人工富硒茶研究进展

刘青茹，谌 珍，周春江，王佳颖，王 彬

（中华全国供销合作总社杭州茶叶研究院，浙江杭州 310016）

微量元素硒是谷胱甘肽过氧化物酶等人体硒蛋白的重要组成元素，目前发现其与矿物质元素代谢、抗氧化、激素调节等功能和40多种疾病有关，包括克山病、大骨节病、癌症、心血管疾病、艾滋病等[1-10]。研究表明，中国的茶叶基本都含有硒，含量在0.017～6.590 mg/kg，且约80%的硒以蛋白有机态存在[11]。富硒茶不仅可以作为硒补充来源，而且包含茶多酚、茶氨酸、儿茶素、咖啡碱和多种微量元素，对人体健康具有重要作用。但是天然富硒茶分布不均匀、产量有限，我国近80%的茶叶含硒量在0.2 mg/kg以下。因此，开发人工富硒茶具有现实意义。

1 富硒茶的定义

农业部标准NY/T 600—2002富硒茶规定，富硒茶为在富硒区土壤上生长的茶树新梢的芽、叶、嫩茎，经过加工制成的，可供直接饮用的、含硒量符合0.25～4.00 mg/kg的茶叶。中华人民共和国供销合作行业标准GH/T 1090—2014富硒茶规定，富硒茶含硒量需符合0.2～4.0 mg/kg。

2 天然富硒茶影响因素及人工富硒茶开发意义

对茶叶含硒量有明显影响的因素包括茶树品种、采摘季节，尤其是土壤有效硒含量，其交互作用可导致茶叶含硒量呈现百倍以上的差异。

2.1 茶树品种的硒含量特点

茶树品种的富硒能力存在较大区别。王雅玲等人[12]提出，茶树基因控制硒在茶树中由地下部向地上部的运输过程及其在叶片中的富集。不同品种茶树鲜叶含硒量相对高低的顺序在不同地区相对稳定。有研究以春茶的叶（根） 硒含量比为评价指标，认为劲峰、安徽1号和茗州21品种比值大于2，为富硒品种；龙井43、茗州12、安徽3号等5个品种为中等富硒品种，其比值介于1～2；福鼎大白、安徽7号和上梅州小于1，为非富硒品种[13]。

2.2 采摘季节对茶叶硒含量的影响

2.3 土壤硒含量对茶叶硒含量的影响

土壤吸收是茶树获取硒的主要途径，土壤硒含量是影响茶叶硒含量的重要因素。有学者针对种植在不同地区、环境、土壤条件（闽东、闽北和闽南）下的黄犊和水仙品种展开研究，发现虽为同一无性系茶树品种，其茶叶含硒量差异仍很大，且与土壤有效性硒含量显著正相关。

此外，我国茶叶含硒量频数分布显示，含硒量超过0.2 mg/kg的茶叶约占总茶样的20%，其中96.4%出自高硒地区。可见，绝大多数天然富硒茶产于富硒地区。我国的天然富硒茶主要产于湖北、陕西、贵州等地区。浙江龙游、四川万源、安徽石台、江苏溧阳和宜兴一带南部低山丘陵等地也发现有天然富硒土壤，生产天然富硒茶叶[16]。

2.4 人工富硒茶开发意义

世界土壤中硒分布具有明显的地带性差异，平均值约为0.4 mg/kg，绝大多数的土壤硒含量为0.01～2.00 mg/kg。全球大部分地区环境中硒含量处于偏低水平，29个国家存在硒隐性饥饿的问题。以“让饥饿与营养不良成为历史”为主题，2014年《营养问题罗马宣言》和“2015年后可持续发展议程”期望更多的国家和人们认识和重视“隐性饥饿”问题，并采取积极的应对措施[17]。尽管我国的硒储备资源（26 000 t）约占世界硒资源的1/5，在全球排名第4位，但是，中国土地缺硒面积达到71.2%，约占世界缺硒土地的70%，从黑龙江省到云南省都处于低硒带，土壤硒含量低于0.4 mg/kg[18]。我国近80%的茶样含硒量在0.2 mg/kg以下，约52%的茶样含硒量在0.1 mg/kg以下。人工富硒茶的开发对于提高我国茶叶硒含量、缓解硒隐性饥饿问题具有其现实意义。

3 人工富硒茶栽培方法

影响茶叶硒含量的因素很多，鉴于茶叶生产加工有其季节性、标准规范性等特性，获得人工富硒茶的有效途径主要为选育硒富集能力较强的茶树品种和施肥。

3.1 富硒茶树品种选育

有研究者根据表征数据提出，茶树属于强积累土壤硒的植物；且其对硒的摄取积累能力可能与遗传特性有关，具有相对稳定性；同时，Zhao H等人[19]通过对93个等位基因进行遗传多样性分析，验证了育种优化培养具有较强硒富集能力的茶树品种的可能性。

在选育富硒茶树品种时，可选择含硫氨基酸较多的植株。有学者提出，在生物体中，硒可能会替代硫在含硫氨基酸中的位置，从而形成含硒有机物[4]。此外，如有研究者对14个优良茶树品种进行硒水培处理，发现乌牛早和龙井43硒含量增加最多，吸收转运硒的能力较强；而梅占、福云6号和中茶108这3个品种的硒含量变化不大。

3.2 施肥

由于土壤有效性硒含量是影响茶树中硒含量的重要因素，同时茶树叶片可直接转化其表面的硒元素。因此，通过施入硒肥提高土壤有效硒含量或茶树喷施叶面硒肥是增加茶叶硒含量的重要途径之一。施肥效果与施硒时间、方式、硒肥用量，以及茶叶采摘季节和标准有关。

我也不知道是从哪一天开始的，这些家常小菜统统被冠以“土菜”的名号，并被城市各色饭店冠以招牌，变得炙手可热，稀罕起来了。他们虽“土”，但身份远比那些批量产自大棚的洋气的菜蔬高贵。

3.2.1 富硒肥

随着人们对硒关注度的增加，人工富硒技术研究和富硒肥研制日益增多。富硒肥按照施肥方式分为基施富硒肥和叶面富硒肥；按照化学成分分为有机富硒肥和无机富硒肥；按照物料状态分为固体富硒肥和液体富硒肥。此外，缓释富硒肥、纳米富硒肥、生物富硒肥等新型富硒肥的研究和应用日渐增多。

富硒无机肥或有机肥一般分别以无机肥料或有机肥料为载体，在生产过程中或成品中加入硒酸钠、亚硒酸钠、硒矿粉等制成。纳米富硒肥则选用无毒、稳定、生物活性较高的纳米硒，更容易被植物吸收和转运。缓释富硒肥使用缓释材料和黏合延缓硒元素释放或采用各种特殊方法对硒源进行加工，减少有效态硒在土壤中的吸附和固定，延长肥效期，提高硒利用率，避免高浓度硒对农作物的毒害作用，同时，减少肥料流失导致的环境污染，具有潜在生态、经济和社会价值[20]。

3.2.2 施肥方式

如今常用的增硒方法有叶面喷施、富硒尿素水灌溉、土壤施埋、浸种或拌种等[21]。土壤施硒即基施富硒肥是指直接将硒源施于土壤中，此方法虽能相对持久地实现增硒作用，但易导致环境污染、操作较复杂、投资高，在生产中应用受到一定限制。叶面喷施便于操作，且可减少土壤因素对硒肥利用率的影响，具有高效快捷等优点，但叶面肥料残留易带来安全问题。

（1）叶面喷施。作物常通过根部吸收和叶面吸收的方式获取矿物质养分和有益元素，叶面吸收的效率和效果常优于根部吸收，尤其是微量元素，因此目前农业生产过程中微量元素补充的主要方式为叶面喷施。茶叶富硒方式也以叶面喷硒研究最多，除因其吸收效果好之外，还与喷施后茶叶含硒量可控性强有关，在一定范围内还可以提高茶叶品质。但是，目前叶面硒肥仍多为无机硒，若未经茶树完全吸收、转化为有机硒便采摘鲜叶加工成茶，易溶于茶汤而带来硒摄入过量的风险。为降低无机硒中毒风险，有机硒叶面肥逐渐面世，但产品缺乏相应技术标准，仍存在一定的安全隐患。因此，叶面喷施及采摘时间的选择、科学的操作规程对于富硒效果及茶叶安全均十分重要。

茶叶含硒量与喷施浓度存在极显著相关性。研究表明，喷施硒质量浓度不宜高于180 mg/L，否则茶树叶面上会出现褐色的斑点及焦化，影响其外观和品质[22]。茶芽和嫩叶部位最易受害，最好在每次采茶后的早晨和傍晚或阴天喷施，既可延长硒在叶面的滞留时间，从而提高硒吸收率，又可减缓硒浓缩速率，减轻硒毒害作用[23]。有研究表明，被叶片吸收的硒，部分能通过苗体的输导组织向芽部运转，运转量受芽和处理叶的距离影响；顶芽被摘除后，涂硒处理叶以下的芽部也含有较高的硒，说明硒也可向下面的芽部运转。因此，可在茶芽和新叶尚未伸展时喷硒，间隔数日采茶，避免硒肥污染茶叶。

喷施硒肥要经过生物转化，喷施后采摘时间不宜过短或过长。喷后8 d，新梢中有机硒转化率达到76.1%，14 d为 79.4%，20 d为 86.0%，26 d为90.5%，随着天数增加转化率提高，但含硒量下降[24]。众多研究结果显示，台茶12号、福鼎大白茶等不同品种的茶树，在叶面喷施50～180 mg/L的硒肥后，于6～26 d采摘较为适宜，鲜叶中硒元素含量基本达到1 mg/kg左右，满足富硒茶标准要求[25-26]。

（2）土壤施硒。土壤施硒操作相对于叶面喷施复杂，且硒在土壤中转化利用受诸多因素影响，效果明显低于叶面施肥。但是，其安全性优于叶面肥，且更能持久解决问题，同样具有良好的应用前景。

绝大多数研究结果表明，茶园土壤施硒用量合理时，茶叶硒含量增加，且配合有机肥、化肥等可一定程度上提高硒肥利用率[27-29]。有研究表明，硒溶液（0.05～0.10 μg/mL） 培养17个月后，叶片含硒量提高19～34倍，茎干含硒量提高45～80倍，根系含硒量提高14～30倍，硒溶液培养对提高含硒量的效应非常显著，但需要的时间较长[25]。

李静等人[30]研究表明，土壤施硒量不少于0.25 mg/kg时，可显著提高茶叶的含硒量。胡秋辉等人[31]向低硒茶园土壤施用亚硒酸钠，经茶树的吸收转化而形成富硒茶。土壤施硒0.5 kg/hm2和1.0 kg/hm2，以及施用含硒0.5 kg/hm2的富硒茶专用肥，茶叶含硒量均比对照显著提高，最高可达0.362 mg/kg，施用富硒茶专用肥可显著提高硒的生物有效性。许春霞和王常红等人[32-33]向早春土壤施硒（50 μg/mL亚硒酸钠）和0.5%叶面喷催芽素，在提高茶叶中硒含量的同时促进越冬芽萌发生长，较好地增加茶叶产量。徐凯明等人[34]通过土施亚硒酸钠，茶叶中硒含量从76.3 μg/kg 增加至 90.7～119 9.0 μg/kg，前 2 年施肥期间硒含量增加很少（＜200 μg/kg），不施肥的后2年硒含量却大幅增加。土壤施硒需要结合茶园土壤实际含硒量、pH值、土质等各种因素综合考虑。

4 人工富硒茶品质

硒是否为茶树必需元素尚无定论，陈铭等人[22]认为硒满足1939年Anron提出的有关植物必需元素的3条标准，属于必需元素；而方兴汉等人[23]对茶树进行3年的缺硒培养而未见特殊症状，认为硒不是茶树的必需元素。但众多研究表明，一定程度上硒可以参与调控植物的光合作用和呼吸作用、影响植物的生长发育、抵御自由基对植物的伤害、拮抗重金属、提高抗逆能力等。另有研究发现，施用硒可以提高农作物主要营养物质的含量[20]。

4.1 产量

硒对茶叶产量有影响，但受多种因素共同作用，尚未明确其影响趋势。徐娟[29]发现，茶叶的产量和新芽数量随硒元素增加呈增长趋势，且甜度及鲜爽度增强，苦味降低。徐凯明等人[34]表明施硒对茶叶产量有增加效果，幅度在8%～16%。每1 kg亚硒酸钠，可增收干茶3.6～17.7 kg。但是，方兴汉等人[25]研究表明，土壤施硒（5.67 mg/cm2）使茶叶减产约20%，对提高茶叶中硒含量效果不明显，这可能与硒肥用量过大有关。胡雪峰等人[27]对土壤施硒和叶面喷硒均进行了研究，较高浓度的硒液对茶株有毒害作用，低浓度硒则对茶树生长有一定作用。施用质量浓度为0.05～0.10 mg/kg硒时，株重、根重、叶数、株高均比对照高，而浓度太高时茶枝伸展受抑制，且有明显的灼烧现象；质量浓度为1.0 mg/kg时，茶树生长受阻；质量浓度为5.0 mg/kg时，茶树大量死亡。另有研究表明，在生产茶园叶面喷硒（25～100 mg/kg，Na2SeO3），减产15%～30%，硒质量浓度越高，减产幅度越大[35]。人工富硒对茶叶产量的影响仍需进一步研究。

4.2 蛋白质及氨基酸

硒酸钠和亚硒酸钠均显著提高了茶叶中游离氨基酸的含量[29]。茶叶中硒代甲基半胱氨酸（SeMeCys）是硒代氨基酸存在的主要形式，随着喷施和土施亚硒酸钠浓度的增加，其含量呈现先增加后降低的趋势，与茶树叶中总的硒代氨基酸的含量变化相符[36]。富硒茶蛋白质的氨基酸总量比低硒茶增加8.3%～14.8%，必需氨基酸总量增加8.8%～14.8%，甲硫氨酸增加6.0%～8.7%，胱氨酸增加38.7%～95.6%[37]。

4.3 茶多酚、咖啡碱、水浸出物、叶绿素等

硒对茶叶中茶多酚、咖啡碱、水浸出物等内质成分的影响机理复杂，不同研究呈现不同趋势。徐娟等报道，施硒肥后，维C随着硒肥施用显著增加，茶多酚的含量显著降低[29，38]。但陈宜等人[39]对茶树喷施硒复合多元素液肥，茶多酚、咖啡碱、水浸出物、叶绿素含量都有增加，尤其是叶绿素效果明显，含量增加了53.7%，茶树光合作用强度和生理代谢的能力得到促进，对加速茶树生长和物质积累起着重要作用。

5 茶树富硒机理

硒在茶树体内的吸收、运输、转移趋势及机理各方报道结果不一，尚需继续深入研究。茶树叶片的亚细胞研究发现，硒随着季节和成熟度分布位置不同，主要积累在细胞壁（F1）、细胞膜和细胞器（F2） 以及可溶性部分（F3）。在春季，初期硒主要累积在F2，随着生长逐渐转移至F1和F3，最终呈现F1＞F2＞F3的分布趋势，而夏秋两季的硒分布规律一直表现为F1＞F2＞F3的特点[40]。通过土壤施硒发现，硒在茶树体内不同部位的含量分布存在一定规律但暂未统一，分别为根部＞2年生枝＞新叶＞老叶，以及老叶＞4叶＞3叶＞2叶＞1叶。由此推测，硒可能靠浓度差由根系吸收，经茎向地上部迁移，老叶中的硒可部分转运至新叶。另有可能，随茶树叶片的成熟老化，硒逐渐转化为不宜流动的结合态大分子硒蛋白[41]。

H2SeO3和SeO32-主要通过被动吸收，而HSeO3-可能通过磷酸盐转运蛋白进入植物根系[42-43]。硒与硫属于同一主族元素，物理性质和化学性质相似。研究表明，植物通过硫转运子对硒酸盐进行吸收和转运[44]。硒酸盐处理能显著诱导CsSUL3.5基因表达，它属于硫酸盐转运蛋白家族的基因，目前已从茶树中克隆出CsSUL3.5的cDNA序列。另外，还鉴定出了高亲和硫转运蛋白Sultrl2，研究表明Sultrl2可转运硫酸盐和硒酸盐。采用RNA测序（RNA-seq） 技术对茶树体内亚硒酸盐吸收积累的分子机制进行转录分析发现，茶树体内的硫代谢、谷胱甘肽代谢、硒化合物代谢和植物激素信号转导对亚硒酸有响应。相关研究报道尚少，有待于进一步挖掘。

6 结语

综上，富硒茶包括天然富硒茶和人工富硒茶，前者产于天然富硒地区，后者主要通过人为干预提高低硒地区茶叶的硒含量，两者均可作为有效的补硒途径，防治缺硒造成的疾病，缓解硒隐形饥饿问题。茶树富硒主要与土壤中有效硒含量、茶树品种、采摘季节、立地条件有关，目前人工富硒茶的栽培主要采用品种选育和施肥等方式，其中尤其以叶面喷施和根部施肥应用最广。

施用富硒肥提高茶叶硒含量已取得较好成果，但仍存在一些问题待进一步研究。首先，富硒肥施用存在的食品安全隐患和环境污染风险等问题尚未解决，富硒肥产品标准及使用规范亟待出台、完善；其次，人工富硒茶产量及品质变化规律尚不明确，进一步细化研究方法、完善硒对茶叶生长及内质成分含量的影响研究具有重要价值；再次，茶树富硒机理研究任重而道远；最后，通过茶叶加工技术提升、茶叶跨界开发利用等方式，提高富硒茶的硒利用率，对于推动富硒茶产业长足发展具有重要意义。