硒素營(yíng)養(yǎng)在中國(guó)烤煙上的研究進(jìn)展

曹林海　張明明　　王海燕　趙國(guó)豪　董世良

摘要：隨著人們對(duì)硒在植物中重要作用認(rèn)識(shí)的深入，針對(duì)烤煙硒營(yíng)養(yǎng)的研究越來(lái)越多。適量的硒能促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)，并提升煙葉品質(zhì)。從中國(guó)植煙土壤、烤煙和卷煙制品中的硒含量，硒在烤煙中的分布規(guī)律及在煙葉中的存在形態(tài)，烤煙硒營(yíng)養(yǎng)的施用及效果，硒對(duì)烤煙生長(zhǎng)、生理和煙葉品質(zhì)的影響，硒對(duì)緩解烤煙重金屬脅迫、降低煙氣中有害成分的作用及對(duì)卷煙安全性的影響等方面系統(tǒng)地進(jìn)行了綜述，并分析了中國(guó)開(kāi)發(fā)富硒卷煙的現(xiàn)狀和抽吸富硒卷煙對(duì)人體健康的影響。

關(guān)鍵詞：硒；烤煙；含硒量；施硒；安全性；富硒卷煙

中圖分類(lèi)號(hào)：O613.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）10-1801-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.10.001

Research Progress of Selenium Nutrient in Flue-cured Tobacco in China

CAO Lin-hai1，ZHANG Ming-ming2，WANG Hai-yan3，ZHAO Guo-hao4，DONG Shi-liang4

（1. Wuhan Huanghelou Flavors & Fragrances Co.， Ltd.，Wuhan 430040， China；2. Institute for the Control of Agrochemicals of Shandong Province，Jinan 250100， China；3. Shandong Province Association of Pesticide Development & Application，Jinan 250100， China；

4. Technology Center of China Tobacco Hubei Industrial Co.， Ltd.，Wuhan 430040， China）

Abstract： With the deep understanding of the important role of selenium in plants， more and more research on selenium nutrition in the flue-cured tobacco has been carrying on. The right amount of selenium can promote the growth of flue-cured tobacco， and improve the quality of tobacco leaves. The research of selenium content in tobacco planting soil， flue-cured tobacco and cigarette in China； the forms and distribution of selenium in flue-cured tobacco； application of selenium nutrition in flue-cured tobacco； effect of selenium on the growth， physiology and quality of flue-cured tobacco； effect of selenium on alleviating heavy metal stress and reducing harmful components in cigarette smoke are reviewed. The research of selenium-rich cigarette and the study on the effect of smoking selenium-rich cigarette on human body are analyzed.

Key words： selenium； flue-cured tobacco； selenium content； selenium application； safety； selenium-rich cigarette

硒位于元素周期表的第四周期第Ⅵ主族，于1817年被瑞典化學(xué)家 Berzelius首先發(fā)現(xiàn)。1957年Schwarz等[1]證明了硒是動(dòng)物必須的營(yíng)養(yǎng)元素，1973年聯(lián)合國(guó)衛(wèi)生組織給予認(rèn)定。硒的生物效應(yīng)主要體現(xiàn)在它的抗氧化作用上，Rotruck等[2]及Awasthi等[3]分別于1973年和1975年發(fā)現(xiàn)并證實(shí)硒是人和動(dòng)物體內(nèi)谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）的組分。另外，硒還是多種硒蛋白的重要組成成分。缺硒會(huì)導(dǎo)致機(jī)體免疫力和抗衰老能力下降，甚至引發(fā)多種疾病，過(guò)量的硒則會(huì)造成中毒。研究者發(fā)現(xiàn)硒的缺乏是形成克山病和大骨節(jié)病的重要原因[4]。美國(guó)科學(xué)研究委員會(huì)和中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的硒日供給量為0.05～0.20 mg/d。

適量的硒不僅能促進(jìn)煙草生長(zhǎng)，還能提高煙葉的質(zhì)量[5]。提高煙葉含硒量可以降低卷煙焦油含量和自由基濃度，吸富硒煙可顯著提高人體的血硒水平[6]。硒還對(duì)重金屬的毒害有緩解作用，從而減輕對(duì)人體的危害，提高煙草的安全性[7]。有關(guān)富硒煙葉和富硒卷煙生產(chǎn)的研究受到人們的廣泛關(guān)注。本研究對(duì)硒在中國(guó)烤煙生產(chǎn)中的研究進(jìn)行了綜述，旨在為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、安全的煙葉及開(kāi)發(fā)低害卷煙提供參考。

1 中國(guó)植煙土壤、烤煙及卷煙制品中硒含量狀況

硒在土壤中分為無(wú)機(jī)硒和有機(jī)硒，Cary等[8]用75Se示蹤技術(shù)將土壤中的硒分為6種形態(tài)：元素態(tài)硒、硒化物、硒酸鹽、亞硒酸鹽、有機(jī)態(tài)硒和揮發(fā)態(tài)硒。1979年調(diào)查中國(guó)28個(gè)?。ㄊ?、自治區(qū)）的飼料和牧草，發(fā)現(xiàn)有71.60%的縣樣品含硒量低于0.05 mg/kg[9]。這在一定程度上反映了中國(guó)土壤的硒含量情況，即相當(dāng)大的地區(qū)處于缺硒狀況。布和敖斯?fàn)柕萚10]對(duì)中國(guó)41個(gè)土類(lèi)含硒量進(jìn)行分析和分類(lèi)的結(jié)果證實(shí)了這一點(diǎn)。他們發(fā)現(xiàn)含硒量為0.09～0.27 mg/kg的低硒土類(lèi)31個(gè)，占所有土類(lèi)的75.60%。中國(guó)土壤表層硒含量有明顯的帶狀區(qū)域性分異特征，呈現(xiàn)東南和西北兩側(cè)高、中間低的馬鞍形趨勢(shì)面[11，12]。從東北到西南的低硒帶平均硒含量為0.10 mg/kg，76.3%的樣品含量在0.05～0.15 mg/kg之間[12]。

中國(guó)煙草種植面積廣，在低硒帶和中、高硒地區(qū)均有分布，但是目前少有研究者調(diào)查中國(guó)植煙區(qū)土壤含硒量的分布情況，只有少數(shù)研究者針對(duì)恩施、湘西等局部植煙區(qū)進(jìn)行研究。恩施是典型的富硒區(qū)，恩施州植煙土壤平均含硒量為0.66 mg/kg，煙葉含硒量平均值為0.22 mg/kg，均高于全國(guó)平均水平[13]。進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)上部葉的含硒量為（0.18±0.13） mg/kg，中下部葉為（0.17±0.11） mg/kg[14]。湘西與恩施大體屬于同一大地構(gòu)造環(huán)境，含硒量也較高。其土壤含硒量在0.20～0.72 mg/kg之間；煙樣含硒量在0.03～0.74 mg/kg之間，個(gè)別樣品低于0.04 mg/kg，大部分都在0.05～0.12 mg/kg的范圍內(nèi)[15]。在煙葉生產(chǎn)中，可在一定程度參照王明遠(yuǎn)[11]對(duì)中國(guó)糧食含硒量劃分的等級(jí)分布圖，低硒區(qū)域主要分布在大興安嶺、小興安嶺、長(zhǎng)白山、燕山、魯中山地、黃土高原東南部、秦嶺、大巴山、云貴高原西北部、青藏高原東部和柴達(dá)木盆地。

研究者普遍認(rèn)為烤制后的煙葉中含硒量在0.20～0.60 mg/kg較為適宜，而中國(guó)煙葉含硒量普遍低于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)[16]。而關(guān)于卷煙含硒量，早在1993年王美珠等[6]曾對(duì)中國(guó)不同牌號(hào)香煙（包括部分外煙共100種樣品）進(jìn)行過(guò)含硒量檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其含硒量在0.04～0.44 mg/kg，平均值為0.13 mg/kg。但此后少有研究者針對(duì)卷煙產(chǎn)品的含硒量及其與富硒煙葉使用量之間的關(guān)系進(jìn)行研究。

2 烤煙中硒的分布及煙葉中硒的形態(tài)

2.1 硒在烤煙中的分布規(guī)律

硒在煙株內(nèi)的分布受施硒方式和時(shí)期影響。盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，施硒量在2.00～22.20 mg/kg的范圍時(shí)，烤煙各部位硒含量呈現(xiàn)根>葉>莖的規(guī)律。而不同施加方式的結(jié)果不一樣，通過(guò)土壤施硒，烤煙不同部位含硒量為根>葉>莖，葉面施硒則為葉>根>莖[17，18]。這與萬(wàn)佐璽等[19]研究白肋煙的結(jié)論一致。表明硒首先富集于靠近硒源的器官中，隨著烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育，硒會(huì)伴隨光合產(chǎn)物一起向生長(zhǎng)部位運(yùn)轉(zhuǎn)[20]。

煙葉是烤煙最重要的利用部位，因此研究煙葉中硒的含量與分布尤為重要。對(duì)恩施州的烤煙樣本分析發(fā)現(xiàn)，煙葉含硒量從高到低依次為上部葉、中部葉、下部葉，中上部煙葉平均硒含量高于0.20 mg/kg，下部葉稍低于0.20 mg/kg[13]。張琳[18]研究發(fā)現(xiàn)不同施硒方式導(dǎo)致烤煙各部位煙葉的硒含量存在差異，土壤施硒與大多數(shù)研究者的結(jié)果一致。即上部葉>中部葉>下部葉，但葉面施硒結(jié)果為下部葉>中部葉>上部葉，而且葉面噴硒時(shí)期越早、噴硒量越大，下部葉硒含量越高。這與晾煙的土壤施硒盆栽試驗(yàn)結(jié)果一致，煙葉的含硒量為下部葉>中部葉>上部葉[21]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，硒在烤煙葉片亞細(xì)胞組織中的貯存量分別為細(xì)胞質(zhì)>細(xì)胞壁>線粒體>葉綠體[22]。

2.2 硒在煙葉中的存在形態(tài)及原因探索

植物體內(nèi)以蛋白硒為主的有機(jī)硒（Se-Cys）占總量的80%以上，以Se（Ⅳ）形式為主的無(wú)機(jī)硒含量較少[23]。對(duì)恩施煙葉分析發(fā)現(xiàn)，用乙醇萃取硒的浸出率>用水萃取硒的浸出率，脂溶性硒含量>水溶性硒含量，Se（Ⅳ）含量>Se（Ⅵ）含量[20]。煙葉中硒的形態(tài)與施硒量有關(guān)。韓丹[7]通過(guò)盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)施加量較低為2.20 mg/kg時(shí)，煙葉中只檢測(cè)到Se-Cys；施加量≥4.40 mg/kg時(shí)，Se-Cys、Se（Ⅳ）和Se（Ⅵ）3種形態(tài)均能檢測(cè)到，而且以無(wú)機(jī)態(tài)為主。隨著施硒量增大，煙葉中Se-Cys所占比重逐漸減少，無(wú)機(jī)硒所占比重逐漸增加，且無(wú)機(jī)硒中Se（Ⅳ）的比重逐漸減少，而Se（Ⅵ）的比重逐漸增加[7]。

這與烤煙吸收硒的機(jī)理有關(guān)。盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，煙株吸收Se（Ⅵ）硒酸鈉的能力顯著大于Se（Ⅳ）亞硒酸鹽[24]，與Ulrich等[25]對(duì)黃芪離體根吸收硒的研究結(jié)論一致。水培試驗(yàn)也證實(shí)烤煙吸收Se（Ⅵ）的速率大于Se（Ⅳ），吸收Se（Ⅵ）的Km和Cmin值顯著低于Se（Ⅳ）[7]。表明煙株對(duì)Se（Ⅵ）有更大的吸收能力和耐受性，可能是因?yàn)镾e（Ⅵ）更易合成含硒氨基酸或蛋白質(zhì)，從而積累在細(xì)胞質(zhì)中和固定在細(xì)胞壁以緩解硒的毒性[22]。故而盡管烤煙吸收Se（Ⅵ）的速率更快，但是烤煙體內(nèi)Se（Ⅵ）的含量低于Se（Ⅳ）；隨著施硒量的增加，Se（Ⅵ）轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒減少，從而無(wú)機(jī)硒中Se（Ⅵ）的比重得以增加。

3 烤煙硒營(yíng)養(yǎng)的施用及硒與其他元素的相互作用

3.1 烤煙硒營(yíng)養(yǎng)的施加方式、施加量及其效果

隨著對(duì)硒研究和認(rèn)識(shí)的深入，富硒肥也逐漸在肥料市場(chǎng)占據(jù)了一席之地。按不同的分類(lèi)方式富硒肥可分為葉面和基施富硒肥、固體和液體富硒肥、無(wú)機(jī)和有機(jī)富硒肥以及新涌現(xiàn)的生物富硒肥、納米富硒肥和緩釋富硒肥等[26]。而中國(guó)大部分植煙區(qū)均不同程度的缺硒，所以硒肥的合理施用有其現(xiàn)實(shí)意義。目前通過(guò)盆栽試驗(yàn)探索施硒對(duì)煙草影響的研究較多，大田試驗(yàn)較少。而大部分研究者均采用亞硒酸鈉作為硒肥進(jìn)行試驗(yàn)，也有少數(shù)研究者采用硒礦粉。亞硒酸鈉在微酸性土壤中容易被三氧化二鐵吸附形成植株難以吸收的復(fù)合體，導(dǎo)致利用率下降。因此有研究者提出可用滲透性更強(qiáng)、利用率更高的硒酸稀土和硒酸氨基酸稀土以避免鐵氧化物的影響[27]。但是并沒(méi)有文獻(xiàn)對(duì)施用硒酸稀土和硒酸氨基酸稀土的效果以及在生產(chǎn)上的可行性和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

通過(guò)土壤和葉面施硒都能顯著提高煙株的硒含量，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。葉面噴施見(jiàn)效快、后效短，土壤施硒則相反。又因?yàn)槲紫雀患诳拷吹钠鞴僦?，所以土壤施硒大部分硒都?chǔ)存在根部，葉面噴硒則較多的積累在葉片中[28]。研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)土壤施硒，煙葉的吸收量很小，只占施加量的0.31%～0.58%，而葉面噴施，硒的利用率為17.12%～20.80%[21]。另外，施入土壤的硒可能大部分轉(zhuǎn)化成了難以利用的化合物，長(zhǎng)期累積可能造成土壤污染。楊蘭芳等[17]的盆栽試驗(yàn)也支持這一觀點(diǎn)。但大田生產(chǎn)中噴施無(wú)機(jī)硒對(duì)人體健康存在風(fēng)險(xiǎn)，土壤施硒則相對(duì)安全，且有穩(wěn)定的后效。因此，生產(chǎn)中宜采用不同形態(tài)的活化硒，以提高土壤施硒的利用率，并減少殘留、降低污染[28]。將土壤施硒和葉面施硒相結(jié)合或許效果會(huì)更好，但是少有人對(duì)此進(jìn)行深入研究。

不同的硒肥通過(guò)葉面噴施效果也存在差異。研究者發(fā)現(xiàn)噴施富硒葉面肥和亞硒酸鈉都能提高煙葉的抗氧化能力和含硒量，但噴施富硒葉面肥的效果更佳。認(rèn)為可能是富硒葉面肥中的有機(jī)質(zhì)有促進(jìn)硒吸收的作用[16]。葉面噴硒時(shí)期不同對(duì)煙株的影響也存在差異[21]，在成熟期采收前20 d施用，各部位葉片的含硒量相近；而苗期移栽后15 d和旺長(zhǎng)期移栽后35 d施用，各部位煙葉含硒量存在差異。宋家永等[16]也認(rèn)為硒在烤煙體內(nèi)會(huì)向新生組織轉(zhuǎn)移，早期噴施會(huì)導(dǎo)致硒的利用率不高，建議在采收前20 d左右噴施。所以要想獲得含硒量較為一致的煙葉，最佳葉面施硒時(shí)期為成熟期。

烤煙的施硒量應(yīng)當(dāng)根據(jù)植煙土壤的含硒量制定，不能一概而論。過(guò)量的硒會(huì)對(duì)植物起毒害作用，在濃度低于0.05 mg/kg時(shí)，對(duì)其生長(zhǎng)有刺激效應(yīng)[29]。而在烤煙上，研究認(rèn)為土壤施硒最佳用量為4.40 mg/kg[30]；對(duì)于葉面噴施硒，有研究者認(rèn)為低硒土壤（硒含量0.23 mg/kg）噴硒0.25 mg/株，可作為生產(chǎn)富硒煙的參考[31]。田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，施用硒礦粉最佳用量為50 kg/667 m2[32]，但沒(méi)有分析施硒前土壤的含硒量狀況，對(duì)于其他煙區(qū)和不同土壤的參考價(jià)值有限。

3.2 硒與其他營(yíng)養(yǎng)元素的相互作用

硒和硫?yàn)橥逶?，原子大小幾乎相同，鍵能、電離性質(zhì)、電子親和力和電負(fù)性也相近，兩者有機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)也存在著相似性。人們?cè)缇妥⒁獾酵寥馈参锵到y(tǒng)中硒和硫之間的相互作用。因此，很多研究者針對(duì)硒硫交互作用進(jìn)行了試驗(yàn)。馬友華等[33-40]全面研究了土壤中及植物體內(nèi)硒和硫的相互作用；硒和硫相互作用對(duì)煙草吸收硫、氮、磷的影響；硒硫配施對(duì)煙草葉綠素及保護(hù)酶活性、烤煙產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，烤煙施硒對(duì)硫積累量的影響因土壤而異，黃褐土上硫積累量隨施硒量增加而降低；紅壤上施硒量小于3.71 mg/kg時(shí)，硫積累量有增加，施硒量大于3.71 mg/kg時(shí)降低[34]。而硒、硫施用對(duì)烤煙吸收和積累氮、磷的影響在不同生育期和不同部位不一致。隨著施硒量增加，烤煙含氮量先降低后上升。低硒（<4.94 mg/kg）低硫（<94 mg/kg）和高硒（>9.88 mg/kg）高硫（>94 mg/kg）處理均對(duì)氮吸收有拮抗作用[35]。前期移栽后40 d，地上部分磷含量隨硒和硫含量的提高而提高，表現(xiàn)出硒、硫的協(xié)同作用。成熟期，煙葉磷含量在不施硫時(shí)隨施硒增加而增加；施硫時(shí)隨施硒量增加而降低，施硫越高降低效果越顯著[36]。

研究普遍表明硒能顯著提高煙葉的含鉀量，對(duì)氮、磷的影響受施硒量和時(shí)期的影響。但眾多研究只測(cè)定了煙葉中氮、磷、鉀含量的變化，沒(méi)有進(jìn)一步研究其吸收動(dòng)力學(xué)，所以未能充分說(shuō)明施硒對(duì)煙株吸收氮、磷、鉀的影響規(guī)律。楊蘭芳等[31]在研究施硒對(duì)煙葉氮、磷、鉀含量的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，葉面噴施硒可以顯著提高煙葉的含鉀量。施硒量為0.25 mg/株時(shí)，煙葉含氮量顯著高于對(duì)照；施硒量0.50 mg/株時(shí)，結(jié)果相反。不同時(shí)期噴施硒對(duì)煙葉含磷量的影響不盡相同，前期（10葉）高于對(duì)照；前-中期（15葉）低于對(duì)照；中期施硒量為0.25 mg/株時(shí)高于對(duì)照，施硒0.50 mg/株時(shí)低于對(duì)照。但研究者只設(shè)置了2個(gè)施硒濃度，對(duì)施硒影響煙葉中氮、磷、鉀含量的規(guī)律未作深入探討。韓丹[7]在研究中也發(fā)現(xiàn)當(dāng)硒處理的濃度≤4.40 mg/kg時(shí)，對(duì)烤煙吸收氮、鉀有促進(jìn)作用，可增加根、莖、葉中的氮和鉀含量，但對(duì)烤煙吸收磷影響不顯著。當(dāng)硒處理濃度≥11.10 mg/kg時(shí)，對(duì)烤煙吸收氮、磷、鉀則表現(xiàn)出抑制作用。進(jìn)一步研究施加硒對(duì)烤煙吸收鈣、鎂、錳、鋅和銅的影響。當(dāng)硒處理濃度為2.20～22.20 mg/kg時(shí)，對(duì)烤煙吸收鈣、鎂有促進(jìn)作用；硒處理濃度為22.20 mg/kg時(shí)，烤煙各部位鈣、鎂含量低于低濃度硒處理（2.20 mg/kg）。低濃度的硒處理（Se≤4.40 mg/kg）對(duì)烤煙吸收錳、鋅和銅有促進(jìn)作用；隨施硒濃度的增加，烤煙對(duì)錳、鋅和銅等元素的吸收能力降低。高濃度硒處理（≥11.10 mg/kg）烤煙各部位錳、鋅、銅等元素含量雖然與對(duì)照差異不顯著，但均低于低濃度硒處理（≤4.40 mg/kg）。

4 硒對(duì)烤煙生長(zhǎng)、生理及煙葉品質(zhì)的影響

4.1 硒對(duì)烤煙生長(zhǎng)及農(nóng)藝性狀的影響

雖然有研究者提出施用硒肥后煙株農(nóng)藝性狀（株高、莖圍、葉數(shù)、最大葉長(zhǎng)、最大葉寬）沒(méi)有明顯變化，煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值增加也未達(dá)到顯著性差異水平[32]。但是普遍認(rèn)為適量的硒對(duì)烤煙生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，過(guò)量的硒則有抑制作用。有研究者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤硒濃度≥12 mg/kg時(shí)，烤煙會(huì)出現(xiàn)不同程度的死亡[41]；另一些研究表明土壤施硒濃度在1～10 mg/kg時(shí)，能改善煙株形態(tài)性狀和提高生物量，而施硒濃度在20～30 mg/kg時(shí)會(huì)出現(xiàn)負(fù)面影響[24]。韓丹[7，30]研究發(fā)現(xiàn)，土壤施硒量（亞硒酸鈉）≤4.40 mg/kg時(shí)對(duì)烤煙生長(zhǎng)有促進(jìn)效果，能增加株高、葉數(shù)、葉面積、葉片、莖和根的干重；而施硒量≥11.10 mg/kg時(shí)則表現(xiàn)為抑制作用。各研究者采用的試驗(yàn)梯度不一致，所以結(jié)論有所差異。大體而言，硒過(guò)量與否的臨界值約在11 mg/kg左右，仍需要更細(xì)致的梯度試驗(yàn)確定。

適量的硒能提高烤煙的光合作用，從而促進(jìn)其生長(zhǎng)。在大棚內(nèi)采用烤煙漂浮育苗發(fā)現(xiàn)煙苗的形態(tài)指標(biāo)隨著硒礦粉用量的增加先增加后減小；煙苗的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、水分利用率（WUE）、氣孔導(dǎo)度（Cs）、葉綠素含量都隨著施用硒礦粉量的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，胞間CO2濃度（Ci）先減小后增加[42]。王瑞等[43]也發(fā)現(xiàn)土壤施硒會(huì)影響烤煙的光合作用。適量的硒能降低煙葉的凈光合速率（Pn）和葉綠素含量的下降率，延緩光合功能的衰退，延長(zhǎng)光合同化產(chǎn)物的積累時(shí)間。

大田試驗(yàn)中，研究者發(fā)現(xiàn)施硒能有效提高煙株田間生物積累量[44]。表現(xiàn)為煙株生長(zhǎng)速度加快，株高、葉長(zhǎng)、莖圍、葉片數(shù)據(jù)等指標(biāo)均好于對(duì)照。移栽后50 d的葉面噴施硒對(duì)增產(chǎn)更明顯，增產(chǎn)量達(dá)72～144 kg/hm2，產(chǎn)值增加1 780～2 567元/hm2。同時(shí)，研究者還發(fā)現(xiàn)施硒后煙株的抗病抗逆性有所增強(qiáng)。通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)施硒煙株黑脛病的發(fā)病率比對(duì)照下降了0.90%～1.20%；氣候性斑點(diǎn)病的發(fā)病率下降了2.40%～3.80%；赤星病的發(fā)病率下降了1.80%～2.60%。這可能是由于硒激活了煙株體內(nèi)的多種生物酶，從而提高了煙草的免疫調(diào)節(jié)機(jī)能。但是需要更多的試驗(yàn)對(duì)此進(jìn)行驗(yàn)證，并深入研究以解釋其具體機(jī)理。

不同價(jià)態(tài)的硒對(duì)烤煙生長(zhǎng)的影響有一定的差異，適量范圍內(nèi)Se（Ⅳ）處理效果優(yōu)于Se（Ⅵ）處理[22]。盆栽實(shí)驗(yàn)中，雖然整體而言煙株的生物量都隨施硒量的增加先增加后降低，但Se（Ⅳ）處理時(shí)煙株葉片、莖稈和根系生物量的增加效果好于Se（Ⅵ）處理，相同高濃度（30 mg/kg）下Se（Ⅵ）處理的抑制效果大于Se（Ⅳ）處理。而水培試驗(yàn)中，低濃度（<2 mg/L）硒處理時(shí)Se（Ⅳ）對(duì)煙株生物量的促進(jìn)效果高于Se（Ⅵ）；高濃度（>5 mg/L）硒處理時(shí)，Se（Ⅳ）對(duì)煙株各部位生物量積累的抑制作用大于Se（Ⅵ）。水培試驗(yàn)避免了土壤對(duì)Se（Ⅵ）和Se（Ⅳ）吸附與轉(zhuǎn)化的影響，導(dǎo)致兩者結(jié)論出現(xiàn)不一致的情況。

4.2 硒對(duì)烤煙生理特性的影響

硒除了能影響烤煙的生長(zhǎng)特性，還能通過(guò)影響谷胱甘肽（GSH）、抗壞血酸（AsA）、丙二醛（MDA）的含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）和過(guò)氧化氫酶（CAT）的活性而影響烤煙的生理特性。葉面噴施硒可以顯著增加煙葉中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）的活性，并降低MDA的含量，從而證實(shí)了硒是煙葉中GSH-Px的誘導(dǎo)劑或必需組分[16]。韓丹[7]也發(fā)現(xiàn)施加硒能顯著增加煙葉GSH和AsA的含量，煙葉MDA在低硒濃度（≤4.40 mg/kg）下顯著降低，而在高硒濃度（22.20 mg/kg）時(shí)卻顯著增加。許自成等[41]認(rèn)為硒濃度的臨界值為8 mg/kg，即當(dāng)硒濃度≤8 mg/kg時(shí)，MDA含量隨硒濃度升高而降低，當(dāng)硒濃度>8 mg/kg時(shí)，MDA含量又隨之升高。樊俊[22]發(fā)現(xiàn)硒濃度>5 mg/L時(shí)，煙葉MDA明顯增加，根系活力下降，對(duì)煙株產(chǎn)生了脅迫。這可能與進(jìn)行試驗(yàn)的方式不同有關(guān)，韓丹[7，30]采取盆栽試驗(yàn)，許自成[41]采用小區(qū)試驗(yàn)，而樊俊[22]是通過(guò)水培試驗(yàn)進(jìn)行的。但諸多研究都得出MDA含量隨著硒濃度升高先降低后升高的結(jié)論。

GSH和AsA是植物體內(nèi)的低分子抗氧化物質(zhì)，植物體內(nèi)還存在一種酶系統(tǒng)起抗氧化作用，如SOD、POD和CAT。CAT酶可促使葉片中的H2O2分解，消除其對(duì)細(xì)胞的氧化作用。韓丹[7]認(rèn)為在硒濃度≤4.40 mg/kg時(shí)CAT活性提高顯著，硒濃度≥11.10 mg/kg時(shí)CAT活性與對(duì)照無(wú)顯著差異。大體上亦表現(xiàn)為先增加后下降的趨勢(shì)，這與樊俊[22]的研究結(jié)果一致。SOD酶主要作用是催化生物體內(nèi)超氧自由基O2-發(fā)生歧化反應(yīng)。硒濃度≤4.40 mg/kg時(shí)，SOD酶活性變化不顯著，當(dāng)硒濃度≥11.10 mg/kg時(shí)，SOD活性顯著提高。樊俊[22]的水培試驗(yàn)也大體符合這個(gè)趨勢(shì)。但是韓丹[7]認(rèn)為烤煙葉中無(wú)機(jī)硒Se（Ⅳ）和Se（Ⅵ）含量均與SOD活性、GSH和MDA含量呈顯著正相關(guān)，而有機(jī)硒（Se-Cys）含量與抗氧化系統(tǒng)指標(biāo)無(wú)顯著相關(guān)性。而樊俊[22]水培試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同價(jià)態(tài)的硒對(duì)煙葉生理特性的影響存在差異。施硒量<5 mg/L時(shí)，Se（Ⅳ）處理煙株葉片SOD酶活性大于Se（Ⅵ）處理，施硒量>10 mg/L時(shí)則相反?？赡苁且?yàn)椴煌瑑r(jià)態(tài)的硒在土壤和在培養(yǎng)液中受到的吸附、遷移和吸收作用不一致而形成兩者研究結(jié)論的差異。

對(duì)于POD酶活性，各研究者的結(jié)論不盡相同。盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)施硒可提高煙葉中POD酶活性，且隨施硒量增加POD酶活性先增加后下降，在硒處理濃度為4.40 mg/kg時(shí)最高[7]；而水培試驗(yàn)則表明隨施硒量增加，POD酶活性先下降后略有上升，但均低于對(duì)照[22]。兩者結(jié)論完全相反，需要進(jìn)行更細(xì)致和深入的探索。研究表明，適宜濃度的硒能緩解烤煙膜脂的過(guò)氧化，增強(qiáng)烤煙的抗逆性，但過(guò)低或過(guò)高的硒濃度都不適宜烤煙生長(zhǎng)。關(guān)于施硒量與SOD、POD、CAT活性的相關(guān)曲線需要進(jìn)行更細(xì)致的研究，并區(qū)分不同價(jià)態(tài)硒與它們的相關(guān)性。

4.3 硒對(duì)煙葉化學(xué)品質(zhì)的影響

盡管袁玲等[21]在研究晾煙時(shí)發(fā)現(xiàn)無(wú)論通過(guò)土壤還是葉面施硒，對(duì)煙葉產(chǎn)量以及煙葉化學(xué)成分都無(wú)顯著影響。但是越來(lái)越多的研究表明，施加適量的硒能有效提升烤煙煙葉品質(zhì)。硒處理濃度≤4.40 mg/kg時(shí)能降低上部葉和下部葉的煙堿含量，輕微提高中部葉和下部葉的煙葉蛋白含量，提高各部位煙葉的還原糖含量[7]。白肋煙盆栽試驗(yàn)也證明葉面噴施硒能提高水溶性總糖、還原糖、非還原糖以及總氮、蛋白質(zhì)、煙堿含量[45]。另有研究發(fā)現(xiàn)，烤煙煙葉煙堿、還原糖、總糖和蛋白質(zhì)含量受葉面施硒量和施硒時(shí)期的影響顯著，在前-中期（15葉）、前期（10葉）噴硒0.25 mg/株煙葉的煙堿、總糖、蛋白質(zhì)含量適中[31]。

在大田試驗(yàn)中，羅定棋等[44]發(fā)現(xiàn)葉面噴施硒能增加中部煙葉的還原糖和總糖含量，而張琳等[46]卻認(rèn)為無(wú)論是土壤施硒還是葉面噴硒中部煙葉的還原糖和總糖含量均顯著降低。前者的施硒量為34.20 mg/株，而后者的葉面施硒梯度為0.50 mg/株和1.00 mg/株，是否因施硒量相差太大而造成相反結(jié)果，需要更多的研究進(jìn)行探討。除了糖類(lèi)，還發(fā)現(xiàn)煙葉的蛋白質(zhì)、煙堿含量隨土壤施硒量的增加呈上升趨勢(shì)；而葉面噴硒處理與對(duì)照相比變化不顯著。施硒之后，糖堿比降低了，氮堿比變化不顯著[46]。孟貴星等[32]進(jìn)行田間試驗(yàn)雖然發(fā)現(xiàn)施用硒礦粉不能顯著影響煙葉煙堿、總糖、還原糖的含量；但施用含硒復(fù)合肥時(shí)，中上部煙葉煙堿含量增加，中部葉總糖和還原糖降低，上部葉表現(xiàn)不明顯。這與張琳等[28，46]的研究結(jié)果一致。煙葉的品質(zhì)并非單一的隨某種或某類(lèi)成分的提高或降低而變好，更重要的是各成分之間的平衡性。硒對(duì)烤煙煙葉化學(xué)品質(zhì)的影響需要進(jìn)行更系統(tǒng)和深入的研究。

4.4 硒對(duì)卷煙抽吸品質(zhì)的影響

煙草最終是制成卷煙，通過(guò)抽吸被人們消費(fèi)的，其抽吸品質(zhì)至關(guān)重要。但關(guān)于硒對(duì)煙草評(píng)吸質(zhì)量影響的報(bào)道較少見(jiàn)，一般認(rèn)為適量的硒對(duì)烤煙的抽吸品質(zhì)沒(méi)有顯著影響。王美珠等[6]用吸煙機(jī)進(jìn)行人工模擬抽吸發(fā)現(xiàn)主流煙氣中的硒含量是卷煙總硒量的8%～11%。劉建福等[47]于2000年選用富硒煙葉設(shè)計(jì)葉組配方，主流煙氣中的平均硒含量由0.05 μg/支增加到了0.12 μg/支，增幅達(dá)140%。

研究發(fā)現(xiàn)外加Se、Zn后沒(méi)有給卷煙的色、香、味等感官質(zhì)量帶來(lái)負(fù)面影響，反而減少了雜氣、減輕了喉部刺激[48，49]。張琳等[46]的研究也表明，低硒土壤施用適量的硒，對(duì)煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量影響不顯著，但是對(duì)中部煙葉的致香物質(zhì)含量影響顯著[18]。對(duì)低硒土壤施硒后的中部煙葉分析發(fā)現(xiàn)，土壤施硒能降低綠原酸、蕓香苷等酚類(lèi)化合物的含量，而增加莨菪亭等的含量；不同施硒處理均能顯著提高草酸、蘋(píng)果酸、檸檬酸等非揮發(fā)性酸類(lèi)致香物質(zhì)的含量，降低油酸等的含量；施硒還能增加色素類(lèi)、苯丙氨酸類(lèi)等中性致香物質(zhì)的總含量。

5 硒對(duì)卷煙安全性的影響

5.1 硒緩解烤煙重金屬毒害的作用

煙草是重要的經(jīng)濟(jì)作物，重金屬逐漸成為影響煙葉安全性的重要因素之一，而硒能一定程度地緩解烤煙砷、鎘等重金屬的毒害。汪季濤等[50]在小區(qū)試驗(yàn)研究了0～3.60 kg/hm2不同施硒量對(duì)烤煙中部葉鉛、砷、鎘、鉻和汞五種重金屬累積的拮抗作用。在所試驗(yàn)的施硒量?jī)?nèi)除了對(duì)砷、鉻的累積沒(méi)有顯著影響外，對(duì)鉛、鎘、汞的累積都存在一定程度的抑制。其中對(duì)汞吸收的拮抗作用隨施硒量的增加而提高；而對(duì)鎘的影響不隨施硒量變化；對(duì)于鉛，低濃度（0.90 kg/hm2）和高濃度（3.60 kg/hm2）硒處理效果均不顯著，濃度為1.80～2.70 kg/hm2時(shí)顯著降低煙葉中的鉛含量。韓丹[7]和劉文星[51]分別研究了硒緩解烤煙砷和鎘毒害的效果，結(jié)果與汪季濤等[50]的結(jié)論較為一致。

在研究硒對(duì)于緩解烤煙砷毒害效果時(shí)，韓丹[7]發(fā)現(xiàn)硒和砷的交互作用對(duì)烤煙生長(zhǎng)有顯著影響。添加低濃度硒（≤1 mg/L）無(wú)論對(duì)于低濃度砷處理（1 mg/L）還是高濃度砷處理（5 mg/L）的烤煙生長(zhǎng)都無(wú)促進(jìn)作用；添加高濃度硒（5 mg/L）對(duì)高、低濃度砷處理的烤煙生長(zhǎng)都有顯著的抑制作用。低硒（≤1 mg/L）條件下，低濃度砷（1 mg/L）促進(jìn)烤煙吸收硒，高濃度砷（5 mg/L）則抑制硒向烤煙地上部轉(zhuǎn)移；高硒（5 mg/L）條件下，砷對(duì)烤煙硒的吸收產(chǎn)生了拮抗作用，隨著砷濃度增加，烤煙吸收硒能力下降。

劉文星[51]進(jìn)一步研究了外源硒緩解煙草鎘毒害的生理與生化機(jī)制。外源添加硒后，煙草鎘毒害的癥狀得到了顯著緩解，鎘脅迫引起的煙堿和總氮含量的下降均有了明顯的恢復(fù)，貴煙1號(hào)和云煙2號(hào)的煙堿/總蛋白含量的比值較單獨(dú)鎘毒害升高了19.6%/38.3%和18.5%/27.2%。外源添加硒后，鎘脅迫導(dǎo)致的施木克值、糖氮比、糖堿比和氮堿比的不協(xié)調(diào)都得到了明顯的恢復(fù)。

5.2 硒對(duì)煙氣中有害成分的影響

韓丹[7]通過(guò)盆栽試驗(yàn)研究了煙葉硒蛋白對(duì)自由基的清除效果與機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)無(wú)論是噴施還是基施硒，煙葉中總蛋白含量從高到低依次為堿溶性粗蛋白（谷蛋白）、水溶性粗蛋白（清蛋白）、鹽溶性粗蛋白（球蛋白）、醇溶性粗蛋白（醇蛋白）。清除超氧自由基（O2-）和羥自由基（OH·）的能力依次為清蛋白>谷蛋白>球蛋白>醇蛋白。而噴施硒的煙葉清蛋白清除OH·的能力明顯高于基施硒的煙葉。在清除O2-時(shí)球蛋白和醇蛋白之間可能存在協(xié)同作用，而其他粗蛋白之間不存在明顯的協(xié)同作用；在清除OH·時(shí)，醇蛋白分別與清蛋白、球蛋白、谷蛋白存在協(xié)同作用。該研究表明富硒煙葉的粗蛋白具有抗氧化活性，但是硒在卷煙燃燒過(guò)程中的遷移變化和被人體吸收的情況以及它對(duì)卷煙抽吸時(shí)產(chǎn)生的焦油、自由基的影響需要更多研究。

卷煙燃燒過(guò)程中形成的有害成分通過(guò)煙氣被人吸收，所以研究硒對(duì)煙氣中有害成分的影響切實(shí)關(guān)系到卷煙的安全性。適量的硒能有效降低煙氣中總粒相物、煙氣煙堿以及焦油含量等有害成分，煙葉的硒含量與之呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[46]。李叢民等[52]也分析發(fā)現(xiàn)卷煙煙氣中焦油含量隨著硒含量增加而下降，表明硒能明顯降低煙氣中的有害成分，增加煙草的安全性。徐輝碧等[48]在卷煙中添加Se、Zn后分析發(fā)現(xiàn)，卷煙的焦油及焦油自由基濃度顯著降低。認(rèn)為焦油自由基濃度降低主要是添加Se的效果，通過(guò)SeO2的氧化作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。許萍等[49]此后也進(jìn)行了類(lèi)似的研究，但并未取得新的進(jìn)展。也有研究者認(rèn)為卷煙自由基濃度降低可能是煙氣中的硒對(duì)自由基產(chǎn)生附集加合作用，形成的硒加合自由基容易衰變，從而縮短自由基的保留時(shí)間，達(dá)到降低其濃度的效果[53]。

使用富硒煙葉能有效降低卷煙燃燒過(guò)程中有害物質(zhì)的釋放。黎妍妍等[54]分析了天然富硒煙葉、外加硒煙葉、盆栽施硒煙葉制備的卷煙在燃燒過(guò)程中煙氣里有害成分的釋放量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，天然富硒烤煙的卷煙煙氣中B[a]P、HCN、巴豆醛的釋放量明顯降低，苯酚的釋放量稍有增加；直接外加無(wú)機(jī)硒2 μg/支和有機(jī)硒10 μg/支的卷煙煙氣中B[a]P、NNK、NNN、NAB、HCN、NH3等的釋放量明顯降低；盆栽施硒能提高煙葉硒含量，其卷煙煙氣中苯酚、巴豆醛、HCN、NH3等的釋放量得到降低，CO、NNK的釋放量稍有增加。所以硒能在降低煙氣中部分有害成分釋放量的同時(shí)，導(dǎo)致個(gè)別有害成分的釋放量稍有增加，但整體上降低了煙氣中的有害成分含量。

6 抽吸富硒卷煙對(duì)人體的影響及富硒卷煙的開(kāi)發(fā)

研究發(fā)現(xiàn)煙民服用硒化kappa-卡拉膠能在一定程度上修復(fù)吸煙引起的生理?yè)p傷[55]。抽吸富硒煙，可顯著提高人體血硒水平，但是就抽吸富硒煙對(duì)人體的影響及其機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)研究的報(bào)道仍較少。徐輝碧等[48]在卷煙中外加Se、Zn后進(jìn)行臨床觀察發(fā)現(xiàn)，抽吸“漢寶”能減輕由抽煙引起的炎癥，減少咳嗽。有研究者于非富硒煙葉制備的煙絲上直接外加有機(jī)硒和無(wú)機(jī)硒，并用小鼠進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)，以分析富硒卷煙的安全性[56]。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞微核發(fā)生率、卷煙煙氣的細(xì)胞毒性、對(duì)TA98菌的致突變能力在添加低劑量無(wú)機(jī)硒2 μg/支時(shí)降低，高劑量25 μg/支時(shí)卻較對(duì)照有增加；添加有機(jī)硒均有顯著降低。且隨著無(wú)機(jī)硒添加量的增加，卷煙的安全性逐漸降低；而隨著有機(jī)硒添加量的增加，卷煙安全性逐漸升高。在卷煙中直接添加有機(jī)硒比無(wú)機(jī)硒安全性更優(yōu)，無(wú)機(jī)硒添加量超過(guò)一定限度反而會(huì)降低卷煙的安全性。但并未深入研究卷煙直接添加無(wú)機(jī)硒和有機(jī)硒對(duì)安全性影響的臨界值，而且試驗(yàn)中未分析動(dòng)物被動(dòng)吸煙后組織病理（血細(xì)胞參數(shù)等）、血硒水平、機(jī)體免疫功能（細(xì)胞免疫體液免疫和非特異免疫）、機(jī)體抗氧化功能（全血SOD、MDA、GP）等指標(biāo)的變化，也未能進(jìn)一步闡釋為何無(wú)機(jī)硒和有機(jī)硒對(duì)卷煙安全性影響存在差異的機(jī)理。

王美珠等[6]進(jìn)行了較為系統(tǒng)的動(dòng)物試驗(yàn)和人體試驗(yàn)。選用兔子進(jìn)行被動(dòng)吸煙試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)吸富硒煙（含硒量1.36 mg/kg）的兔子血硒增長(zhǎng)率和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性增長(zhǎng)率均達(dá)到顯著差異，而吸含硒量低（含硒量0.21 mg/kg）和不吸煙的兔子差異不顯著或呈負(fù)增長(zhǎng)。對(duì)130人進(jìn)行人體試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，抽吸煙含硒量高的煙民血硒水平有所增高，增長(zhǎng)率為5.55%，低含硒量的煙民，血硒水平變化不顯著。按年齡分組發(fā)現(xiàn)，31～40歲年齡組血硒水平增長(zhǎng)率最高，為6.50%，而61～70歲年齡組為最低，僅1.10%，整體呈現(xiàn)隨年齡增加血硒增長(zhǎng)率降低的趨勢(shì)。

雖然現(xiàn)在富硒食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，但是富硒卷煙的開(kāi)發(fā)仍較少。何佳文等[57]曾使用鄂西地區(qū)的富硒煙葉開(kāi)發(fā)了“珍硒”牌卷煙，其硒含量為（3.00±0.50） μg/支，比對(duì)照卷煙高10.50倍。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，“珍硒”牌卷煙與對(duì)照卷煙相比焦油量平均低19.50%、3，4-苯并芘含量平均低22.50%、焦油中的自由基平均低27.10%、主流煙氣中的氮氧化物平均低17.60%。也進(jìn)行了動(dòng)物試驗(yàn)，但只測(cè)定了小鼠吸煙后的免疫球蛋白（IgG）擴(kuò)散直徑，結(jié)果表明吸“珍硒”牌卷煙后IgG水平有明顯改善。進(jìn)一步的臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，血硒水平、免疫球蛋白（包括IgG、IgA、IgM）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活力等均有提高，表明抽吸富含硒的卷煙可以減輕吸煙對(duì)人體某些免疫功能的危害。

7 展望

雖然現(xiàn)在還未就硒是否是植物的必需元素形成定論，但硒在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的重要作用已得到普遍認(rèn)可。目前關(guān)于硒對(duì)烤煙生長(zhǎng)、煙葉品質(zhì)的影響等方面的研究較多，但是對(duì)烤煙吸收、代謝硒的機(jī)理仍未十分清楚；而對(duì)烤煙生產(chǎn)中硒的調(diào)控措施亦未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)土壤和葉面施硒可以提高煙葉的含硒量，抽吸富硒煙可以提高人體的血硒水平。但關(guān)于硒在卷煙燃燒過(guò)程中的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程、硒被人體吸收及在人體內(nèi)代謝的規(guī)律、抽吸富硒煙對(duì)人體健康影響的程度和機(jī)理等方面還需要更深入的探索。從而為生產(chǎn)高品質(zhì)富硒煙葉、開(kāi)發(fā)低害的特色卷煙提供更有利的指導(dǎo)。

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