“硒”望的田野

徐巧林

希望田野上“芳草萋萋，禾苗茁壮，金黄麦浪”，在我眼中，“xi”望的田野还不止这些。我是中国农业大学生态学专业的博士，一直从事富硒相关的研究，我心中的“xi”，是硒元素。

“硒”是人体必需的微量元素，被誉为“生命的火种”“心脏的守护神”，但我国富硒耕地仅占耕地总面积的3%，我国居民硒的平均日摄入量与中国营养学会推荐的最低日摄入量之间仍有31%的缺口，发展富硒功能农业势在必行。

缺即缺 富非富

富硒种植主要通过两种方式：一种是天然富硒区可以利用土壤中的硒资源，另一种是缺硒地区可以通过外源增施硒肥，经生物转化方式使农作物中的硒含量得到积累。

于是，我们走田间、看地头、访农户，2014年，我们跑了200多个乡镇。通过深入细致地分析，我们发现，在我国富硒区，由于硒的分布不均匀，且作物可吸收利用的有效硒含量低，加上不同作物对硒的吸收和转化差异较大，农产品的硒含量并不稳定。因此，富硒区要着重活化土壤中的硒，提高植物对有效硒的吸收，同时稳定控制植物可食用部分中的硒含量。在缺硒区，使用的硒肥产品安全性低、效果差，加上技术短缺，富硒农业发展困难重重。因此，缺硒区要着重开发安全、高效、低价的硒肥和配套应用技术。

技术稳“硒”

立足于富硒农业发展的核心问题，针对富硒区“土壤有效硒难以活化”的问题，我们采集了湖北恩施、陕西安康、江西丰城等富硒区土壤，分离了分布于38个属（17个新属）共968株生物纳米硒合成菌株，首创了全国最大最丰富的富硒微生物菌库，优选出能活化土壤硒的菌株，可提高土壤有效硒含量2～4倍。针对“作物硒含量难以稳定”的问题，基于大量田间实验数据，我们明确了不同土壤背景下38种农作物硒的吸收和转化规律，开发了作物硒含量稳定技术，并形成了20多个因地制宜的富硒种植技术规程。

追问生物纳米硒

针对缺硒区“硒肥产品安全性低、效果差”的问题，依托实验室前沿微生物合成技术，我们合成了活性好、易吸收，安全性比有机硒高10倍，比无机硒高100倍的生物纳米硒。

事实上，生物纳米硒的纳米结构和功能性质会明显受到生产、加工、运输以及储藏等不同处理的影响，而纳米硒的稳定与否是其能否广泛应用的关键。

我们查阅了大量的文献和书籍，学习了很多软件分析工具和物理相关知识，终于解析出了生物纳米硒的物理结构。可我们发现生物和化学纳米硒具有相似的粒径、表面电荷、消光谱等物理特性，但为什么在各种胁迫环境下，生物纳米硒要比化学纳米硒的稳定性更高呢？接下来，我们对生物纳米硒的化学组成展开分析，发现生物纳米硒氮元素、有机元素总量高于化学纳米硒，我们猜测，生物纳米硒上包裹着蛋白。于是，我们进一步对生物纳米硒的表面蛋白进行了分离和纯化，并鉴定了两个特异性蛋白。

最终，生物纳米硒的高效合成和结构稳定两项世界性难题都在我們的不断追问中被逐一攻克。

从1升到10吨

要将生物纳米硒落地并形成产品，还需完成最后一步，即建立工厂化生产线。从实验室到产业化，中间包括了小试、中试等多个环节，每个环节都需要克服不同的技术难题。我们没有经验可参考，除了自己慢慢摸索，提升改进，没有别的路可走。我们顺利从实验室摇瓶（1 L）实现了小试（10 L-50 L）和中试（500 L），将实验规模扩大了500倍，中试试验成功，也就意味着科研成果的一只脚已经踏入了产业化阶段，这给了我们很大的鼓励和动力！

产业化阶段（10吨）是对中试结果的继续放大，这个过程并不顺利。中试阶段一个微不足道的小波动，到了产业化阶段，就会以几何倍数放大。我们开始仔细复盘每一个工艺细节，通过一步步调整发酵条件、培养基通气搅拌等参数，反复试验，摸索出重现中试发酵最高产量的条件，最终突破了生物纳米硒的10吨发酵瓶颈，开创性地建设了全球首条生物纳米硒富硒营养液规模化生产线，实现了纳米硒在富硒农业上的低成本应用。

责任编辑：马春梅