關于將硒元素應用到煙葉種植和人工培育富硒地的研究設計

摘 要：目前，受多種因素影響，國內的煙草制品的總體銷售量同比出現下降的趨勢。從營銷的角度考量，市場=人口+購買欲望+購買能力，買煙吸煙的人口基數減少，購買欲望的降低，將直接影響到煙草制品的市場銷售。煙葉，在《本草綱目拾遺》卷2的火部中記載，葉天士種福堂方∶用新鮮煙葉搗汁，浸松香，曬干入藥，亦取其氣味以透利筋絡也。治風寒濕氣，骨節疼痛，痿痹不仁。鶴膝風、歷節風、偏頭漏肩等癥。在《全國中草藥匯編》就記載：煙草性溫味甘，有毒，具有消腫、解毒、殺蟲等功效，主要用于疔瘡腫毒，頭癬，白癬，禿瘡，毒蛇咬傷等癥，還可治療項疽、背癰、風痰、鶴膝（包括骨結核、慢性化膿性膝關節炎等）等病。

關鍵詞：硒元素；煙葉種植；人工培育；研究設計

中圖分類號：S63 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.201705331230

近期，在很多地區都開始推廣種植富硒蔬菜，硒是一種化學元素，化學符號是Se，在化學元素周期表中位于第4周期VI A族，是一種非金屬微量元素。硒有減輕重金屬毒性的作用，長期食用含硒食品，可以提高人體自身的免疫[1-2]。同時，硒具有抗氧化的功效，可以達到延緩衰老的功效。但是人體中不能自動合成硒，需要從飲食中攝取足夠量的硒，在體內最后代謝物為堿性，才能保證身體達到最佳狀態[3-4]。因此富硒蔬菜能夠對人體許多器官、組織的生理功能有著重要的保護促進作用。

硒在自然界的存在方式分為2種：無機硒和有機硒。

無機硒一般指Na2SeO3和Na2SeO4，從金屬礦藏的副產品中獲得。無機硒強化劑的吸收和利用不是很理想，其生物有效性低，毒性較大，中毒量與需要量之間范圍小，因而被國家嚴格限制其使用量。

有機硒是硒通過生物轉化與氨基酸結合而成，一般以硒蛋氨酸的形式存在[5-7]。有機硒一般以硒蛋氨酸形式存在，依循蛋氨酸代謝途徑代謝，參與蛋白的合成，容易在組織內儲存、吸收；被人體吸收后可迅速的被人體利用，有效改善人體內血硒狀況。

1 載體設想

富硒蔬菜以葉、梗作為載體，生食或熟食為方法，人類的食道為途徑，腸胃為能量轉換機制，人體通過以上能量轉換鏈，對硒進行消化吸收，補充到人體需要的地方。

煙草屬草茄木，茄科一年生或有限多年生草本植物，能否以煙葉作為載體，主要應用方法是燃燒、品吸，人類的咽喉、上下呼吸道為途徑，肺部毛細血管為能量轉換機制，人體通過以上能量轉換鏈，就如廣東人日常會因為口舌之欲吃些燒烤等燥熱的食物，之后會喝一些涼茶下下火那樣的例子，利用硒和尼古丁的共斥性，中和或減免尼古丁對人體的危害。

帶著這個想法，利用燒瓶、燒杯、直角導管、曬干的富硒蔬菜、用注射用針管注射了硒曬干的煙葉，做了以下成品比較低的幾個簡單的實驗，具體操作如下：

先用針筒把硒溶液注入到煙葉的各莖脈部，再將硒抹勻煙葉外表，通過以上步驟簡單的模擬一個富硒煙葉成品作為實驗對象，然后將模擬富硒煙葉和富硒蔬菜一起晾曬直至干透；將晾曬干透的煙葉和蔬菜剪碎，有助于燃燒。

擔心水中含有其他礦物元素或微量元素，為了實驗的嚴謹性，盡量地減少誤差，實驗用的水選用蒸餾水。

燒瓶中的純氧到離家不遠的水族館灌滿幾瓶備用。

分別將煙葉、富硒煙葉和富硒蔬菜放入燃燒匙中點燃，卡好燒瓶塞。

由于燒瓶塞的封閉，煙氣只能通過直角導管注入到盛有蒸餾水的燒杯里，進行溶入透析反應。主要是想通過以上實驗，驗證富硒蔬菜和富硒煙葉作為承載載體是否成立，驗證煙葉和富硒煙葉的尼古丁含量是否有差別。

檢測自己設想的煙葉燃燒產生的煙氣，是否附帶有硒，肯定需要專業的器材。試驗前期，動則就花幾千上萬去購買1個檢測儀分析儀肯定不劃算，送去質監局等專業機構檢測，途徑比較困難。由于成本核算，為降低前期投入，大型的醫院有一種儀器叫“微量元素檢測儀”，其主要目的是通過抽取被檢人體的血液樣本，判斷人體是否缺失哪種微量元素。將溶入煙氣的蒸餾水帶去醫院的檢驗室進行檢測，檢驗報告中顯示水溶液中含有硒。那么由此可以得出結論，前期的載體設想是成立的。

通過化學方程式理解，尼古丁是煙草中特有的生物堿，該物質中含有C、 H、N3種元素，化學式為C10H14N2.該物質的相對分子質量為各種元素的總質量為：12×10+1×14+14×2=162。

硒的化學性質與S相似，元素符號為Se，它對應的含氧酸的化學式是H2SeO4，這種酸讀作硒酸，該物質的分子質量為各種元素的總質量為：1×2+79+4×4=145。通過實驗證明，富硒煙葉燃燒時，其與尼古丁是以煙氣混合物的形式存在，通過人體呼吸道的吸入而進入人體。

2 我國境內富硒地的概況

富硒土壤指的是富含硒的地質體及其風化產生的土壤，是農、林、果業發展需要的優勢土壤資源，美中不足的是富硒地異常稀少[8]。

高硒土壤主要存在于富硒巖石和煤層中，其中煤層中的高硒土壤難以應用，故巖石硒成為高硒土壤的庫源。但是只有浙北、浙東、浙中3地區的巖石中富含硒，其中濱海堆積物形成的土壤硒含量一般低于0120mg/kg；殘坡積物形成的土壤硒含量變化于0122～0172mg/kg之間，故富硒地非常稀少。

硒主要趨于富集在鐵鋁含量高、富含泥炭和腐殖質的表層土壤中，故硒多富集在表土層中，向深部迅速降低，至母巖層下降達1個數量級，故硒的含量相對較少[9-10]。

3 煙葉的各生長周期的富硒化培育設想

根據中國軍事醫學科學院硒研究小組最新研究資料顯示，硒蛋白以覃類硒和麥硒為主，在類比研究中發現，麥芽硒是以小麥作為硒轉化的活性載體，通過發芽過程的吸收轉化，使硒富集在麥芽所含的氨基酸、蛋白質等分子上，從而獲得的一種富含天然有機硒的生物制品。

美國著名微量元素專家W·Mertz博士等編著的《人和動物的微量元素營養》（朱蓮珍·主譯校）一書中指出：麥硒、酵母硒、硒酸鹽、覃類硒，其中麥芽硒的生物活性最高，吸收利用率最好。臨床證明，麥芽硒的補硒效果最為理想。

煙草的包括營養生長和生殖生長2個部分。根、莖、葉的生長為營養生長，花、果實、種子的生長是生殖生長。煙草以采葉為目的，主要應促進營養生長，這樣才能提高產量。煙草分為苗床和大田2個時期。苗床期是指從播種到移栽，一般為60d，大田期是指從煙苗移栽到采收完畢，一般為100～120d。

煙葉的各生長周期在此不作討論，本文僅僅討論煙葉的各生長周期，參照麥芽硒和大棚蔬菜的種植方法，對富硒化培育提出以下設想。

3.1 育種、苗床階段

麥芽硒的種植方法，依據專利權人曾文元，專利號為：200810017759的《一種有機硒的生產方法》，其特征是：它將植物的種子用無機鹽亞硒酸鈉溶液浸泡后再經過發芽、種植，通過植物的生長將無機硒轉化為有機硒。

煙草種子萌發開始的幾個小時是種子吸水的物理過程，這個過程是種子吸收硒元素的最佳時機，在水溶液中添加適量的無機鹽亞硒酸鈉溶液讓種子吸收。而種子含水量約占干種子重量的30%時，種子就膨脹，水分暫時停止進入種子，所以無機鹽：Na2SeO3溶液的劑量和濃度要控制投入。

幼苗出土后先展開2片子葉，子葉呈橢圓形，葉脈不明顯，后逐漸長出真葉。在種子萌發成真葉的生長期內，噴施一定濃度的Na2SeO3或Na2SeO4水溶液，通過光合作用使煙葉的硒含量增加，從而達到提高煙葉富硒性的目的。

3.2 大田期生長發育階段硒元素培育的設想

移栽到大田后的煙苗，隨著芽葉逐漸枯萎脫落，前期育苗階段培育在煙草里面的硒元素可能所剩無幾。由于葉片的結構包括表皮、葉肉和葉脈3個部分。表皮包括上表皮和下表皮，由1層排列緊密、無色透明的細胞構成。表皮細胞的外壁上有1層透明的、不易透水的角質層。表皮主要起保護作用。這個角質層的保護作用，極大地阻礙了硒元素進入葉脈，使硒元素的吸收單單靠噴施葉面可能達不到要求，因此本文另辟途徑，補充硒元素。

煙草的主根隨著生長而不斷往土層深處延伸，側根向四周擴展，除了固著和支持植物，以免倒伏的作用外，還通過根，可以吸收到土壤里的水分、無機鹽類、微量元素類及某些小分子化合物。

根吸收水分和無機鹽的部分主要是根毛。根毛的細胞壁很薄，細胞質緊貼著細胞壁形成1薄層，細胞的中央是1個很大的液泡，里面充滿著細胞液。這樣的構造是適于吸收水分的。根毛在土壤里跟土粘貼在一起，土粒之間含有水分，水里溶解著無機鹽，形成了土壤溶液。細胞液和土壤溶液有不同的濃度，在一般情況下，根毛的細胞液總比土壤溶液要濃，在滲透壓的作用下，土壤溶液中的水分能夠透過細胞壁、細胞膜和細胞質進入到根毛的液泡里。土壤里的水分就這樣被根毛吸收進去。土壤里的水分被根毛吸收后，并不停留在根毛和表皮里，而是經過表皮以內的層層細胞，逐步向里面滲入，最后進入導管，再由導管輸送到植物的其他器官。

根據“根”生長的習性，提出以下幾點設想和評估。

鋪設并埋入管道，通過預留孔流出富硒水微滲，讓煙草的根毛吸收水分的同時吸收硒酸鹽、亞硒酸鹽。評估：鋪設容易，成本投入低。但容易被泥堵塞，維護難度大。

利用包膜緩釋富硒肥料在土壤中自主速度緩慢釋放或者養分釋放速度可以得到一定程度的控制以供煙草持續吸收利用。評估：操作難度低，成本投入低。但是緩釋肥料的釋放能力和煙草的吸收程度難以控制和測評。

土壤是在氣候、母質、生物、地形和時間的作用下形成的，是各種因素綜合作用的產物。由于土壤顆粒形成條件差異，會產生的土粒大小和特性不同，故各地的土層結構不盡相同。煙草的各生長階段，根系的發育程度，對土壤的粘土、砂土、壤土等土質物理組成結構要求各有不同。以白肋煙為例，白肋煙種植所需底土一般為粘土、母質為石灰巖等土壤類型。陽春市煙草行政主管部門曾在20世紀90年代于陽春市各鄉鎮的石灰巖山體周邊，種植該品種。后因耕種面積比較狹隘，只能沿著石灰巖的山體輻射，無法大面積種植形成產業鏈而被擱置。故本文另辟蹊徑根據煙草的根系生長習性，對土壤預注入硒元素和碳酸鈣等其他營養成分，再對土層物理結構進行翻耕、預設然后將煙苗移植到大田。評估：雖然上述方法能夠在土壤中注入硒元素，但是注入難度較大，操作較繁瑣，且硒元素容易丟失。但是這個方法能讓煙草以最佳狀態成長和吸收硒元素，更能接近理想效果。同時更能打破地域、地形和土層物理結構、化學組成結構的限制，讓煙草的種植更規模化。

煙草在耕作層中根系分布的深度和寬度都較大，隨深入土層逐漸減少，呈圓錐形分布。根系的密集范圍比分布范圍小得多，根系密集深度約在地表以下40cm，密集寬度在距莖周40cm范圍，打頂以后有根系伸長到40cm以下或40cm以外。煙草的發根能力很強，采用培土的方法可使莖稈上長出很多不定根，起到充分吸收表土營養的作用。

在大田生產中，由于距土表20cm以下一般存在1個緊實的犁底層，根系難以下扎，因此，烤煙的根系分布實際上以在距地表15cm左右的側向分布為主。特別是在地膜覆蓋的情況下，垂直于主莖的底下基本上很少有根系分布，大部分分布在距地表12cm左右的土層，且根尖上卷。主要的吸收根系多在莖基周圍15～20cm范圍內。煙壟高度一般要求30～35cm，培土后壟體提高10cm。

所以，為了防止硒元素流失，本文設想在翻耕、預設土層物理結構前，先在地下要挖1個寬50cm，深50cm的坑渠，鋪上聚合物可降解膠膜。地表上，為了防止蟲害，降低農藥的施用，防止毒性的負面增加，我認為用大棚種植模式更為恰當。并配置一定的燈光，增加光合作用提高生長速度。與此同時，干濕度也可以得到有效控制。由于煙草不能連續采用種植，同年連續耕種容易得病，為了增加煙農的收益，種上其他適應該土層結構和養分結構的富硒蔬菜。大棚預設的硒元素隨著煙草和其他的富硒蔬菜的吸收耗盡，可降解膠膜也達到降解時效，不會對該地區的環境造成污染。

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作者簡介：李科（1981-），男，本科，2007年3月進入廣東省陽春市煙草專賣局工作，主要從事煙草專賣稽查工作和案件審理。