第一章硫和硒元素的重要性


第一節(jié)  硫和硒的作用和意義  瑞士最早發(fā)現(xiàn)施用含硫物質(zhì)對作物具有增產(chǎn)效果，并在歐洲逐漸流行施用石膏等含硫肥料。我國明代就有將硫作為植物所需營養(yǎng)元素用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)驗。長期以來，硫一直作為原料和中間體廣泛應(yīng)用于工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。硫作為繼氮、磷、鉀之后第四位植物生長所必需的營養(yǎng)元素已被全世界廣泛接受。


盡管人們早在100多年以前就已確定硫是作物生長發(fā)育的必須元素，但與氮、磷、鉀三要素相比，對硫的研究較少。近年來，隨著人口增長，人們對糧食的需求增加，單位面積產(chǎn)量和復(fù)種指數(shù)不斷提高，大量的氮、磷、鉀被以秸稈或籽粒的形式從土壤中移走；有機(jī)肥數(shù)量不足和化肥工業(yè)不斷向高濃度發(fā)展，無硫及低硫化肥的生產(chǎn)與應(yīng)用日趨廣泛；加之工業(yè)排放802量的嚴(yán)格控制與高硫燃料用量的減少，使用含硫農(nóng)藥減少以及秸稈還田數(shù)量減少，均使投入土壤的硫素減少；此外，土壤管理措施不科學(xué)也可能導(dǎo)致缺硫(土壤中保持的硫隨著有機(jī)質(zhì)含量的降低不斷耗竭)。上述種種原因，使土壤缺硫的矛盾暴露出來，某些土壤出現(xiàn)了缺硫現(xiàn)象，影響了作物產(chǎn)量和品質(zhì)。自1900年美國西部太平洋的沿岸某些地區(qū)發(fā)現(xiàn)缺硫以來，1927年加拿大西部阿爾伯塔省也出現(xiàn)了缺硫現(xiàn)象。目前，世界范圍缺硫現(xiàn)象十分普遍，目前已有72個國家和地區(qū)報道出現(xiàn)了缺硫現(xiàn)象，其中包括中國。在孟加拉國，硫是僅次于氮的第二限制營養(yǎng)因素，有80~／0以上的農(nóng)田供硫不足；印度多種作物缺硫，耕層土壤有效硫含量均在臨界值(12 mg／kg)以下；澳大利亞和新西蘭早在幾十年前就發(fā)現(xiàn)了土壤缺硫，澳大利亞因土壤缺硫?qū)е履承┯筒水a(chǎn)量損失高達(dá)80~名。據(jù)Morris報道，美國有37個州、加拿大有5個省的耕地有缺硫現(xiàn)象；拉丁美洲有12個國家的大約55％的耕地缺硫，非洲有21個國家的耕地已出現(xiàn)缺硫癥狀。


我國明朝就有施用硫肥的記載，20世紀(jì)50年代后期開始有水稻土缺硫的報道，70年代以后硫營養(yǎng)研究逐步得到重視。劉崇群報道，我國南方許多省區(qū)施用硫肥有不同程度的增產(chǎn)效果，水稻增產(chǎn)2％～20％，油菜增產(chǎn)5．9％～36．80／0，小麥和大豆分別增產(chǎn)15．4％和6．4％。安徽省黃潮土、灰潮土、紅壤、紫色土、砂姜黑土以及水稻土也都出現(xiàn)了不同程度的缺硫；江西水稻、花生、油菜施硫有增產(chǎn)作用；我國東北地區(qū)水稻和小麥也出現(xiàn)了缺硫現(xiàn)象。目前高產(chǎn)栽培條件下需要施用大量的高濃度氮、磷、鉀肥料，這就更加需要補充硫素才能保持養(yǎng)分平衡，提高各種肥料的養(yǎng)分利用率，減少NO。一對地下水的污染。


硒廣泛分布于自然環(huán)境中，是人體和動物必需的微量元素。1817年，瑞典化學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)了硒元素。20世紀(jì)70年代，研究人員對硒是動物和人體的有益元素做了肯定，發(fā)現(xiàn)硒是動物和人體生理代謝不可缺少的谷胱甘肽過氧化物酶(GSH．Px)的組成部分，調(diào)節(jié)著生命體的大部分抗氧化防御機(jī)制，如提高機(jī)體免疫力和抗癌、抗氧化、抗應(yīng)激、延緩衰老及拮抗某些毒物或有毒元素等。1972年，我國楊光圻教授首先發(fā)現(xiàn)缺硒是引起人體克山病、大骨節(jié)病、心腦血管病、糖尿病、癌癥等40多種疾病的主要原因，而動物出現(xiàn)的白肌病、脫蹄脫甲、繁殖性能降低都和缺硒有關(guān)。1973年，世界衛(wèi)生組織宣布硒是人體必需的微量元素之一，具有抗癌防衰的作用，給人體補充適量硒可增強人體的免疫功能。1988年，中國營養(yǎng)協(xié)會將硒列為人體所必需的15種元素之一。


根據(jù)中國營養(yǎng)學(xué)會的調(diào)查報告，我國成人每日的硒攝人量僅為26．63 pg，與中國營養(yǎng)學(xué)會和國際硒學(xué)會推薦的日攝入量50¨g和60嶺相差甚遠(yuǎn)。近年來，我國通過在每日膳食中廣泛使用無機(jī)硒源(主要是亞硒酸鈉)提高了機(jī)體的抗氧化能力。但因亞硒酸鈉最佳濃度和致毒濃度之間的安全限度非常狹窄，生物利用率較低，動物排泄的硒易造成土壤和環(huán)境的污染，故存在著潛在的威脅。由于無機(jī)硒酸鹽有毒性，目前常采用土壤施硒或農(nóng)作物葉面噴硒，使無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為生物有機(jī)硒，通過糧食作物或牧草進(jìn)入食物鏈，以供人或動物利用。硒對牲畜和人體的作用，往往與食用的牧草和農(nóng)產(chǎn)品的含硒量密切相關(guān)。因此，在缺硒地區(qū)，通過施硒提高農(nóng)產(chǎn)品的含硒量，是防治硒缺乏疾病的重要措施。水稻是我國膳食的重要來源，我國有％以上的人以大米為主食，其含硒量高低直接影響機(jī)體的硒營養(yǎng)水平，富硒大米是人體補充硒的主要來源。而玉米和大豆富硒可以發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品精深加工，增加產(chǎn)品的附加值，而且富硒玉米可以成為飼料作為動物體內(nèi)硒的主要來源。


人和動物體內(nèi)的硒主要來源于食物，食物源硒攝入不足，將影響到人和動物的健康生長。自然界食物中硒的來源主要依賴于土壤，僅靠天然食物中的硒難以滿足人體的正常需要，膳食中硒攝人量的不足可造成人體低硒狀態(tài)，缺硒已嚴(yán)重威脅人類的身體健康并造成潛在危害。世界上共40多個國家和地區(qū)缺硒，我國也有也是缺硒國家。缺乏可導(dǎo)致多種疾病，如克山病、大骨節(jié)病與心肌病等。相反，當(dāng)硒含量過高時會形成硒毒土壤，中國湖北省恩施、陜西省紫陽均報道了硒中毒案例，另外，動物硒中毒在全世界富硒地區(qū)都有所發(fā)現(xiàn)。土壤中硒的含量和形態(tài)直接影響著植物對硒的吸收狀況，硒通過食物鏈進(jìn)人人和動......