陕西安康硒资源开发现状及其产业化对策研究
2017-11-23唐德剑夏曾润
唐德剑, 夏曾润
陕西省安康市富硒产品研发中心, 农业部富硒产品开发与质量控制重点实验室, 陕西安康 725000
陕西安康硒资源开发现状及其产业化对策研究
唐德剑, 夏曾润
陕西省安康市富硒产品研发中心, 农业部富硒产品开发与质量控制重点实验室, 陕西安康 725000
已有的研究资料显示,陕西省安康市是全国土壤富硒面积最大的天然富硒区,被誉为“中国硒谷”。通过梳理文献资料,总结了安康市天然富硒资源的特征,并结合近年来安康市富硒产业化研究与建设工作,在剖析安康市富硒资源开发现状及问题瓶颈的基础上,提出了推进天然富硒资源产业化的对策建议。
陕西安康;硒资源;产业化
近年来,随着经济社会发展和大健康产业的兴起,富硒产业由于其资源稀缺性、技术创新性和保健功能性,越来越为市场所青睐,逐渐成为大健康产业的新热点,正在全国范围内蓬勃发展。陕西省安康市是目前资料显示国内最大的天然富硒区,被誉为“中国硒谷”[1,2],其富硒资源开发程度较高,探究其产业化发展路径对于天然富硒地区的富硒产业推进具有一定借鉴和参考价值。本文结合安康市天然富硒资源特征,对安康市富硒产业化研究与建设、富硒基础研究、核心企业培育、富硒产品标准化、富硒产品品牌化以及富硒产业链拓展等问题进行了探讨,以期为安康市硒资源的开发与利用及富硒产业的发展提供参考。
1 安康市天然富硒资源特征
1.1天然富硒资源概况
安康市位于陕西省南部,地处我国南北气候过渡带,是中国南方的北方、北方的江南。安康市面积2.35万km2,辖1区9县,由于独特的地质地理环境,形成了以紫阳县为中心覆盖全市范围的天然富硒带。境内大巴山东段成土母岩的含硒量为汉中地区的1.69 倍、商洛地区的2.63 倍,特别是大巴山东段早古生代的某些复杂岩层,含硒量达2.5~6.9 mg/kg,富硒地层厚度达40~50 m,跨度达400~500 km,是目前资料显示我国面积最大、富硒地层最厚、最适宜开发利用的天然富硒区[3,4]。据中国科学院的研究结果[5,6],安康所处富硒地层主要为距今5亿年前的早古生代下寒武纪时期形成,拥有较理想的硒汇集利用地质地理条件,地层厚且出露面积大,硒含量在0.2 mg/kg以上水平的土壤面积超过10 000 km2。安康的天然富硒土壤不仅面积大,而且质量优,采自紫阳的黑色岩系中,植物可吸收利用的水溶态硒和可交换态硒占原岩硒含量比例分别达到4.97%和16.45%,毒性小、生物有效性高的有机态结合硒占原岩硒的比例为2.05%[6];且富硒土壤不含汞、铅等有毒重金属元素,同时还伴有生锌、锶等人体必须的微量元素,属世界上难得的优质、环保、安全的天然富硒区域。
1.2天然富硒资源分布规律
地质、医学专家研究的基础上[7~9],安康市于2008-2011年,开展了全市富硒资源普查工作。采集全市10县区样本9 228个(其中土样6 593个、水样528个、动植物样2 107个),利用氢化物-原子荧光光度法[10]进行硒含量检测分析,绘制出全市2.35万km2和10个县区全境的土壤硒含量分布图(图1、表1)[11,12]。
图1 安康市耕作层土壤硒资源分布图[11,12]Fig.1 Distribution diagram of soil selenium resource in Ankang[11,12].
1.2.1土壤硒含量分布特征 安康市耕作土壤表土硒含量在0.006~36.685 mg/kg范围内,平均硒含量0.568 mg/kg,显著高于全国土壤背景值0.29 mg/kg[12,13]。依据李家熙[14]的土壤硒含量划分标准,中硒以上(>0.2 mg/kg)土壤样本占到总样本数的54.19%,其中,中硒(0.2~0.4 mg/kg)占24.37%,高硒(0.4~3.0 mg/kg)占27.53%,极高硒(>3.0 mg/kg)占2.29%(表1)。土壤硒含量最高的是紫阳县,硒含量平均值达到0.961 mg/kg,紫阳县双安镇的廖家河村土壤样本的硒含量最高值达到36.685 mg/kg。安康市土壤硒含量分布呈显出4个特征(图1):一是土壤硒含量总体呈现“南多北少”的分布特征;二是在南部以石泉县城关镇为起点由西向东经汉阴县、紫阳县、岚皋县、平利县到镇坪县形成一个高硒分布带;三是在北部以宁陕县金川镇为起点由西向东经石泉县、汉阴县、汉滨区、旬阳县到白河县形成一个呈蜂窝状的高硒分布带;四是在南部高硒带中,石泉县后柳镇、汉阴县平梁镇、汉滨区牛蹄镇、洪山镇、紫阳县双安镇、岚皋县佐龙镇、平利县城关镇和镇平县城关镇等土壤硒含量达到极高硒水平,形成了一个不连续的带状分布[11,12]。
表1 安康市各县区耕作层土壤硒含量情况[12]Table 1 Soil selenium content of plough layer in Ankang[12].
1.2.2植物硒富集特征 安康全市主要粮食作物硒含量在0.138~0.511 mg/kg之间,硒含量均值由高到低顺序依次为玉米>大米>小麦。紫阳县玉米硒含量最高值达到24.908 mg/kg;主要小杂粮硒含量为 0.009~2.270 mg/kg;主要蔬菜硒含量为0.007~0.885 mg/kg;干果类硒含量为0.003~5.206 mg/kg[11,12]。全市各种药材普遍含有硒元素,检测表明中药材中硒含量为0.011~0.402 mg/kg,尤以豆腐柴、桑叶、益母草、绞股蓝、黄姜、天麻等含量为最高[11,12]。刘婷等[15]对采自安康10县区的主要农作物样品进行了硒含量检测,分析结果显示,10个县区主要农作物硒含量均较高,其中大白菜平均硒含量最高, 是我国大白菜平均含量的48.7~2 651.0倍;白萝卜平均硒含量是我国白萝卜平均含量的19.0~715.0倍;甘薯平均硒含量最低, 但也是我国甘薯平均硒含量的5.9~151.0倍。10个地区中, 以硒核心聚集区紫阳县双安镇各种作物的硒含量最高。另有研究表明,位于紫阳县、汉滨县、平利县、岚皋县沿线的茶叶硒平均含量达0.653 mg/kg,显著高于我国非富硒地区茶叶平均硒含量0.15 mg/kg,为日本、英国、肯尼亚及我国南方地区茶硒含量的4.5~19.3倍[16,17]。
1.2.3水体硒分布特征 安康市水资源量大质优,水资源总量252.29亿m3,占陕西全省的一半以上,人均水资源占有量是全国人均水平的1.5倍[18]。安康的地表水水质保持在国家Ⅱ类水质标准以上,汉江安康段水质平均硬度为115~132 mg/L,pH 7.6~8.3,汞平均含量0.33 μg/L,砷含量<0.5 μg/L,镉、六价铬和氰化物极少检出,有机氯农药量极微,水体细菌含量低,为优质水源功能区,是南水北调中线工程的核心水源区[18]。对全市采集的528个水样检测数据表明,安康水体硒含量丰富,泉水、溪水中硒含量最高达0.141 mg/L,平均值为0.002 mg/L[12,19]。安康市内多个矿泉水超过饮用天然矿泉水国家标准硒含量下限0.010 mg/L,且富含锶、锌等有益元素,谓之“天然富硒健康水”[19,20]。安康市硒资源调查课题组在汉滨区洪山镇发现一处天然富硒矿泉水水源,经陕西地勘局第一水文队勘查评价,陕西省和国家矿泉水鉴定委员会鉴定,硒含量高达0.049 mg/L,含锶0.34 mg/L,属罕见的低钠重碳酸钙型优质矿泉水,极具开发利用价值[16]。
2 安康市富硒资源开发现状
2.1富硒产品开发与应用
2.1.1富硒茶 云南农业大学和云南省高原特色农业产业研究院对安康富硒茶叶内含物营养成分的研究结果表明,安康富硒绿茶中茶多酚平均含量仅为14%,相比其他绿茶低8%~23%,可有效避免对胃的过度伤害;安康富硒红茶中γ-氨基丁酸含量达到400~800 mg/100g,最高可达1.02 g/100g,是日本同类保健茶的7倍,有助于健脑安神、改善睡眠(未发表数据)。中国农业科学院茶叶研究所曾建明以紫阳高山富硒茶鲜叶为原料,经独特工艺研制开发的紫阳富硒茶新产品“硒香茶”已经上市,可有效利用夏秋茶资源,产茶期由原来的两个月拉长至六个月,茶产量、产品效益实现成倍增长[21]。
2.1.2富硒魔芋 崔鸣等[22]通过对安康魔芋主产区的土壤、魔芋产品进行硒含量测定和分析,得出魔芋对土壤硒元素的吸收利用率为34.33%,在国内首次提出魔芋为聚硒能力较强的植物,同时攻克富硒魔芋机械烘烤的脱硫技术,为富硒低硫魔芋产品的开发奠定了重要基础。截至目前,全市已开发富硒魔芋精粉、微粉、纯化微粉、休闲食品、保健美容产品、干燥剂、保鲜剂等60多种产品,魔芋综合产值达17.6亿元,产品远销日韩、东南亚、欧美等多个国家,成为安康最大的农产品出口创汇品种。
2.1.3富硒猪肉 权群学[23]和刘孟洲[24]在开发“富硒猪肉”生产的过程对硒在猪体内沉积代谢的规律进行了系统研究,结果表明:选用高硒地区生产的玉米、豆粕等天然富硒农产品以及硒含量较高的饮用水为原料,调配成天然富硒饲料,在配合饲料中添加0.35 mg/kg的酵母硒饲喂肥育后的肥育猪30 d,猪肉眼肌中的硒含量可达到0.207 mg/kg,可实现较为理想的富硒猪肉生产。由此,陕西阳晨牧业科技有限公司研发了“康硒谷”富硒猪肉,该产品以高于市场价30%的价格成功上市,市场前景良好。
2.1.4富硒食用菌 有学者从采自硒核心富集区紫阳县的土壤、矿石、植物样品中分离酵母菌,筛选出富硒酵母,其硒含量可达2 000 mg/kg[25]。安康市农科所食用菌研究团队以天然富硒材料为基质,对秦巴山区野生天然蛹虫草进行人工栽培,成功开发出富硒蛹虫草新产品,其硒含量高达1.06 mg/kg(未发表数据);该团队还通过探究猴头菇、杏鲍菇对硒的吸收、转化和利用规律,采用天然富硒基质材料(葛根渣、桑枝)配合硒营养强化技术,实现了富硒猴头菇、富硒杏鲍菇的栽培和生产。2000年,陕西紫阳县康源生物工程有限公司引进姬松茸原种,利用富硒区当地农作物秸秆、牛羊粪等进行栽培生产,开发了一种新型有机食用菌产品“秦巴硒菇”,经陕西省卫生厅营养成分鉴定分析,其富含人体必需的多种矿物质元素、纤维素、氨基酸,含蛋白质43%、多糖6%,有机硒含量达到9.8 mg/kg,被确定为“富硒姬松茸”[26]。
2.1.5富硒矿泉水 安康全市目前在产的饮用水生产企业有20户,在建项目7个,设计产能200万t。已开发天然富硒矿泉水产品8个,其中以安康青莲饮品有限公司生产的“龙王泉”天然富硒水、陕西硒谷产业发展公司生产的“真硒水”天然矿泉水以及旬阳县净源饮料有限公司生产的“羊山清泉”天然饮用水为代表。“龙王泉”是通过高硒水浓缩技术获得的富硒矿泉水,硒含量高达0.6 mg/L,是富硒水标准的30倍,被多家企业用于酒水、饮料等富硒产品开发取得明显成效。“真硒水”作为一款高端瓶装天然富硒富锶矿泉水,其硒含量为0.035 mg/L,锶含量达到0.29 mg/L,以高出普通矿泉水5倍的价格上市,市场反应良好,其也是陕西省对外接待用水,成为国内多个重要活动指定用水。“羊山清泉”取自2 300多米的高山纯天然无污染绿色水源,水质经过1 000多米的岩石渗透而出,内含多种有益于人体健康的微量元素和成分。
2.2富硒标准体系
截至目前,安康市已经组织制定《紫阳富硒茶标准综合体》、《富硒畜禽标准综合体》、《富硒双低油菜标准综合体》等省地方标准28项,《富硒魔芋栽培技术规范》、《天然富硒大米种植技术规范》、《富硒大蒜标准综合体》、《瓶(桶)装天然富硒水》等市/地方标准51项,《富硒魔芋即食食品》等团体标准6项;特别是2012年颁布实施的《富硒食品与其相关产品硒含量标准》(DB61/T556—2012)陕西省地方标准,界定了22项57类产品的硒含量指标,结束了长期以来“富硒”无标准衡定的尴尬局面;2016年,安康市富硒产品研发中心牵头完成了《富硒茶》(NYT600-2002)农业行业标准的修订,将核心要素硒含量由原标准的0.25~4.0 mg/kg修订为0.15~4.0 mg/kg;此外,还获得制定《富硒猪肉》农业行业标准立项。安康市富硒标准体系不断得到完善,为推动区域乃至全国的富硒产业实现规范化、精深化、市场化有序健康发展发挥着重要作用。此外,安康市通过制定实施《富硒食品产品专用标志管理办法》,把对富硒食品(产品)的认定纳入了法制化管理轨道。
3 存在问题
安康市富硒产业近年来虽然发展迅速,但同国内其他天然富硒地区一样,存在产业发展瓶颈。一是产品标准化程度低。由于天然富硒土壤呈点状不连续分布,加之作物聚硒能力差异较大,若不辅助外源硒技术又采取规模化加工较难实现天然富硒产品标准化。二是产品附加值不高。富硒食品主要是以天然富硒农产品为主,产品粗加工、同质化严重,加之产品市场占有率不高,富硒产品品牌效应还未显现,致使产品附加值不高,还没有真正实现“硒有所值”。三是富硒企业规模普遍较小。富硒企业“量”级不断增大,但普遍规模小、研发能力弱,高新技术企业少,致使发展方式粗放,低水平重复建设突出,集群效应不强。四是富硒产业链条短。富硒产业整体还处于产业链前端和价值链低端的传统食品产业阶段,面向中高端消费市场的富硒高端产品基本没有,硒与健康、养老、旅游等产业结合还远远不够。五是基础研究滞后。虽然从20世纪80年代开始已陆续有学者对富硒茶等展开研究,但由于基层人才、设备等缺乏,相关研究成果还远远不能跟进产业发展需求。
4 安康富硒资源开发对策
4.1加强富硒基础研究
充分利用中国富硒产业研究院、富硒食品开发国家地方联合工程实验室、农业部富硒产品开发与质量控制重点实验室等科研平台落户和院地合作条件,加大专项科研投入,尽快开展富硒资源详查、高聚硒农作物品种筛选、富硒标准化生产技术、硒对动植物作用机理、天然硒与外源硒产品功能差异等基础研究,为富硒产品开发、企业提质增效及产业提档升级提供技术支撑。
4.2加速富硒产品标准化
加大富硒农产品标准化生产技术、富硒产品标准体系研究力度,以安康组织制定的现有地方标准为基础,不断完善富硒产品质量、生产、安全、方法标准系统,推进“天然硒”标准的制定;不断提升富硒产品检验检测能力,加强富硒产品标识管理以及可追溯体系建立,助推安康特色富硒产业质量提升。
4.3加大核心企业培育
组建富硒产业企业联盟,对工艺相似、产品相近的小微企业进行整合重组,促进富硒企业园区化、集群化发展;把富硒产业与精准扶贫、绿色发展、健康产业等密切结合,争取政策扶持,下大力气引进高新技术企业,打造行业龙头,引领富硒产业转型升级。
4.4推进富硒产品品牌化
要进一步引导各级政府、企业强化富硒产品品牌意识,重视品牌规划、品牌推广,充分利用展会、推介会、新闻媒体、学术活动等途径加强宣传,全力打造一批知名度高、带动力强、辐射面广的富硒产品品牌,尽快形成富硒品牌效应,成为安康富硒产业发展新动能。
4.5延伸富硒产业链
在快速发展富硒农业、富硒食品工业的同时,要充分利用安康良好生态环境的先天优势,深度挖掘凝练安康富硒特色文化,大力培育富硒养生旅游、富硒健康养老、富硒特色文化等产业的融合发展,不断拓展富硒产业的联动效应,真正实现硒的价值最大化。
[1] 谢再红, 杨肖利. 安康:打造“中国硒谷”新名片[J]. 创新时代, 2011(5):28.
[2] 唐德剑. 做强生态富硒产业打响“中国硒谷”品牌[J]. 农业工程技术·农产品加工业, 2015(20):45-46.
[3] 陈绪敖. 安康富硒食品特色农业产业集群发展的SWOT分析[J]. 湖北农业科学, 2012, 51(12):2620-2623.
[4] 郭 康. 安康富硒产业发展方向与路径研究[D]. 陕西杨凌:西北农林科技大学, 硕士学位论文,2015.
[5] 雒昆利, 潘云唐, 王五一,等. 南秦岭早古生代地层含硒量及硒的分布规律[J]. 地质论评, 2001, 47(2):211-217.
[6] 徐永新. 陕西紫阳和湖北恩施富硒岩层中硒的赋存状态及化学活动性研究[D]. 北京:中国科学院研究生院,博士学位论文, 2012.
[7] 雒昆利, 徐立荣, 向连华. 南秦岭大巴山区河流、泉水、井水的含硒量及其分布规律[J]. 地质学报, 2002, 76(3):389-394.
[8] Luo K L, Xu L R, Tan J A,etal.. Selenium source in the selenosis area of the Daba region, South Qinling Mountain, China[J]. Environ. Geol., 2004, 45(3):426-432.
[9] 施周文, 李道旺, 梁兢波. 秦巴山区安康环境硒水平的调查[J]. 微量元素与健康研究, 2005, 22(4):38-39.
[10] 农业部. 土壤中全硒的测定NY/T1104-2006 [S]. 北京:中国农业出版社,2006.
[11] 安康市富硒食品产业发展工作领导小组. 安康市富硒资源普查情况结果公告[EB/OL]. http://se.ankang.cn/2012/0919/201209192343.html,2012.
[12] 王浩东, 张建东, 谢娟平,等. 安康地区土壤硒资源分布规律研究[J]. 安康学院学报, 2013, 25(6):8-11.
[13] 仝双梅, 连国奇, 秦 趣,等. 贵州省开阳县土壤硒含量及其制约因素研究[J]. 甘肃农大学报, 2013, 48(2):105-109.
[14] 李家熙. 人体硒缺乏与过剩的地球化学环境特征及其预测[M]. 北京:地质出版社, 2000.
[15] 刘 婷, 郑甲成, 柯 斧,等. 安康市农作物硒含量分析[J]. 安徽农业科学, 2011, 39(4):1947-1948.
[16] 谢娟平, 王浩东. 安康地区硒资源研发的现状与思考[J]. 安康学院学报, 2009, 21(5):83-85.
[17] 成炳康, 石晓阳, 石磊,等. 安康市富硒高效大农业发展研究[J]. 现代农业科技, 2010(20):369-371.
[18] 安康水资源状况及相关产业初探[EB/OL].http://www.365yg.com/group/6399896925219242241/,2017.
[19] 张义方. 安康硒资源开发现状与发展对策研究[J]. 陕西农业科学, 2014, 60(7):98-99.
[20] 国家质量监督检验检疫总局. 饮用天然矿泉水GB 8537-2008 [S]. 北京:中国标准出版社,2008.
[21] 陈 刚.“紫阳富硒茶——硒香茶”新品发布[EB/OL]. http://www.zyx.gov.cn/content/detail/58ee34134d4a13841d000000.html,2017-04-12.
[22] 崔 鸣,冯永华,余陕川,等.富硒魔芋高效种植技术研究与产品开发[A]. 见:中国安康富硒产业发展迅速交流会论文集[C]. 中国安康富硒产业发展迅速交流会,2013.
[23] 权群学, 陈立强, 魏仁铃,等. 利用酵母硒生产富硒猪肉的研究[J]. 食品研究与开发, 2016, 37(8):109-111.
[24] 刘孟洲, 权群学. 硒元素在肥育猪各器官沉积规律的探讨[J]. 养猪, 2016(5):49-51.
[25] 周 琼. 富硒酵母的筛选[A]. 见:中国安康富硒产业发展迅速交流会论文集[C]. 中国安康富硒产业发展迅速交流会,2013.
[26] 栾成珠, 向连才. 秦巴硒菇栽培技术调查研究[A]. 见:中国安康富硒产业发展迅速交流会论文集[C]. 中国安康富硒产业发展迅速交流会,2013.
安康市富硒产品研发中心科研创新团队介绍
安康市富硒产品研发中心科研创新团队是在安康市人民政府与中国农业科学院开展院地合作的基础上组建,由中国农业科学院首席科学家领衔成立了14个富硒资源开发利用课题组,主要研究方向包括:富硒农产品标准化生产技术研究与应用、富硒食品加工新技术及新产品研发、富硒产品质量控制技术及功能评价。目前,依托本中心已建立中国富硒产业研究院、富硒食品开发国家地方联合工程实验室、农业部富硒产品开发与质量控制重点实验室3个国家级科研创新平台,围绕富硒产业基础研究、标准制定、检验检测、产品开发等,团队科研创新工作正在稳步推进、加快突破。
CurrentSituationandIndustrializationStrategyofSeleniumResourceinAnkang,Shaanxi
TANG Dejian, XIA Zengrun
KeyLaboratoryofSe-enrichedProductsDevelopmentandQualityControl,MinistryofAgriculture,AnkangR&DCenterofSe-enrichedProducts,ShaanxiAnkang725000,China
Ankang is the largest natural selenium (Se)-rich area in China, named as “Se Valley of China. Here, the characteristics of Se resources and the development on Se industrialization in Ankang were summarized. Furthermore, the strategy suggestions on utilization of natural Se resources in Ankang were proposed.
Ankang, Shaanxi; selenium resource; industrialization
2017-07-17;接受日期2017-08-22
陕西省科学技术研究发展计划项目(2016NY-205)资助。
唐德剑,高级农艺师,主要从事富硒功能农业技术与产业化应用研究。E-mail:675396406@qq.com
10.19586/j.2095-2341.2017.0090