土壤中的硒是植物的主要來源,大氣中的硒也是植物硒的來源之一。根據(jù)植物對硒的吸收能力,可分硒積聚植物和硒非積聚植物兩大類。硒積聚植物常被稱為“硒指示植物”。包括兩種:(1)原生硒積聚植物,如黃芪屬(Astragalus)植物,含硒量常超過1000ug/g;(2)次生硒積聚植物,如紫苑屬(Aster)植物,每克含硒量很少超過幾百微克。許多雜草和大部分農(nóng)作物類植物,是硒積聚植物,含硒量不超過30ug/g,其中十字花科植物對硒的積聚能力最強,其次是豆科,谷類最低。谷類中,小麥對硒的積聚最多。據(jù)研究,在土壤中增施硒肥或在植株葉面上噴灑硒劑溶液,可提高植物的含硒量。植物中的硒主要以有機硒化合物的形式存在。植物對硒的吸收是一個主動過程,但一些因素也會影響植物對硒的吸收。土壤類型不同,硒的存在形式和含量不同,植物對硒的吸收也不同。在酸性土壤中(pH值4.5~6.5),硒常以難溶解的堿式亞硒酸鐵存在,不易被植物利用和吸收;在劫難在堿性土壤中(pH值7.5~8.5),硒可氧化成硒酸根離子而成水溶性的,易被植物吸收和利用。在某些氣候極潮濕的地區(qū),土壤中硒的大部分被雨水等淋濾掉了,植物含硒量因此受影響。以不同形式存在的硒,它們被植物吸收的程度是不相同的。硒酸鹽的吸收比亞酸鹽更容易,單質(zhì)硒不易為植物所吸收。由于硒酸鹽、亞硒酸鹽與硫酸鹽、亞硫酸鹽的相似性,硫?qū)ξ奈沼懈偁幾饔谩V参锼L的環(huán)境以及植物的種類都將影響植物對硒的吸收。據(jù)研究報道,硫饑餓能促進番茄對廳的吸收和運輸;在低濃度范圍(0.025mgSel-1)、硫(60mgsL-)對硒的吸收有協(xié)助作用,這有大豆、大麥、水稻吸收硒、硫的研究例證,但在較高濃度下對硒、硫的吸收表現(xiàn)出相互拮抗。
硒是硒積聚植物的必需微量元素。原生硒積聚植物總是生長在含有可利用形式的硒的土壤中,含硒量每克土高達(dá)幾千微克的硒,而生長在其附近的同一類植物的硒非積聚各種,僅含有幾微克的硒。硒不是硒非積聚植物生長所必需的微量元素。硒可能是高等植物生長的必需營養(yǎng)元素。據(jù)研究,用不同濃度的亞硒酸鈉處理稻種,培養(yǎng)基中適量的硒(0.1~1.0ug/g)可以促進水稻的生長、增加產(chǎn)量及籽粒中的硒含量。1.0ug/g的硒可明顯提高水稻苗期的根系活力和分蘗期、孕穗期的谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性,籽粒中的氮含量、硒含量明顯高于對照,空秕率大大降低。玉米植株葉面噴硒試驗表明,不僅谷實硒含量提高了,還有增產(chǎn)的趨勢。湖北省鄂西州將硒投放油菜田中,油菜增產(chǎn)1~3成。10.0ug/g的亞硒酸鈉明顯抑制水稻苗期生長和分蘗期GSH-Px活性,但對孕期該酶的活性卻有促進作用,但籽粒空秕率明顯高于對照,水稻產(chǎn)量降低。硒以農(nóng)作物生長和產(chǎn)量的促進作用,可能是因為適量的硒進入植物體內(nèi),過氧化物酶活性升高,增強了植株體內(nèi)抗氧化能力,從而提高了植株的抗逆性和抗衰老能力,保證了植株的正常生長。所以,在低硒地區(qū)種植水稻、玉米、小麥等農(nóng)作物時,施用適量的硒可能獲得增產(chǎn)效果。過量硒對農(nóng)作物有毒害作用,可能是由于硒促進體內(nèi)的過氧化作用占主導(dǎo)地位所致。
2.動物對硒的吸收與動物的缺硒病和硒中毒
(1)動物和人類主要是通過胃、腸道攝入硒。硒由胃、腸道吸收后,首先由漿運載,并由此進入各組織,血漿中與硒結(jié)合的蛋白質(zhì)主要是球蛋白。硒從植物體內(nèi)向動物體內(nèi)遷移的形式,主要是結(jié)合于蛋白質(zhì)的硒代氨基酸,亦有少量的硒酸鹽、亞硒酸鹽及其他有機硒化合物?扇苄晕臒o機含氧酸鹽如硒酸鈉和亞硒酸鈉,以及硒代氨基酸如Se—Met(硒代蛋氨酸)、硒代胱氨酸等最易于吸收;其他有機硒化全物,如硒代二乙酸、硒代丙酸等吸收緩慢;單質(zhì)硒幾乎完全不被吸收。硒在動物組織中的分布,以腎、肝、胰腺、垂體及毛發(fā)含硒高,肌肉、骨骼和血液相對較低,脂肪組織則最低。
(2)硒具有動物營養(yǎng)作用。硒具有重要的生理和生化功能,是動物的一種必需微量元素。當(dāng)動物攝入的硒量不足時,將導(dǎo)致缺硒癥。各種畜禽缺硒有其自身的特殊的表現(xiàn)形式。幼畜缺硒時常用字發(fā)生白肌癥。雛雞缺硒的主要癥狀是:“滲出性索質(zhì)病”。硒的缺乏常用字干擾正常的繁殖過程,而致不育。正常牛、羊肝硒含量為0.1ug/g(濕重)或0.35ug/g(干重),缺硒的臨界標(biāo)準(zhǔn)為0.05ug/g(濕重)或0.175ug/g(干重),嚴(yán)重缺硒標(biāo)準(zhǔn)為0.02ug/g(濕重)或0.07ug/g(干重)。動物全血硒水平的臨界值通常定為0.05ug/g。缺硒就要補硒。補充的量要做到合適,則需確定家禽牲畜的硒需要量。國外認(rèn)為產(chǎn)蛋雞對硒的需要量約為0.05ug/g,種雞和雛雞約為0.1ug/g。各種家畜對硒的需要量約為0.1ug/g,犢牛和羔羊的最低需要量約為0.06ug/g。國內(nèi)的試驗結(jié)果高于上述水平,如雛雞(肉用、蛋用)的需要量為0.15~0.3ug/g。
(3)硒在動物生理上的最適范圍很窄,超過臨界濃度則毒性很強。硒的毒性大小依硒化全物種類不同而異。動物的硒中毒已在本章“二、(二)”述及,在此不再重述。
3、硒在農(nóng)牧業(yè)中的應(yīng)用
硒在農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)中主要是用于克服缺硒帶來的影響。
(1)硒缺乏癥及其經(jīng)濟損失。在缺硒或貧硒地區(qū)生活的動物,一總分發(fā)生硒缺乏癥,另一部分處于硒缺乏的臨界水平,雖不表現(xiàn)出臨床狀態(tài),但生活性能及繁殖力均下降,對其他疾病的抵抗力下降。土壤中和機體內(nèi)的硒狀態(tài)與某些拮抗元素有關(guān),硫在植物和動物體內(nèi)與硒爭奪吸收位置,影響植物和動物對硒的吸收。過度施過磷酸鹽的肥料,能使土壤中硒嚴(yán)重缺乏。鋅、鎘、銅、錫、砷、鐵等是硒的拮抗元素,日糧中添加過量的這些元素,就可誘發(fā)硒缺乏癥。動物硒缺乏癥發(fā)病率高,發(fā)病面廣,由此造成的經(jīng)濟損失極其嚴(yán)重。美國國家食品藥物管理局(FDA)1974年調(diào)查表明,由于缺硒,美國畜禽及牛羊經(jīng)濟損失達(dá)6.27億美元。據(jù)專家們估計,我國牧業(yè)因缺硒造成的損失也有數(shù)億元。由缺硒的亞臨床狀態(tài)引起的看不見的損失更不可估量。
(2)硒缺乏癥的防治:
、 在缺硒區(qū)用亞硒酸鈉或硒酸鈉預(yù)防硒缺乏癥。補飼劑量一般是:羔羊1mg,母羊5mg,犢牛10mg,成年牛30mg,每月給予一次。雛雞可用0.05%亞硒酸鈉1ml一次肌肉注射,效果顯著。雞還可用含1ug/g硒亞硒酸鈉溶液代替飲水10天。對新生畜可在出生后注射0.1%亞硒酸鈉溶液,羔羊和仔豬1ml,犢牛和馬駒5~10ml,雞飲用含1ug/g亞硒酸鈉的溶液,均可收到預(yù)防效果。還可使用長效作用的硒酸鈉懸液2ml(含硒100mg)給羊皮下注射。用硒彈丸劑于1967年在南澳大利亞首先研制出。彈丸內(nèi)有高密度的單質(zhì)硒和鐵銼屑。2個30g含有10%單質(zhì)硒的彈丸,可以有效地升高牛的血硒水平,并維護18個月,?梢阅褪6個彈丸劑。)中國獸醫(yī)研究所(蘭州)已試制出硒彈丸劑,在英國試用發(fā)現(xiàn),可有效地使缺硒牲畜硒水平面維持在生理水平150天以上。美國一家公司研制出一種硒滲透泵,置于瘤胃中可以維持牛的硒供給達(dá)6個月。硒制劑注射或口服雖然效果良好,但較麻煩,不適于大群應(yīng)用,且易產(chǎn)生應(yīng)激刺激。
、 在飼料中添加硒鹽預(yù)防硒缺乏癥。亞硒酸鈉可按0.1mg/kg添加到飼料中,然后再使用攪拌機使其均勻分布于大批飼料中。美國FDA于1974年批準(zhǔn)使用亞硒酸鈉和硒酸鈉作為添加劑以補充飼料含量的不足。在挪威,自1980年以后,亞硒酸鈉已一致地以0.1mg/kg硒的水平添加到各種家畜的商品混合精料和礦物質(zhì)中。這種方式有易混勻,不易控制安全量的缺點。
③ 提高植物含硒量,是預(yù)防硒缺乏癥的重要措施之一。大田施硒肥可以增加植物硒含量,并使畜禽可以攝取自然的有機硒。據(jù)研究,給土壤補充硒,使土壤含硒量提高5倍,結(jié)果發(fā)現(xiàn)大麥的含硒量增加了3~5倍。通常廳是與化肥(如過磷酸鈣)混合施用。新西蘭以每公頃小于或等于10g(Na2Se2)整理缺硒土壤,使硒含量達(dá)到牲畜生長所需,維持牛、羊短期乃至12個月的硒營養(yǎng)。1984年芬蘭開始用含亞硒酸鈉肥料改變土壤缺硒狀態(tài),用于生產(chǎn)干草的土壤施用含硒量為6 mg/kg的硒肥,生產(chǎn)谷物的土壤則用16mg/kg的硒肥。第二年便觀察到乳制品、面粉、牛肉、牛肝硒水平明顯提高,持續(xù)增長。噴灑硒劑水溶液于植株莖葉表面,也是提高農(nóng)作物硒含量經(jīng)濟有效的方式。據(jù)報道,使用濃度為77ug/g的亞硒酸鈉水溶液給玉米植株噴灑葉面,每1000㎡用5.25g亞硒酸鈉可使玉米籽實含硒量達(dá)到畜禽所需的營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)0.1ug/g以上(0.197~0.243ug/g)。據(jù)國內(nèi)研究,玉米植株葉面噴硒試驗,每公頃噴亞硒酸鈉52.5g,可使谷實硒含量提高14~29倍,并有增產(chǎn)的趨勢。丹麥等國家噴灑硒液(5g硒/300ml水/公頃)于生長的大麥植物株上,大麥的硒含量達(dá)到適于畜禽生長的水平。噴灑15~10g硒/公頃,將使大麥硒水平達(dá)到0.1mg/kg以上。施硒肥或噴硒劑,不僅可增加農(nóng)作物的含硒量,而且可提高農(nóng)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量,值得在農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。
、 湖南湘西自治州環(huán)保局王槐安利用電解金屬錳生產(chǎn)的浸出液(富含多種微量元素),成功研制出富硒全價基肥料,經(jīng)四年在水稻、玉米、小麥、油菜、茶葉、烤煙、白菜、南瓜、花木等的試驗,表明該肥料養(yǎng)分完全,富含硒,肥效穩(wěn)長,中后期足,在水稻示范田與對照田比,示范水稻個體群體結(jié)構(gòu)良好,增加了株高,提高了有效穗率、穗大、粒多、粒重、空殼率低、硒含量提高3~5倍,產(chǎn)量增幅在7%~20%間。
⑤ 1993年浙農(nóng)大王美球教授與湖北來鳳卷煙廠聯(lián)合,通過對部分煙區(qū)頁巖、土壤、煙葉和香煙的取樣分析,以及對人抽吸香煙、動物被譽為動吸煙和煙的化學(xué)指標(biāo)等試驗,發(fā)現(xiàn)香煙含硒量與煙焦油含量和自由基濃度呈顯著負(fù)相關(guān);香煙中的硒以人體血清中硒水平有輕微影響,抽吸高硒煙的兔子血硒水平有明顯影響,可起到補硒作用。這些研究證實,硒對煙焦毒性有抑制作用,由此啟發(fā)人們對安全、富硒、低毒香煙的研究和開發(fā)。在低硒和貧硒地區(qū)通過對土壤補硒,增施硒肥,可以獲得煙草.湖南吉首大學(xué)李國民等與長沙煙廠合作采用鐵氧化物,硫酸錳鹽作載體用一定比例的亞硒酸鈉拌入母肥中制成富硒復(fù)混肥,通過近70公頃的大田試驗提高煙葉中有效硒含量3~7倍,降低焦油含量到27.8%,增產(chǎn)率為13.1%.長沙煙二簧科研開發(fā)中心劉建福等人,為了克服亞硒酸鈉鹽在微酸性土壤中易被三氧化二鐵吸附形成氧化鐵-亞硒酸鹽復(fù)合體面而使植株難以吸收的特點,合成了二個中間產(chǎn)物硒酸稀土和硒酸氨基酸稀土,能有效地增強植株的滲透,氨基酸分子中的酸性和堿性基因的緩沖作用有延長肥效,且不受鐵氧化物的封閉,提高 煙草植株對硒的吸收和增產(chǎn)效果。同時硒酸氨基酸稀土具有很好的可溶性,也是用作葉面硒肥理想的中間體和添加劑。同時也是培育富硒彌猴桃、富哂柑桔、富硒茶等以及其他富硒蔬果理想的被硒添加劑。
、 據(jù)研究,蕈菌具有一定耐硒能力和富硒能力。曹素芳等過平菇母種、原種、栽培種加硒馴化,并在栽培時加入不同量的硒(1,10,50,100mg/kg),已研制推出10~20mg/kg和50~60mg/kg兩種富硒平菇,它們的含硒量比對照分別提高82.7倍和280倍。前者可作為保健食品,后者可作為治療癌癥的富硒藥物研究應(yīng)用。蕈菌中的黃蘑、又孢蘑菇、香菇、銀耳、猴頭、毛木耳、金針菇、草菇、黑木耳、鳳尾菇等,都有不同程度的耐硒、富硒能力。
(3)硒中毒的防治。在高硒土壤區(qū)放牧家畜以及用高硒區(qū)生長的飼料喂動物時都可能引起硒中毒。當(dāng)給硒缺乏動物被硒用量過大,或因硒鹽在飼料中混合不均勻被動物采食后均可引起急性中毒。但從畜牧在生產(chǎn)來看,造成的影響并不大。
、 對于動物急性硒中毒,可使和砷劑,氨基苯胂酸、硫代硫酸鈉、二巰基丙醇等注射或補飼。對于慢性硒中毒的新一病畜停止飼喂高硒飲料即可。
、 處理高硒土壤,在土壤中加氯化鋇,多施酸性肥料,改變土壤PH值,減少植物對硒吸收。
、 給動物含蛋白質(zhì)量高的飼料,富含硫酸鹽的飼料等。
、 在飯粒中添加氨基苯胂酸等。
據(jù)研究,硒能拮抗環(huán)境中多種有害物質(zhì)的毒性,如汞、鉛、鎘、砷、銀及其他多種物質(zhì)的毒性,有希望利用硒作為解決環(huán)境污染的途經(jīng)之一。