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科普图文 | “硒”世珍宝:小麦里的隐形健康卫士
硒(Se),被誉为生命的“火种”。它不仅是植物生长的有益元素,更是人与动物必需的微量元素。在人体内,硒是谷胱甘肽过氧化物酶等关键抗氧化酶的重要组分,承担着清除自由基、抗氧化的功能,适当补硒对于调节甲状腺功能及维护心血管健康等有积极作用[1]。然而,人体无法自行合成硒,必须完全依赖膳食摄取。依据中国营养学会发布的《中国居民膳食营养素参考摄入量(2023版)》,健康成年人的硒推荐摄入量为60微克/天[2],近期研究表明我国居民人均日摄入量仅为43.3微克[3],存在摄入不足风险。值得注意的是,补硒并非“多多益善”,成人可耐受最高摄入量为400微克/天,过量摄入可能导致硒中毒。因此,“科学、适量”是补硒的核心原则。谷类提供了我国居民日常饮食中约70%的硒来源。因此,通过提高谷类作物(尤其是主粮作物)的硒含量,已成为改善全民硒营养状况的一条安全、有效的途径。
一、小麦:理想的天然“硒载体”
在常见谷类作物中,小麦对硒的富集能力和生物有效性均表现突出,是全球公认的优质“硒载体”。小麦自身并不合成硒元素,它是土壤硒的“搬运工”——籽粒中的硒含量完全取决于土壤中可被利用的硒水平,这导致了小麦硒含量的巨大地域差异。例如,在美国南达科他州的某些高硒地质区,曾检测到小麦籽粒硒含量高达30000微克/千克的极端案例,足以引起牲畜中毒;而在西澳大利亚的严重缺硒地带,小麦籽粒中的硒含量则微乎其微,甚至难以检出[4]。我国土壤硒分布同样呈现明显的地域差异(图1)。有研究表明,以小麦为主食的居民,其小麦籽粒硒浓度理想范围应在150~300微克/千克[3]。然而,受限于土壤背景,我国普通小麦籽粒的硒含量平均值仅为64.6微克/千克[6],通过以小麦制品为主食难以达到充足补硒的理想水平。

图1 中国土壤硒分布图[5]
二、土壤到籽粒:硒的迁移之路与挑战
硒进入小麦的旅程始于土壤,但这并非一条畅通无阻的道路。
1. 土壤中的“硒形态”博弈
土壤中的硒主要以无机态(硒酸盐、亚硒酸盐等)和有机态存在。其中,硒酸盐最易被植物吸收,亚硒酸盐次之。而在我国广泛分布的酸性或富含铁铝氧化物的土壤中,硒极易被土壤颗粒表面的铁铝氧化物紧紧“吸附”或形成难溶沉淀,导致其生物有效性极低(利用率常低于5%),这是限制植物吸收硒的最大瓶颈。
2. 小麦富硒的“主动突围”
当土壤供硒不足时,小麦进化出了一套应对机制,小麦根系上调特定硒转运蛋白基因的表达,努力“捕获”有限的硒。被吸收的硒随蒸腾流运输至叶片,在叶绿体中经过一系列酶促反应,主要被同化为硒代蛋氨酸,这是小麦籽粒中最主要的有机硒形态(占比超50%),也是人体吸收利用率最高的形式。进入灌浆期后,这些有机硒随着蛋白质合成被转运至籽粒,并稳定沉积于胚乳蛋白中,完成了从泥土到粮食的华丽转身。
三、如何打造“富硒小麦”?
提高小麦硒含量是一项系统工程,需因地制宜,综合施策。
1. 农艺强化:外源硒的高效补给
通过外源补硒直接提升籽粒硒含量是目前应用最广、见效最快的技术路径,主要包括两种方式(图2):(1)土壤施硒:在基肥或追肥时施入硒肥。但此法在酸性或高铁铝土壤中效果不佳,硒易被固定,且长期大量施用存在环境累积风险。(2)叶面喷硒:在小麦生长中后期(孕穗期至灌浆期),将硒肥配制成溶液喷施于叶片。硒直接被叶片吸收转化,避开了土壤固定。该方法硒利用率较高、无土壤残留风险。

图2 小麦外源补硒技术对比图
需要特别强调的是,安全是富硒农产品的底线。外源补硒必须严格遵循科学用量,过量施用不仅会导致籽粒硒含量超出国家食品安全标准限值,从而失去食用价值;在极端过量情况下,还会对小麦自身造成毒害,进而影响籽粒产量。
2. 遗传改良:培育“富硒”高手
从长远来看,通过生物强化手段培育富硒小麦品种,是解决硒缺乏的根本性和可持续性策略。相较于服用膳食补充剂或进行食品工业强化,生物强化具有成本低、覆盖广、可持续的显著优势。科学家们正在利用现代育种技术,深入挖掘和利用小麦中控制硒吸收、转运和积累的关键基因,着力提升小麦自身的硒富集能力。我国在富硒小麦种质资源筛选、功能基因克隆、新品种培育等方面取得了重要进展,让小麦成为高效、安全的“硒载体”。
3. 田间管理:激活潜在硒源
通过优化田间管理措施,可以最大化利用土壤中已有的硒资源:(1)调控土壤pH值:对酸性土壤施用石灰等改良剂,适当提高土壤pH值至中性或微碱性范围(pH值不宜过高,以免影响其他营养元素的吸收),可显著释放被固定的硒,提高其有效性。(2)平衡施肥:硒与硫化学性质相似,过量施用硫酸盐肥料会强烈竞争转运蛋白,抑制硒的吸收;高浓度的锌、铁也可能通过竞争转运蛋白或影响代谢过程,对硒的吸收产生拮抗作用。因此,在富硒种植中,需通过土壤检测,合理控制硫肥、锌肥等的用量,避免盲目施肥。(3)水分管理:保持适宜的土壤湿度,有利于硒的溶解和扩散,促进根系吸收。
4. 加工优化:留住每一分营养
小麦加工工艺显著影响最终产品硒含量。可通过:(1)优选全谷物:硒主要富集在籽粒的糊粉层和胚芽中。因此,全麦粉的硒含量远高于去除了这些部分的精白面粉。(2)巧用发酵工艺:制作馒头、面包时,酵母的发酵作用可以将部分无机硒转化为更易被人体吸收的有机硒形态,提升产品的营养价值。
四、中国方案:从“缺硒”到“富硒”的跨越
我国有一条自东北向西南延伸的“低硒带”(图1),覆盖约72%的国土,影响数亿人口。面对挑战,我国已探索出一条特色之路:在湖北恩施、陕西紫阳等天然富硒区,发展天然高硒小麦产业,主打“原生态”品牌;在河南、山东等广阔的非富硒主产区,大力推广叶面喷硒技术。实践证明,该技术可使小麦硒含量提升5~8倍,且成本可控,是目前让百姓吃上“富硒餐”的最现实、最可行的路径。
随着遗传育种技术的突破,我们将迎来“内源富硒”(优良品种)与“外源强化”(科学施肥)相结合的新阶段。结合土壤硒含量图谱、无人机变量喷施等数字农业技术,实现精准“按需补硒”,在保障粮食产量的同时,让每一粒小麦都成为健康的守护者。
硒与小麦的“隐形联盟”,串联起土壤健康、作物品质与人体营养。了解这段从田间到舌尖的科学故事,能让我们在日常饮食中做出更智慧的选择:适量摄入全谷物,关注食物多样性,让每日的餐桌,真正成为构筑我们健康未来的坚实基石。
作者:郭彩丽(南京农业大学实验师)
科学审核:彭超军(河南省农业科学院作物分子育种研究院副研究员)
策划统筹:陆美斌
监制:徐琴
参考文献:
[1] Graham Lyons, James Stangoulis, Robin Graham. High-selenium wheat: biofortification for better health. Nutrition Research Reviews, 2003, 16: 45-60.
[2] 中国营养学会. 中国居民膳食营养素参考摄入量(2023版). 北京:人民卫生出版社, 2023: 273.
[3] Sisi Huang, Yali Han, Ruilian Song, Xiaofang Wang, Yu Zhou, Hongmei Luo, Xifeng Ren, Kan Yu. Effects of bio-nano-selenium on wheat grain morphology, selenium transport enrichment and antioxidant enzyme activities. Frontiers in Plant Science, 2025, 16: 1516005.
[4] 刘慧, 杨月娥, 王朝辉, 李富翠, 李可懿, 杨宁, 王森, 王慧, 何刚, 戴健. 中国不同麦区小麦籽粒硒的含量及调控. 中国农业科学, 2016, 49(9): 1715-1728.
[5] Fangfang Wang, Miaomiao Sang, Qixin Lü , Yi Gu , Tongzhi Wu , Zhu Tang, Wanying Xie, Shanhu Qiu, Yang Yuan, Xiaoying Zhou, Lutz Schomburg , Peter M. Kopittke , Xiaoming Shi , Fangjie Zhao, Zilin Sun, Peng Wang. Dietary selenium from soil micronutrients and risk of incident type 2 diabetes. Nature Health, 2026, https://doi.org/10.1038/s44360-026-00075-4.
[6] 礼海风, 李文虎, 李宇珂, 王朝辉, 刘金山. 我国不同麦区土施硒肥的小麦富硒效应. 中国农业科学, 2025, 58(15): 3036-3050.
作者简介

郭彩丽,硕士,南京农业大学实验师。主要负责国家信息农业工程技术中心试验示范基地管理,拥有多年农业生产和示范推广工作经验。近年来,主持或参加国家级、部省级、校级项目和课题11项;以第一作者或主要完成人发表论文19篇,其中SCI论文17篇,获授权发明专利3项,登记软件著作权1项;参与出版《农业农村电子商务》教材1本;作为主要完成人获2020—2021年度神农中华农业科技奖优秀创新团队奖。
