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硒在植物中的作用
硒在植物中的作用
硒在植物中的作用
土壤中的硒是植物的主要来源,大气中的硒也是植物硒
的来源之一。
根据植物对硒的吸收能力,可分硒积聚植物和硒非积聚植物两大类。
硒积聚植物常被称为“硒指示植物”。
包括两种:
(1)原生硒积聚植物,如黄芪属
Astragalus)植物,含硒量常超过1000ug/g;
(2)次生硒积
聚植物,如紫苑属(Aster)植物,每克含硒量很少超过几百
微克。
许多杂草和大部分农作物类植物,是硒积聚植物,含
其次是豆科,谷类最低。
谷类中,小麦对硒的积聚最多。
据研究,在土壤中增施硒肥或在植株叶面上喷洒硒剂溶液,可提高植物的含硒量。
植物中的硒主要以有机硒化合物的形式存在。
植物对硒的吸收是一个主动过程,但一些因素也会影
响植物对硒的吸收。
土壤类型不同,硒的存在形式和含量不硒常以难溶解的碱式亚硒酸铁存在,不易被植物利用和吸收;在劫难在碱性土壤中(pH值7.5~8.5),硒可氧化成硒酸
根离子而成水溶性的,易被植物吸收和利用。
在某些气候极潮湿的地区,土壤中硒的大部分被雨水等淋滤掉了,植物含
硒量因此受影响。
以不同形式存在的硒,它们被植物吸收的程度是不相同的。
硒酸盐的吸收比亚酸盐更容易,单质硒不易为植物所吸收。
由于硒酸盐、亚硒酸盐与硫酸盐、亚硫酸盐的相似性,硫对硒的吸收有竞争作用。
植物所生长的环境以及植物的种类都将影响植物对硒的吸收。
据研究报道,硫饥饿能促进番茄对厅的吸收和运输;在低浓度范围
(0.025mgSel-1)、硫(60mgsL-)对硒的吸收有协助作用,这有大豆、大麦、水稻吸收硒、硫的研究例证,但在较高浓度下对硒、硫的吸收表现出相互拮抗。
硒是硒积聚植物的必需微量元素。
原生硒积聚植物总是
生长在含有可利用形式的硒的土壤中,含硒量每克土高达几千微克的硒,而生长在其附近的同一类植物的硒非积聚各种,仅含有几微克的硒。
硒不是硒非积聚植物生长所必需的微量元素。
硒可能是高等植物生长的必需营养元素。
据研究,用不同浓度的亚硒酸钠处理稻种,培养基中适量的硒
(0.1〜1.0ug/g)可以促进水稻的生长、增加产量及籽粒中的
硒含量。
1.0ug/g的硒可明显提高水稻苗期的根系活力和分蘖期、孕穗期的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性,籽粒
的氮含量、硒含量明显高于对照,空秕率大大降低。
玉米植株叶面喷硒试验表明,不仅谷实硒含量提高了,还有增产的趋势。
湖北省鄂西州将硒投放油菜田中,油菜增产1〜3成。
10.0ug/g的亚硒酸钠明显抑制水稻苗期生长和分蘖期
GSH-Px活性,但对孕期该酶的活性却有促进作用,但籽粒空秕率明显高于对照,水稻产量降低。
硒以农作物生长和产量的促进作用,可能是因为适量的硒进入植物体内,过氧化物
酶活性升高,增强了植株体内抗氧化能力,从而提高了植株的抗逆性和抗衰老能力,保证了植株的正常生长。
所以,在低硒地区种植水稻、玉米、小麦等农作物时,施用适量的硒可能获得增产效果。
过量硒对农作物有毒害作用,可能是由于硒促进体内的过氧化作用占主导地位所致。
2.动物对硒的吸收与动物的缺硒病和硒中毒
1)动物和人类主要是通过胃、肠道摄入硒。
硒由胃、
肠道吸收后,首先由浆运载,并由此进入各组织,血浆中与硒结合的蛋白质主要是球蛋白。
硒从植物体内向动物体内迁移的形式,主要是结合于蛋白质的硒代氨基酸,亦有少量的硒酸盐、亚硒酸盐及其他有机硒化合物。
可溶性硒的无机含氧酸盐如硒酸钠和亚硒酸钠,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;其他有机硒化全物,
如硒代二乙酸、硒代丙酸等吸收缓慢;单质硒几乎完全不被吸收。
硒在动物组织中的分布,以肾、肝、胰腺、垂体及毛发含硒高,肌肉、骨骼和血液相对较低,脂肪组织则最低。
2)硒具有动物营养作用。
硒具有重要的生理和生化
功能,是动物的一种必需微量元素。
当动物摄入的硒量不足时,将导致缺硒症。
各种畜禽缺硒有其自身的特殊的表现形式。
幼畜缺硒时常用字发生白肌症。
雏鸡缺硒的主要症状是:
“渗出性索质病”。
硒的缺乏常用字干扰正常的繁殖过程,而致不育。
正常牛、羊肝硒含量为0.1ug/g(湿重)或0.35ug/g(干重),缺硒的临界标准为0.05ug/g(湿重)或
0.175ug/g(干重),严重缺硒标准为0.02ug/g(湿重)或0.07ug/g
(干重)。
动物全血硒水平的临界值通常定为0.05ug/g。
缺硒
就要补硒。
补充的量要做到合适,则需确定家禽牲畜的硒需
要量。
国外认为产蛋鸡对硒的需要量约为0.05ug/g,种鸡和
雏鸡约为0.1ug/g。
各种家畜对硒的需要量约为0.1ug/g,犊
牛和羔羊的最低需要量约为0.06ug/g。
国内的试验结果高于
3)硒在动物生理上的最适范围很窄,超过临界浓度
则毒性很强。
硒的毒性大小依硒化全物种类不同而异。
动物的硒中毒已在本章“二、
(二)”述及,在此不再重述。
3、硒在农牧业中的应用
硒在农牧业生产中主要是用于克服缺硒带来的影响。
1)硒缺乏症及其经济损失。
在缺硒或贫硒地区生活
的动物,一总分发生硒缺乏症,另一部分处于硒缺乏的临界水平,虽不表现出临床状态,但生活性能及繁殖力均下降,对其他疾病的抵抗力下降。
土壤中和机体内的硒状态与某些拮抗元素有关,硫在植物和动物体内与硒争夺吸收位置,影响植物和动物对硒的吸收。
过度施过磷酸盐的肥料,能使土壤中硒严重缺乏。
锌、镉、铜、锡、砷、铁等是硒的拮抗元素,日粮中添加过量的这些元素,就可诱发硒缺乏症。
动物硒缺乏症发病率高,发病面广,由此造成的经济损失极其严重。
美国国家食品药物管理局(FDA)1974年调查表明,由于缺硒,美国畜禽及牛羊经济损失达6.27亿美元。
据专家们估计,我国牧业因缺硒造成的损失也有数亿元。
由缺硒的亚临床状态引起的看不见的损失更不可估量。
2)硒缺乏症的防治:
①在缺硒区用亚硒酸钠或硒酸钠预防硒缺乏症。
补饲
30mg,
剂量一般是:
羔羊1mg,母羊5mg,犊牛10mg,成年牛每月给予一次。
雏鸡可用0.05%亚硒酸钠1ml一次肌肉注射,效果显著。
鸡还可用含1ug/g硒亚硒酸钠溶液代替饮水10天。
对新生畜可在出生后注射0.1%亚硒酸钠溶液,羔羊和仔猪
1ml,犊牛和马驹5〜10ml,鸡饮用含1ug/g亚硒酸钠的溶液,
均可收到预防效果。
还可使用长效作用的硒酸钠悬液2m(l含
硒100mg)给羊皮下注射。
用硒弹丸剂于1967年在南澳大
30g含有10%单质硒的弹丸,可以有效地升高牛的血硒水平,中国兽医研究所
兰州)已试制出硒弹丸剂,在英国试用发现,可有效地使缺硒牲畜硒水平面维持在生理水平150天以上。
美国一家公
司研制出一种硒渗透泵,置于瘤胃中可以维持牛的硒供给达
6个月。
硒制剂注射或口服虽然效果良好,但较麻烦,不适
于大群应用,且易产生应激刺激。
0.1mg/kg添加到饲料中,然后再使用搅拌机使其均匀分布于
大批饲料中。
美国FDA于1974年批准使用亚硒酸钠和硒酸
以后,亚硒酸钠已一致地以0.1mg/kg硒的水平添加到各种家
制安全量的缺点。
3提高植物含硒量,是预防硒缺乏症的重要措施之一。
大田施硒肥可以增加植物硒含量,并使畜禽可以摄取自然的
有机硒。
据研究,给土壤补充硒,使土壤含硒量提高5倍,结果发现大麦的含硒量增加了3~5倍。
通常厅是与化肥(如过磷酸钙)混合施用。
新西兰以每公顷小于或等于10g
(Na2Se2)整理缺硒土壤,使硒含量达到牲畜生长所需,维
持牛、羊短期乃至12个月的硒营养。
1984年芬兰开始用含亚硒酸钠肥料改变土壤缺硒状态,用于生产干草的土壤施用
含硒量为6mg/kg的硒肥,生产谷物的土壤则用16mg/kg的显提高,持续增长。
喷洒硒剂水溶液于植株茎叶表面,也是提高农作物硒含量经济有效的方式。
据报道,使用浓度为
77ug/g的亚硒酸钠水溶液给玉米植株喷洒叶面,每1000
用5.25g亚硒酸钠可使玉米籽实含硒量达到畜禽所需的营养标准0.1ug/g以上(0.197〜0.243ug/g)。
据国内研究,玉米植
株叶面喷硒试验,每公顷喷亚硒酸钠52.5g,可使谷实硒含
量提高14〜29倍,并有增产的趋势。
丹麦等国家喷洒硒液
(5g硒/300ml水/公顷)于生长的大麦植物株上,大麦的硒
含量达到适于畜禽生长的水平。
喷洒15〜10g硒/公顷,将使大麦硒水平达到0.1mg/kg以上。
施硒肥或喷硒剂,不仅可增加农作物的含硒量,而且可提高农作物的产量与质量,值得在农牧业生产中推广应用。
4湖南湘西自治州环保局王槐安利用电解金属锰生产
的浸出液(富含多种微量元素),成功研制出富硒全价基肥料,经四年在水稻、玉米、小麦、油菜、茶叶、烤烟、白菜、
南瓜、花木等的试验,表明该肥料养分完全,富含硒,肥效群体结构良好,增加了株高,提高了有效穗率、穗大、粒多、粒重、空壳率低、硒含量提高3〜5倍,产量增幅在7%〜20%
间。
51993年浙农大王美球教授与湖北来凤卷烟厂联合,
通过对部分烟区页岩、土壤、烟叶和香烟的取样分析,以及对人抽吸香烟、动物被誉为动吸烟和烟的化学指标等试验,发现香烟含硒量与烟焦油含量和自由基浓度呈显著负相关;香烟中的硒以人体血清中硒水平有轻微影响,抽吸高硒烟的兔子血硒水平有明显影响,可起到补硒作用。
这些研究证实,硒对烟焦毒性有抑制作用,由此启发人们对安全、富硒、低毒香烟的研究和开发。
在低硒和贫硒地区通过对土壤补硒,增施硒肥,可以获得烟草.湖南吉首大学李国民等与长沙烟厂
合作采用铁氧化物,硫酸锰盐作载体用一定比例的亚硒酸钠
拌入母肥中制成富硒复混肥,通过近70公顷的大田试验提高烟叶中有效硒含量3〜7倍,降低焦油含量到27.8%,增产率为
13.1%.长沙烟二簧科研开发中心刘建福等人,为了克服亚硒
酸钠盐在微酸性土壤中易被三氧化二铁吸附形成氧化铁-亚
硒酸盐复合体面而使植株难以吸收的特点,合成了二个中间
产物硒酸稀土和硒酸氨基酸稀土,能有效地增强植株的渗透
氨基酸分子中的酸性和碱性基因的缓冲作用有延长肥效,且
不受铁氧化物的封闭,提高烟草植株对硒的吸收和增产效果。
同时硒酸氨基酸稀土具有很好的可溶性,也是用作叶面硒肥理想的中间体和添加剂。
同时也是培育富硒弥猴桃、富哂柑桔、富硒茶等以及其他富硒蔬果理想的被硒添加剂。
6据研究,蕈菌具有一定耐硒能力和富硒能力。
曹素
芳等过平菇母种、原种、栽培种加硒驯化,并在栽培时加入不同量的硒(1,10,50,100mg/kg),已研制推出10〜20mg/kg和50〜60mg/kg两种富硒平菇,它们的含硒量比对照分别提高82.7倍和280倍。
前者可作为保健食品,后者可作为治疗癌症的富硒药物研究应用。
蕈菌中的黄蘑、又孢蘑菇、香菇、银耳、猴头、毛木耳、金针菇、草菇、黑木耳、凤尾菇等,都有不同程度的耐硒、富硒能力。
3)硒中毒的防治。
在高硒土壤区放牧家畜以及用高
硒区生长的饲料喂动物时都可能引起硒中毒。
当给硒缺乏动物被硒用量过大,或因硒盐在饲料中混合不均匀被动物采食后均可引起急性中毒。
但从畜牧在生产来看,造成的影响并不大。
①对于动物急性硒中毒,可使和砷剂,氨基苯胂酸、硫代硫酸钠、二巯基丙醇等注射或补饲。
对于慢性硒中毒的新一病畜停止饲喂高硒饮料即可。
处理高硒土壤,在土壤中加氯化钡,多施酸性肥料,
给动物含蛋白质量高的饲料,富含硫酸盐的饲料
等。
在饭粒中添加氨基苯胂酸等。
据研究,硒能拮抗环境中多种有害物质的毒性,如汞、
铅、镉、砷、银及其他多种物质的毒性,有希望利用硒作为解决环境污染的途经之一。
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