更为恰当。并配置一定的灯光，增加光合作用提高生长速度。与此同时，干湿度也可以得到有效控制。由于烟草不能连续采用种植，同年连续耕种容易得病，为了增加烟农的收益，种上其他适应该土层结构和养分结构的富硒蔬菜。大棚预设的硒元素随着烟草和其他的富硒蔬菜的吸收耗尽，可降解胶膜也达到降解时效，不会对该地区的环境造成污染。

参考文献

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作者简介：李科（1981-），男，本科，2007年3月进入广东省阳春市烟草专卖局工作，主要从事烟草专卖稽查工作和案件审理。