富硒桃生产技术研究与示范

富硒桃生产技术研究与示范中国农业科学院果树研究所王海波2017年12月一研究背景随着社会进步和经济发展，健康已成为人们生活关注的主题。人们对农产品、食品的需求已不仅仅停留在解决温饱、确保安全的阶段，而是有了更高要求，希望其集功能化、营养化、健康化于一体。在大健康战略背景下，我国农业也将进入新的发展时期，继高产农业、绿色农业之后，功能农业被认为是第三个发展阶段，农产品的市场结构和消费需求将发生重要变化。功能农业是一个前沿概念，它是指通过生物营养强化技术，使农产品中硒、锌等有益人体健康的矿物质或其他功能物质（如维生素、花青素等）定量提高的农业生产过程。功能农产品是功能农业所生产的产品，它通常应具有补充特定功能性营养，达到健康改善的目的。如富硒食品能够补充硒元素，其他营养素还包括锌、钙、铁、碘和维生素等营养物质，以及花青素、胡萝卜素等已明确为人体健康所需的植物化合物。功能农业是未来农业发展的新方向，功能农产品是未来高端食品的发展方向。中国科学院院士赵其国认为，功能农产品是让农产品中的矿物质从“富含”变为“定向含有”，未来5年，生物营养强化将涵盖硒、锌、钙等人体必需矿物质，实现食补矿物质梦想。赵其国教授预测：到2020年，全球将推出80~100种功能农产品，仅我国产值就将达1000亿元；功能农业的占比2020年将达到1%，2030年10%，2050年50%以上。有益元素硒的功能硒是人体生命之源，素有“生命元素（主宰生命的微量元素）”之美称，参与合成人体内多种含硒酶和蛋白。硒元素具有抗氧化，增强免疫系统功能，促进人类发育成长等多种生物学功能，是人和动物必须的微量元素。杀灭各种超级微生物，刺激免疫球蛋白及抗体产生，增强机体对疾病的抵抗能力，中止危险病毒的蔓延。帮助甲状腺激素的活动，减缓血凝结，减少血液凝块，维持心脏正常运转，使心律不齐恢复正常。增强肝脏活性，加速排毒，预防心血管疾病，改善心理和精神失常特别是低血糖。预防传染病，减少由自身免疫疾病引发的炎症，如类风湿性关节炎和红斑狼疮等。硒还参与肝功能与肌肉代谢，能增强创伤组织的再生能力，促进创伤的愈合。硒能保护视力，预防白内障发生，能够抑制眼晶体的过氧化损伤。具有抗氧化，延长细胞老化，防衰老的独特功能。硒与锌、铜及维生素E、C、A和胡萝卜素协同作用，抗氧化效力要高几百几千倍，在肌体抗氧化体系中起着特殊而重要的作用。硒在机体内的中间代谢产物甲基烯醇具有较强的抗癌活性。1979年1月国际生物化学学术讨论会上，美国生物学家指出“已有足够数据说明硒能降低癌症发病率”；英国和加拿大研究发现高硒地区癌症死亡率明显低于低硒区；据国家医疗部门调查，我国8省24个地区严重缺硒，该类地区癌症发病率呈最高值；世界卫生组织宣布：硒是抗癌之王。我国几大著名的长寿地区都处在富硒带上，同时华中工学院对百岁老人的血样调查发现：90～100老人的血样硒含量正常超出35岁青壮年人的血样硒含量，可见硒能使人长寿。硒是天然解毒、排毒剂，具有减轻和缓解重金属毒性的作用，硒与有害重金属离子结合成金属-硒-蛋白质复合物，把有害金属排出植物和动物及人的体外。缺硒可导致人体出现四十多种疾病的发生，最典型的是我国黑龙江克山县地方病—克山病，大骨节病、癌症、心血管疾病、白内障、胞囊纤维变性、高血压、甲状腺肿大、免疫缺失、淋巴母细胞性贫血、视网膜斑点退化、肌营养不良、溃疡性结肠炎、关节炎以及人体的衰老都与人体缺硒有着直接的联系。硒是双刃剑，缺硒和硒过量都会对人体产生危害，硒的有益到有害的范围非常窄。世界营养学家、生物化学会主席、巴博亚罗拉博士称：“硒”是延长寿命最重要的矿物质营养素，体现在它对人体的全面保护，我们不应该在生病时才想到它。中国微量元素与健康学会名誉会长、著名营养学家于若木先生强调：中国是一个缺硒大国，人体补硒是关系到亿万人民身体健康的大事，我们应当像补碘那样抓好补硒工作，大规模推广富硒产品。原国务院副总理姜春云以富硒农产品为中心线索有益元素硒的摄入量硒对人体的重要生理功能越来越为各国所重视。1973年WHO组织（世界卫生组织）宣布硒为人体必需微量元素；1984年芬兰制定国家强制性法案要求肥料中添加硒；1988年中国营养学会将硒列入15种膳食微量元素之一，1994年卫生部将硒列入食品营养强化剂（GB-14880）；2003年美国食品药品管理局FDA允许硒营养品标注硒抑癌性质。各国根据本国自身的情况都制定了硒营养的推荐摄入量，具体见表1：各国有益元素硒的人均推荐日摄入量。中国关于不同人群硒推荐用量：预防营养缺乏病50微克/天，亚健康保健量100微克/天，预防癌症等重大慢性疾病干预剂量200微克/天，治疗期间干预剂量大于200微克/天。美国2009年报导晚期癌症病人日用硒高达1800微克，中国补硒协会用到2500微克/日未出现副作用。中国营养学会对我国13个省市做过一项调查表明，成人日平均硒摄入量为26-32微克，离中国营养学会推荐的最低限度50微克相距甚远。补硒量=含硒量（微克/千克）×食物量（千克）表1各国有益元素硒的人均推荐日摄入量（μg/d·人）硒的摄入量μg/d男性女性WHO标准生理要求（66%GPx活性）4030美国/加拿大推荐的日摄入量5555欧盟推荐的日摄入量5555澳大利亚/新西兰推荐的日摄入量7060英国推荐的日摄入量7560预防癌症的日摄入量100100中国推荐的日摄入量5050最高安全摄入量500500世界及我国硒资源分布人体中硒主要从日常饮食中获得，因此，食物中硒的含量直接影响了人们日常硒的摄入量。食物硒含量受地理影响很大，土壤硒的不同造成各地食品中硒含量的极大差异，土壤含硒量在0.6毫克／千克以下，就属于贫硒土壤。世界硒资源分布硒资源总量：据美国矿务局估算，全世界硒的基础储量为13.4万吨，已探明的储量仅为7.1万吨。硒资源分布：美洲最多占52.7%，亚洲、非洲各占15.4%，欧洲12.2%，大洋洲4.4%。硒储量国家：智利、美国、加拿大、中国、赞比亚、扎伊尔、秘鲁、菲律宾、澳大利亚、巴布亚新几内亚等国家占世界总储量的76.9%，有40多个国家缺乏硒资源。中国硒资源：工业储量据世界第四，仅次于加拿大、美国和比利时。尽管我国硒资源丰富，但分布极不均匀，71.2%分布在中南和西北地区。世界及我国硒资源分布我国硒资源分布我国除湖北恩施、陕西紫阳等地区外，全国72％的国土都属贫硒或缺硒土壤，其中包括华北地区的京、津、冀等省市，华东地区的苏、浙、沪等省市。这些区域的食物硒含量均不能满足人体需要，长期摄入严重缺硒食品，必然会造成硒缺乏疾病。缺硒地区：0.02-0.05mg/kg，占全国总面积的43%；严重缺硒地区：＜0.02mg/kg，占全国总面积的29%。世界及我国硒资源分布硒在环境中的分布与形态土壤性质：红壤含硒量高于粘土。土壤母质：页岩土含硒量比较高，火山岩和花岗岩土含硒量较低如芬兰、瑞典和苏格兰等。土壤pH值：碱性土壤利于土壤硒向离子态转化，利于植物的吸收和利用；酸性土壤中亚硒酸根离子易与铁结合固定。海水：0.04-0.12g/L；饮用水一般10μg/L，地方不同不同，如法国2.4-40.5μg/L，主要以硒酸盐或亚硒酸盐等形态存在。空气：1-10ng/m3，主要以硒化氢、甲基硒、二甲基硒、二氧化硒和单质硒等形态存在。土水气人体补充硒的途径研究证明，有机硒的生物活性较无机硒高，因此，利用植物对硒的生物转化作用，开发经济、方便、适合长期食用的富硒食品己成为当前栽培学和保健食品研究领域中一项有意义的课题。补硒亚硒酸钠药片亚硒酸钠强化食盐探寻富硒区富硒食物提高植物硒含量？？富硒农产品定义与分类富硒农产品：是指农作物在富含有益元素-硒的环境中生长，自然富集有益元素硒，使农产品中的硒含量达到一定区间值，人们食用以后能够实现补充有益元素硒、有益身体健康的农产品。富硒农产品的分类：根据农产品获取的有益元素硒的来源方式不同，可将富硒农产品分为地源性富硒农产品（又称天然富硒农产品），外源性富硒农产品（也称人工富硒农产品）。两者的功能性效果和安全性没有差异。富硒农产品的标准富硒水果及蔬菜国家食品中硒卫生标准硒含量的分级标准是：0.001mg/kg为贫硒，0.001-0.005mg/kg为富硒，0.005-0.05mg/kg为高富硒，水果中的硒安全含量为0.5mg/kg（最高限量废除）。中国食品行业标准-天然富硒食品硒含量分类标准（HB001/T-2013）规定0.01-0.48mg/kg为富硒。二桃对硒元素的吸收运转规律从上图可以看出，土施氨基酸硒肥后，从花后至成熟设施桃叶片硒含量呈“升-降-升”的变化趋势：花后60d达最高，随后下降，待果实成熟时又有所升高。果皮硒含量呈“升-降”的变化趋势，花后一直升高，花后70d达最高，随后迅速下降。果肉硒含量从花后至成熟呈“升-降”变化趋势：花后一直升高，至50d达最高，之后开始下降。果核硒含量从花后40d至成熟一直呈下降的变化趋势。土施氨基酸硒肥后，设施桃单果硒总量从花后至硬核期缓慢升高，果实第二次膨大期后迅速升高，至70d达到最高，之后略有下降，表明桃果实转色至成熟和幼果发育期是桃果实硒累积的两个高峰期。从上表可以看出，对照和土施氨基酸硒肥处理，硒在叶片和果实中硒的累积顺序是果实＞叶片，而叶喷氨基酸硒肥处理，不仅叶片和果实中的硒含量显著增加，而且硒的累积顺序也发生变化，硒的累积顺序变为叶片＞果实。试验处理采样时期（花后天数）叶片硒含量（mg/kg·DW）果肉硒含量Se（mg/kg·DW）对照CK700.03450.059土施氨基酸硒700.0610.075叶面喷施氨基酸硒700.1710.126从上表可以看出，土施氨基酸硒处理，硒在果实中的累积顺序为果核＞果肉＞果皮，这表示土施氨基酸硒处理，硒在果实中优先累积到果核中，其次累积到果肉中，最后累积到果皮中。而叶喷氨基酸硒处理，硒在果实中的累积顺序为果皮＞果肉＞果核，这表明叶面喷施氨基酸硒，硒在果实中优先累积到果皮中，其次累积到果肉中，最后才累积到果核中。同时还可看出，同时从实验结果还可看出，叶面喷硒的硒元素利用率（喷施600倍氨基酸硒处理，相当于叶面施用0.10g·株-1氨基酸硒，果肉硒含量为0.126mg/kg·DW）远高于土壤根际施硒的硒元素利用率（每株施入60g氨基酸硒液体肥，相当于土壤根际施用1.80g·株-1氨基酸硒，果肉硒含量为0.075mg/kg·DW），大约是土壤根际施硒的30.2倍，这表明在氨基酸硒硒肥施用时，叶面喷施的效果显著优于土壤施用的效果。试验处理采样时期（花后天数）果皮硒含量（mg/kg·DW）果肉硒含量（mg/kg·DW）果核硒含量（mg/kg·DW）土施氨基酸硒700.0240.0750.088叶面喷施氨基酸硒700.1580.1260.048在全国率先研发出含氨基酸硒的富硒叶面肥，获得2项国家发明专利（专利号：ZL201010199145.0和ZL201310608398.2）并批量生产（登记证号：农肥（2014）准字3578号），于2014年在深圳召开的第十六届中国国际高新技术成果交易会上被评为优秀产品奖。富硒叶面肥（主要成分氨基酸硒）的生产工艺流程图大豆发酵的氨基酸、亚硫酸氢钠、亚硒酸钠和脱落酸等原料按一定比例搅拌机粉碎混匀反应釜反应纯净水70-80℃、pH6.5条件下，反应2h抽样检验合格不合格自动包装机灌装包装打包装箱出厂销售（1）（2）（3）三含氨基酸硒富硒叶面肥的研发中国农业科学院果树研究所设施桃核心技术试验示范园按照该生产技术规程生产的富硒桃果实硒元素含量为：中油4号0.0120mg/kg·FW和春雪0.0090mg/kg·FW【农业部果品及苗木质量监督检验测试中心（兴城）测定】。花前10天和2～3天各喷施1次含氨基酸硼的氨基酸2号叶面肥，以提高座果率。盛花期和幼果发育期套袋前每10天左右喷施1次含氨基酸硒的氨基酸6号叶面肥，共喷施4次。果实套袋后喷施2次含氨基酸硒的氨基酸6号叶面肥，每1