富硒药用植物资源评价体系的构建与实证

2022-11-30周武先余爱民彭祚全张美德

农业科技通讯 2022年11期

周武先余爱民彭祚全张美德

（1.湖北省农业科学院中药材研究所/农业农村部中药材生物学与栽培重点实验室湖北恩施 445000；2.恩施硒谷科技股份有限公司湖北恩施 445000）

硒（Se）是人体必需的微量营养元素之一，被誉为“生命的火种”“抗癌之王”“心脏的守护神”等称号。它可以提高人体的免疫力，还可以起到预防心血管疾病、癌症，提高视力、延缓衰老及保护肝脏等作用[1-2]。有研究表明，硒在新冠肺炎的防治方面也具有一定的作用[3]。虽然硒还没有被认定属于植物必需的营养元素，但大量的研究表明，适量的硒能够促进作物生长、提升作物果实品质[4-6]。在全球范围内有40余个国家和地区缺硒，我国也有20余个省份处在缺硒地带，相当一部分民众因硒“隐性饥饿”而存在较大的健康风险。因此硒资源的合理开发与利用对于缺硒人群的生命健康具有重要意义。

1 恩施州土壤和药用植物硒资源概况

恩施土家族苗族自治州（以下简称恩施州）境内有目前全球唯一探明的独立硒矿床，形成了以新塘乡渔塘坝为中心，包含恩施、建始、宣恩、巴东四县市毗邻地区的“中国第一高硒区”[7]。此外，恩施拥有较丰富的药用植物资源，物种数多达2 258种[8]。虽然恩施州土壤硒资源和药用植物硒资源较丰富，但国内外学者并未对其进行系统的调查和评价，导致恩施州富硒资源的开发及利用较落后。本课题组于2016-2018年对恩施州4个县（市）、12个采样点的土壤（187份）和药用植物（243份）进行了硒含量测定，初步探索了恩施州富硒土壤和富硒药用植物资源概况[7]。研究结果显示，调查的12个采样点中，83.3%的土壤达到富硒标准（Se＞0.4 mg/kg），其中恩施市新塘乡渔塘坝的土壤达到极富硒标准（Se＞3.0 mg/kg）。调查的168种植物中，23.8%的药用植物达到富硒农产品标准（Se≥0.2 mg/kg），其中堇叶碎米荠具有超强的富硒能力，硒含量达到311.0 mg/kg，硒富集系数（SAC=植物硒含量/土壤硒含量）达到76.6。这表明，恩施州拥有极为丰富的土壤硒资源和药用植物硒资源，具有巨大的挖掘和利用价值[7]。

2 富硒药用植物资源评价体系的意义

据初步统计，我国拥有256个富硒地区，但整体来看我国硒资源仍较为匮乏，约有72%的地区处于缺硒地带[9]。恩施州拥有全球唯一探明的独立硒矿床——渔塘坝硒矿床，享有“世界硒都”的殊荣，是赫赫有名的富硒地区。此外，由于恩施州地处云贵高原与东部低山丘陵的过渡区域，地形复杂，沟谷纵横，海拔落差大，小气候特征明显，造就了各种独特的生境，因此药用植物资源十分丰厚[10]。有研究表明，恩施州的富硒药用植物资源众多[7]，具有潜在的开发和利用价值，但碍于一直没有有效的评价和鉴定体系，富硒药用植物资源的开发工作始终比较滞后。筛选出具备一定富硒能力的药用植物是开发和利用富硒药用资源的基础。建立富硒药用植物资源评价体系，可以对药用植物的硒富集能力进行精准鉴定，快速筛选出富硒能力较强的药用植物，进而提升富硒药用植物资源的开发和利用效率，并促进富硒中药材产业健康可持续发展。

3 富硒药用植物资源评价体系的建立

2016-2020年，湖北省农业科学院中药材研究所联合湖北省地质局第二地质大队，对恩施州八县市的833份土壤和889份药用植物进行调查、取样和硒含量测定，计算出了200余种药用植物（含药食两用植物）的硒富集系数（SAC）。采用文献调研法和专家咨询法，以药用植物的硒富集系数为评价标准，利用正态分布原理，初步建立了富硒药用植物资源评价体系，将药用植物的硒富集能力划分为5个水平（表1），一级：SAC≥10，富硒能力极强；二级：2≤SAC＜10，富硒能力较强；三级：0.5≤SAC＜2，富硒能力一般；四级：0.1≤SAC＜0.5，富硒能力较差；五级：SAC＜0.1，富硒能力极差。举例如果某种药用植物生长在3个以上不同地区，其SAC值有2/3以上均处于某一等级范围，则判定其富硒能力水平处于相应的等级（1～5级）；假如其SAC值较为分散，无法实现2/3以上的SAC值均处于某一等级范围，则判定其富硒能力不稳定，应慎重考虑将其作为候选富硒药用植物进行开发和利用。

表1 药用植物富硒能力评估

4 富硒药用植物资源评价体系的验证

以鸢尾、老鹳草和蛇莓为例，根据课题组的前期研究结果[6]（表2）及富硒药用植物资源评价体系的鉴定结果，鸢尾、老鹳草和蛇莓的富硒能力分别为二级（2≤SAC<10）、三级（0.5≤SAC<2）和四级（0.1≤SAC<0.5）。为验证富硒药用植物资源评价体系的可靠性，本研究进一步扩大了3种药用植物的种植范围，将鸢尾、老鹳草和蛇莓分别种植在土壤硒水平不同的10个地区（表3），待3种药材采收后洗净烘干，测定其总硒含量，并计算其硒富集系数。试验结果表明，3种药用植物在恩施州10个不同地区（土壤硒水平不同）种植后，不同地区同一种药用植物其药材硒含量存在显著差异（P<0.05），除了建始县业州镇罗家坝村种植出来的鸢尾SAC值超过评价体系的预定范围，其他地区3种药用植物的硒富集系数均与富硒药用植物资源评价体系的鉴定结果一致。综上可知，富硒药用植物资源评价体系鉴定药用植物富硒能力的准确率高达96.7%。