土壤作物系统中的硒与人类健康
本文节选自王凯，卢维宏，张乃明，张丽《土壤作物系统中的硒与人类健康 》
引用格式：王凯, 卢维宏, 张乃明, 等. 土壤作物系统中的硒与人类健康 [J]. 肥料与健康, 2020, 47(1):5-10.
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硒( Se) 是生态环境中重要的微量元素，也是世界上公认的健康元素，具有抗癌、抗衰老的作用，人和动物体缺硒会引发克山病、大骨节病、白肌病等疾病; 此外，一些癌症、地方性甲状腺障碍等也与低硒环境密切相关。世界范围内土壤中硒的分布极不均匀，在我国既有局部的富硒区域，也有大范围的缺硒区，已有研究我国土壤有72%的地区缺硒。作物对硒的吸收主要来源于土壤，而土壤的普遍缺硒会导致作物中硒含量不足。在作物种植过程中，通过根部土壤和叶面补硒来生产富硒农产品，可有效预防作物和人体出现“硒的隐性饥饿”。
研究表明，缺硒和硒中毒之间的范围非常窄，而且往往缺硒的危害大于硒中毒。我国缺硒土壤的面积较大，而食物又是人体硒摄入的重要途径，因此研究探讨土壤作物系统中硒与人体健康的关系具有重要的科学和现实意义。
岩石矿物中的硒
地壳中硒的丰度在0. 05～ 0. 09 mg /kg，岩石、矿物以及水中的硒大都是无机态的，硒在地表岩石中的分布极不均匀，是土壤硒的主要来源之一，但岩石和矿物中的硒主要以Se 或者SeO2的形式存在，难以被植物吸收。
土壤中硒的来源与赋存形态
土壤中硒的形态按价态可划分为负二价硒(－Ⅱ)、零价硒( 0) 、四价硒( Ⅳ) 和六价硒( Ⅵ)4 种。按化学形态可划分为硒化物、元素态硒、亚硒酸盐、硒酸盐、有机态硒和挥发态硒。亚硒酸盐是目前土壤中硒的主要存在形态，占40%以上，硒酸盐在土壤中的总量不超过10%，而元素态硒和有机态硒各占25%。
图1 土壤中硒的形态转化过程
作物对硒的吸收累积
土壤中硒的存在形态主要是硒酸盐、亚硒酸盐、有机硒、元素态硒和硒化物，作物对不同形态硒的吸收利用效率也各不相同，作物根系对不同形态硒的吸收转化和向可食用部位转运的能力直接决定了农产品的富硒效果。
富硒农产品的判定标准
国家相继出台了各类富硒农产品的判别标准。目前，已经发布的富硒农产品的标准可分为国家标准、行业标准和地方标准3 个层级。如表1所示：国家标准有1 项，为《富硒稻谷》( GB /T 22499—2008) ; 行业标准有3 项，分别为《强化营养盐 硒强化营养盐》( QB 2238.3—2005) 、《富硒茶》( NY/T 600—2002) 、《富硒农产品》( GH/T 1135—2017) 。
国家标准仅涉及稻谷，而行业标准中涵盖的农副产品包括谷物类、豆类、薯类、蔬菜类、食用菌类、茶叶等。
地方标准有湖北省地方标准《富有机硒食品硒含量要求》( DBS42/002—2014) 、陕西省地方标准《富硒食品与其相关产品硒含量标准》( DB61/T556—2012) 、江西省地方标准《富硒食品硒含量分类标准》( DB36/T 566—2017) 等多项。
硒缺乏与过量对人体健康的影响
硒是人体必需的微量元素，是人体内多种酶的重要组成部分，其丰缺与人体健康息息相关。1973 年，世界卫生组织宣布硒是人体生命活动中不可或缺的必需微量元素。由于硒在地球表面分布的高异质性，造成水源和土壤中硒含量的分布具有明显的地带性差异，进而通过食物链影响人体硒的摄入量。
研究发现，人类的心血管疾病、糖尿病、肝病、克山病、白内障、甲状腺等疾病均与人体缺乏微量元素硒有关。大量流行病调查资料显示，多种心脏病的发病率与水源、土壤、饮食以及人体硒水平呈明显的负相关性，且区域性硒的生物利用度与当地居民的癌症死亡率之间存在着明显的联系，土壤和谷物中硒水平越低，居民的癌症死亡率就越高，其中结肠、直肠、乳腺、前列腺及白血病与硒的相关程度较高。
以往诸多研究表明，硒在防治人体疾病方面有着重要的作用，适量摄入硒元素具有维护心肌健康、增强自身免疫力、抗氧化、防衰老等生物学功能。因此，对于缺硒类的人群，通过饮食补充硒元素是非常有必要的途径之一。
硒过量的危害
人体对硒的需求量极低，女性每日最低生理需求量为13 g，男性为每日19 g，非高硒区的最高安全摄入量仅为400 g。因此，人体内硒过量会引起硒中毒。硒中毒分为急性硒中毒和慢性硒中毒。急性硒中毒一般在临床上比较罕见，其可能引起人们出现头疼、精神错乱、肌肉萎缩、肺炎、肝肾功能退化等症; 慢性硒中毒主要以中枢神经为主的盲目蹒跚型和硫酸代谢障碍角质素分解坏死为主的碱质病型。
另外，硒中毒又分为职业性中毒和地方性中毒。长期接触过多硒化合物而造成的硒中毒，会引起头晕、恶心和极度疲乏，甚至引发眼、鼻和上呼吸道黏膜急性发炎、肺水肿等症状; 地方性硒中毒是自然环境中的硒中毒，是由于某些地区的土壤、水源和食物中硒含量过高而引起的。因此，人们对硒元素的摄入量并不是越多越好，只有当人体内硒含量在机体所需及其耐受范围之内时，才能保证人体自身机能正常运行。
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